一种常温光固化超疏水防腐涂层的制备方法
1.技术领域
2.本发明涉及一种常温光固化超疏水防腐涂层的制备方法，具体属于超疏水自清洁与防腐涂层技术领域。
背景技术：
3.许多具有自清洁特性的人造超疏水纳米涂层已通过不同的方法合成，并根据其特性应用于不同的领域。纳米技术的发展为超疏水表面的制备和性能带来了许多优势，从而增加了对超疏水表面的需求。纳米、微米分级粗糙度在操纵超疏水纳米涂层的特性方面起着重要作用，它们被分为无机、有机和无机
‑
有机材料。二氧化硅包裹的材料是超疏水纳米涂层领域最常见的选择。事实上，它们是亲水的，但通过化学处理，获得了超疏水性。
4.聚氨酯丙烯酸酯（pua）的分子中含有丙烯酸官能团和氨基甲酸酯键，固化后的胶黏剂具有聚氨酯的高耐磨性、粘附力、柔韧性、高剥离强度和优良的耐低温性能以及聚丙烯酸酯卓越的光学性能和耐候性，是一种综合性能优良的辐射固化材料。这些有机涂层在腐蚀性介质和金属表面之间提供了物理屏障。然而，由于腐蚀剂（即氧气、水和离子）会渗透到涂层/金属界面，因此它们不会持久。为了提高这些涂层的阻隔性能，聚合物基质中使用了各种无机纳米填料。
5.氧化石墨烯 (go) 等板状纳米材料为有机复合材料提供了最大的气体和水分阻隔性能。go 是天然石墨氧化剥离的产物，由具有非常大表面积的二维原子级厚碳网络组成有很优异的防腐能力。但是氧化石墨烯在一定量后会发生团聚现象，使其在聚合物中的分散性下降，防腐性能减弱。因此，go纳米材料的改性对对改善其在聚合物中的分散性有关键作用，为此对go的进行改性，能增强其在pua中的分散性。本发明将优异防腐能力和分散性的改性氧化石墨烯与高耐候性的聚氨酯丙烯酸酯结合，并在表面形成超疏水自清洁的表面，能大大提高涂层的防腐能力。
技术实现要素：
6.本发明的目的在于提供一种常温光照固化的超疏水自清洁防腐涂层的制备方法。
7.本发明一种常温光固化超疏水防腐涂层的制备方法包括以下步骤：步骤1：改性氧化石墨烯的制备取 100 mg 氧化石墨烯于 60 ml 无水乙醇中，超声分散 1 h 形成均匀分散液；再加入hcl调节分散液 ph=3~4；然后在搅拌下缓慢加入10ml含有0.3 g kh
‑
570的95%wt的乙醇，在60 ℃继续反应24 h，离心分离后分别用无水乙醇和去离子水洗涤，完全除去未反应的kh
‑
570，使洗涤液至中性，得到改性氧化石墨烯(fgo)；步骤2：聚氨酯丙烯酸酯（pua）、交联剂和改性氧化石墨烯在40℃下搅拌超声震荡30min，得到pua
‑
fgo；其中改性氧化石墨烯的加入量为单体pua质量的0.2%~5%；
步骤3：将纳米二氧化硅加入乙醇溶液中，搅拌混合均匀；其中，纳米二氧化硅与乙醇质量比为1∶15；步骤4：将光引发剂加入pua
‑
fgo中，其后用喷枪将纳米二氧化硅的乙醇溶液喷在pua
‑
fgo上，再将其放入紫外灯下光照固化，固化后得到超疏水防腐涂层；其中，光引发剂的加入量为单体pua质量的1%~10%。
8.所述的聚氨酯丙烯酸酯的型号为3210、3220、3230、3250、3260、3290、3310、3610中的一种或几种。
9.所述的光引发剂为651、184、tpo或1173。
10.所述的交联剂为tmpta、tpgda或edab。
11.本发明的有益效果：本发明的主要特点是在聚氨酯丙烯酸酯的基础上引入改性氧化石墨烯，并且制造出具有超疏水、自清洁性能的二氧化硅纳米表面，防腐性强，能够实现真正意义上的高效多层次防腐涂层。
12.本发明采用的原料环保，可常温光固化形成涂层，固化速度快，生产效率高，节约能源，克服了传统防腐涂层溶剂挥发、固化与熔融固化的缺点。
具体实施方式
13.实施例1本实施说明本发明提供的一种常温光固化超疏水防腐涂层的制备方法。
14.步骤1：改性氧化石墨烯(fgo)的制备：取 100 mg 氧化石墨烯于 60 ml 无水乙醇中，超声分散 1 h 后形成均匀分散液；再加入一定量的 hcl，调节分散液 ph=3~4；然后将 10 ml 含有 0.3 g kh
‑
570 的 95% 乙醇在搅拌下缓慢加入，在 60 ℃继续反应 24 h，离心分离，再用无水乙醇和去离子水洗涤多次，完全除去未反应的 kh
‑
570，并使洗涤液至中性，得到产物即为改性氧化石墨烯。
15.步骤2：向烧杯中依次加入型号为3210的聚氨酯丙烯酸酯,交联剂 ,改性的氧化石墨烯在40摄氏度下搅拌超声震荡30分钟，得到pua
‑
fgo，其中加入的改性氧化石墨烯量为pua单体质量的0.2%。
16.步骤3：将纳米二氧化硅加入乙醇溶液中，搅拌均匀混合二氧化硅与乙醇质量比为1∶15。
17.步骤4：将步骤2的pua
‑
fgo加入光引发剂剂1173，将步骤3中的溶液用喷枪将其喷在pua
‑
fgo上，再将其放入紫外灯下光照固化，光引发剂1173加入的含量为单体pua质量的1%。光照30分钟固化后得到超疏水防腐涂层。
