CN113480941B - 一种超疏水涂料及使用该涂料制备水泥基超疏水表面的方法 - Google Patents
一种超疏水涂料及使用该涂料制备水泥基超疏水表面的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113480941B CN113480941B CN202110849415.6A CN202110849415A CN113480941B CN 113480941 B CN113480941 B CN 113480941B CN 202110849415 A CN202110849415 A CN 202110849415A CN 113480941 B CN113480941 B CN 113480941B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cement
- super
- copper mesh
- hydrophobic
- based material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000004568 cement Substances 0.000 title claims abstract description 101
- 230000003075 superhydrophobic effect Effects 0.000 title claims abstract description 87
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 68
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 60
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 60
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 60
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 17
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 15
- QJZYHAIUNVAGQP-UHFFFAOYSA-N 3-nitrobicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid Chemical compound C1C2C=CC1C(C(=O)O)C2(C(O)=O)[N+]([O-])=O QJZYHAIUNVAGQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- REYJJPSVUYRZGE-UHFFFAOYSA-N Octadecylamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCN REYJJPSVUYRZGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000004021 humic acid Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000005543 nano-size silicon particle Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims description 12
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 12
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims description 11
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 11
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 8
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 7
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 claims description 7
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 claims description 7
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 7
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 7
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 6
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 3
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 claims description 3
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 claims 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract description 3
