一种超疏水疏油复合涂层及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及疏水材料领域，具体来说，涉及一种超疏水疏油复合涂层及其制备方法。
【背景技术】
[0002]超疏水现象源于人类对大自然中荷叶效应等的认识。超疏水表面是指与水接触角大于150°，滚动角低于10°的表面。由于水滴在表面保持球状，且在倾斜微小的角度时可以自由滚动滑落，带走表面的尘埃和泥土等亲水物质，因此超疏水表面具有优异的自清洁功能。
[0003]超疏水表面特殊的表面润湿性使其在自清洁、防水、防覆冰、防腐蚀以及流体运输等领域具有广泛的应用前景。研宄表明，超疏水表面的形成主要是由两个因素决定的：低表面能材料和微纳米几何粗糙度。低表面能材料能赋予表面良好的疏水性，而多层次的微纳米几何粗糙度可以在固液界面捕获一层气囊，有助于提高表面对水的接触角。因此，在疏水表面构造粗糙度或者对粗糙表面进行疏水化处理可构造超疏水表面。但是，由于超疏水表面的存在着特殊的微纳米结构，当遇到轻微的摩擦时，这些微纳结构容易被破坏，导致表面失去超疏水性能。因此制备稳定性好、耐磨的超疏水涂层或表面成为研宄的难点。中国发明专利申请CN 104327703 A公开了一种抗磨损的复合超疏水涂层的制备方法。将聚氨酯、环氧树脂以及氨基硅油复配，利用相分离方法制备具有微凸结构的多孔的复合超疏水涂层。但是该方法需要合成聚氨酯溶胶，工艺较繁琐，需要固化时间长。而且，该涂层耐油性差，容易被油污污染，导致超疏水性能被破坏。
【发明内容】
[0004]针对现有技术超疏水材料稳定性差、不耐磨损和不耐油等缺陷，本发明提供了一种稳定性好、耐油且兼具良好耐磨性的超疏水疏油复合涂层及其制备方法。
[0005]本发明通过如下技术方案实现：一种超疏水疏油复合涂层，包括超疏水疏油底漆层和超疏水疏油面漆层，其特征在于，所述超疏水疏油面漆层位于超疏水疏油底漆层之上，所述超疏水疏油底漆层是由超疏水疏油底漆涂布而成，超疏水疏油底漆是包含5wt%?20wt %环氧树月旨、O. 2wt %?2wt %助剂A、0. 5wt %?IOwt %消光粉、70wt %?90wt %溶剂的组合物，所述超疏水疏油面漆层由超疏水疏油面漆涂布而成，超疏水疏油面漆是包含
O.5wt %?5wt %气相二氧化娃、O. 05wt %?5wt % 助剂 Β、0· 2wt %?2wt % 助剂 C、80wt %?98界1:%混合溶液A、0. 5wt%?1(^1:%混合溶液B的组合物。
[0006]所述助剂A为带环氧基的硅烷偶联剂中的一种。
[0007]所述消光粉采用微米级二氧化硅，二氧化硅粒径为I?50 μ m。
[0008]所述溶剂为酮类溶剂。
[0009]所述气相二氧化娃粒径为IOnm?lOOnm。
[0010]所述助剂B为氟化硅烷偶联剂，所述氟化硅烷偶联剂为十七氟癸基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷或十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷中的一种。
[0011]所述助剂C为带氨基的硅烷偶联剂中的一种。
[0012]所述混合溶液A为乙醇水，乙醇与水的质量比为10:1?1:1。
[0013]所述混合溶液B为乙酸水，乙酸水溶液的质量分数为0.5wt%? 10wt%。
[0014]本发明所述的超水水疏油复合涂层的制备方法如下:
[0015]步骤一，制备超疏水疏油底漆:在室温下，将5wt%? 20wt%环氧树脂、0.2wt%?2wt%助剂A、0.5wt%?10界1:%消光粉加入到70wt%?90界1:%溶剂中，在高速搅拌机上高速混合均匀；
[0016]步骤二，制备超疏水疏油面漆:将0.5wt%? 5wt%气相二氧化娃分散在80wt%?98界1:%混合溶液A中，超声混合均勾后，加入0.05wt%?5界1:%助剂B和0.2wt %?2wt%助剂C，再滴加0.5wt%?10被％混合溶液B，得到二氧化硅分散液，将二氧化硅分散液移至反映温度为40?70°C的反应釜中，反映6?10h，得到超疏水疏油面漆；
[0017]步骤三，采用喷涂工艺，在基材上喷涂步骤一所制得的超疏水疏油底漆，移至120°C?150°C烘箱中15min?20min烘干；然后冷却至室温，喷涂超疏水超疏油涂层的面漆，移至150 °C烘箱中15min?20min干燥，得到超疏水超疏油涂层。
[0018]所述基材为不锈钢拉丝板或不锈钢镜面板。
[0019]本发明与现有技术相比，具有如下优点:
[0020](I)本发明制备所得的超疏水疏油复合涂层由超疏水疏油面漆层和超疏水疏油底漆层复合而成，硅烷偶联剂与二氧化硅的结合，能够降低涂层的表面能，从而显著提高涂层的疏水疏油性能，所制备得的复合涂层与水滴的接触角大于150°，同时与油滴的接触角在150°左右，该复合涂层不仅具有超疏水性能，而且能抗油污，兼具超疏油性能。
[0021](2)本发明所制备的超疏水超疏油涂层与基材之间的粘结性能好，同时该复合涂层具有良好的耐磨性和稳定性；
[0022](3)制备工艺简单，有利于实现工业化生产。
【附图说明】
[0023]图1为本发明超疏水疏油复合涂层与水滴的接触角图片；
[0024]图2为本发明超疏水疏油复合涂层与花生油油滴的接触角图片。
【具体实施方式】
[0025]为更好的理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
[0026]—种超疏水疏油复合涂层，包括超疏水疏油底漆层和超疏水疏油面漆层，所述超疏水疏油面漆层位于超疏水疏油底漆层之上，所述超疏水疏油底漆层是由超疏水疏油底漆涂布而成，超疏水疏油底漆是包含5wt%? 20wt%环氧树脂、0.2wt%? 2wt%环氧基娃烧偶联剂、0.5wt%?1(^1:%消光粉、70wt%? 90wt%酮类溶剂的组合物，所述超疏水疏油面漆层由超疏水疏油面漆涂布而成，超疏水疏油面漆是包含0.5wt%?5?1:%气相二氧化娃、0.05wt%?5?1:%氟化娃烧偶联剂、0.2wt%?2?1:%氨基娃烧偶联剂、80wt%? 98wt%乙醇水溶液、0.5wt%?10被％乙酸水溶液的组合物。
[0027]所述环氧基硅烷偶联剂采用3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、2_(3，4-环氧环己烷基）乙基三甲氧基硅烷中的一种。
[0028]所述氟化硅烷偶联剂采用十七氟癸基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷中的一种。
[0029]所述氨基硅烷偶联剂采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷、二乙烯三胺基丙基三甲氧基娃烧、N- (2-氛乙基）-3-氛丙基二乙氧基娃烧中的一种。
[0030]一种超疏水疏油复合涂层的制备方法如下：
[0031]实施例I
[0032]步骤（I)超疏水疏油底漆的制备：室温下，将IOg环氧树脂、Ig 3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷和2g粒径为3 μ m的消光粉加入到IOOg 丁酮中，在高速搅拌机上采用1500r/min搅拌30min，混合均匀后，得到超疏水疏油底漆；
[0033]步骤⑵超疏水疏油面漆的制备：将90g乙醇与IOg水混合均匀后，加入Ig粒径为16nm的气相二氧化硅、Ig十七氟癸基三甲氧基硅烷、Igy-氨丙基三乙氧基硅烷，在高速搅拌机上米用1500r/min搅拌30min，滴加IOwt %乙酸水溶液2g，混合均勾后移至500ml四口烧瓶中，置于温度为65°C的水浴锅中加热反应8h，得到超疏水疏油面漆；
[0034]步骤（3)采用喷涂工艺，在不锈钢拉丝板上喷涂超疏水疏油底漆，厚度为6?10^111，移至150°0烘箱中15min烘干；然后冷却至室温，喷涂超疏水疏油面漆，移至150°C烘箱中15min干燥，得到超疏水疏油复合涂层。
[0035]如图1、图2所示，水滴和油滴在复合涂层表面保持球状，不能润湿复合涂层的表面，通过测试，水滴在复合涂层表面的接触角为156°，油滴在复合涂层表面的接触角为150°，由此说明本发明所制备的复合涂层具有超疏水超疏油性能。
[0036]实施例2
[0037]步骤（I)超疏水疏油底漆的制备：室温下，将IOg环氧树脂、Ig 3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷和4g粒径为3 μπι的消光粉加入到IOOg 丁酮中，在高速搅拌机上采用1500r/min搅拌30min，混合均匀后，得到超疏水疏油底漆；
[0038]步骤⑵超疏水疏油面漆的制备：将90g乙醇与IOg水混合均匀后，加入2g粒径为16nm的气相二氧化硅、2g十七氟癸基三甲氧基硅烷、Ig γ -氨丙基三乙氧基硅烷，在高速搅拌机上米用1500r/min搅拌30min，滴加IOwt %乙酸水溶液2g，混合均勾后移至500ml四口烧瓶中，置于温度为65°C的水浴锅中