本發(fā)明屬于功能材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超疏水涂層的制備方法。

背景技術(shù)：

自然界中有非常廣泛的超疏水現(xiàn)象，很多動植物都具有超疏水性，像荷葉、玫瑰花瓣、壁虎、蝴蝶、稻草葉等等。由于超疏水材料獨特的性能，使其在自清潔、減阻、集水、油水分離、防結(jié)冰、防水、摩擦減阻、微流體運輸?shù)阮I(lǐng)域有著極為廣泛的應(yīng)用前景，已經(jīng)引起人們越來越多的關(guān)注。

然而目前所制備的超疏水表面的微納結(jié)構(gòu)較脆弱，在實際應(yīng)用中容易受到破壞，在自然環(huán)境中，超疏水材料在風沙、日光和酸雨的作用下會失去超疏水特性，極大影響其在實際生產(chǎn)生活中，因此，選擇一種簡單、快速、易得的修復(fù)方法非常必要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種超疏水涂層的制備方法，具體為：將聚合物、固化劑、疏水性二氧化硅均勻分散（具體可采用攪拌或超聲的方式）到有機溶劑中獲得透明涂料，將透明涂料噴涂于基底上，固化后獲得均勻的超疏水涂層，涂層厚度20－50μm，所得涂層與水的接觸角在150°以上。該超疏水涂層在受到破壞失去超疏水性后可以通過二次噴涂的方法恢復(fù)原有的超疏水特性。

具體的，所述的聚合物為環(huán)氧樹脂或聚醚型聚氨酯預(yù)聚體中的一種。

具體的，所述的固化劑為環(huán)氧樹脂固化劑593（二亞乙基三胺與丁基縮水甘油醚加成產(chǎn)物）或聚氨酯固化劑（4，4’-亞甲基雙（2-氯苯胺））。

具體的，所述透明涂料中的各組分質(zhì)量百分比為: 聚合物9.0－11.0%，固化劑0.9－1.1%，疏水性二氧化硅）3.0－6.0%，余量為有機溶劑。其中，優(yōu)選有機溶劑83.0－86.0%。疏水性二氧化硅用作填料，填料的粒徑為20－50nm，其在固化加熱條件下能向涂層表面遷移。

進一步的，所述的有機溶劑為丙酮、甲醇、乙醇、正丁醇、甲苯、二甲苯、正己烷和環(huán)己烷中的任意一種。?

固化時，選用的固化溫度為100－150℃，固化時間為1－2小時。

噴涂時，可使用噴槍將透明涂料噴涂于基底上，噴槍的空氣壓力為2.5－3 MPa，噴槍與基底的距離為20－40mm?；卓梢允遣Ａ?、陶瓷、金屬、水泥等的表面。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:

1）通過噴涂法制備的涂層較均勻，與水的靜態(tài)接觸角大于 150°，滾動角小于10°。自清潔的超疏水涂層表面受到一定破壞后，可以通過二次噴涂的方法使受損的超疏水表面快速修復(fù)，恢復(fù)原來的超疏水特性。該超疏水涂料可用于金屬、玻璃、陶瓷、水泥等多種基底表面。

2）環(huán)氧樹脂和聚氨酯本身是粘結(jié)劑，制作為涂層與基底的結(jié)合力牢固，不容易脫落。所制備的涂層耐候性強，且具有一定的耐強酸強堿腐蝕性。

3）本發(fā)明所述涂層不含氟等低表面能物質(zhì)，原料易得，無毒環(huán)保，成本低廉，此方法制備工藝簡單，可控性強，用噴涂的方法適合于大面積制備。

附圖說明

圖1為實施例1 環(huán)氧樹脂超疏水涂層（基底為玻璃片）的SEM照片及接觸角照片；

圖2為實施例1環(huán)氧樹脂超疏水涂層對強酸（a）和強堿液滴（b）的耐受性；

圖3為實施例2 環(huán)氧樹脂超疏水涂層（基底為玻璃片）的接觸角照片；

圖4為實施例3 聚氨酯超疏水涂層（基底為玻璃片）的接觸角照片；

圖5為實施例4 聚氨酯超疏水涂層（基底為玻璃片）的SEM照片及接觸角照片；

圖6為實施例4 聚氨酯超疏水涂層對強酸（a）和強堿液滴（b）的耐受性。

具體實施方式

以下結(jié)合實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步地詳細介紹，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此。

