本發(fā)明屬于疏水材料，具體涉及一種hbn/al2o3基耐蝕超疏水復(fù)合涂層及其制備方法，適用于多種工業(yè)防護(hù)表面，具備優(yōu)異的超疏水性、自清潔性、防污性、防冰和耐腐蝕性。

背景技術(shù)：

1、超疏水材料由于表面液滴的接觸角大于150°，滾動(dòng)角小于10°，展現(xiàn)出極強(qiáng)的疏水效果。這種材料能夠顯著降低水滴與固體表面之間的粘附，賦予其突出的自清潔、防污、抗冰及耐腐蝕性能。超疏水性源于表面微納米結(jié)構(gòu)與低表面能物質(zhì)的協(xié)同作用，類(lèi)似自然界中如荷葉表面的“荷葉效應(yīng)”。近年來(lái)，隨著對(duì)超疏水材料優(yōu)異特性的深入研究，各類(lèi)超疏水涂層日漸涌現(xiàn)，在建筑、交通運(yùn)輸、電子設(shè)備、紡織品和生物醫(yī)學(xué)等諸多領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景。

2、然而，現(xiàn)有超疏水涂層仍面臨一系列技術(shù)難題。一方面，其微觀結(jié)構(gòu)往往脆弱，容易在摩擦、沖擊等外部因素作用下遭到破壞，導(dǎo)致涂層的機(jī)械強(qiáng)度和耐久性不足。另一方面，這類(lèi)涂層的制造工藝復(fù)雜，成本較高，不適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。更為關(guān)鍵的是，一些制備方法中使用了有害化學(xué)物質(zhì)，無(wú)法滿足當(dāng)前日益嚴(yán)格的環(huán)保要求。這些因素限制了超疏水涂層在工業(yè)領(lǐng)域的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。

3、為了規(guī)避上述問(wèn)題，復(fù)合超疏水涂料的研究逐漸成為熱點(diǎn)。通過(guò)復(fù)合不同功能的材料，不僅可以有效改善涂層的機(jī)械性能，還能確保其長(zhǎng)期穩(wěn)定的超疏水性。例如，將無(wú)機(jī)納米顆粒與有機(jī)高分子材料結(jié)合，能夠顯著提升涂層的耐磨性、化學(xué)穩(wěn)定性和使用壽命。同時(shí)，這類(lèi)復(fù)合涂層在不同的環(huán)境條件下，諸如濕度和酸堿度變化的情況下，仍然能夠保持良好的超疏水效果，顯示出較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性。

4、目前，為了拓展超疏水涂料的應(yīng)用范圍，亟需開(kāi)發(fā)一種兼具優(yōu)異自清潔性、抗污性、機(jī)械穩(wěn)定性以及適用于多種基體材料的耐蝕超疏水復(fù)合涂層。同時(shí)，這類(lèi)涂料還需具備低成本的優(yōu)勢(shì)，以適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)和大規(guī)模應(yīng)用的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種hbn/al2o3基耐蝕超疏水復(fù)合涂層及其制備方法，制備的超疏水涂層在不同工況下具有良好的長(zhǎng)效抗腐蝕效果，用于解決現(xiàn)有超疏水涂層耐腐蝕性能差的技術(shù)問(wèn)題。

2、本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、一種hbn/al2o3基耐蝕超疏水復(fù)合涂層制備方法，包括以下步驟：

4、s1、將聚二甲基硅氧烷改性劑、環(huán)氧樹(shù)脂、hbn粉末、al2o3粉末加入正己烷溶劑中，充分?jǐn)嚢韬蟮玫骄鶆虻膽腋∫海?/p>

5、s2、將聚二甲基硅氧烷改性劑的固化劑和環(huán)氧樹(shù)脂的固化劑加入到步驟s1得到的懸浮液中，充分?jǐn)嚢韬笫蛊浠旌暇鶆?，得到超疏水?fù)合涂料；

6、s3、將超疏水復(fù)合涂料均勻噴涂在基體材料上，固化后得到hbn/al2o3基耐蝕超疏水復(fù)合涂層。

7、優(yōu)選地，步驟s1中，聚二甲基硅氧烷改性劑與正己烷溶劑的質(zhì)量比為（7.1~7.2）:100；環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑與正己烷溶劑的質(zhì)量比為（2.1~2.2）:100。