- 238000010422 painting Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 6
- 244000137852 Petrea volubilis Species 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 238000002715 modification method Methods 0.000 description 4
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 2
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000009440 infrastructure construction Methods 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D197/00—Coating compositions based on lignin-containing materials
- C09D197/005—Lignin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/4505—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements characterised by the method of application
- C04B41/455—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements characterised by the method of application the coating or impregnating process including a chemical conversion or reaction
- C04B41/4558—Coating or impregnating involving the chemical conversion of an already applied layer, e.g. obtaining an oxide layer by oxidising an applied metal layer
- C04B41/456—Coating or impregnating involving the chemical conversion of an already applied layer, e.g. obtaining an oxide layer by oxidising an applied metal layer the conversion only taking place under certain conditions, e.g. avoiding damage of underlaying layers or parts of the substrate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
- C04B41/81—Coating or impregnation
- C04B41/85—Coating or impregnation with inorganic materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/63—Additives non-macromolecular organic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/011—Nanostructured additives
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Devices For Post-Treatments, Processing, Supply, Discharge, And Other Processes (AREA)
Abstract
本发明属于涂料与涂装技术领域，具体涉及一种超疏水涂料及使用该涂料制备水泥基超疏水表面的方法。本发明是利用无水乙醇、腐殖酸、十八胺、纳米二氧化硅颗粒为原料，刻蚀水泥基表面喷涂超疏水涂料，制备水泥基超疏水表面。本发明通过在水泥基材料表面预先构建粗糙结构后喷涂预制超疏水涂料，使得水泥基超疏水涂料的接触角大于150°。该方法可以显著提高水泥基超疏水涂料与水泥基材料表面粘结性，从而提高水泥基材料耐久性。二氧化硅颗粒可以进一步增强表面粗糙程度，同刻蚀后铜网所复刻水泥基表面的结构共同构建微纳米表面形成不同梯度粗糙度表面以提高疏水性能。
Description
技术领域
本发明属于涂料与涂装技术领域，具体涉及一种超疏水涂料及使用该涂料制备水泥基超疏水表面的方法。
背景技术
水泥基材料是指以水泥作为胶凝材料的工程材料，凭借原材料丰富、价格低廉、使用性能好等优点已被广泛应用于基础设施建设中，但传统水泥基材料的亲水性和多孔性导致水可以很容易地渗透到其内部，使其物理力学性能发生恶化，特别是在寒冷潮湿的沿海地区，外界水的进入严重影响水泥基材料的使用寿命。
自然界的动植物中存在许多的超疏水现象，例如荷叶、水黾、蝴蝶、蚊子、壁虎等动植物的部分器官都具有超疏水特性，其中荷叶由于其表面有无数微米级的乳突所构建的粗糙结构，以及表面覆有一层蜡质物质降低其表面能，从而导致荷叶具有疏水效应，根据该现象，制备超疏水水泥基材料首先需要构建粗糙表面。
