CN110951296A - 一种金属表面无氟超疏水涂层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种金属表面无氟超疏水涂层及其制备方法，其涂层包括粘附层底漆A和表面疏水层B：首先在金属表面喷涂上粘附层底漆A原料，固化后得到粘附层底漆A；再将表面疏水层B原料喷涂于粘附层底漆A表面，自然干燥后获得表面疏水层B。所述的粘附层底漆A原料包括0.1‑0.3g/mL甲基丙烯酸甲酯MMA、0.03‑0.07g/mL乙酸丁酯BA、0.02‑0.03g/mL丙烯酸AA和乙醇溶剂；表面疏水层B原料包括0.05‑0.07g/mL改性氧化硅SiO2、0.03‑0.07g/mL十六烷基三甲氧基硅烷HDTMS以及丙酮溶剂。本发明操作方便，制备过程安全，无氟污染，适合广泛推广于海洋环境下的金属工程构件。

Description

一种金属表面无氟超疏水涂层及其制备方法
技术领域
本发明属于金属表面处理技术领域，涉及一种金属表面无氟超疏水涂层及其制备方法。
背景技术
抽水蓄能机组过流表面存在结构、腐蚀等问题，严重影响其工作效率、稳定性和使用寿命，亟需开发过流表面高效阻垢、防腐工艺和措施。通过构筑疏水表面，可以实现对材料表面润湿性的调控，显著提升材料的阻垢、防腐以及抗结冰性能，还可以减小流体在材料表面的摩擦阻力，近年来受到越来越多的关注。
材料的疏水性常用水滴接触角来衡量：当接触角大于90°时，称之为疏水；当接触角大于150°，称之为超疏水。超疏水表面的构筑通常包括两部分：一是在微纳尺度构建粗糙的表面；二是采用低表面能的物质对微纳粗糙结构进行修饰。其中，微纳粗糙结构的构建方法主要有物理刻蚀、化学腐蚀、阳极氧化、水热、自组装、沉积和喷涂等方法；常用的低表面能物质主要是含氟的烃类和硅烷偶联剂类物质。
上述超疏水表面的构筑通常将微纳粗糙结构的构建和低表面能物质修饰两个步骤分开，增加了工艺流程。此外，添加含氟物质虽然可以提供低表面能以提高材料的超疏水性能，但氟的存在不仅污染环境而且会提高成本。
中国专利107812678A公开了一种在金属表面制备无氟超疏水涂层的方法，利用激光在金属表面制备线型阵列微观结构，并将PDMS液体与固化剂混合固化，经退火处理可得到绿色无氟的超疏水涂层。但是，上述方法制备步骤较复杂，需要提前在金属表面制备激光线型阵列微观结构，且涂层的制备需高温退火，因此其适用范围和环境友好方面存有部分不足。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种金属表面无氟超疏水涂层及其制备方法，可以一步实现金属表面微纳结构的构建和低表面能物质的修饰，在室温下即可实现涂层制备，操作安全简单、无氟环保、适合大面积生产推广。
本发明采用以下技术方案。
本发明的一种金属表面无氟超疏水涂层，其特征在于，包括粘附层底漆A和表面疏水层B：首先在金属表面喷涂上粘附层底漆A原料，固化后得到粘附层底漆A；再将表面疏水层B原料喷涂于粘附层底漆A表面，自然干燥后获得表面疏水层B；
所述的粘附层底漆A原料包括0.1-0.3g/mL甲基丙烯酸甲酯MMA、0.03-0.07g/mL乙酸丁酯BA、0.02-0.03g/mL丙烯酸AA和乙醇溶剂；表面疏水层B原料包括0.05-0.07g/mL改性氧化硅SiO2、0.03-0.07g/mL十六烷基三甲氧基硅烷HDTMS以及丙酮溶剂。
进一步的，所述的粘附层底漆A原料包括0.2g/mL甲基丙烯酸甲酯MMA、0.05g/mL乙酸丁酯BA、0.025g/mL丙烯酸AA和乙醇溶剂；表面疏水层B原料包括0.0625g/mL改性氧化硅SiO2、0.05g/mL十六烷基三甲氧基硅烷HDTMS和丙酮溶剂。
进一步的，所述改性氧化硅SiO2按照以下方法获得：将45mL乙醇加入50mL水中，在水浴中加热至80℃；加入5g的SiO2微球，强烈搅拌15min；保持搅拌，随后缓慢滴加5mL硅烷偶联剂KH-570；滴加完成后，在80℃强烈搅拌继续搅拌30min；自然冷却至室温后，12000rpm的转速下将SiO2微球从液体中离心分离出来；最后，将其转移至50℃的真空干燥箱中干燥12h，得到改性氧化硅SiO2微球。