18.实施例2本实施说明本发明提供的一种常温光固化超疏水防腐涂层的制备方法。
19.步骤1：改性氧化石墨烯(fgo)的制备：取 100 mg 氧化石墨烯于 60 ml 无水乙醇中，超声分散 1 h 后形成均匀分散液；再加入一定量的 hcl，调节分散液 ph=3~4；然后将 10 ml 含有 0.3 g kh
‑
570 的 95% 乙醇在搅拌下缓慢加入，在 60 ℃继续反应 24 h，离心分离，再用无水乙醇和去离子水洗涤多次，完全除去未反应的 kh
‑
570，并使洗涤液至中性，得到产物即为改性氧化石墨烯。
20.步骤2：向烧杯中依次加入型号为3220的聚氨酯丙烯酸酯,交联剂 ,改性的氧化石墨烯在40摄氏度下搅拌超声震荡30分钟，得到pua
‑
fgo，其中加入的改性氧化石墨烯量为pua单体质量的0.4%。
21.步骤3：将纳米二氧化硅加入乙醇溶液中，搅拌均匀混合二氧化硅与乙醇质量比为1∶15。
22.步骤4：将步骤2的pua
‑
fgo加入光引发剂剂1173，将步骤3中的溶液用喷枪将其喷在pua
‑
fgo上，再将其放入紫外灯下光照固化，光引发剂1173加入的含量为单体pua的3%。光照30分钟固化后得到超疏水防腐涂层。
23.实施例3常温光固化超疏水防腐涂层的制备方法：步骤1：改性氧化石墨烯(fgo)的制备：取 100 mg 氧化石墨烯于 60 ml 无水乙醇中，超声分散 1 h 后形成均匀分散液；再加入一定量的 hcl，调节分散液 ph=3~4；然后将 10 ml 含有 0.3 g kh
‑
570 的 95% 乙醇在搅拌下缓慢加入，在 60 ℃继续反应 24 h，离心分离，再用无水乙醇和去离子水洗涤多次，完全除去未反应的 kh
‑
570，并使洗涤液至中性，得到产物即为改性氧化石墨烯。
24.步骤2：向烧杯中依次加入型号为3230的聚氨酯丙烯酸酯,交联剂 ,改性氧化石墨烯在40摄氏度下搅拌超声震荡30分钟，得到pua
‑
fgo。其中加入的改性氧化石墨烯含量为pua单体质量的0.6%。
25.步骤3：将纳米二氧化硅加入乙醇溶液中，搅拌均匀混合二氧化硅与乙醇质量比为1∶15。
26.步骤4：将步骤2的pua
‑
fgo加入光引发剂剂tpo，将步骤3中的溶液用喷枪将其喷在pua
‑
fgo上，再将其放入紫外灯下光照固化，光引发剂tpo加入的含量为单体pua的5%。光照30分钟固化后得到超疏水防腐涂层。
27.实施例4常温光固化超疏水防腐涂层的制备方法：步骤1：改性氧化石墨烯(fgo)的制备：取 100 mg 氧化石墨烯于 60 ml 无水乙醇中，超声分散 1 h 后形成均匀分散液；再加入一定量的 hcl，调节分散液 ph=3~4；然后将 10 ml 含有 0.3 g kh
‑
570 的 95% 乙醇在搅拌下缓慢加入，在 60 ℃继续反应 24 h，离心分离，再用无水乙醇和去离子水洗涤多次，完全除去未反应的 kh
‑
570，并使洗涤液至中性，得到产物即为改性氧化石墨烯。
28.步骤2：向烧杯中依次加入型号为3250的聚氨酯丙烯酸酯,交联剂 ,改性氧化石墨烯在40摄氏度下搅拌超声震荡30分钟，得到pua
‑
fgo，其中加入的改性氧化石墨烯量为pua单体质量的0.8%。
29.步骤3：将纳米二氧化硅加入乙醇溶液中，搅拌均匀混合二氧化硅与乙醇质量比为1：15。
30.步骤4：将步骤2的pua
‑
fgo加入光引发剂剂tpo，将步骤3中的溶液用喷枪将其喷在pua
‑
fgo上，再将其放入紫外灯下光照固化，光引发剂tpo加入的含量为单体pua的7%。光照30分钟固化后得到超疏水防腐涂层实施例5
常温光固化超疏水防腐涂层的制备方法：步骤1：改性氧化石墨烯(fgo)的制备：取 100 mg 氧化石墨烯于 60 ml 无水乙醇中，超声分散 1 h 后形成均匀分散液；再加入一定量的 hcl，调节分散液 ph=3~4；然后将 10 ml 含有 0.3 g kh
‑
570 的 95% 乙醇在搅拌下缓慢加入，在 60 ℃继续反应 24 h，离心分离，再用无水乙醇和去离子水洗涤多次，完全除去未反应的 kh
‑
570，并使洗涤液至中性，得到产物即为改性氧化石墨烯。
31.步骤2：向烧杯中依次加入型号为3260的聚氨酯丙烯酸酯,交联剂 ,改性氧化石墨烯在40摄氏度下搅拌超声震荡30分钟，得到pua
‑
fgo，其中加入的改性氧化石墨烯量为pua单体质量的1%。
32.步骤3：将纳米二氧化硅加入乙醇溶液中，搅拌均匀混合二氧化硅与乙醇质量比为1∶15。
33.步骤4：将步骤2的pua
‑
fgo加入光引发剂剂184，将步骤3中的溶液用喷枪将其喷在pua
‑
fgo上，再将其放入紫外灯下光照固化，光引发剂184加入的含量为单体pua的5%。光照30分钟固化后得到超疏水防腐涂层。