8、優(yōu)選地，hbn粉末與正己烷溶劑的質(zhì)量比為（4.9~5.0）:100。

9、優(yōu)選地，hbn粉末的粒徑為5~10μm。

10、優(yōu)選地，al2o3粉末與正己烷溶劑的質(zhì)量比為（1.4~1.5）:100。

11、優(yōu)選地，al2o3粉末的粒徑為10~20nm。

12、優(yōu)選地，步驟s2中，聚二甲基硅氧烷改性劑的固化劑與聚二甲基硅氧烷改性劑的質(zhì)量比為（1~1.1）:10。

13、優(yōu)選地，步驟s2中，環(huán)氧樹(shù)脂的固化劑與環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量比為（1~1.05）:3。

14、優(yōu)選地，步驟s3中，固化處理的溫度為70~80℃，時(shí)間為1.5~2h。

15、本發(fā)明的另一技術(shù)方案是，hbn/al2o3基耐蝕超疏水復(fù)合涂層，其特征在于，hbn/al2o3基耐蝕超疏水復(fù)合涂層的接觸角為161.5°±2.02°~164.6°±2.66°，滾動(dòng)角為5.8°±1.03°~35.8°±4.25°。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

17、一種hbn/al2o3基耐蝕超疏水復(fù)合涂層制備方法，以微米級(jí)hbn粉末分別作為微骨架和抗磨承載顆粒，以納米級(jí)al2o3粉末作為強(qiáng)化顆粒，以聚二甲基硅氧烷改性劑的固化劑促進(jìn)聚二甲基硅氧烷改性劑的固化，固化后的聚二甲基硅氧烷改性劑和環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑包覆在hbn和al2o3粉末表面，形成一種網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)；微米hbn粉末和納米al2o3粉末構(gòu)筑出微納粗糙結(jié)構(gòu)，聚二甲基硅氧烷改性劑的表面能較低，因此獲得了超疏水性；由于該涂層具有優(yōu)異的超疏水性，因此表現(xiàn)出突出的自清潔與抗污性；由于本超疏水復(fù)合涂層耐腐蝕性較好，對(duì)基體材料形成了有效的保護(hù)，聚二甲基硅氧烷改性劑和環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑形成的網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)能夠吸收受到的外界機(jī)械應(yīng)力，微米hbn粉末作為微骨架和抗磨承載顆粒，因此涂層不易脫落，具有較好的機(jī)械穩(wěn)定性；聚二甲基硅氧烷改性劑和環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑形成的網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)具備較好的粘附性，能夠適應(yīng)不同種類(lèi)的基材，同時(shí)具備較好的柔韌性，能夠隨著基材產(chǎn)生的微小形變而同時(shí)形變。

18、進(jìn)一步的，合適的聚二甲基硅氧烷與正己烷的比例可以確保涂層具備最佳的疏水性能，同時(shí)保證其在不同基材上的均勻分布和粘附性。環(huán)氧樹(shù)脂與正己烷的適當(dāng)比例可以提高涂層的附著力和耐用性。

19、進(jìn)一步的，hbn粉末與正己烷溶劑的質(zhì)量比設(shè)置能夠確保涂層具有理想的機(jī)械性能，能夠保證hbn在正己烷溶劑中分散均勻。

20、進(jìn)一步的，微米級(jí)hbn粉末的粒徑設(shè)置，既能夠?yàn)橥繉犹峁┝己玫臋C(jī)械支撐和耐磨性，又能優(yōu)化涂層的表面粗糙度，確保優(yōu)異的超疏水性、熱導(dǎo)性和化學(xué)穩(wěn)定性。

21、進(jìn)一步的，al2o3粉末與正己烷溶劑的質(zhì)量比設(shè)置，能夠確保涂層具有理想的機(jī)械性能、和均勻性。

22、進(jìn)一步的，al2o3粉末的粒徑設(shè)置，能夠在增強(qiáng)涂層的機(jī)械穩(wěn)定性、調(diào)節(jié)表面粗糙度、優(yōu)化耐熱性與化學(xué)穩(wěn)定性等方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。通過(guò)合理選擇粒徑，涂層不僅可以獲得優(yōu)異的耐磨性，還能提高其超疏水性和可加工性，確保涂層在多種環(huán)境下的應(yīng)用效果。

