CN113072855A - 一种疏水表面稳定性强的疏水涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种疏水表面稳定性强的疏水涂料，包括以下质量份的组分：环氧树脂80‑100份；固化剂40‑50份；促进剂1‑2份；石蜡微球改性剂0‑20份；石蜡微球改性剂包括以下质量份的组分：水100份，乳化剂2份，石蜡20份。本发明还公开了一种疏水表面稳定性强的疏水涂料制备方法。本发明相较于现有技术，石蜡微球的加入提高了环氧树脂的机械强度，赋予疏水表面足够的微纳粗糙度，疏水表面的微纳结构不易破坏、稳定性强，同时简化制备工艺、降低成本。

Description

一种疏水表面稳定性强的疏水涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于疏水涂料技术领域，尤其涉及一种疏水表面稳定性强的疏水涂料及其制备方法。
背景技术
疏水涂料常指涂膜在光滑表面上的静态水接触角大于90°的一类低表面能涂料，超疏水表面是指表面具有明显的表面接近或大于150°的水接触角和接近或小于10°的滑动角。疏水表面由于具有独特的性能，在防污自清洁、防雾抗结冰、防腐蚀等涂层和油水分离等领域有着越来越广泛的应用。构筑疏水表面最重要的两个因素为足够的表面粗糙度和较低的表面能。
近年来，很多疏水涂料使用微纳米粒子与有机树脂结合，其中微纳米粒子构筑表面微纳米结构，有机树脂负责将无机纳米粒子固定在表面，同时提供低表面。聚二甲基硅氧烷是使用较多的一种树脂，疏水性能优异，但是其较高的成本一直使得规模化应用受到限制。较为廉价的环氧树脂也可以用来制备疏水涂料，但在其使用过程中易受到的酸碱腐蚀，机械摩擦等原因，导致超疏水性能被破坏。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种疏水表面稳定性强的疏水涂料及其制备方法，石蜡微球的加入提高了环氧树脂的机械强度，赋予疏水表面足够的微纳粗糙度，疏水表面的微纳结构不易破坏、稳定性强，同时简化制备工艺、降低成本。
为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种疏水表面稳定性强的疏水涂料，包括以下质量份的组分：
Figure BDA0003006416920000011
Figure BDA0003006416920000021
石蜡微球改性剂包括以下质量份的组分：水100份，乳化剂2份，石蜡20份。
作为上述技术方案的进一步描述：
疏水涂料包括以下质量份的组分：环氧树脂100份，固化剂50份，促进剂2份，石蜡微球改性剂10份。
作为上述技术方案的进一步描述：
乳化剂为聚乙二醇辛基苯基醚。
作为上述技术方案的进一步描述：
环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
作为上述技术方案的进一步描述：
固化剂为聚酰胺类固化剂。
作为上述技术方案的进一步描述：
促进剂为苯酚。
作为上述技术方案的进一步描述：
石蜡微球改性剂的粒径为8微米到10微米。
另一方面，本发明还提供了一种疏水表面稳定性强的疏水涂料制备方法，包括以下步骤：
1)根据上述的配比，准备石蜡微球改性剂的制备材料；
2)在三颈烧瓶中加入水和乳化剂，置于70℃的水浴锅中加热，并低速搅拌3分钟；
3)将熔融状态的石蜡以每次3～5滴的速度滴加到三颈烧瓶中，恒温持续搅拌2h得石蜡乳液；
4)室温陈化12h后，将石蜡乳液上层聚集固体捞出，室温下自然晾干，得石蜡微球改性剂；
5)取制备的石蜡微球改性剂并分散至环氧树脂中，在1000rmp转速下搅拌20分钟，使其充分混合均匀得到前驱体涂料；
6)在前驱体涂料中加入固化剂和促进剂，充分搅拌后静置2分钟；
7)将静止后的涂料置于45℃的烘箱之中，于真空的环境中固化10分钟得疏水涂料。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明中，将微纳米粒子石蜡微球固定在环氧树脂表面，在其表面构筑出微纳米结构，同时降低其表面能。此外，随着石蜡微球的加入，环氧树脂的机械强度得到了提高，其表面的微纳结构不会像金属材料表面一样很容易遭到破坏，保证了疏水表面的稳定性。
2、本发明中，简化疏水涂料制备工艺，降低制备难度和制备成本，便于规模化生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明新型疏水涂料中第一实施例制备的涂料对水的接触角观测图。
图2为本发明新型疏水涂料中第二实施例制备的涂料对水的接触角观测图。
图3为本发明新型疏水涂料中第三实施例制备的涂料对水的接触角观测图。
图4为本发明新型疏水涂料中第一实施例、第二实施例和第三实施例制备的涂料的力学性能图。
具体实施方式
下列实施例中所述含有环氧树脂的组分包含双酚A型环氧树脂、聚酰胺类固化剂、促进剂为苯酚均为市售产品。
