一種以磁粉為填料制備超疏水涂層的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種以磁粉為填料制備超疏水涂層的方法：（1）將粒徑為10-25μm的PVDF粉末和粒徑為50-200μm的磁粉在瑪瑙研缽中研磨均勻，得到磁粉體積百分比含量為30%~45%混合粉末；將混合粉末放入模具中，施加10-50MPa壓力持續(xù)10~30min，并加熱到一定溫度后，自然冷卻至室溫獲到磁粉填充的PVDF復(fù)合材料樣品；（2）使用金相砂紙打磨復(fù)合材料樣品獲得表面粗糙結(jié)構(gòu)；（3）使用低表面物質(zhì)修飾復(fù)合材料樣品粗糙表面后得到以磁粉為填充料超疏水涂層；它填補(bǔ)了用磁粉做填充料制備超疏水涂層的空白。
【專利說明】一種以磁粉為填料制備超疏水涂層的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種以磁粉為填料制備超疏水涂層的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]超疏水表面是指與水的接觸角大于150°的表面,滾動(dòng)角小于10° ;由于其在防水、防霧、防雪、防污染、抗粘連、抗氧化、防腐蝕和自清潔及防電流傳導(dǎo)等方面具有廣泛的應(yīng)用前景，受到材料科學(xué)研究者的廣泛關(guān)注。目前制備的超疏水方法還較為復(fù)雜，這極大阻礙了超疏水涂層的應(yīng)用和推廣，并且目前的超疏水涂層由于受到各種干擾，無法適用特種用途，尤其是航空航天，軍工等領(lǐng)域，某些部件在具備超疏水涂層優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，還必須滿足抗電磁干擾的能力，而制備具有超疏水涂層優(yōu)點(diǎn)，又具有抗電磁干擾能力的材料還沒有被報(bào)道，相關(guān)技術(shù)在本領(lǐng)域還處于研究階段。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于提供了一種以磁粉為填料制備超疏水涂層的方法，它具有工藝簡單、操作方便和制備的涂層性能優(yōu)異的優(yōu)點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明是這樣來實(shí)現(xiàn)的，一種以磁粉為填料制備超疏水涂層的方法，其特征在于:所述方法包括以下步驟:(I)將粒徑為10-30 μ m的PVDF粉末和粒徑為50-200 μ m的磁粉在瑪瑙研缽中研磨均勻，得到磁粉體積百分比含量為30%~45%混合粉末；將混合粉末放入模具中，施加10-50 MPa壓力持續(xù)l(T30min，并加熱到200°C后，自然冷卻至室溫獲到磁粉填充的PVDF復(fù)合材料樣品；(2)使用金相砂紙打磨復(fù)合材料樣品獲得表面粗糙結(jié)構(gòu)；(3)使用低表面能物質(zhì)修飾復(fù)合材料樣品表面，其修飾方法為:將10-50 μ L低表面能物質(zhì)在室溫下溶解于20-50 mL無水乙醇中，隨后將打磨后的復(fù)合材料浸入此溶液中，浸潰時(shí)間為1-3h ;然后將樣品取出，在100-130°C下熱處理10-30 min后，將樣品表面用無水乙醇清洗，自然晾干后得到表面具有超疏水性能的涂層；
所述的金相砂紙為級(jí)別為200?-2000#，其打磨方式為“8”字型路線打磨，打磨壓力為5000-10000 Pa,打磨次數(shù)為 50-500 次；
所述的低表面能物質(zhì)為下列之一:全氟辛基三氯硅烷、十八烷基三氯硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷或正辛基三乙氧基硅。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)效果是:本發(fā)明是一種工藝簡單、成本低廉、性能優(yōu)異的制備磁粉超疏水材料的方法，它制備的超疏水磁粉表面為突起、孔洞狀結(jié)構(gòu)，表面結(jié)構(gòu)上分布著部分納米鱗片，接觸角在150-170 °之間，水滴在表面滾動(dòng)角小于5 °，應(yīng)用行業(yè)廣闊，具有很好的軍用和民用價(jià)值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1為實(shí)施例1制備磁粉超疏水表面接觸角圖。