优选的，所述改性氧化硅SiO2的粒径为2-10μm。
本发明技术方案所述的金属表面无氟超疏水涂层的水滴静态接触角大于155°，滚动角小于10°。
本发明的一种金属表面无氟超疏水涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)粘附层底漆A原料的制备：将甲基丙烯酸甲酯MMA、乙酸丁酯BA、丙烯酸AA按配比依次加入乙醇溶剂中，并用磁力搅拌器混合2min；
(2)表面疏水层涂料B原料的制备：将改性氧化硅SiO2、十六烷基三甲氧基硅烷HDTMS按配比加入丙酮溶剂中，并用磁力搅拌器混合1min；
(3)采用液体喷涂法将粘附层底漆A原料喷涂至金属表面，室温干燥，待乙醇挥发溶液内有机单体聚合在金属表面形成一层有机涂层；
(4)金属表面形成有机涂层后，将表面疏水层涂料B原料喷涂至有机层表面，室温干燥，待丙酮挥发后纳米氧化硅微球会通过交联作用牢固粘贴在有机层上，形成微纳米结构层，该层性质类似于荷叶表面，可以具有较强的疏水性。
进一步的，所述步骤(1)中，粘附层底漆A原料的喷涂参数为：喷涂电压60kV，喷涂电流15μA，喷涂距离150mm；室温干燥时间为1小时。
进一步的，所述步骤(2)中，表面疏水层涂料B原料的喷涂参数为：喷涂电压60kV，喷涂电流15μA，喷涂距离150mm；室温干燥时间为2小时。
与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：
1.本发明通过在金属表面疏水层B中引入改性氧化硅(SiO2)，在表面疏水层B制备时同步实现微纳结构的构建和低表面能物质的修饰，可方便地制备超疏水表面；
2.水滴在本发明制备的超疏水涂层表面上的接触角＞155°，滚动角＜10°，因而本发明提供的无氟超疏水涂层具有良好的超疏水效果；
3.本发明提供的无氟超疏水涂层抗结垢能力优良，经40h的挂片试验后，喷涂超疏水涂层的金属增重比未喷涂超疏水涂层的金属增重降低了80％以上。
附图说明
图1是实施例1中Q235低碳钢片和304不锈钢片经本发明涂层修饰前后的阻垢、防腐性能对比。其中，图1a是Q235低碳钢片和304不锈钢片经本发明涂层修饰前后的阻垢增重曲线，图1b是Q235低碳钢片和304不锈钢片经本发明涂层修饰前后耐40h腐蚀实验后的形貌图。
图2是本发明实施例1的超疏水涂层表面的静态水接触角照片。
图3是本发明实施例2的超疏水涂层表面的静态水接触角照片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
本实施方式中阻垢、防腐性能采用挂片试验获得，采用CaCl2和MgCl2配置钙、镁离子浓度分别100mg·L-1和50mg·L-1的溶液，随后加入一定量的NaHCO3，控制其浓度约为800mg·L-1。采用该溶液作为模拟结垢液，将40×13×2mm挂片竖直悬挂其中。通过水浴加热，控制温度在50℃左右，加速结垢过程。在容器底部配有磁力搅拌转子，转速为200rpm，保持挂片表面存在一定的液体流动。每隔4h将挂片取出烘干并称量其增重情况。
实施例1
一种金属表面无氟超疏水涂层，所述涂层包括粘附层底漆A和表面疏水层B两个部分。其中粘附层底漆A原料包括0.2g/mL甲基丙烯酸甲酯(MMA)、0.05g/mL乙酸丁酯(BA)、0.025g/mL丙烯酸(AA)以及乙醇溶剂；表面疏水层B原料包括0.0625g/mL改性氧化硅(SiO2)、0.05g/mL十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)以及丙酮溶剂。
