CN116554761B - 一种用于雨刮器的耐磨、耐久性超疏水涂层及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及涂料的制备和应用技术，具体涉及一种用于雨刮器的耐磨、耐久性超疏水涂层及其制备方法，包括以下步骤：S1、预制粉末的制备：将环氧树脂粉末、固化剂与耐磨添加剂混合后加入到双螺杆挤出机中挤出、冷却、磨粉后即得到所述预制粉末；S2、复合粒子的制备：将改性氟化石墨烯分散处理后缓慢加入正硅酸乙酯溶液，搅拌，加入全氟辛基三乙氧基硅烷继续搅拌得到混合溶液，将混合溶液烘干即得到所述复合粒子；S3、将预制粉末与复合粒子混合，然后在基材上喷涂形成涂层，烘干后即得到所述超疏水涂层。该疏水涂层具有优异的耐磨性和超疏水性能，且有效提升了涂层的超疏水耐久性，用于雨刮器不易老化，使用寿命较长。
Description
技术领域
本发明涉及涂料的制备和应用技术，具体涉及一种用于雨刮器的耐磨、耐久性超疏水涂层及其制备方法。
背景技术
雨刮器在车辆挡风玻璃的存在必不可少，它能够清除雨雪和粉尘以改善车内成员的能见度，保证行驶安全。
尽管雨刮器可以一定程度上将雨雪从挡风玻璃上移除，但是通常由于疏水性有限留下移动的水膜或条纹而对视野产生影响。且雨刮器的工作环境严苛，来回擦拭的次数频繁，这就使得对雨刷器的疏水性能和耐磨性能的要求较高，然而目前大多数针对雨刮器的涂层存在疏水性能和耐磨性能难以兼顾的问题，此外随着时间的推移而发生退化，导致涂层出现脱落的现象，使移除雨雪的效果变差，因而雨刮器的使用寿命较短。
超疏水表面的荷叶效应使其在防水、防冰霜、防霉防腐、自清洁以及水油分离等多个领域有着广泛的应用，随着国内外学者对超疏水表面的深入探索，主要总结出了两种途径来制备超疏水涂层包括在表面能较低的材料表面建立微纳米粗糙结构或在粗糙结构表面修饰较低表面能的物质，然而有研究发现这两种所制备的超疏水涂层分别会因为与基材的界面作用力较弱和基体材料的完整性受到破坏而对超疏水涂层的使用寿命产生影响。
因此寻求一种新型超疏水涂层可以满足雨刮器的使用要求是非常有意义的。
发明内容
针对上述提到的技术问题，本发明提供了一种用于雨刮器的耐磨、耐久性超疏水涂层及其制备方法，该疏水涂层具有优异的耐磨性和超疏水性能，且有效提升了涂层的超疏水耐久性，用于雨刮器不易老化，使用寿命较长。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
本发明一方面提供了一种用于雨刮器的耐磨、耐久性超疏水涂层的制备方法，包括以下步骤：
S1、预制粉末的制备：将环氧树脂粉末、固化剂与耐磨添加剂混合后加入到双螺杆挤出机中挤出、冷却、磨粉后即得到所述预制粉末；
S2、复合粒子的制备：将改性氟化石墨烯分散处理后缓慢加入正硅酸乙酯溶液，搅拌，加入全氟辛基三乙氧基硅烷继续搅拌得到混合溶液，将混合溶液烘干即得到所述复合粒子；
S3、将预制粉末与复合粒子混合，然后在基材上喷涂形成涂层，烘干后即得到所述超疏水涂层。
在一些实施方式中，所述环氧树脂粉末的环氧值为0.05-0.2当量/100g，环氧当量为500-2000g/当量。
优选地，所述环氧树脂粉末的环氧值为0.09-0.14当量/100g，环氧当量为714-1111g/当量。
进一步地，所述环氧树脂粉末可通过市售购买得到，包括但不限于所述环氧树脂粉末购自广州市新稀冶金化工有限公司，型号为SH-550。
在一些实施方式中，固化剂包括脂肪族胺类固化剂、胺改性固化剂、芳香族胺类固化剂、聚酰胺固化剂、多异氰酸酯固化剂、酸酐固化剂中的至少一种。
优选地，所述固化剂为脂肪族胺类固化剂。
在一些实施方式中，所述环氧树脂与固化剂的重量比为100：(6-8)。
优选地，所述环氧树脂与固化剂的重量比为100：7。