目前，对水泥基材料疏水改性方法分为整体超疏水改性法和表面超疏水改性法，其中表面超疏水改性法目前应用较为广泛，但经过传统水泥基超疏水表面改性后的水泥基材料耐磨性一直存在问题，水泥基材料在长期使用过程中，受环境因素影响会导致涂料大量脱落，从而导致水泥基材料丧失疏水性能。目前，相关研究的制备方法较为复杂，且成本较高。
发明内容
本发明为了解决以上存在的问题，提供一种超疏水涂料及使用该涂料制备水泥基超疏水表面的方法。本发明在水泥基材料制备过程中对其表面进行处理，通过构建微纳米表面形成不同梯度粗糙度表面以提高疏水性能，再对其表面喷涂超疏水涂料以降低其表面能，该表面由于其分层次的粗糙结构可以较好的结合涂料与水泥基材料，使得其可以更好的与低表面能涂料进行结合，从而大幅度提高水泥基材料表面耐磨性，延长超疏水水泥基材料使用寿命。
为了实现上述目的，本发明提供下述技术方案。
本发明所述的一种超疏水涂料，由包括以下重量份数的原料组成：
50～60份无水乙醇、1～2.5份腐殖酸、0.6～1.8份十八胺、0.5份～3份纳米二氧化硅颗粒。
进一步地，所述的一种超疏水涂料的制备方法为在烧杯中加入无水乙醇、腐殖酸、十八胺及纳米二氧化硅颗粒，所得溶液进行磁力搅拌，速度为1100r/min～1700r/min，时间2h～6h，然后在高速离心机下用无水乙醇冲洗超疏水涂料三次，得到最终超疏水涂料。
所述的水泥基超疏水表面，包括以下制备步骤。
步骤1、将铜网切割成一定尺寸；在超声条件下，将铜网浸入丙酮中清洗，以除去表面的油污。
步骤2、将步骤1的铜网浸入酸性溶液中，以除去铜网表面的氧化铜，然后用去离子水冲洗铜网表面。
步骤3、在超声条件下，将步骤2的铜网浸入刻蚀溶液中刻蚀。
步骤4、将化学刻蚀处理后的铜网放入模具底部，按一定质量比例将硅酸盐水泥、细砂和水放入模具中制备M30砂浆，并在脱模后取下铜网。
步骤5、养护28d后水泥基材料表面喷涂制备好的超疏水涂料以降低水泥基材料表面能。
进一步地，步骤1所述的铜网尺寸为20mm～100mm×20mm～100mm，铜网孔径为60～100微米。
进一步地，步骤2所述的酸性溶液包含稀盐酸、稀硫酸和稀硝酸中的一种或几种。
进一步地，步骤3所述的刻蚀溶液为含有1.2mmol/L～2mmol/L十六烷基三甲基溴化胺的5mmol/L～10mmol/L硝酸溶液。
进一步地，步骤3所述的刻蚀时间为10～35min。
进一步地，步骤4所述的硅酸盐水泥、细砂和水的质量比例为1：2.4～3：0.4～0.6。
将所述制备的超疏水水泥基材料静置3天，测量其表面接触角大于150°，作为优选，砂浆试件尺寸为50mm×50mm×10mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下。
1）本发明通过在水泥基材料表面预先构建粗糙结构，使得水泥基超疏水涂料的接触角大于150°。
2）本发明提供的水泥基表面可以显著提高水泥基超疏水涂料与水泥基材料表面粘结性，提高使用过程中机械强度。
3）本发明中所使用的材料以硅烷类有机物为主，二氧化硅纳米颗粒等无机材料为辅且均不含氟，可减小对生态环境影响。
4）超疏水涂料中加入二氧化硅颗粒可以进一步增强表面粗糙程度，同刻蚀后铜网所复刻水泥基表面的结构共同构建微纳米表面形成不同梯度粗糙度表面以提高疏水性能。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。实施例中未注明具体条件的实验方法，通常为本领域常规方法。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种超疏水涂料，由包括以下重量份数的原料组成：
50～60份无水乙醇、1～2.5份腐殖酸、0.6～1.8份十八胺、0.5份～3份纳米二氧化硅颗粒。
进一步地，所述的一种超疏水涂料的制备方法为在烧杯中加入无水乙醇、腐殖酸、十八胺及纳米二氧化硅颗粒，所得溶液进行磁力搅拌，速度为1100r/min～1700r/min，时间2h～6h，然后在高速离心机下用无水乙醇冲洗超疏水涂料三次，得到最终超疏水涂料。
所述的水泥基超疏水表面，包括以下制备步骤。
步骤1、将铜网切割成一定尺寸；在超声条件下，将铜网浸入丙酮中清洗，以除去表面的油污。
步骤2、将步骤1的铜网浸入酸性溶液中，以除去铜网表面的氧化铜，然后用去离子水冲洗铜网表面。
步骤3、在超声条件下，将步骤2的铜网浸入刻蚀溶液中刻蚀。
步骤4、将化学刻蚀处理后的铜网放入模具底部，按一定质量比例将硅酸盐水泥、细砂和水放入模具中制备M30砂浆，并在脱模后取下铜网。
步骤5、养护28d后水泥基材料表面喷涂制备好的超疏水涂料以降低水泥基材料表面能。
进一步地，步骤1所述的铜网尺寸为20mm～100mm×20mm～100mm，铜网孔径为60～100微米。
进一步地，步骤2所述的酸性溶液包含稀盐酸、稀硫酸和稀硝酸中的一种或几种。
进一步地，步骤3所述的刻蚀溶液为含有1.2mmol/L～2mmol/L十六烷基三甲基溴化胺的5mmol/L～10mmol/L硝酸溶液。
进一步地，步骤3所述的刻蚀时间为10～35min。
进一步地，步骤4所述的硅酸盐水泥、细砂和水的质量比例为1：2.4～3：0.4～0.6。
将所述制备的超疏水水泥基材料静置3天，测量其表面接触角大于150°，作为优选，砂浆试件尺寸为50mm×50mm×10mm。
实施例1。
1）将铜网切割成大小50mm×50mm。在超声条件下，将孔径60微米铜网浸入丙酮中清洗，以除去表面的油污。
2）接着浸入稀盐酸溶液中，以除去铜网表面的氧化铜，然后用去离子水冲洗铜网表面。
3）在超声条件下，将预处理好的铜网浸入含有1.2mmol/L十六烷基三甲基溴化胺的5mmol/L硝酸溶液中刻蚀10min。
