一种粒子浓度可调的超憎水涂料超憎水涂层及其制备方法与流程

本发明涉及一种粒子浓度可调的超憎水涂料超憎水涂层及其制备方法，属于超憎水涂料
技术领域：
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背景技术：
：超憎水表面是指憎水角大于150°，滚动角小于10°的表面。近年来，超憎水表面因其独特的超憎水性能和自清洁性能引起了人们的广泛关注，在生产和生活方面都表现出较为广阔的应用前景。在大量的研究表明：超憎水表面的构建方法主要分为两类：一是在低表面能材料表面构建微-纳结构；二是降低具有微-纳结构的材料的表面能。在低表面能材料表面构建微-纳结构相对来说是比较简单的制备超憎水涂层的方法。目前，多以低表面能的全氟类树脂为基料，通过添加疏水亲油改性的粒子在其表面构建微-纳结构，从而实现超憎水的效果。虽然全氟类树脂具有较低的表面能、优良的耐化学性、耐腐蚀性能，但是其价格较昂贵，增加了构建超憎水表面的成本。另外，粒子的疏水亲油改性过程多采用长链的疏水官能团与粒子表面的官能团发生反应，从而达到粒子疏水改性的目的。这一改性过程不仅增加了涂料的生产成本，而且工艺复杂，粒子改性效果不稳定，从而导致制备的超憎水涂层性能不稳定。粒子添加量控制严格，添加量少无法实现超憎水效果，而添加量过多会影响涂层的成膜性。技术实现要素：针对超憎水表面制备方法上的缺点和不足，本发明提出了一种粒子浓度可调的超憎水涂料超憎水涂层及其制备方法，其能够解决超憎水涂层制备过程中原材料价格昂贵、疏水粒子改性性能不稳定、粒子添加量严格、生产工艺繁琐复杂等问题。本发明解决其技术问题采取的技术方案是：一方面，本发明实施例提供的一种粒子浓度可调的超憎水涂料超憎水涂层，由a组分和b组分构成且a组分与b组分的质量比为75：1；所述a组分由有机硅树脂、有机溶剂、氧化硅、分散剂、消泡剂和流平剂组成，所述b组分为有机硅树脂固化剂。作为本实施例一种可能的实现方式，所述a组分由如下重量份的原料组成：有机硅树脂：13份，有机溶剂：60～80份、氧化硅：3～5份、分散剂：0.5～1份、消泡剂：0.1～0.5份、流平剂：0.1～2份。另一方面，本发明实施例提供的一种粒子浓度可调的超憎水涂料超憎水涂层制备方法，包括以下步骤：(1)混合溶剂的配制；(2)粒子预分散：将粒子分散到混合溶剂中进行预分散处理；(3)成膜物分散：将树脂分散到混合溶剂中进行分散处理；(4)超憎水涂料制备：将成膜物分散液倒入处理后粒子分散液中，加入助剂后进行搅拌得到超憎水涂料；(5)按照a组分与b组分的质量比为75：1称取固化剂，并搅拌均匀，所述a组分由有机硅树脂、有机溶剂、氧化硅、分散剂、消泡剂和流平剂组成，所述b组分为有机硅树脂固化剂；(6)超憎水涂层制备：利用空气喷涂喷枪进行喷涂制备超憎水涂层。作为本实施例一种可能的实现方式，在粒子预分散过程中，通过搅拌、剪切和超声处理工艺进行预分散处理。作为本实施例一种可能的实现方式，在成膜物分散过程中，通过搅拌和剪切处理工艺进行分散处理。作为本实施例一种可能的实现方式，在超憎水涂料制备过程中，所述助剂包括分散剂、消泡剂和流平剂。作为本实施例一种可能的实现方式，在超憎水涂料制备过程中，在600r/min下搅拌3h。作为本实施例一种可能的实现方式，所述混合溶剂由质量比为3:2的乙酸乙酯和乙酸丁酯组成。作为本实施例一种可能的实现方式，所述a组分由如下重量份的原料组成：有机硅树脂：13份，有机溶剂：60～80份、氧化硅：3～5份、分散剂：0.5～1份、消泡剂：0.1～0.5份、流平剂：0.1～2份。