在一些实施方式中，所述S1步骤中耐磨添加剂包括氟化石墨与聚四氟乙烯粉末，二者的重量比为(0.2-0.6)：1，所述耐磨添加剂的加入量为预制粉末的4-10wt％。
优选地，所述S1步骤中耐磨添加剂包括氟化石墨与聚四氟乙烯粉末，二者的重量比为(0.3-0.5)：1，所述耐磨添加剂的加入量为预制粉末的6-9wt％。
在一些实施方式中，所述氟化石墨的氟碳比＞1.10，粒径D50为50-100nm，可通过市售购买得到，优选为湖北卓熙氟化股份有限公司，型号为CFT10。
在一些实施方式中，所述聚四氟乙烯粉末的粒径分布为D50为10-70μm，D90为30-55μm。
优选地，所述聚四氟乙烯粉末的粒径分布为D50为20-60μm，D90为50μm。
本发明对聚四氟乙烯粉末的来源不做特殊限制，可通过市售购买得到，包括但不限于购自南京天诗新材料科技有限公司，型号为PTFE-0154。
在一些实施方式中，所述双螺杆挤出机的挤出参数为：螺杆长径比(12-16)：1，螺杆转速为200-300r/min，三段式升温具体为第一段85-90℃、第二段97-104℃、第三段107-120℃。
优选地，所述双螺杆挤出机的挤出参数为：螺杆长径比14：1，螺杆转速为250r/min，三段式升温具体为第一段88℃、第二段102℃、第三段118℃。
申请人发现耐磨添加剂氟化石墨和聚四氟乙烯粉末的加入量以及粒径会对最终涂层的耐磨性产生关键影响，本申请通过选用氟碳比＞1.10，粒径D50为50-100nm的氟化石墨，以及粒径D50为20-60μm，D90为50μm的聚四氟乙烯粉末，同时控制耐磨添加剂加入量为预制粉末的4-10wt％，尤其是6-9wt％时，且调控氟化石墨和聚四氟乙烯的比例可以使制备的涂层具有更小的磨损量，即耐磨性能更好，可能是由于一方面聚四氟乙烯的摩擦系数较低，其能够有利于涂层的磨损机制由剪切磨损向粘附磨损的转变，减弱了外力对涂层的破坏。但是申请人发现聚四氟乙烯所具有的非极性表面使之加入到环氧树脂中易发生团聚，与环氧树脂的界面存在缝隙，很难与之粘合，本申请通过对聚四氟乙烯粉末的粒径调控，且选择低表面自由能的小粒径氟化石墨，可以均匀分散在此体系中，填充不容易占据的狭缝或孔隙而有利于耐磨性的提升，同时结合熔融挤出的工艺参数可以很好地克服聚四氟乙烯自身之间的内聚阻力以及降低聚四氟乙烯和环氧树脂之间的界面阻力，增加了二者的交联性，从而赋予涂层优异的耐磨性。
在一些实施方式中，所述S2步骤中改性氟化石墨烯由以下步骤得到：将氟化石墨烯加入到Tris-缓冲水溶液中超声分散，加入4-(2-乙胺基)苯-1,2-二酚后得到分散液，对所述分散液进行搅拌、抽滤、烘干后得到所述改性氟化石墨烯。
在一些实施方式中，所述氟化石墨烯的粒径为3-10μm，氟碳比＞0.8。
优选地，所述氟化石墨烯的粒径为5-8μm，氟碳比＞1.0。
本发明对氟化石墨烯的来源不做特殊限制，可通过市售购买得到，优选为湖北卓熙化工股份有限公司，型号为GFX100。
在一些实施方式中，所述Tris-缓冲水溶液的pH为8-9，优选pH为8.5。
在一些实施方式中，所述每1L分散液中加入4-(2-乙胺基)苯-1,2-二酚的含量为5-7mM。
优选地，所述每1L分散液中加入4-(2-乙胺基)苯-1,2-二酚的含量为6mM。
申请人在制备复合粒子的过程中意外地发现4-(2-乙胺基)苯-1,2-二酚的加入含量会对最终涂层的超疏水性能耐久性产生影响，本申请通过在分散液中控制加入4-(2-乙胺基)苯-1,2-二酚的含量为5-7mM/L，特别是6mM/L时得到的超疏水涂层的耐久性优异，主要是由于在此浓度下4-(2-乙胺基)苯-1,2-二酚可以促使石墨烯表面形成更多的反应位点，但是石墨烯的诱导作用强弱决定着SiO2粒子能否均匀致密地负载在石墨烯粒子表面，申请人选用特定粒径的氟化石墨烯可以使得SiO2粒子均匀致密地负载在石墨烯粒子表面，且二者之间的界面结合强度较高，有助于最终的涂层表面形成稳定的超疏水的纳微多级结构，保证了超疏水性能的耐久性。