4）将化学刻蚀处理后的铜网放入模具底部，按质量比1:3:0.4比例将硅酸盐水泥、细砂和水放入模具中制备M30砂浆，并在脱模后取下铜网。
5）在烧杯中加入50份无水乙醇、1份腐殖酸、0.6份十八胺及0.75份纳米二氧化硅颗粒，所得溶液在1100r/min速度下磁力搅拌2h，然后在高速离心机下用无水乙醇冲洗超疏水涂料三次。
6）养护28d后水泥基材料表面喷涂步骤5中的超疏水涂料，以降低水泥基材料表面能。
将上述的超疏水水泥基材料静置3天，采用接触角测量仪测量该超疏水涂料对水泥基材料表面的接触角，测得的接触角为158°。
将混凝土块有超疏水混凝土涂层的一面向下与800目砂纸相对放在砂纸表面，将砂纸固定，在水泥基块上放置500g砝码，砝码与水泥基块自身重量此时在下表面形成约1950 Pa的压强，相互摩擦20m时，接触角为158°，几乎无变化。
实施例2。
1）将铜网切割成大小50mm×50mm。在超声条件下，将孔径80微米铜网浸入丙酮中清洗，以除去表面的油污。
2）接着浸入稀硝酸溶液中，以除去铜网表面的氧化铜，然后用去离子水冲洗铜网表面。
3）在超声条件下，将预处理好的铜网浸入含有1.5mmol/L十六烷基三甲基溴化胺的5.5mmol/L硝酸溶液中刻蚀12min。
4）将化学刻蚀处理后的铜网放入模具底部，按质量比1:3:0.4比例将硅酸盐水泥、细砂和水放入模具中制备M30砂浆，并在脱模后取下铜网。
5）在烧杯中加入55份无水乙醇、1.25份腐殖酸、1.2份十八胺及1.5份纳米二氧化硅颗粒，所得溶液在1200r/min速度下磁力搅拌4h，然后在高速离心机下用无水乙醇冲洗超疏水涂料三次。
6）养护28d后水泥基材料表面喷涂步骤5中的超疏水涂料，以降低水泥基材料表面能。
将上述的超疏水水泥基材料静置3天，采用接触角测量仪测量该超疏水涂料对水泥基材料表面的接触角，测得的接触角为162°。
将混凝土块有超疏水混凝土涂层的一面向下与800目砂纸相对放在砂纸表面，将砂纸固定，在水泥基块上放置500g砝码，砝码与水泥基块自身重量此时在下表面形成约1950Pa的压强，相互摩擦20m时，接触角为160°，几乎无变化。
实施例3。
1）将铜网切割成大小50mm×50mm。在超声条件下，将孔径90微米铜网浸入丙酮中清洗，以除去表面的油污。
2）接着浸入稀盐酸和稀硫酸混合溶液中，以除去铜网表面的氧化铜然后用去离子水冲洗铜网表面。
3）在超声条件下，将预处理好的铜网浸入含有1.6mmol/L十六烷基三甲基溴化胺的9mmol/L硝酸溶液中刻蚀15min。
4）将化学刻蚀处理后的铜网放入模具底部，按质量比1:3:0.4将硅酸盐水泥、细砂和水放入模具中制备M30砂浆，并在脱模后取下铜网。
5）在烧杯中加入60份无水乙醇、2份腐殖酸、1.8份十八胺及2.5份纳米二氧化硅颗粒，所得溶液在1300r/min速度下磁力搅拌6h，然后在高速离心机下用无水乙醇冲洗超疏水涂料三次。
6）养护28d后水泥基材料表面喷涂纳米二氧化硅颗粒及十八胺接枝腐殖酸混合溶液以降低水泥基材料表面能。
将上述的超疏水水泥基材料静置3天，采用接触角测量仪测量该超疏水涂料对水泥基材料表面的接触角，测得的接触角为152°。
将混凝土块有超疏水混凝土涂层的一面向下与800目砂纸相对放在砂纸表面，将砂纸固定，在水泥基块上放置500g砝码，砝码与水泥基块自身重量此时在下表面形成约1950Pa的压强，相互摩擦20m时，接触角为152°，几乎无变化。
对比例1。
1）按质量比1:3:0.4将硅酸盐水泥、细砂和水放入模具中制备M30砂浆。
2）在烧杯中加入50份无水乙醇、1份腐殖酸、0.6份十八胺及0.75份纳米二氧化硅颗粒，所得溶液在1100r/min速度下磁力搅拌2h，然后在高速离心机下用无水乙醇冲洗超疏水涂料三次。
3）养护28d后水泥基材料表面喷涂纳米二氧化硅颗粒及十八胺接枝腐殖酸混合溶液以降低水泥基材料表面能。
将上述的超疏水水泥基材料静置3天，采用接触角测量仪测量该超疏水涂料对水泥基材料表面的接触角，测得的接触角为151°。
将混凝土块有超疏水混凝土涂层的一面向下与800目砂纸相对放在砂纸表面，将砂纸固定，在水泥基块上放置500g砝码，砝码与水泥基块自身重量此时在下表面形成约1950 Pa的压强，相互摩擦20m时，接触角为135°
对比例2。
1）将铜网切割成大小50mm×50mm。在超声条件下，将孔径60微米铜网浸入丙酮中清洗，以除去表面的油污。
2）接着浸入稀盐酸溶液中，以除去铜网表面的氧化铜然后用去离子水冲洗铜网表面。
3）在超声条件下，将预处理好的铜网浸入含有1.2mmol/L十六烷基三甲基溴化胺的5mmol/L硝酸溶液中刻蚀10min。
4）将化学刻蚀处理后的铜网放入模具底部，按1:3:0.4比例将硅酸盐水泥、细砂和水放入模具中制备M30砂浆，并在脱模后取下铜网。
5）在烧杯中加入50份无水乙醇、1份腐殖酸、0.6份十八胺，所得溶液在1100r/min速度下磁力搅拌2h，然后在高速离心机下用无水乙醇冲洗超疏水涂料三次。
6）养护28d后水泥基材料表面喷涂步骤5中的超疏水涂料，以降低水泥基材料表面能。
将上述的超疏水水泥基材料静置3天，采用接触角测量仪测量该超疏水涂料对水泥基材料表面的接触角，测得的接触角为152°。
将混凝土块有超疏水混凝土涂层的一面向下与800目砂纸相对放在砂纸表面，将砂纸固定，在水泥基块上放置500g砝码，砝码与水泥基块自身重量此时在下表面形成约1950 Pa的压强，相互摩擦20m时，接触角为130°。
对比例3。
1）按1:3:0.4比例将硅酸盐水泥、细砂和水放入模具中制备M30砂浆。
2）在烧杯中加入50份无水乙醇、1份腐殖酸、0.6份十八胺，所得溶液在1100r/min速度下磁力搅拌2h，然后在高速离心机下用无水乙醇冲洗超疏水涂料三次。
3）养护28d后水泥基材料表面喷涂步骤5中的超疏水涂料，以降低水泥基材料表面能。
