CN113801535B - 一种用于制备超滑移涂层的涂料及其应用 - Google Patents

一种用于制备超滑移涂层的涂料及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于制备超滑移涂层的涂料及其应用，属于材料表面处理技术领域。所述超滑移涂料由A液与B液按比例混合搅拌均匀而成，其中纳米二氧化硅颗粒、润滑剂、硅烷偶联剂溶于有机溶剂搅拌均匀得到A液，环氧树脂溶解于有机溶剂中得到B液。将超滑移涂料采用浸涂、喷涂、旋涂、刷涂、辊涂等方法涂覆在清洁的固体表面，将涂覆有固态滑移涂料的样品倾斜置于室温下或者采用烘箱低温烘干完成涂层的固化处理，得到超滑移涂层。本发明制备方法简单，获得的超滑移涂层具有高防粘性能、与基底结合强度高、耐久性好、高透明度等特点。

Description

一种用于制备超滑移涂层的涂料及其应用
技术领域
本发明属于材料表面处理技术领域，涉及一种用于制备超滑移涂层的涂料及其应用，具体涉及一种在固体表面获得超滑移涂层的制备方法。
背景技术
城市的公交站牌、电线杆、街道墙壁等地随处可见一些小广告，这些城市小广告又被称之为“城市牛皮癣”。“城市牛皮癣”的存在不仅损毁了公共设施，而且还具有数量大、清理困难、存在虚假信息等问题，严重影响市容以及城市的文明形象，因而一直以来受到人们的诟病。
现有治理“城市牛皮癣”的方案可通过预先刷涂具有防粘效果的特殊涂层以达到粘性小广告无法附着在载体表面的目的。CA109881192A公布了一种仿生防粘表面及其制备方法，具体为，将高速钢表面打磨抛光、清洗、除油，然后利用纳秒激光对高速钢进行加工构建表面微纳米结构并采用氟硅烷- 乙醇溶液进行低表面能改性构建出仿生超疏水表面。尽管该表面具有一定的防粘能力，但该表面具有机械稳定性差、易被污染、基底选择受限以及使用的含氟化学物质对人体有害等缺点，故阻碍其大范围推广应用。CN112126101A公布了一种采用润滑液注入式的超滑移表面的制备方法，该方法利用模板复刻法在PDMS基底上构建出微纳米结构，然后通过灌注亲水性润滑油制备出超滑移表面。这种润滑油注入式的超滑移表面很容易在水流的冲刷作用下将表面的润滑油带走进而丧失超滑移性能。CN112457738A公布了一种采用醇溶液硼改性酚醛树脂的硬质合金烧结防粘涂料的制备方法，具体为，将固体隔离粉体和含有醇溶性硼改性酚醛树脂的液体粘结剂混合制成防粘涂料，将制好的防粘涂料均匀刷涂在基底表面，然后采用低温烘干以及高温烧结的方式得到固态的防粘涂层。虽然该方法可以得到固态形式的防粘涂层，但是该方案制备的涂层需要采用150℃的低温烘干以及1000℃以上的高温烧结，因而并不适用于在户外环境施工。
综上所述，现有的防粘涂层存在机械稳定性差、易失效、难以户外施工等缺点。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提出一种具有较好机械稳定性和耐久性且可户外施工的超滑移涂层制备方法。除了水滴在该涂层表面可快速滑落外，具有粘性的胶带、贴纸等都无法粘贴到该涂层表面。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种用于制备超滑移涂层的涂料，所述的超滑移涂料由A液与B液按比例混合而成：
所述的A液由纳米二氧化硅颗粒、润滑剂、硅烷偶联剂溶于有机溶剂中制备而成，其中，润滑剂与纳米二氧化硅的质量比为10：1～100：1，润滑剂与硅烷偶联剂的质量比为10：1～1： 1，润滑剂与有机溶剂的质量比≤1:1；室温下将溶质加入溶剂中搅拌混合均匀制得A液。
所述的B液由环氧树脂溶解于有机溶剂中制备而成。
所述A液中润滑剂与B液中环氧树脂的质量比为1：1～10：1。
进一步的，所述A液中纳米颗粒直径为10nm～500nm之间。
进一步的，所述A液中润滑剂包括硅油、全氟聚醚硅油、杜邦Krytox润滑油等。
进一步的，所述A液中搅拌时间应不小于1小时。
进一步的，所述A液中有机溶剂包括乙酸乙酯、丙酮等。