在一些实施方式中，复合粒子的用量为预制粉末的0.4-1wt％。
优选地，所述复合粒子的用量为预制粉末的0.6-0.8wt％。
更优选地，所述复合粒子的用量为预制粉末的0.7wt％。
此外，申请人还发现复合粒子的用量会对超疏水性能产生影响，本申请通过控制复合粒子的用量为预制粉末的0.4-1wt％，特别是0.6-0.8wt％时可以使涂层表面的疏水角较大，滚动角较小，表现出很强的超疏水性能，但是用量不足时则无法起到超疏水性，用量太多则也不会进一步提升疏水角，反而会对树脂的交联产生负面影响，影响涂层的强度。
在一些实施方式中，所述S2步骤中改性氟化石墨烯分散处理采用25％氨水与无水乙醇的混合溶液超声8-15min，其中25％氨水与无水乙醇的体积比为1：(12-18)。
优选地，所述S2步骤中改性氟化石墨烯分散处理采用25％氨水与无水乙醇的混合溶液超声12min，其中25％氨水与无水乙醇的体积比为1：16。
本发明中25％氨水是指该氨水中氨的质量分数为25％。
在一些实施方式中，所述S2步骤中正硅酸乙酯溶液为正硅酸乙酯的乙醇溶液，其中正硅酸乙酯与全氟辛基三乙氧基硅烷的体积比为1：(0.003-0.007)。
优选地，所述正硅酸乙酯与全氟辛基三乙氧基硅烷的体积比为1：0.005。
在一些实施方式中，所述S3步骤中预制粉末与复合粒子混合采用的转速为25000-30000r/min，时间为5-15min。
优选地，所述S3步骤中预制粉末与复合粒子混合采用的转速为28000r/min，时间为10min。
本发明的另一方面提供了一种上述的制备方法得到的用于雨刮器的耐磨、耐久性超疏水涂层。
在一些实施方式中，所述涂层的疏水角可达152°～156°，滚动角为3°～4°。
本发明与现有技术相比，有益效果如下：
(1)本申请通过选用氟碳比＞1.10，粒径D50为50-100nm的氟化石墨，粒径D50为10-70μm，D90为30-55μm的聚四氟乙烯粉末以及控制耐磨添加剂的加入量为预制粉末的4-10wt％，尤其是6-9wt％时，且调控氟化石墨和聚四氟乙烯的比例，同时结合熔融挤出的工艺参数可以很好地予涂层优异的耐磨性能；
(2)本申请通过在分散液中控制加入4-(2-乙胺基)苯-1,2-二酚的含量为5-7mM/L，同时选用特定粒径的氟化石墨烯可以使得SiO2粒子均匀致密地负载在石墨烯粒子表面，且二者之间的界面结合强度较高，有助于最终的涂层表面形成稳定的超疏水的纳微多级结构，保证了超疏水性能的耐久性；
(3)本申请通过控制复合粒子的用量为预制粉末的0.4-1wt％，特别是0.6-0.8wt％时可以使涂层表面的疏水角较大，滚动角较小，表现出很强的超疏水性能。
具体实施方式
下面将结合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一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
实施例1
一种用于雨刮器的耐磨、耐久性超疏水涂层的制备方法，包括以下步骤：
S1、预制粉末的制备：将环氧树脂粉末、固化剂与耐磨添加剂以转速200r/min混合15min后加入到双螺杆挤出机中挤出、冷却、磨粉后即得到所述预制粉末；
环氧树脂粉末购自广州市新稀冶金化工有限公司，型号为SH-550，环氧值为0.09-0.14当量/100g，环氧当量为714-1111g/当量。
固化剂为乙二胺，环氧树脂粉末与乙二胺的重量比为100：7；
耐磨添加剂包括包括氟化石墨与聚四氟乙烯粉末，二者的重量比为0.4:1，所述耐磨添加剂的加入量为预制粉末的8wt％；