第一实施例：
石蜡微球改性剂的制备步骤：
步骤S1：在三颈烧瓶中加入100份水和2份乳化剂，置于70℃的水浴锅中加热，并低速搅拌3分钟；
步骤S2：将20份熔融状态下的石蜡以每次3～5滴的速度缓慢滴加到三颈烧瓶中，恒温持续搅拌2h得石蜡乳液；
步骤S3：室温陈化12h后，将上层聚集固体捞出，室温下自然晾干，得石蜡微球改性剂；
乳化剂为聚乙二醇辛基苯基醚。
疏水涂料的制备步骤：
步骤X1：称取0份上述制备的石蜡微球改性剂分散至100份环氧树脂中，在1000rmp转速下搅拌20分钟，使其充分混合均匀得到前驱体涂料；
步骤X2：在前驱体涂料中加入50份固化剂和2份促进剂，充分搅拌后静置2分钟；
步骤X3：将静止后的涂料置于45℃的烘箱之中，于真空的环境中固化10分钟得新型疏水涂料。
第二实施例：
石蜡微球改性剂的制备步骤：
步骤S1：在三颈烧瓶中加入100份水和2份乳化剂，置于70℃的水浴锅中加热，并低速搅拌3分钟；
步骤S2：将20份熔融状态下的石蜡以每次3～5滴的速度缓慢滴加到三颈烧瓶中，恒温持续搅拌2h得石蜡乳液；
步骤S3：室温陈化12h后，将上层聚集固体捞出，室温下自然晾干，得石蜡微球改性剂；
乳化剂为聚乙二醇辛基苯基醚。
疏水涂料的制备步骤：
步骤X1：称取10份上述制备的石蜡微球改性剂分散至100份环氧树脂中，在1000rmp转速下搅拌20分钟，使其充分混合均匀得到前驱体涂料；
步骤X2：在前驱体涂料中加入50份固化剂和2份促进剂，充分搅拌后静置2分钟；
步骤X3：将静止后的涂料置于45℃的烘箱之中，于真空的环境中固化10分钟得新型疏水涂料。
第三实施例：
石蜡微球改性剂的制备步骤：
步骤S1：在三颈烧瓶中加入100份水和2份乳化剂，置于70℃的水浴锅中加热，并低速搅拌3分钟；
步骤S2：将20份熔融状态下的石蜡以每次3～5滴的速度缓慢滴加到三颈烧瓶中，恒温持续搅拌2h得石蜡乳液；
步骤S3：室温陈化12h后，将上层聚集固体捞出，室温下自然晾干，得石蜡微球改性剂；
乳化剂为聚乙二醇辛基苯基醚。
疏水涂料的制备步骤：
步骤X1：称取20份上述制备的石蜡微球改性剂分散至100份环氧树脂中，在1000rmp转速下搅拌20分钟，使其充分混合均匀得到前驱体涂料；
步骤X2：在前驱体涂料中加入50份固化剂和2份促进剂，充分搅拌后静置2分钟；
步骤X3：将静止后的涂料置于45℃的烘箱之中，于真空的环境中固化10分钟得新型疏水涂料。
与现有技术相比，本发明中的疏水涂料，通过将微纳米粒子石蜡微球固定在环氧树脂表面，在其表面构筑出微纳米结构，同时降低其表面能。此外，随着石蜡微球的加入，环氧树脂的机械强度得到了提高，其表面的微纳结构不会像金属材料表面一样很容易遭到破坏，保证了疏水表面的稳定性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种疏水表面稳定性强的疏水涂料，其特征在于，包括以下质量份的组分：
Figure FDA0003006416910000011
所述石蜡微球改性剂包括以下质量份的组分：水100份，乳化剂2份，石蜡20份。
2.根据权利要求1所述的一种疏水表面稳定性强的疏水涂料，其特征在于，包括以下质量份的组分：环氧树脂100份，固化剂50份，促进剂2份，石蜡微球改性剂10份。
3.根据权利要求1所述的一种疏水表面稳定性强的疏水涂料，其特征在于，所述乳化剂为聚乙二醇辛基苯基醚。
4.根据权利要求1所述的一种疏水表面稳定性强的疏水涂料，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
5.根据权利要求1所述的一种疏水表面稳定性强的疏水涂料，其特征在于，所述固化剂为聚酰胺类固化剂。
6.根据权利要求1所述的一种疏水表面稳定性强的疏水涂料，其特征在于，所述促进剂为苯酚。
7.根据权利要求1所述的一种疏水表面稳定性强的疏水涂料，其特征在于，所述石蜡微球改性剂的粒径为8微米到10微米。
8.一种疏水表面稳定性强的疏水涂料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据权利要求1-7任一所述的配比，准备石蜡微球改性剂的制备材料；
2)在三颈烧瓶中加入水和乳化剂，置于70℃的水浴锅中加热，并低速搅拌3分钟；
3)将熔融状态的石蜡以每次3～5滴的速度滴加到三颈烧瓶中，恒温持续搅拌2h得石蜡乳液；
4)室温陈化12h后，将石蜡乳液上层聚集固体捞出，室温下自然晾干，得石蜡微球改性剂；
5)取制备的石蜡微球改性剂并分散至环氧树脂中，在1000rmp转速下搅拌20分钟，使其充分混合均匀得到前驱体涂料；
6)在前驱体涂料中加入固化剂和促进剂，充分搅拌后静置2分钟；
7)将静止后的涂料置于45℃的烘箱之中，于真空的环境中固化10分钟得疏水涂料。
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