氧化钛用无水乙醇分散 后直接涂敷在铁片上，然后在同样的温度下烘干。测其接触角大约155°，然后采用拉开法测 其涂层附着力仅为80psi左右，对其进行磨耗实验，发现试验后涂层质量减少为308 ±20mg 左右，涂层掉落十分严重。这说明加入环氧树脂后，涂层的疏水性能稍有下降外，其同基材 的附着力和涂层强度具有了很大的提升。
[0052] 实施例2:
[0053]本发明，耐磨超疏水纳米二氧化钛涂层的制备方法，具体包括以下步骤：
[0054] 步骤1、将硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷与乙醇(无水乙醇）按照质量比为0.5: 50的比例混合，利用控温磁力搅拌器在30°C下充分加热、搅拌4h，搅拌速率为200r/min，得 溶液；
[0055] 步骤2、向上述溶液中加入粒径为40nm的金红石型纳米二氧化钛，金红石型纳米二 氧化钛与乙醇的质量比为2:10,并用磁力搅拌器在搅拌速率为200r/min条件下进行搅拌 lh，使纳米颗粒同硅烷偶联剂充分接触，最后在30°C下烘干8h，得到纳米二氧化钛粉末； [0056] 步骤3、将E-44环氧树脂及固化剂乙二胺按照1:1的比例进行混合，然后加入一定 量的苯甲醇将树脂充分稀释，作为纳米二氧化钛的分散剂使用(稀释液）；
[0057]步骤4、称取纳米二氧化钛粉末加入到配制好的稀释液中，利用磁力搅拌器在搅拌 速率为/200r/min条件下进行搅拌2h，使二氧化钛同树脂充分接触，得悬浮液；
[0058] 步骤5、将上述悬浮液涂覆在载玻片上，在30_50°C的温度下烘干后便可以形成附 着力及耐磨性能倶佳的超疏水涂层。
[0059] 检测：该样品利用接触角测量仪对最后形成的涂层的接触角进行测量，发现水的 接触角在150°左右，滚动角小于5°，这说明所得到的涂层具有优良的疏水性能;我们采用拉 开法测量涂层同基材之间的层间附着力，发现附着力大小在310psi左右;我们采用砂纸磨 耗试验对涂层的耐磨性能进行测试，发现涂层质量变化为90 ±10mg左右并且水的接触角仍 可达到150°，滚动角小于5°，这说明所制备的涂层具有优良的耐磨性能。
[0060] 实施例3:
[0061]与实施例1不同之处在于，硅烷偶联剂选用的是乙烯基三甲氧基硅烷与p-苯乙烯 基三甲氧基硅烷的混合物，其中，二者质量比值为1: 1。
[0062]检测：该样品利用接触角测量仪对最后形成的涂层的接触角进行测量，发现水的 接触角在150°左右，滚动角小于5°，这说明所得到的涂层具有优良的疏水性能;我们采用拉 开法测量涂层同基材之间的层间附着力，发现附着力大小在295psi左右;我们采用砂纸磨 耗试验对涂层的耐磨性能进行测试，发现涂层质量变化为l〇〇±l〇mg左右并且水的接触角 仍可达到150°，滚动角小于5°，这说明所制备的涂层具有优良的耐磨性能。
[0063] 实施例4:
[0064]与实施例1不同之处在于，树脂为E-42环氧树脂与E-55环氧树脂的混合物。
[0065]检测：该样品利用接触角测量仪对最后形成的涂层的接触角进行测量，发现水的 接触角在150°左右，滚动角小于5°，这说明所得到的涂层具有优良的疏水性能;我们采用拉 开法测量涂层同基材之间的层间附着力，发现附着力大小在278psi左右;我们采用砂纸磨 耗试验对涂层的耐磨性能进行测试，发现涂层质量变化为92 ±10mg左右并且水的接触角仍 可达到150°，滚动角小于5°，这说明所制备的涂层具有优良的耐磨性能 [0066] 实施例5:
[0067]本发明，耐磨超疏水纳米二氧化钛涂层的制备方法，具体包括以下步骤：
[0068] 步骤1、将硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷与乙醇(无水乙醇）按照质量比为0.8: 50的比例混合，利用控温磁力搅拌器在40°C下充分加热、搅拌2h，搅拌速率为400r/min，得 溶液；
[0069]步骤2、向上述溶液中加入粒径为60nm的锐钛型纳米二氧化钛，锐钛型纳米二氧化 钛与乙醇的质量比为1:10,并用磁力搅拌器在搅拌速率为400r/min条件下进行搅拌lh，使 纳米颗粒同硅烷偶联剂充分接触，最后在40°C下烘干9h，得到纳米二氧化钛粉末；
[0070] 步骤3、将E-51环氧树脂及固化剂聚酰胺按照2:1的比例进行混合，然后加入一定 量的稀释剂将树脂充分稀释，作为纳米二氧化钛的分散剂使用(稀释液）；
[0071 ]步骤4、称取纳米二氧化钛粉末加入到配制好的稀释液中，利用磁力搅拌器在搅拌 速率为400r/min条件下进行搅拌2h，使二氧化钛同树脂充分接触，得悬浮液；
[0072]步骤5、将上述悬浮液涂覆在载玻片上，在30_50°C的温度下烘干后便可以形成附 着力及耐磨性能倶佳的超疏水涂层。