氟化石墨的氟碳比＞1.10，粒径D50为50-100nm，选自湖北卓熙氟化股份有限公司，型号为CFT10；
聚四氟乙烯粉末购自南京天诗新材料科技有限公司，型号为PTFE-0154。
其中双螺杆挤出机的参数设置为螺杆长径比14：1，螺杆转速为250r/min，三段式升温具体为第一段88℃、第二段102℃、第三段118℃；
S2、复合粒子的制备：将改性氟化石墨烯加入到体积比为1:16的25％氨水与无水乙醇的混合溶液中超声12min，然后缓慢加入体积比为1:5的正硅酸乙酯与乙醇的溶液，以转速280r/min进行搅拌16h，加入全氟辛基三乙氧基硅烷继续搅拌5h得到混合溶液，将混合溶液在78℃条件下烘干即得到所述复合粒子；
改性氟化石墨烯由以下步骤得到：将氟化石墨烯加入到pH为8.5的Tris-缓冲水溶液中超声分散，加入4-(2-乙胺基)苯-1,2-二酚得到分散液，使其在分散液中的含量为6mM/L，接着搅拌、抽滤、烘干后得到所述改性氟化石墨烯；其中氟化石墨烯与Tris-缓冲水溶液的比例为1g：500mL；
正硅酸乙酯与全氟辛基三乙氧基硅烷的体积比为1：0.005；
氟化石墨烯的粒径为5-8μm，氟碳比＞1.0，来自湖北卓熙化工股份有限公司，型号为GFX100；
S3、将重量比为1：0.7的预制粉末与复合粒子以28000r/min混合10min，然后在橡胶上喷涂形成厚度为2μm的涂层，烘干后即得到所述超疏水涂层。
实施例2
一种用于雨刮器的耐磨、耐久性超疏水涂层的制备方法，包括以下步骤：
S1、预制粉末的制备：将环氧树脂粉末、固化剂与耐磨添加剂以转速200r/min混合15min后加入到双螺杆挤出机中挤出、冷却、磨粉后即得到所述预制粉末；
环氧树脂粉末购自广州市新稀冶金化工有限公司，型号为SH-550，环氧值为0.09-0.14当量/100g，环氧当量为714-1111g/当量。
固化剂为乙二胺，环氧树脂粉末与乙二胺的重量比为100：7。
耐磨添加剂包括包括氟化石墨与聚四氟乙烯粉末，二者的重量比为0.4:1，所述耐磨添加剂的加入量为预制粉末的4wt％。
氟化石墨的氟碳比＞1.10，粒径D50为50-100nm，选自湖北卓熙氟化股份有限公司，型号为CFT10。
聚四氟乙烯粉末购自南京天诗新材料科技有限公司，型号为PTFE-0154。
其中双螺杆挤出机的参数设置为螺杆长径比14：1，螺杆转速为250r/min，三段式升温具体为第一段88℃、第二段102℃、第三段118℃；
S2、复合粒子的制备：将改性氟化石墨烯加入到体积比为1:16的25％氨水与无水乙醇的混合溶液中超声12min，然后缓慢加入体积比为1:5的正硅酸乙酯与乙醇的溶液，以转速280r/min进行搅拌16h，加入全氟辛基三乙氧基硅烷继续搅拌5h得到混合溶液，将混合溶液在78℃条件下烘干即得到所述复合粒子；
改性氟化石墨烯由以下步骤得到：将氟化石墨烯加入到pH为8.5的Tris-缓冲水溶液中超声分散，加入4-(2-乙胺基)苯-1,2-二酚得到分散液，使其在分散液中的含量为5mM/L，接着搅拌、抽滤、烘干后得到所述改性氟化石墨烯；其中氟化石墨烯与Tris-缓冲水溶液的比例为1g：500mL；
正硅酸乙酯与全氟辛基三乙氧基硅烷的体积比为1：0.003；
所述氟化石墨烯的粒径为5-8μm，氟碳比＞1.0，来自湖北卓熙化工股份有限公司，型号为GFX100；
S3、将重量比为1：0.4的预制粉末与复合粒子以28000r/min混合10min，然后在橡胶上喷涂形成厚度为2μm的涂层，烘干后即得到所述超疏水涂层。
实施例3
一种用于雨刮器的耐磨、耐久性超疏水涂层的制备方法，包括以下步骤：
S1、预制粉末的制备：将环氧树脂粉末、固化剂与耐磨添加剂以转速200r/min混合15min后加入到双螺杆挤出机中挤出、冷却、磨粉后即得到所述预制粉末；