所述改性氧化硅(SiO2)的改性方法为：将45mL乙醇加入50mL水中，在水浴中加热至80℃；加入5g的SiO2微球，强烈搅拌15min；保持搅拌，随后缓慢滴加5mL硅烷偶联剂KH-570；滴加完成后，在80℃强烈搅拌继续搅拌30min；自然冷却至室温后，12000rpm的转速下将SiO2微球从液体中离心分离出来；最后，将其转移至50℃的真空干燥箱中干燥12h，得到改性的SiO2微球。
所述改性氧化硅(SiO2)粒径为2-10μm。
所述金属表面无氟超疏水涂层的制备方法包括如下步骤：
(1)粘附层底漆A原料的制备：将0.2g/mL甲基丙烯酸甲酯MMA、0.05g/mL乙酸丁酯BA、0.025g/mL丙烯酸AA依次加入乙醇溶剂中，并用磁力搅拌器混合2min；
(2)表面疏水层涂料B原料的制备：将0.0625g/mL改性氧化硅SiO2、0.05g/mL十六烷基三甲氧基硅烷HDTMS加入丙酮溶剂中，并用磁力搅拌器混合1min；
(3)采用液体喷涂法将粘附层底漆A原料喷涂至金属表面，喷涂参数为：喷涂电压60kV，喷涂电流15μA，喷涂距离150mm；室温干燥1小时，待乙醇挥发溶液内有机单体聚合在金属表面形成一层有机涂层；
(4)金属表面形成有机涂层后，将表面疏水层B原料按照相同的喷涂方法喷涂至有机层表面，喷涂参数为：喷涂电压60kV，喷涂电流15μA，喷涂距离150mm；室温干燥2小时，待丙酮挥发后纳米氧化硅微球会通过交联作用牢固粘贴在有机层上，形成微纳米结构层，该层性质类似于荷叶表面，可以具有较强的疏水性。
从图1可以看出，未喷涂超疏水涂层的Q235低碳钢片和304不锈钢片相比，总增重量分别降低了88.9％和81.5％。图2为本实施例的超疏水涂层表面静态水接触角照片，接触角高达156.6°。
实施例2
一种金属表面无氟超疏水涂层，所述涂层包括粘附层底漆A和表面疏水层B两个部分。其中粘附层底漆A原料包括0.2g/mL甲基丙烯酸甲酯(MMA)、0.05g/mL乙酸丁酯(BA)、0.025g/mL丙烯酸(AA)以及乙醇溶剂；表面疏水层B原料包括0.05g/mL改性氧化硅(SiO2)、0.05g/mL十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)以及丙酮溶剂。
所述改性氧化硅(SiO2)的改性方法为：将45mL乙醇加入50mL水中，在水浴中加热至80℃；加入5g的SiO2微球，强烈搅拌15min；保持搅拌，随后缓慢滴加5mL硅烷偶联剂KH-570；滴加完成后，在80℃强烈搅拌继续搅拌30min；自然冷却至室温后，12000rpm的转速下将SiO2微球从液体中离心分离出来；最后，将其转移至50℃的真空干燥箱中干燥12h，得到改性的SiO2微球。
所述改性氧化硅(SiO2)粒径为2-10μm。
所述金属表面无氟超疏水涂层的制备方法包括如下步骤：
(1)粘附层底漆A原料的制备：将0.2g/mL甲基丙烯酸甲酯MMA、0.05g/mL乙酸丁酯BA、0.025g/mL丙烯酸AA依次加入乙醇溶剂中，并用磁力搅拌器混合2min；
(2)表面疏水层涂料B原料的制备：将0.05g/mL改性氧化硅SiO2、0.05g/mL十六烷基三甲氧基硅烷HDTMS加入丙酮溶剂中，并用磁力搅拌器混合1min；
(3)采用液体喷涂法将粘附层底漆A原料喷涂至金属表面，喷涂参数为：喷涂电压60kV，喷涂电流15μA，喷涂距离150mm；室温干燥1小时，待乙醇挥发溶液内有机单体聚合在金属表面形成一层有机涂层；
(4)金属表面形成有机涂层后，将表面疏水层B原料按照相同的喷涂方法喷涂至有机层表面，喷涂参数为：喷涂电压60kV，喷涂电流15μA，喷涂距离150mm；室温干燥2小时，待丙酮挥发后纳米氧化硅微球会通过交联作用牢固粘贴在有机层上，形成微纳米结构层，该层性质类似于荷叶表面，可以具有较强的疏水性。
图3为本实施例的超疏水涂层表面静态水接触角照片，接触角高达155.7°。
实施例3
一种金属表面无氟超疏水涂层，所述涂层包括粘附层底漆A和表面疏水层B两个部分。其中粘附层底漆A原料包括0.2g/mL甲基丙烯酸甲酯(MMA)、0.05g/mL乙酸丁酯(BA)、0.025g/mL丙烯酸(AA)以及乙醇溶剂；表面疏水层B原料包括0.07g/mL改性氧化硅(SiO2)、0.05g/mL十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)以及丙酮溶剂。
