[发明专利]一种具有超疏水表面的环氧树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于超疏水表面制备工艺技术领域，具体涉及一种具有超疏水表面的环氧树脂及其制备方法。

背景技术

近年来，受“荷叶效应”的启发，与水接触角大于150°、滚动角小于5°的超疏水表面引起了广泛的关注（参考文献：Barthlott W,Neinhuis C.Purity of the sacred lotus,or escape from contamination in biological surfaces.Planta，1997，202(1)：1~8;Feng X,Jiang L.Design and creation of superwetting/antiwetting surfaces.Adv Mater,2006,18,3063~3078;Ma M,Hill R M.Superhydrophobic surface.Curr Opin Colloid Interf Sci,2006,11(4):193~202.）。在超疏水表面上，水滴或污水（如泥水、墨水等）通常会形成亮晶晶的球形水珠，水珠不能渗透到基材里面，稍微倾斜表面或在微风的作用下，水珠就会立刻从表面迅速滚落，水珠滚落的同时将沉积在表面的灰尘带走，起到自清洁的作用。另外，由于水珠不能在超疏水表面稳定的停留，因而超疏水表面可以长期保持干燥，可以有效地抑制各种以水为介质的腐蚀反应的发生，有效地延长超疏水表面及其基材的使用寿命。

到目前为止，已经有大量的文献和专利报道金属、陶瓷、玻璃和塑料等超疏水表面的制备方法和技术，但在环氧树脂基体上制备超疏水表面的报道在国内外还很少见。

实际上，环氧树脂由于具有很多优良的特点，因而在国民经济和工农业生产中均有广泛的应用，但环氧树脂的一个明显缺点是具有一定的吸湿特性，吸湿后往往会导致力学强度降低而影响使用性能。因此在环氧树脂上制备同时兼具防水性和自清洁性的超疏水表面具有非常重要的应用价值和实际意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有超疏水表面的环氧树脂。

本发明的另一目的在于提供一种简单而又易于产业化的具有超疏水表面的环氧树脂的制备方法。

本发明提供了一种具有超疏水表面的环氧树脂，所述的超疏水表面与水的接触角在150°~170°之间，水滴在超疏水表面的滚动角小于5°。

优选的，该超疏水表面与水的接触角为155°~162°，水滴在超疏水表面的滚动角小于3°。

本发明的超疏水表面的超疏水性质稳定，在温度范围为-10~40℃、相对湿度为20%~90%的环境中放置3个月，超疏水性质没有发生变化。

本发明的具有超疏水表面的环氧树脂与市售的环氧树脂相比具有优异的自清洁、防水、抗腐蚀等性能。

本发明还提供了一种具有超疏水表面的环氧树脂的制备方法，包括如下步骤：

A）清洁环氧树脂表面，烘干后待用；

B）配制环氧树脂胶：将环氧树脂胶加入到稀释剂中进行稀释，然后在稀释的环氧树脂胶中加入能够促进树脂胶固化的固化剂，并混合均匀，所述的环氧树脂胶︰稀释剂︰固化剂的质量百分比为100:8-15:100-10000；

C）将步骤B）配制的环氧树脂胶，均匀地涂刷在环氧树脂基体上；

D）将与乙醇的重量比为0.01-2%、粒径范围为10-500纳米的纳米氧化锌添加到溶有含0.05-3%聚乙烯吡咯烷酮的乙醇溶液中并用超声分散，形成均匀稳定的纳米氧化锌粉体悬浊液；

E）将步骤C）刷胶后的环氧树脂基体浸渍于纳米氧化锌粉体悬浊液中1-5分钟取出，在真空干燥箱中在80℃下固化3~10小时后取出，然后在1%的十七氟三甲氧基乙氧基硅烷溶液中浸泡1~5分钟，取出后在10-80℃下充分干燥，即获得具有超疏水表面的环氧树脂。

步骤（A）中，较佳地，具体方法可以是：首先将环氧树脂表面用砂纸进行打磨，以除去表面的缺陷，然后用电吹风将表面的灰尘等吹掉，再用自来水清洗表面，烘干后置于阴凉干燥处，待用。

步骤（B）中，较佳地,所述的环氧树脂胶︰稀释剂︰固化剂的质量百分比为100:10-12:1000-5000。

所述的环氧树脂胶，与环氧树脂基体有较高粘合度，可以是E-51环氧树脂胶、E-44环氧树脂胶等；

所述的稀释剂可以是丙酮、乙酸乙酯或乙酸丁酯等；

所述的固化剂可以是二乙烯三胺或酸酐等；

步骤E）中，较佳地，在1%的十七氟三甲氧基乙氧基硅烷溶液中浸泡1~5分钟，取出后在50℃下干燥24-48小时，即获得具有超疏水表面的环氧树脂。