环氧树脂粉末购自广州市新稀冶金化工有限公司，型号为SH-550，环氧值为0.09-0.14当量/100g，环氧当量为714-1111g/当量；
固化剂为乙二胺，环氧树脂粉末与乙二胺的重量比为100：7；
耐磨添加剂包括包括氟化石墨与聚四氟乙烯粉末，二者的重量比为0.4:1，所述耐磨添加剂的加入量为预制粉末的10wt％；
氟化石墨的氟碳比＞1.10，粒径D50为50-100nm，选自湖北卓熙氟化股份有限公司，型号为CFT10；
聚四氟乙烯粉末购自南京天诗新材料科技有限公司，型号为PTFE-0154。
其中双螺杆挤出机的参数设置为螺杆长径比14：1，螺杆转速为250r/min，三段式升温具体为第一段88℃、第二段102℃、第三段118℃；
S2、复合粒子的制备：将改性氟化石墨烯加入到体积比为1:16的25％氨水与无水乙醇的混合溶液中超声12min，然后缓慢加入体积比为1:5的正硅酸乙酯与乙醇的溶液，以转速280r/min进行搅拌16h，加入全氟辛基三乙氧基硅烷继续搅拌5h得到混合溶液，将混合溶液在78℃条件下烘干即得到所述复合粒子；
改性氟化石墨烯由以下步骤得到：将氟化石墨烯加入到pH为8.5的Tris-缓冲水溶液中超声分散，加入4-(2-乙胺基)苯-1,2-二酚得到分散液，使其在分散液中的含量为7mM/L，接着搅拌、抽滤、烘干后得到所述改性氟化石墨烯；其中氟化石墨烯与Tris-缓冲水溶液的比例为1g：500mL；
正硅酸乙酯与全氟辛基三乙氧基硅烷的体积比为1：0.005；
氟化石墨烯的粒径为5-8μm，氟碳比＞1.0，来自湖北卓熙化工股份有限公司，型号为GFX100；
S3、将重量比为1：1的预制粉末与复合粒子以28000r/min混合10min，然后在橡胶上喷涂形成厚度为2μm的涂层，烘干后即得到所述超疏水涂层。
实施例4
一种用于雨刮器的耐磨、耐久性超疏水涂层的制备方法，包括以下步骤：
S1、预制粉末的制备：将环氧树脂粉末、固化剂与耐磨添加剂以转速200r/min混合15min后加入到双螺杆挤出机中挤出、冷却、磨粉后即得到所述预制粉末；
环氧树脂粉末购自广州市新稀冶金化工有限公司，型号为SH-550，环氧值为0.09-0.14当量/100g，环氧当量为714-1111g/当量；
固化剂为乙二胺，环氧树脂粉末与乙二胺的重量比为100：7；
耐磨添加剂包括包括氟化石墨与聚四氟乙烯粉末，二者的重量比为0.4:1，所述耐磨添加剂的加入量为预制粉末的6wt％；
氟化石墨的氟碳比＞1.10，粒径D50为50-100nm，选自湖北卓熙氟化股份有限公司，型号为CFT10；
聚四氟乙烯粉末购自南京天诗新材料科技有限公司，型号为PTFE-0154；
其中双螺杆挤出机的参数设置为螺杆长径比14：1，螺杆转速为250r/min，三段式升温具体为第一段88℃、第二段102℃、第三段118℃；
S2、复合粒子的制备：将改性氟化石墨烯加入到体积比为1:16的25％氨水与无水乙醇的混合溶液中超声12min，然后缓慢加入体积比为1:5的正硅酸乙酯与乙醇的溶液，以转速280r/min进行搅拌16h，加入全氟辛基三乙氧基硅烷继续搅拌5h得到混合溶液，将混合溶液在78℃条件下烘干即得到所述复合粒子；
改性氟化石墨烯由以下步骤得到：将氟化石墨烯加入到pH为8.5的Tris-缓冲水溶液中超声分散，加入4-(2-乙胺基)苯-1,2-二酚得到分散液，使其在分散液中的含量为6mM/L，接着搅拌、抽滤、烘干后得到所述改性氟化石墨烯；其中氟化石墨烯与Tris-缓冲水溶液的比例为1g：500mL；
正硅酸乙酯与全氟辛基三乙氧基硅烷的体积比为1：0.005；
氟化石墨烯的粒径为5-8μm，氟碳比＞1.0，来自湖北卓熙化工股份有限公司，型号为GFX100；
S3、将重量比为1：0.6的预制粉末与复合粒子以28000r/min混合10min，然后在橡胶上喷涂形成厚度为2μm的涂层，烘干后即得到所述超疏水涂层。