所述改性氧化硅(SiO2)的改性方法为：将45mL乙醇加入50mL水中，在水浴中加热至80℃；加入5g的SiO2微球，强烈搅拌15min；保持搅拌，随后缓慢滴加5mL硅烷偶联剂KH-570；滴加完成后，在80℃强烈搅拌继续搅拌30min；自然冷却至室温后，12000rpm的转速下将SiO2微球从液体中离心分离出来；最后，将其转移至50℃的真空干燥箱中干燥12h，得到改性的SiO2微球。
所述金属表面无氟超疏水涂层的制备方法包括如下步骤：
所述改性氧化硅(SiO2)粒径为2-10μm。
所述金属表面无氟超疏水涂层的制备方法包括如下步骤：
(1)粘附层底漆A原料的制备：将0.2g/mL甲基丙烯酸甲酯MMA、0.05g/mL乙酸丁酯BA、0.025g/mL丙烯酸AA依次加入乙醇溶剂中，并用磁力搅拌器混合2min；
(2)表面疏水层涂料B原料的制备：将0.07g/mL改性氧化硅SiO2、0.05g/mL十六烷基三甲氧基硅烷HDTMS加入丙酮溶剂中，并用磁力搅拌器混合1min；
(3)采用液体喷涂法将粘附层底漆A原料喷涂至金属表面，喷涂参数为：喷涂电压60kV，喷涂电流15μA，喷涂距离150mm；室温干燥1小时，待乙醇挥发溶液内有机单体聚合在金属表面形成一层有机涂层；
(4)金属表面形成有机涂层后，将表面疏水层B原料按照相同的喷涂方法喷涂至有机层表面，喷涂参数为：喷涂电压60kV，喷涂电流15μA，喷涂距离150mm；室温干燥2小时，待丙酮挥发后纳米氧化硅微球会通过交联作用牢固粘贴在有机层上，形成微纳米结构层，该层性质类似于荷叶表面，可以具有较强的疏水性。
上述实施例1～实施例3制备金属表面无氟超疏水涂层的水滴接触角、抗结垢增重，其检测结果如下：
实施例 水滴接触角/° 抗结垢增重/g·cm<sup>-2</sup>
1 155 6
2 162 5
3 160 6
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (8)

1.一种金属表面无氟超疏水涂层，其特征在于，包括粘附层底漆A和表面疏水层B：首先在金属表面喷涂上粘附层底漆A原料，固化后得到粘附层底漆A；再将表面疏水层B原料喷涂于粘附层底漆A表面，自然干燥后获得表面疏水层B；
所述的粘附层底漆A原料包括0.1-0.3g/mL甲基丙烯酸甲酯MMA、0.03-0.07g/mL乙酸丁酯BA、0.02-0.03g/mL丙烯酸AA和乙醇溶剂；表面疏水层B原料包括0.05-0.07g/mL改性氧化硅SiO2、0.03-0.07g/mL十六烷基三甲氧基硅烷HDTMS以及丙酮溶剂。
2.根据权利要求1所述的一种金属表面无氟超疏水涂层，其特征在于，所述的粘附层底漆A原料包括0.2g/mL甲基丙烯酸甲酯MMA、0.05g/mL乙酸丁酯BA、0.025g/mL丙烯酸AA和乙醇溶剂；表面疏水层B原料包括0.0625g/mL改性氧化硅SiO2、0.05g/mL十六烷基三甲氧基硅烷HDTMS和丙酮溶剂。
3.根据权利要求1或2所述的一种金属表面无氟超疏水涂层，其特征在于，所述改性氧化硅SiO2按照以下方法获得：将45mL乙醇加入50mL水中，在水浴中加热至80℃；加入5g的SiO2微球，强烈搅拌15min；保持搅拌，随后缓慢滴加5mL硅烷偶联剂KH-570；滴加完成后，在80℃强烈搅拌继续搅拌30min；自然冷却至室温后，12000rpm的转速下将SiO2微球从液体中离心分离出来；最后，将其转移至50℃的真空干燥箱中干燥12h，得到改性氧化硅SiO2微球。
4.根据权利要求3所述的一种金属表面无氟超疏水涂层，其特征在于，所述改性氧化硅SiO2微球的粒径为2-10μm。
5.根据权利要求1或2所述的一种金属表面无氟超疏水涂层，其特征在于，所述的金属表面无氟超疏水涂层的水滴静态接触角大于155°，滚动角小于10°。