[0007]圖2為實(shí)施例1制備磁粉超疏水表面SEM圖。[0008]【具體實(shí)施方式】
下面給出的本發(fā)明的具體實(shí)施例和附圖可以進(jìn)一步清楚地解析本發(fā)明，但下述實(shí)例并不是對(duì)本發(fā)明的限定；
實(shí)施例1
(I)將粒徑為25 μ m的PVDF粉末和粒徑為50 μ m的磁粉在瑪瑙研缽中混合30min，得到磁粉體積百分比含量為30% ;將混合粉末放入內(nèi)徑為2cm的硬質(zhì)合金模具中，在10 MPa壓力下壓制IOmin后，并加熱到200°C后，自然冷卻至室溫獲到磁粉填充的PVDF復(fù)合材料樣品；(2)使用金相砂紙打磨復(fù)合材料樣品獲得表面粗糙結(jié)構(gòu)；(3)使用低表面能物質(zhì)修飾復(fù)合材料樣品表面，其修飾方法為:將20 μ L全氟辛基三乙氧基硅烷在室溫下溶解于20 mL無水乙醇中，隨后將打磨后的復(fù)合材料浸入此溶液中，浸潰時(shí)間為2 h ;然后將樣品取出，在130°C下熱處理30 min后，將樣品表面用無水乙醇清洗，自然晾干后得到表面具有超疏水性能的涂層；
所述的金相砂紙為級(jí)別為200#，其打磨方式為“8”字型路線打磨，打磨壓力為5000Pa，打磨次數(shù)為100次；
采用日立SU1510熱場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡對(duì)樣品形貌進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)該磁粉圓片樣品是突起、孔洞狀的微納米復(fù)合結(jié)構(gòu)。將實(shí)施例1制備的磁粉圓片樣品放在25°C、相對(duì)濕度35%的環(huán)境中放置6個(gè)月，再用KrilssDSA 100接觸角測(cè)試儀測(cè)試樣品潤濕性，結(jié)果表明該磁粉圓片表面的接觸角為166° ,滾動(dòng)角小于5°。
[0009]實(shí)施例2
(I)將粒徑為10 μ m的PVDF粉末和粒徑為150 μ m的磁粉在瑪瑙研缽中混合30min，得到磁粉體積百分比含量為40% ;將混合粉末放入內(nèi)徑為2cm的硬質(zhì)合金模具中，在50 MPa壓力下壓制20min后，并加熱到200 °C后，自然冷卻至室溫獲到磁粉填充的PVDF復(fù)合材料樣品；(2)使用金相砂紙打磨復(fù)合材料樣品獲得表面粗糙結(jié)構(gòu)；(3)使用低表面能物質(zhì)修飾復(fù)合材料樣品表面，其修飾方法為:將10 μ L十八烷基三氯硅烷在室溫下溶解于35 mL無水乙醇中，隨后將打磨后的復(fù)合材料浸入此溶液中，浸潰時(shí)間為I h ;然后將樣品取出，在100 C下熱處理20 min后，將樣品表面用無水乙醇清洗，自然晾干后得到表面具有超疏水性能的涂層;
所述的金相砂紙為級(jí)別為400#，其打磨方式為“8”字型路線打磨，打磨壓力為1000OPa,打磨次數(shù)為200次；
采用日立SU1510熱場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡對(duì)樣品形貌進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)該磁粉圓片樣品是突起、孔洞狀的微納米復(fù)合結(jié)構(gòu)，如圖2所示；將實(shí)施例1制備的磁粉圓片樣品放在25°C、相對(duì)濕度35%的環(huán)境中放置6個(gè)月，再用KrUssDSA 100接觸角測(cè)試儀測(cè)試樣品潤濕性，結(jié)果表明該磁粉圓片表面的接觸角為163°，滾動(dòng)角小于5°，如圖1所示。