实施例5
一种用于雨刮器的耐磨、耐久性超疏水涂层的制备方法，包括以下步骤：
S1、预制粉末的制备：将环氧树脂粉末、固化剂与耐磨添加剂以转速200r/min混合15min后加入到双螺杆挤出机中挤出、冷却、磨粉后即得到所述预制粉末；
环氧树脂粉末购自广州市新稀冶金化工有限公司，型号为SH-550，环氧值为0.09-0.14当量/100g，环氧当量为714-1111g/当量；
固化剂为乙二胺，环氧树脂粉末与乙二胺的重量比为100：7；
耐磨添加剂包括包括氟化石墨与聚四氟乙烯粉末，二者的重量比为0.4:1，所述耐磨添加剂的加入量为预制粉末的9wt％；
氟化石墨的氟碳比＞1.10，粒径D50为50-100nm，选自湖北卓熙氟化股份有限公司，型号为CFT10；
聚四氟乙烯粉末购自南京天诗新材料科技有限公司，型号为PTFE-0154；
其中双螺杆挤出机的参数设置为螺杆长径比14：1，螺杆转速为250r/min，三段式升温具体为第一段88℃、第二段102℃、第三段118℃；
S2、复合粒子的制备：将改性氟化石墨烯加入到体积比为1:16的25％氨水与无水乙醇的混合溶液中超声12min，然后缓慢加入体积比为1:5的正硅酸乙酯与乙醇的溶液，以转速280r/min进行搅拌16h，加入全氟辛基三乙氧基硅烷继续搅拌5h得到混合溶液，将混合溶液在78℃条件下烘干即得到所述复合粒子；
改性氟化石墨烯由以下步骤得到：将氟化石墨烯加入到pH为8.5的Tris-缓冲水溶液中超声分散，加入4-(2-乙胺基)苯-1,2-二酚得到分散液，使其在分散液中的含量为6mM/L，接着搅拌、抽滤、烘干后得到所述改性氟化石墨烯；其中氟化石墨烯与Tris-缓冲水溶液的比例为1g：500mL；
正硅酸乙酯与全氟辛基三乙氧基硅烷的体积比为1：0.005；
氟化石墨烯的粒径为5-8μm，氟碳比＞1.0，来自湖北卓熙化工股份有限公司，型号为GFX100；
S3、将重量比为1：0.8的预制粉末与复合粒子以28000r/min混合10min，然后在橡胶上喷涂形成厚度为2μm的涂层，烘干后即得到所述超疏水涂层。
实施例6
本实施例提供了一种用于雨刮器的耐磨、耐久性超疏水涂层的制备方法，具体实施方式同实施例1，不同之处在于聚四氟乙烯粉末的粒径为D50为10μm，且耐磨添加剂的加入量为预制粉末的3wt％。
实施例7
本实施例提供了一种用于雨刮器的耐磨、耐久性超疏水涂层的制备方法，具体实施方式同实施例1，不同之处在于分散液中加入4-(2-乙胺基)苯-1,2-二酚的含量为5mM/L。
实施例8
本实施例提供了一种用于雨刮器的耐磨、耐久性超疏水涂层的制备方法，具体实施方式同实施例1，不同之处在于分散液中加入4-(2-乙胺基)苯-1,2-二酚的含量为9mM/L。
实施例9
本实施例提供了一种用于雨刮器的耐磨、耐久性超疏水涂层的制备方法，具体实施方式同实施例1，不同之处在于复合粒子的用量为预制粉末的0.3wt％。
实施例10
本实施例提供了一种用于雨刮器的耐磨、耐久性超疏水涂层的制备方法，具体实施方式同实施例1，不同之处在于复合粒子的用量为预制粉末的1.1wt％。
性能测试
1.疏水性
将实施例1-10制备的涂层按照标准GB15085-2013进行疏水性测试，对涂层的5个不同区域进行测试，将平均值作为最终值，测试结果见表1。
2.耐磨性
采用Taber摩擦磨损测试机，以载荷500g的条件，通过1000目的砂纸对实施例1-10制备的涂层表面进行1000次的循环打磨，记录涂层的磨损量，测试结果见表1。
表1
| 编号 | 疏水角/° | 滚动角/° | 磨损量/mg |
| 实施例1 | 156.0 | 3.2 | 17.3 |
| 实施例2 | 154.6 | 3.5 | 18.1 |
| 实施例3 | 155.1 | 3.1 | 17.8 |