23、進(jìn)一步的，合適的聚二甲基硅氧烷改性劑與固化劑的質(zhì)量比設(shè)置，能夠確保涂層具備良好的固化效果、機(jī)械性能、柔韌性和超疏水性。

24、進(jìn)一步的，環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑與固化劑的質(zhì)量比設(shè)置，使涂層在固化過(guò)程中的完全交聯(lián)，并優(yōu)化其機(jī)械強(qiáng)度和耐腐蝕性，增大涂層和基體間的粘結(jié)力。

25、進(jìn)一步的，噴涂后固化處理的溫度與時(shí)間設(shè)置，能夠確保涂層的完全固化、優(yōu)化機(jī)械性能、保證表面質(zhì)量，同時(shí)提高生產(chǎn)效率和涂層的耐久性。

26、綜上所述，本發(fā)明制備的超疏水復(fù)合涂料具備較好的自清潔性、抗污性、耐腐蝕性、機(jī)械穩(wěn)定性、多基體普適性。

27、下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

技術(shù)特征：

1.一種hbn/al2o3基耐蝕超疏水復(fù)合涂層制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的hbn/al2o3基耐蝕超疏水復(fù)合涂層制備方法，其特征在于，步驟s1中，聚二甲基硅氧烷改性劑與正己烷溶劑的質(zhì)量比為（7.1~7.2）:100；環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑與正己烷溶劑的質(zhì)量比為（2.1~2.2）:100。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的hbn/al2o3基耐蝕超疏水復(fù)合涂層制備方法，其特征在于，hbn粉末與正己烷溶劑的質(zhì)量比為（4.9~5.0）:100。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的hbn/al2o3基耐蝕超疏水復(fù)合涂層制備方法，其特征在于，hbn粉末的粒徑為5~10μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的hbn/al2o3基耐蝕超疏水復(fù)合涂層及其制備方法，其特征在于，al2o3粉末與正己烷溶劑的質(zhì)量比為（1.4~1.5）:100。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的hbn/al2o3基耐蝕超疏水復(fù)合涂層及其制備方法，其特征在于，al2o3粉末的粒徑為10~20nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的hbn/al2o3基耐蝕超疏水復(fù)合涂層及其制備方法，其特征在于，步驟s2中，聚二甲基硅氧烷改性劑的固化劑與聚二甲基硅氧烷改性劑的質(zhì)量比為（1~1.1）:10。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的hbn/al2o3基耐蝕超疏水復(fù)合涂層及其制備方法，其特征在于，步驟s2中，環(huán)氧樹(shù)脂的固化劑與環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量比為（1~1.05）:3。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的hbn/al2o3基耐蝕超疏水復(fù)合涂層及其制備方法，其特征在于，步驟s3中，固化處理的溫度為70~80℃，時(shí)間為1.5~2h。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法制備的hbn/al2o3基耐蝕超疏水復(fù)合涂層，其特征在于，hbn/al2o3基耐蝕超疏水復(fù)合涂層的接觸角為161.5°±2.02°~164.6°±2.66°，滾動(dòng)角為5.8°±1.03°~35.8°±4.25°。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種hBN/Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;基耐蝕超疏水復(fù)合涂層及其制備方法，將聚二甲基硅氧烷改性劑、環(huán)氧樹(shù)脂、hBN粉末、Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;粉末加入正己烷溶劑中，充分?jǐn)嚢韬蟮玫骄鶆虻膽腋∫?；將聚二甲基硅氧烷改性劑的固化劑和環(huán)氧樹(shù)脂的固化劑加入懸浮液中，充分?jǐn)嚢韬笫蛊浠旌暇鶆颍玫匠杷畯?fù)合涂料；將超疏水復(fù)合涂料均勻噴涂在基體材料上，固化后得到hBN/Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;基耐蝕超疏水復(fù)合涂層。本發(fā)明工序簡(jiǎn)單，成本低廉。

技術(shù)研發(fā)人員：楊賀杰,董一鳴,陳熙,李雪伍,何衛(wèi)平,劉元海,付偉,高義民,趙一志
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安交通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26