将上述的超疏水水泥基材料静置3天，采用接触角测量仪测量该超疏水涂料对水泥基材料表面的接触角，测得的接触角为150°。
将混凝土块有超疏水混凝土涂层的一面向下与800目砂纸相对放在砂纸表面，将砂纸固定，在水泥基块上放置500g砝码，砝码与水泥基块自身重量此时在下表面形成约1950 Pa的压强，相互摩擦20m时，接触角为121°。
实施例水泥基超疏水表面与砂纸摩擦后接触角几乎无变化，而对比例水泥基超疏水表面与砂纸摩擦后接触角大幅度降低导致失去超疏水性能。因此，可以得出本发明使用超疏水涂料制备水泥基超疏水表面机械强度高。
Claims (6)
1.一种超疏水水泥基材料，其特征在于，包括以下制备步骤：
步骤1、将铜网切割成一定尺寸，铜网孔径为60～100微米；在超声条件下，将铜网浸入丙酮中清洗，以除去表面的油污；
步骤2、将步骤1的铜网浸入酸性溶液中，以除去铜网表面的氧化铜，然后用去离子水冲洗铜网表面；
步骤3、在超声条件下，将步骤2的铜网浸入刻蚀溶液中刻蚀，刻蚀溶液为含有1.2mmol/L～2mmol/L十六烷基三甲基溴化铵的5mmol/L～10mmol/L硝酸溶液；
步骤4、将化学刻蚀处理后的铜网放入模具底部，按一定质量比例将硅酸盐水泥、细砂和水放入模具中制备M30砂浆，并在脱模后取下铜网；
步骤5、养护28d后在水泥基材料表面喷涂制备好的超疏水涂料，制得超疏水水泥基材料；
所述的超疏水涂料，包括以下重量份数的原料：50～60份无水乙醇、1～2.5份腐殖酸、0.6～1.8份十八胺、0.5份～3份纳米二氧化硅颗粒。
2.如权利要求1所述的一种超疏水水泥基材料，其特征在于，所述步骤1中的铜网尺寸为20mm～100mm×20mm～100mm。
3.如权利要求1所述的一种超疏水水泥基材料，其特征在于，所述步骤2中的酸性溶液包含稀盐酸、稀硫酸和稀硝酸中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的一种超疏水水泥基材料，其特征在于，所述步骤3中的刻蚀时间为10～35min。
5.如权利要求1所述的一种超疏水水泥基材料，其特征在于，所述步骤4中的硅酸盐水泥、细砂和水的质量比例为1：2.4～3：0.4～0.6。
6.如权利要求1所述的一种超疏水水泥基材料，其特征在于，将所述制备的超疏水水泥基材料静置3天，测量其表面接触角大于150°。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110849415.6A CN113480941B (zh) | 2021-07-27 | 2021-07-27 | 一种超疏水涂料及使用该涂料制备水泥基超疏水表面的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110849415.6A CN113480941B (zh) | 2021-07-27 | 2021-07-27 | 一种超疏水涂料及使用该涂料制备水泥基超疏水表面的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113480941A CN113480941A (zh) | 2021-10-08 |
| CN113480941B true CN113480941B (zh) | 2022-05-20 |
Family
ID=77943839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110849415.6A Expired - Fee Related CN113480941B (zh) | 2021-07-27 | 2021-07-27 | 一种超疏水涂料及使用该涂料制备水泥基超疏水表面的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113480941B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116477882A (zh) * | 2023-04-17 | 2023-07-25 | 中南大学 | 一种基于荷叶效应的红层泥岩仿生超疏水结构制备方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104888498A (zh) * | 2015-06-12 | 2015-09-09 | 东南大学 | 一种用于油水分离的耐久性超疏水超亲油泡沫铜制备方法 |
| CN105401153A (zh) * | 2015-08-26 | 2016-03-16 | 上海电力学院 | 一种具有耐蚀性能的纯铜超疏水表面的制备方法 |
| CN106187314A (zh) * | 2016-07-30 | 2016-12-07 | 王法军 | 一种硅酸盐水泥制品超疏水表面的加工方法 |
| CN106752255A (zh) * | 2017-01-20 | 2017-05-31 | 兰州交通大学 | 一种材料表面防护用超疏水涂层喷剂及其制备和使用方法 |
| CN107244847A (zh) * | 2016-11-16 | 2017-10-13 | 大连理工大学 | 一种高硬度耐磨超疏水混凝土的制备方法 |
| CN109928682A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-06-25 | 山东科技大学 | 一种疏水亲油可降解油污的海洋混凝土的制备方法 |
| CN111548095A (zh) * | 2020-06-02 | 2020-08-18 | 江苏理工学院 | 一种硅酸盐水泥硬化浆体表面超疏水改性方法 |
-