本发明实施例的技术方案可以具有的有益效果如下：本发明实施例的技术方案解决了超憎水涂层制备过程中原材料价格昂贵、疏水粒子改性性能不稳定、粒子添加量严格、生产工艺繁琐复杂等问题；实现了使用未改性粒子构造超憎水涂层，并且在一个很宽的粒子添加量范围内均可实现涂层的超憎水效果，而不影响涂层的成膜性能。与现有技术相比较，本发明具有以下特点：(1)本发明中超憎水涂料制备过程中使用的原材料价廉易得，不需要对粒子进行疏水改性，减少了生产工艺的繁琐性，避免了粒子改性过程中工艺不稳定导致涂层性能不稳定的问题。(2)本发明中超憎水涂料的制备对粒子浓度范围要求较为宽泛，不需要严格控制粒子添加量，而不影响涂层的成膜性能。附图说明：图1是根据一示例性实施例示出的一种粒子浓度可调的超憎水涂料超憎水涂层制备方法流程图。具体实施方式下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。实施例1一种粒子浓度可调的超憎水涂料超憎水涂层(改性氟碳面漆)，由a组分和b组分构成且a组分与b组分的质量比为75：1；所述a组分由如下重量份的原料组成：有机硅树脂：13份，有机溶剂：81.1份、氧化硅：3.9份、分散剂：0.5份、消泡剂：0.5份、流平剂：1份；所述b组分为有机硅树脂固化剂。如图1所示，本实施例所述的改性氟碳面漆制备步骤如下：(1)混合溶剂的配制：按照选定的质量比，并根据乙酸乙酯和乙酸丁酯质量比为3:2称取溶剂，搅拌均匀；(2)粒子预分散：按选定的质量比称取粒子，并分散到部分混合溶剂中，通过搅拌、剪切和超声等工艺进行预分散；(3)成膜物分散：按选定的质量比称取树脂，并分散到剩余的混合溶剂中，通过搅拌、剪切等工艺进行分散；(4)超憎水涂料制备：将成膜物分散液倒入粒子分散液中，按选定的质量比称取分散剂、消泡剂、流平剂，并在600r/min下搅拌3h，分散均匀得到憎水涂料；(5)按照a组分与b组分的质量比为75：1称取固化剂，并搅拌均匀；(6)超憎水涂层制备：利用空气喷涂喷枪进行喷涂制备超憎水涂层。实施例2一种粒子浓度可调的超憎水涂料超憎水涂层(改性氟碳面漆)，由a组分和b组分构成且a组分与b组分的质量比为75：1；所述a组分由如下重量份的原料组成：有机硅树脂：13份，有机溶剂：80.34份、氧化硅：4.16份、分散剂：0.7份、消泡剂：0.5份、流平剂：1.3份；所述b组分为有机硅树脂固化剂。如图1所示，本实施例所述的改性氟碳面漆制备步骤如下：(1)混合溶剂的配制：按照选定的质量比，并根据乙酸乙酯和乙酸丁酯质量比为3:2称取溶剂，搅拌均匀；(2)粒子预分散：按选定的质量比称取粒子，并分散到部分混合溶剂中，通过搅拌、剪切和超声等工艺进行预分散；(3)成膜物分散：按选定的质量比称取树脂，并分散到剩余的混合溶剂中，通过搅拌、剪切等工艺进行分散；(4)超憎水涂料制备：将成膜物分散液倒入粒子分散液中，按选定的质量比称取分散剂、消泡剂、流平剂，并在600r/min下搅拌3h，分散均匀得到憎水涂料；(5)按照a组分与b组分的质量比为75：1称取固化剂，并搅拌均匀；(6)超憎水涂层制备：利用空气喷涂喷枪进行喷涂制备超憎水涂层。实施例3一种粒子浓度可调的超憎水涂料超憎水涂层(改性氟碳面漆)，由a组分和b组分构成且a组分与b组分的质量比为75：1；所述a组分由如下重量份的原料组成：有机硅树脂：13份，有机溶剂：79.95份、氧化硅：4.55份、分散剂：0.8份、消泡剂：0.5份、流平剂：1.2份；所述b组分为有机硅树脂固化剂。