[0010]實(shí)施例3
(I)將粒徑為30 μ m的PVDF粉末和粒徑為200 μ m的磁粉在瑪瑙研缽中混合30min，得到磁粉體積百分比含量為45% ;將混合粉末放入內(nèi)徑為2cm的硬質(zhì)合金模具中，在30 MPa壓力下壓制30min后，并加熱到200°C后，自然冷卻至室溫獲到磁粉填充的PVDF復(fù)合材料樣品；(2)使用金相砂紙打磨復(fù)合材料樣品獲得表面粗糙結(jié)構(gòu)；(3)使用低表面能物質(zhì)修飾復(fù)合材料樣品表面，其修飾方法為:將50 μ L全氟辛基三乙氧基硅烷在室溫下溶解于50mL無水乙醇中，隨后將打磨后的復(fù)合材料浸入此溶液中，浸潰時(shí)間為3h ;然后將樣品取出，在120°C下熱處理10 min后，將樣品表面用無水乙醇清洗，自然晾干后得到表面具有超疏水性能的涂層；
所述的金相砂紙為級(jí)別為2000#，其打磨方式為“8”字型路線打磨，打磨壓力為8000Pa,打磨次數(shù)為500次；
采用日立SU1510熱場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡對(duì)樣品形貌進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)該磁粉圓片樣品是突起、孔洞狀的微納米復(fù)合結(jié)構(gòu)；將實(shí)施例1制備的磁粉圓片樣品放在25°C、相對(duì)濕度35%的環(huán)境中放置6個(gè)月，再用KrilssDSA 100接觸角測(cè)試儀測(cè)試樣品潤濕性，結(jié)果表明該磁粉圓片表面的接觸角為165° ,滾動(dòng)角小于5°。
【權(quán)利要求】
1.一種以磁粉為填料制備超疏水涂層的方法，其特征在于:所述方法為: (1)將粒徑為10-30μ m的PVDF粉末和粒徑為50-200 μ m的磁粉在瑪瑙研缽中研磨均勻，得到磁粉體積百分比含量為30%~45%混合粉末；將混合粉末放入模具中，施加10-50MPa壓力持續(xù)l(T30min，并加熱到200°C后，自然冷卻至室溫獲到磁粉填充的PVDF復(fù)合材料樣品； (2)使用金相砂紙打磨復(fù)合材料樣品獲得表面粗糙結(jié)構(gòu)； (3)使用低表面能物質(zhì)修飾復(fù)合材料樣品表面，其修飾方法為:將10-50μ L低表面能物質(zhì)在室溫下溶解于20-50 mL無水乙醇中，隨后將打磨后的復(fù)合材料浸入此溶液中，浸潰時(shí)間為1-3 h ;然后將樣品取出，在100-130°C下熱處理10-30 min后，將樣品表面用無水乙醇清洗，自然晾干后得到表面具有超疏水性能的涂層。
2.如權(quán)利要求1所述的磁粉超疏水涂層的制備方法，其特征在于，上述步驟(2)中所述的金相砂紙為級(jí)別為200#-2000#，其打磨方式為“8”字型路線打磨，打磨壓力為5000-10000 Pa，打磨次數(shù)為 50-500 次。
3.如權(quán)利要求1所述的磁粉超疏水材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述的低表面能物質(zhì)為下列之一:全氟辛基三氯硅烷、十八烷基三氯硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷或正辛基三乙氧基硅烷。
4.如權(quán)利要求1所述的磁粉超疏水材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述超疏水涂層表面的水滴靜態(tài)接觸角在150-l70°之間,水滴在表面的滾動(dòng)角小于5°。
【文檔編號(hào)】B05D5/00GK103509202SQ201310442947
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】李長全, 李文, 沈濤華, 王法軍, 歐軍飛, 薛名山, 葉寅, 堯軍平 申請(qǐng)人:南昌航空大學(xué)