进一步的，所述B液中有机溶剂包括乙酸乙酯、丙酮等。
一种用于制备超滑移涂层的涂料的应用，将其用于制备超滑移涂层，包括以下步骤：
(1)涂料配置：将A液与B液混合搅拌不小于1小时，得到用于涂覆的超滑移涂料。
(2)涂覆处理：将步骤(1)中获得的涂料涂覆于固体基底上。
(3)固化处理：将步骤(2)中获得的涂层置于5℃～200℃空气氛围中1小时以上进行固化，干燥后即可获得超滑移涂层。
进一步的，所述步骤(1)涂覆完成后，将样品倾斜、静置，使固体表面形成均匀的涂层，所述的倾斜角度为15°～90°。
进一步的，所述步骤(2)中涂覆方式包括但不限于浸涂、喷涂、旋涂、刷涂、辊涂等，涂覆工具需保持清洁干燥。
本发明与现有的防粘涂层相比具有如下优点：
1)本发明可在室内外采用浸涂、喷涂、旋涂、刷涂、辊涂等涂覆方式进行施工，操作过程简单，且易实现大面积制备。
2)本发明可应用于生产生活中各种常见基底，包括但不限于金属、玻璃、皮革、帆布、木材以及塑料等固体表面。
3)本发明制备的超滑移涂层表面质地坚硬且光滑，具有较好的机械稳定性和耐久性。
4)本发明制备的超滑移涂层具有较好的透明度，透光率超过80％。
附图说明
图1为本发明的一种超滑移涂层的制备流程示意图。
图1中：1为A液，成分包括纳米二氧化硅颗粒、润滑剂、硅烷偶联剂以及有机溶剂；2为B液，成分包括环氧树脂、有机溶剂；3为A液与B液混合后的涂料；4为固体基底；5 为固化后的超滑移涂层。
图2为5μL水滴在实施例1获得的铝板表面的接触角照片。
图3为5μL水滴在实施例1获得的铝板表面滑动过程图(倾斜角度为3°)。
图4为液体胶水(得力牌，NO.7303)在实施例1获得的铝板表面滑动过程图(倾斜角度为10°)。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
实施例1：
(1)金属基底的预处理：
将购买的6061铝板依次用丙酮、酒精以及去离子水超声清洗以去除表面油污及杂质。
(2)涂料配置：
涂料配置过程如附图1所示，在室温条件下，将1.0g直径为500nm的二氧化硅颗粒、10.0g硅油、10.0g乙酸乙酯、10.0g硅烷偶联剂混合于烧杯中，使用磁力搅拌器搅拌，以500r/min的速度搅拌2.0小时后获得A液；将10.0g环氧树脂完全溶解于10.0g乙酸乙酯中，作为B溶液；将A液与B液混合后，使用磁力搅拌器以500r/min的速度搅拌2.0小时后完成超滑移涂料的配置。
(3)涂覆处理：
将步骤(1)中得到的铝板浸没在步骤(2)配置的涂料中，将完全被涂料浸没的铝板取出，然后将铝板放置在倾角为15°的平台上1小时以使多余的涂料流走并在样品表面形成一层均匀稳定的涂层。
(4)涂层固化处理：
将步骤(3)制备的样品放置在5℃空气氛围下干燥，晾置20.0小时后完成固化处理。根据附图2和3可以看出在铝板表面制备的超滑移涂层上的水滴可以以很小的角度滑落。此外，根据附图4可以看出即使是粘性很大的液体胶水(得力牌，NO.7303)也能从该超滑移表面滑走，具有很强的抗粘性能。
实施例2：
(1)玻璃基底的预处理：
将购买的载玻片依次用丙酮、酒精以及去离子水超声清洗以去除表面油污及杂质。
(2)涂料配置：
在室温条件下，将0.1g直径为10nm的二氧化硅颗粒、10.0g全氟聚醚硅油、10.0g丙酮、1.0g硅烷偶联剂混合于烧杯中，使用磁力搅拌器搅拌，以500r/min的速度搅拌2.0小时后获得A液；将1.0g环氧树脂完全溶解于5.0g丙酮中，作为B溶液；将A液与B液混合后，使用磁力搅拌器以500r/min的速度搅拌2.0小时后完成超滑移涂料的配置。
(3)涂覆处理：
将步骤(2)配置的涂料装入压力喷笔的容器中，控制喷笔的压力为0.8Mpa，使用喷笔均匀的将涂料均匀喷涂在步骤(1)得到的载玻片上，喷涂完毕后将载玻片放置在倾角为30°的平台上1小时以使多余的涂料流走并在载玻片表面形成一层均匀稳定的涂层。
(4)涂层固化处理：
将步骤(3)制备的样品放置在200℃空气氛围下干燥，晾置1小时后完成固化处理。
实施例3：