[0073]检测：该样品利用接触角测量仪对最后形成的涂层的接触角进行测量，发现水的 接触角在151°左右，滚动角小于5°，这说明所得到的涂层具有优良的疏水性能;我们采用拉 开法测量涂层同基材之间的层间附着力，发现附着力大小在355psi左右;我们采用砂纸磨 耗试验对涂层的耐磨性能进行测试，发现涂层质量变化为75 ±10mg左右并且水的接触角仍 可达到150°，滚动角小于5°，这说明所制备的涂层具有优良的耐磨性能。
[0074]目前其它关于制备纳米粒子/有机树脂复合超疏水涂层的报道中，主要分为以下 几类:一、所使用的树脂为价格昂贵的氟树脂，此时无需特殊控制树脂的添加量，树脂本身 所带来的增益效果便可以轻松制备出超疏水涂层，此类涂层各项性能也很好，但是原料价 格昂贵，难以广泛使用；二、首先采用普通的树脂同纳米粒子共混制备出亲水性涂层，最后 再用疏水剂浸泡修饰，使涂层具有超疏水性，此类涂层的疏水性极容易由于表面涂层的磨 损(磨掉疏水剂或破坏表层粗糙结构)而丧失。
[0075]采用本发明所制备的超疏水涂层，耐磨性较纯纳米涂层有了明显提高，并且由于 整个厚度的涂层均有超疏水性，即使被磨掉表层，依然具有超疏水性。
[0076]需要说明的是，在上述方法的指引下，固化剂还可以为己二胺或己二胺与聚酰胺 或聚酰胺与乙二胺的混合物;硅烷偶联剂还可为乙烯基三甲氧基硅烷和3-环氧丙氧基丙基 三乙氧基硅烷的混合物。
[0077]在上述实施例1-5的指引下，硅烷偶联剂、树脂的其它组合方式均可实现，本领域 技术人员在本发明的启示下，简单变形及替换的技术方案，均应在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种纳米二氧化钛涂层的制备方法，其特征在于，依次包括以下步骤： a将硅烷偶联剂溶解在乙醇中，加热搅拌反应得到溶液，其中，硅烷偶联剂与乙醇的质 量比为0.5~1:50,加热温度为30~50 °C; b向步骤a所得溶液中加入纳米二氧化钛，搅拌、烘干溶液得疏水纳米二氧化钛粉末，纳 米二氧化钛与乙醇的质量比为0.5~2:10; c将一定量的树脂和固化剂混合，并向其中加入稀释剂将树脂充分稀释，得稀释液，所 述树脂与固化剂的质量比为1~4:1; d将步骤b所得纳米二氧化钛粉末加入至步骤c所得稀释液中，超声分散并充分搅拌，使 其中的纳米二氧化钛与树脂充分接触，得悬浮液，纳米二氧化钛粉末的加入量为树脂质量 的10~15倍； e将步骤d所得悬浮液涂覆在基材上，充分烘干后即得疏水纳米二氧化钛涂层。2. 根据权利要求1所述的纳米二氧化钛涂层的制备方法，其特征在于:步骤a中，硅烷偶 联剂为正辛基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、p-苯 乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或两种的混合物。3. 根据权利要求1所述的纳米二氧化钛涂层的制备方法，其特征在于:步骤a中，搅拌速 率为200~400r/min，反应时间为1~4h。4. 根据权利要求1所述的纳米二氧化钛涂层的制备方法，其特征在于:步骤b中，纳米二 氧化钛的粒径选自25nm、40nm、60nm中的一种。5. 根据权利要求1所述的纳米二氧化钛涂层的制备方法，其特征在于:步骤b中，烘干温 度为30~50°C，烘干时间为8~10h。6. 根据权利要求1所述的纳米二氧化钛涂层的制备方法，其特征在于:步骤c中，所述稀 释剂为苯甲醇、乙醇、丙二醇甲醚中的一种。7. 根据权利要求1所述的纳米二氧化钛涂层的制备方法，其特征在于:步骤c中，所述树 脂为双酚A型环氧树脂E-42、E-44、E-51、E-55中的一种或两种的混合物，所述固化剂为乙二 胺、己二胺、聚酰胺中的一种或两种的混合物。
【专利摘要】本发明公开了一种耐磨超疏水纳米二氧化钛涂层的制备方法，其首先将硅烷偶联剂溶解在乙醇中，加热搅拌反应得到溶液；向所得溶液中加入纳米二氧化钛，搅拌、烘干溶液得疏水纳米二氧化钛粉末；然后将一定量的环氧树脂和固化剂混合，并向其中加入稀释剂将树脂充分稀释，得稀释液，将所得疏水纳米二氧化钛粉末加入至稀释液中，超声分散并充分搅拌，使其中的纳米二氧化钛与树脂充分接触，得悬浮液；最后将所得悬浮液涂覆在基材上，充分烘干后即得耐磨性能优良的疏水纳米二氧化钛涂层。采用本方法制备得到的涂层相比于纯疏水纳米涂层，涂层硬度有了很大的提高，既保证了涂层的超疏水性能，又极大的提高了纳米涂层的层间附着力和层内结合力。
【IPC分类】C09D7/12, C09D163/02, C09C3/12, C09C1/36
【公开号】CN105602412
【申请号】CN201610020392
【发明人】王秀民, 孙阳超, 王洪兵, 李春玲, 王培 , 孙霜青, 胡松青
【申请人】中国石油大学(华东)
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年1月13日