6.一种金属表面无氟超疏水涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)粘附层底漆A原料的制备：将甲基丙烯酸甲酯MMA、乙酸丁酯BA、丙烯酸AA按配比依次加入乙醇溶剂中，并用磁力搅拌器混合2min；
(2)表面疏水层涂料B原料的制备：将改性氧化硅SiO2、十六烷基三甲氧基硅烷HDTMS按配比加入丙酮溶剂中，并用磁力搅拌器混合1min；
(3)采用液体喷涂法将粘附层底漆A原料喷涂至金属表面，室温干燥，待乙醇挥发溶液内有机单体聚合在金属表面形成一层有机涂层；
(4)金属表面形成有机涂层后，将表面疏水层涂料B原料喷涂至有机层表面，室温干燥，待丙酮挥发后纳米氧化硅微球会通过交联作用牢固粘贴在有机层上，形成微纳米结构层，该层性质类似于荷叶表面，可以具有较强的疏水性。
7.根据权利要求6所述的一种金属表面无氟超疏水涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，粘附层底漆A原料的喷涂参数为：喷涂电压60kV，喷涂电流15μA，喷涂距离150mm；室温干燥时间为1小时。
8.根据权利要求6所述的一种金属表面无氟超疏水涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，表面疏水层涂料B原料的喷涂参数为：喷涂电压60kV，喷涂电流15μA，喷涂距离150mm；室温干燥时间为2小时。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112831232A (zh) * 2020-07-09 2021-05-25 国家电网有限公司 一种可剥离的超疏水涂料及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010049535A1 (en) * 2008-10-31 2010-05-06 Dsm Ip Assets B.V. Antifouling coating composition comprising functionalized nanoparticules
CN108641049A (zh) * 2018-05-22 2018-10-12 河北工业大学 一种无氟单体水性超疏水材料的制备方法
CN109370418A (zh) * 2018-09-29 2019-02-22 武汉疏能新材料有限公司 一种超疏水涂料、涂层及其制备方法和应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010049535A1 (en) * 2008-10-31 2010-05-06 Dsm Ip Assets B.V. Antifouling coating composition comprising functionalized nanoparticules
CN108641049A (zh) * 2018-05-22 2018-10-12 河北工业大学 一种无氟单体水性超疏水材料的制备方法
CN109370418A (zh) * 2018-09-29 2019-02-22 武汉疏能新材料有限公司 一种超疏水涂料、涂层及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孙德彬: "《家具表面装饰工艺技术 第二版》", 31 October 2018, 中国轻工业出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112831232A (zh) * 2020-07-09 2021-05-25 国家电网有限公司 一种可剥离的超疏水涂料及其制备方法

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