下述實施例中，疏水性二氧化硅選用DNS系列納米二氧化硅，其為有機物修飾的納米二氧化硅，具有極好的疏水親油性，可購買普通市售產(chǎn)品即可。實施例中所用疏水性納米二氧化硅由河南省納米材料工程技術(shù)研究中心提供，粒徑20－50nm。環(huán)氧樹脂具體選用環(huán)氧樹脂E51（雙酚A二縮水甘油醚，購自昆山北亞化工有限公司）。聚醚型聚氨酯預(yù)聚體（PU），其是由甲苯-2,4-二異氰酸酯與聚醚多元醇聚合而得，本發(fā)明選用購自濟寧百川化工有限公司的產(chǎn)品。其它試劑如無特殊說明，均可直接購買普通市售產(chǎn)品。

實施例1

一種環(huán)氧樹脂超疏水涂層的制備方法：將1.8g環(huán)氧樹脂E51、0.18g環(huán)氧樹脂固化劑593、0.55g疏水性納米二氧化硅和15g丙酮攪拌混合均勻后獲得透明涂料，使用噴槍在2.5MPa壓力下噴涂于玻璃片上，100℃下固化1h，即得環(huán)氧樹脂超疏水涂層。

所得超疏水涂層的SEM及接觸角照片參見圖1，測得接觸角為154.0±1°。

強酸或者強堿液滴在超疏水涂層上的連續(xù)停留時間與接觸角的變化關(guān)系見圖2，由圖2可看出酸滴(pH=1)與超疏水涂層連續(xù)接觸，20分鐘后，接觸角為151±1°。與堿滴(pH=14)連續(xù)接觸25分鐘后，接觸角為152±1°。說明所得超疏水涂層有一定的耐酸堿腐蝕性。

實施例2

一種環(huán)氧樹脂超疏水涂層的制備方法：將1.8g環(huán)氧樹脂E51、0.18g環(huán)氧樹脂固化劑593、0.85g疏水性納米二氧化硅和15g正己烷攪拌混合均勻后獲得透明涂料，使用噴槍在2.5MPa壓力下噴涂于玻璃片上，120℃下固化1.5h，即得環(huán)氧樹脂超疏水涂層。

所得超疏水涂層的接觸角照片參見圖3，測得接觸角為154±1°。

實施例3

一種聚氨酯超疏水涂層的制備方法：將1.7g聚醚型聚氨酯預(yù)聚體、0.17g 4,4’-亞甲基雙（2-氯苯胺）、0.6g疏水性納米二氧化硅和15g二甲苯攪拌混合均勻后獲得透明涂料，使用噴槍在2.5MPa壓力下噴涂于玻璃片上，100℃下固化1.5h，即得聚氨酯超疏水涂層。所得聚氨酯超疏水涂層的SEM及接觸角照片參見圖4，測得接觸角為152±1°。

實施例4

一種聚氨酯超疏水涂層的制備方法：將1.7g聚醚型聚氨酯預(yù)聚體、0.17g 4,4’-亞甲基雙（2-氯苯胺）、0.85g疏水性納米二氧化硅和15g甲苯混合均勻后獲得透明涂料，使用噴槍在3.0MPa壓力下噴涂于玻璃片上，150℃下固化2h，即得聚氨酯超疏水涂層。

所得聚氨酯超疏水涂層的SEM及接觸角照片參見圖5，測得接觸角為156.8±1°。強酸或強堿液滴在聚氨酯涂層上的連續(xù)停留時間與接觸角的變化關(guān)系見圖6。由圖6可看出：酸滴(pH=1)與聚氨酯涂層連續(xù)接觸，50分鐘后，接觸角為152±1°；與堿滴(pH=14)連續(xù)接觸60分鐘后，接觸角為150±1°。說明所得聚氨酯超疏水涂層有一定的耐酸堿腐蝕性。