(1)帆布的预处理：
将购买的帆布用酒精面擦拭去除表面油污以及灰尘，擦拭完毕后空气中自然晾干。
(2)涂料配置：
在室温条件下，将0.3g直径为200nm的二氧化硅颗粒、10.0g杜邦Krytox润滑油、10.0 g丙酮、3.0g硅烷偶联剂混合于烧杯中，使用磁力搅拌器搅拌，以500r/min的速度搅拌2.0 小时后获得A液；将3.0g环氧树脂完全溶解于6.0g乙酸乙酯中，作为B溶液；将A液与B液混合后，使用磁力搅拌器以500r/min的速度搅拌2.0小时后完成超滑移涂料的配置。
(3)涂覆处理：
使用毛刷将步骤(2)中获得的涂料均匀刷涂在步骤(1)得到的帆布表面，可通过多次刷涂的方式使得帆布表面的涂层更加均匀。刷涂完毕后将帆布垂直挂置1小时以使多余的涂料流走并在帆布表面形成一层均匀稳定的涂层。
(4)涂层固化处理：
将步骤(3)制备的样品放置在100℃空气氛围下干燥，晾置2.0小时后完成固化处理。
实施例4：
(1)木板的预处理：
用推刨将木板的表面加工平整。
(2)涂料配置：
在室温条件下，将0.6g直径为300nm的二氧化硅颗粒、10.0g杜邦Krytox润滑油、10.0 g乙酸乙酯、7.0g硅烷偶联剂混合于烧杯中，使用磁力搅拌器搅拌，以500r/min的速度搅拌 2.0小时后获得A液；将6.0g环氧树脂完全溶解于10.0g丙酮中，作为B溶液；将A液与B液混合后，使用磁力搅拌器以500r/min的速度搅拌2.0小时后完成超滑移涂料的配置。
(3)涂覆处理：
使用毛刷将步骤(2)中获得的涂料均匀刷涂在步骤(1)得到的木板表面，可通过多次刷涂的方式使得木板表面的涂层更加均匀。刷涂完毕后将木板倾斜30°放置1小时以使多余的涂料流走并在帆布表面形成一层均匀稳定的涂层。
(4)涂层固化处理：
将步骤(3)制备的样品放置在25℃空气氛围下干燥，晾置10小时后完成固化处理。
以上所述实施例仅表达本发明的实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利的范围的限制，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于制备超滑移涂层的涂料，其特征在于，所述的涂料由A液与B液按比例混合而成：
所述的A液由纳米二氧化硅颗粒、润滑剂、硅烷偶联剂溶于有机溶剂中制备而成，其中，润滑剂与纳米二氧化硅的质量比为10：1~100：1，润滑剂与硅烷偶联剂的质量比为10：1~1：1，润滑剂与有机溶剂的质量比≤1:1；室温下将溶质加入溶剂中搅拌混合均匀制得A液；所述A液中纳米颗粒直径为10 nm ~ 500 nm之间；
所述的B液由环氧树脂溶解于有机溶剂中制备而成；
所述A液中润滑剂与B液中环氧树脂的质量比为1：1~10：1；
所述A液中润滑剂包括硅油、全氟聚醚硅油、杜邦Krytox润滑油；
所述A液中搅拌时间应不小于1小时。
2.根据权利要求1所述的一种用于制备超滑移涂层的涂料，其特征在于，所述A液中有机溶剂包括乙酸乙酯、丙酮。
3.根据权利要求1所述的一种用于制备超滑移涂层的涂料，其特征在于，所述B液中有机溶剂包括乙酸乙酯、丙酮。
4.一种权利要求1-3任一所述的用于制备超滑移涂层的涂料的应用，将其用于制备超滑移涂层，其特征在于，包括以下步骤：
（1）涂料配置：将A液与B液混合搅拌不小于1小时，得到用于涂覆的超滑移涂料；
（2）涂覆处理：将步骤（1）中获得的涂料涂覆于固体基底上；
（3）固化处理：将步骤（2）中获得的涂层置于5℃~200℃空气氛围中1小时以上进行固化，干燥后即可获得超滑移涂层。
5.根据权利要求4所述的用于制备超滑移涂层的涂料的应用，其特征在于，所述步骤（1）涂覆完成后，将样品倾斜、静置，使固体表面形成均匀的涂层，倾斜角度为15°~90°。
6.根据权利要求4所述的用于制备超滑移涂层的涂料的应用，其特征在于，所述步骤（2）中涂覆方式包括浸涂、喷涂、旋涂、刷涂、辊涂。
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