| 实施例4 | 153.8 | 3.6 | 18.6 |
| 实施例5 | 152.3 | 4.0 | 18.3 |
| 实施例6 | 152.5 | 3.5 | 20.2 |
| 实施例7 | 142.3 | 4.5 | 18.0 |
| 实施例8 | 140.2 | 4.3 | 17.5 |
| 实施例9 | 138.4 | 5.0 | 18.2 |
| 实施例10 | 155.7 | 3.8 | 19.5 |
由表1中的数据可知实施例1-5所得涂层的疏水角可以达到152.3～156°，滚动角为3.1～4°，磨损量最低为17.3mg，证明实施例1-5的涂层具有优异的超疏水性能和耐磨性能；实施例6由于改变了耐磨添加剂的粒径和加入量，导致磨损量增加，但对超疏水性能无影响；实施例7和实施例8改变了加入4-(2-乙胺基)苯-1,2-二酚的含量，导致其疏水角减小，滚动角增大，即超疏水性能变差；实施例9降低了复合粒子的加入量，导致其疏水角变小，滚动角变大，即疏水性能明显变差，但对耐磨性能基本无影响，实施例10增加了复合粒子的加入量，疏水性能并没有随之继续增加，反而对其耐磨性能造成了影响。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种用于雨刮器的耐磨、耐久性超疏水涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、预制粉末的制备：将环氧树脂粉末、固化剂、耐磨添加剂混合后加入到双螺杆挤出机中挤出、冷却、磨粉后即得到所述预制粉末；
S2、复合粒子的制备：将改性氟化石墨烯分散处理后缓慢加入正硅酸乙酯溶液，搅拌，加入全氟辛基三乙氧基硅烷继续搅拌得到混合溶液，将混合溶液烘干即得到所述复合粒子；
S3、将预制粉末与复合粒子混合，然后在基材上喷涂形成涂层，烘干后即得到所述超疏水涂层；
所述S1步骤中耐磨添加剂包括氟化石墨与聚四氟乙烯粉末，二者的重量比为（0.2-0.6）：1，所述耐磨添加剂的加入量为预制粉末的4-10wt%；
所述S2步骤中改性氟化石墨烯由以下步骤得到：将氟化石墨烯加入到Tris-缓冲水溶液中超声分散，加入4-（2-乙胺基）苯-1,2-二酚后得到分散液，对所述分散液进行搅拌、抽滤、烘干后得到所述改性氟化石墨烯；
每1L分散液中加入4-（2-乙胺基）苯-1,2-二酚的含量为5-7mM。
2.根据权利要求1所述的一种用于雨刮器的耐磨、耐久性超疏水涂层的制备方法，其特征在于，所述S3步骤中复合粒子的用量为预制粉末的0.4-1wt%。
3.根据权利要求1所述的一种用于雨刮器的耐磨、耐久性超疏水涂层的制备方法，其特征在于，所述S2步骤中改性氟化石墨烯分散处理采用25%氨水与无水乙醇的混合溶液超声8-15min，其中25%氨水与无水乙醇的体积比为1：（12-18）。
4.根据权利要求1所述的一种用于雨刮器的耐磨、耐久性超疏水涂层的制备方法，其特征在于，所述S2步骤中正硅酸乙酯溶液为正硅酸乙酯的乙醇溶液，其中正硅酸乙酯与全氟辛基三乙氧基硅烷的体积比为1：（0.003-0.007）。
5.根据权利要求1所述的一种用于雨刮器的耐磨、耐久性超疏水涂层的制备方法，其特征在于，所述S3步骤中预制粉末与复合粒子混合采用的转速为25000-30000r/min，时间为5-15min。
6.一种根据权利要求1-5任一项所述的制备方法得到的用于雨刮器的耐磨、耐久性超疏水涂层。
7.根据权利要求6所述的用于雨刮器的耐磨、耐久性超疏水涂层，其特征在于，所述涂层的疏水角为152°~156°，滚动角为3°~4°。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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