2021
- 2021-07-27 CN CN202110849415.6A patent/CN113480941B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104888498A (zh) * | 2015-06-12 | 2015-09-09 | 东南大学 | 一种用于油水分离的耐久性超疏水超亲油泡沫铜制备方法 |
| CN105401153A (zh) * | 2015-08-26 | 2016-03-16 | 上海电力学院 | 一种具有耐蚀性能的纯铜超疏水表面的制备方法 |
| CN106187314A (zh) * | 2016-07-30 | 2016-12-07 | 王法军 | 一种硅酸盐水泥制品超疏水表面的加工方法 |
| CN107244847A (zh) * | 2016-11-16 | 2017-10-13 | 大连理工大学 | 一种高硬度耐磨超疏水混凝土的制备方法 |
| CN106752255A (zh) * | 2017-01-20 | 2017-05-31 | 兰州交通大学 | 一种材料表面防护用超疏水涂层喷剂及其制备和使用方法 |
| CN109928682A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-06-25 | 山东科技大学 | 一种疏水亲油可降解油污的海洋混凝土的制备方法 |
| CN111548095A (zh) * | 2020-06-02 | 2020-08-18 | 江苏理工学院 | 一种硅酸盐水泥硬化浆体表面超疏水改性方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113480941A (zh) | 2021-10-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111620715A (zh) | 一种水性渗透结晶型混凝土表层修复增强材料及其制备方法和应用 | |
| CN114478064B (zh) | 一种混凝土养护剂、养护涂层及其制备方法 | |
| US20220371960A1 (en) | Anti-corrosive concrete grouting material for coastal structure connection and method for preparing the same | |
| CN107473624B (zh) | 一种基于硅烷表面处理后钢纤维的水泥基复合材料 | |
| CN112079593B (zh) | 一种硅氧烷改性的超疏水地聚合物防腐材料及其制备方法 | |
| CN113480941B (zh) | 一种超疏水涂料及使用该涂料制备水泥基超疏水表面的方法 | |
| CN115159910B (zh) | 一种房屋建造用高强度防水混凝土的制备方法及其应用 | |
| CN112645647B (zh) | 一种纳米二氧化硅改性地聚合物防腐砂浆及其制备方法 | |
| CN113773011A (zh) | 一种憎水纤维增强水泥基复合材料及制备方法 | |
| CN111704399B (zh) | 一种高流变性地聚合物砂浆及其制备方法 | |
| CN114409286A (zh) | 一种超疏水磷酸基地质聚合物的制备方法 | |
| CN110540768B (zh) | 一种混凝土防腐涂层及其制备方法 | |
| KR100696184B1 (ko) | 하이브리드 보수 모르타르 조성물 | |
| CN116253536B (zh) | 一种碱激发地聚物涂料及其制备方法和应用 | |
| CN109437967B (zh) | 一种纳米二氧化硅密实混凝土的制备方法 | |
| CN106967969A (zh) | 一种获得钢体表面陶化‑硅烷复合改性层的方法及改性液 | |
| AU2021101939A4 (en) | A concrete durability surface protection intervention material and a preparation method thereof | |
| CN115504726A (zh) | 一种缓释憎水微胶囊及憎水混凝土的制备方法 | |
| CN113480241A (zh) | 一种抗冻抗开裂混凝土及其制备方法 | |
| He et al. | Effect of matrix modification on durability of cementitious composites in an acid rain environment | |
| CN116355445B (zh) | 一种具有疏水单元的防腐防护涂层及其制备方法与应用 | |
| CN116283162B (zh) | 一种再生混凝土及其加工工艺 | |
| Du | Study on the influence of anticorrosive coating on chloride ion erosion resistance of concret | |
| Liu et al. | Hardening Performance and Mechanism of Fluosilicate Surface Treatment Agent on Cement-Based Materials | |
| CN114956684A (zh) | 用于水泥基表面的超疏水自清洁涂料、涂层及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20220520 |