如图1所示，本实施例所述的改性氟碳面漆制备步骤如下：(1)混合溶剂的配制：按照选定的质量比，并根据乙酸乙酯和乙酸丁酯质量比为3:2称取溶剂，搅拌均匀；(2)粒子预分散：按选定的质量比称取粒子，并分散到部分混合溶剂中，通过搅拌、剪切和超声等工艺进行预分散；(3)成膜物分散：按选定的质量比称取树脂，并分散到剩余的混合溶剂中，通过搅拌、剪切等工艺进行分散；(4)超憎水涂料制备：将成膜物分散液倒入粒子分散液中，按选定的质量比称取分散剂、消泡剂、流平剂，并在600r/min下搅拌3h，分散均匀得到憎水涂料；(5)按照a组分与b组分的质量比为75：1称取固化剂，并搅拌均匀；(6)超憎水涂层制备：利用空气喷涂喷枪进行喷涂制备超憎水涂层。实施例4一种粒子浓度可调的超憎水涂料超憎水涂层(改性氟碳面漆)，由a组分和b组分构成且a组分与b组分的质量比为75：1；所述a组分由如下重量份的原料组成：有机硅树脂：13份，有机溶剂：79.06份、氧化硅：4.94份、分散剂：1份、消泡剂：0.5份、流平剂：1.5份；所述b组分为有机硅树脂固化剂。如图1所示，本实施例所述的改性氟碳面漆制备步骤如下：(1)混合溶剂的配制：按照选定的质量比，并根据乙酸乙酯和乙酸丁酯质量比为3:2称取溶剂，搅拌均匀；(2)粒子预分散：按选定的质量比称取粒子，并分散到部分混合溶剂中，通过搅拌、剪切和超声等工艺进行预分散；(3)成膜物分散：按选定的质量比称取树脂，并分散到剩余的混合溶剂中，通过搅拌、剪切等工艺进行分散；(4)超憎水涂料制备：将成膜物分散液倒入粒子分散液中，按选定的质量比称取分散剂、消泡剂、流平剂，并在600r/min下搅拌3h，分散均匀得到憎水涂料；(5)按照a组分与b组分的质量比为75：1称取固化剂，并搅拌均匀；(6)超憎水涂层制备：利用空气喷涂喷枪进行喷涂制备超憎水涂层。实施例5一种粒子浓度可调的超憎水涂料超憎水涂层(改性氟碳面漆)，由a组分和b组分构成且a组分与b组分的质量比为75：1；所述a组分由如下重量份的原料组成：有机硅树脂：13份，有机溶剂：78.3份、氧化硅：5.2份、分散剂：1份、消泡剂：0.5份、流平剂：2份；所述b组分为有机硅树脂固化剂。如图1所示，本实施例所述的改性氟碳面漆制备步骤如下：(1)混合溶剂的配制：按照选定的质量比，并根据乙酸乙酯和乙酸丁酯质量比为3:2称取溶剂，搅拌均匀；(2)粒子预分散：按选定的质量比称取粒子，并分散到部分混合溶剂中，通过搅拌、剪切和超声等工艺进行预分散；(3)成膜物分散：按选定的质量比称取树脂，并分散到剩余的混合溶剂中，通过搅拌、剪切等工艺进行分散；(4)超憎水涂料制备：将成膜物分散液倒入粒子分散液中，按选定的质量比称取分散剂、消泡剂、流平剂，并在600r/min下搅拌3h，分散均匀得到憎水涂料；(5)按照a组分与b组分的质量比为75：1称取固化剂，并搅拌均匀；(6)超憎水涂层制备：利用空气喷涂喷枪进行喷涂制备超憎水涂层。利用接触角测量仪对涂层的憎水角和滚动角进行测量。具体地，使用4μl水滴进行接触角的测量；10μl水滴进行涂层滚动角的测量。实施例1-5的涂层对应的憎水角及滚动角检测结果如表1所示。表1五种实施例涂层的憎水角及滚动角测量结果实施例ca/°sa/°11501021506.531524.541556.051605.0五种实施例中涂层的憎水角均可达到150°以上，滚动角小于10°，达到超憎水涂层的要求。与现有技术相比较，本发明具有以下特点：(1)本发明中超憎水涂料制备过程中使用的原材料价廉易得，不需要对粒子进行疏水改性，减少了生产工艺的繁琐性，避免了粒子改性过程中工艺不稳定导致涂层性能不稳定的问题。(2)本发明中超憎水涂料的制备对粒子浓度范围要求较为宽泛，不需要严格控制粒子添加量，而不影响涂层的成膜性能。以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视作为本发明的保护范围。当前第1页1 2 3