[发明专利]一种耐刀割耐酸碱腐蚀的透明超疏水涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂层的制备方法，特别涉及一种耐刀割耐酸碱腐蚀的透明超疏水涂层的制备方法。

背景技术

雨后，停留在荷叶表面的雨滴呈现出近似于圆形的形状，并且极易滑走。在滑走的过程中，雨滴将带走附着在荷叶表面的污物和细菌。科学界将这种接触角大于150°，滑动角小于10°的表面称之为超疏水表面。由于超疏水表面具有防水、自清洁、防腐蚀、防覆冰等特点，其在理论研究和工业应用中正得到越来越广泛的重视和关注。

超疏水表面的一个重要应用领域是电力系统。目前，电力系统广泛采用RTV涂料作为防止污闪事故发生的主要措施，RTV因为其优异的憎水性和憎水迁移性而使得耐污闪的电压大大提高，有效地降低了污闪事故的发生频率。但是RTV涂料的静态接触角低于120°，并不能有效地阻止污物的附着，超疏水涂料能够更加显著地提高电力系统防污闪能力。另一方面，目前火电机组基本已配套了以石灰石-石膏法为主的湿法烟气脱硫WF-GD装置。由于脱硫后烟气的湿度增加温度下降加之脱硫装置对三氧化硫的脱除效率降低使烟气比未脱硫时更具腐蚀性，因此目前电力系统中迫切需要研究出对应的防腐蚀涂层。超疏水涂层由于其特殊的微纳米结构，在涂层表面与腐蚀液体之间往往存在着一层空气隔囊，为电力系统的烟囱防腐提供了一种解决方案。

而将超疏水涂层其他性能进行提升，如改进光学性能制备出透明的超疏水涂层，在对许多透明涂层的应用领域，如建筑物窗户玻璃、汽车挡风玻璃、游泳眼镜目镜等领域有着巨大的应用前景。

制备超疏水表面往往需要同时满足两个条件：一是表面需要具有微米或者纳米或者微纳米复合结构；二是表面需要附着有一层低表面能材料或者表面本身就是有低表面能材料组成。基于这一理论，国内外的科学家们已通过电沉积法、模板法、纳米颗粒悬浊液喷涂法等多种方法和技术，制备出了超疏水表面。目前超疏水表面普遍的一个问题就是其脆弱性，刀割后这些表面通常会失去超疏水性。文献(JournalofMaterialChemicalA，2013，1：13869-13877)介绍了一种以芋叶为模板浇筑特制聚合物制备超疏水表面的方法，该方法的缺点是芋叶有尺寸限制，且制备特制聚合物需要通过多步复杂的化学反应。文献(ACSAppliedMaterials&Interfaces,2014,6:8762-8770)报道了一种电沉积镍微米结构后蒸镀氟硅烷的方法，该方法的缺点是氟硅烷有毒、价格昂贵且需要专用的蒸镀设备。文献(Science,2015,347:1132-1135)介绍了一种将氟硅烷改性后的二氧化钛纳米颗粒与喷胶相结合制备耐刀割超疏水涂层的方法，但是该型涂层并不透明；氟硅烷有毒且价格昂贵；应用浸泡、刷涂或喷涂制备的涂层厚度不易控制。

发明内容

本发明是为了克服上述现有技术中缺陷，通过胶粘和线棒涂布的方法制备耐刀割耐酸碱腐蚀的透明超疏水涂层。

一种耐刀割耐酸碱腐蚀的透明超疏水涂层的制备方法，按照如下步骤进行：

(1)将1-3wt％低表面能材料放入溶剂中，磁力搅拌12-24小时，根据低表面能材料的不同反应温度设置为25-80℃，以使其充分溶解；再将1-6wt％氧化物纳米颗粒加入低表面能材料溶液中充分混合，制成改性氧化物纳米颗粒溶液，备用；

(2)采用稀释剂将透明胶稀释制成透明胶溶液，将透明胶溶液涂覆于基底表面，并使其固化；

(3)以线棒涂布的方式将改性氧化物纳米颗粒溶液涂布于固化后的透明胶上，待纳米颗粒溶液的溶剂挥发后，得到透明超疏水涂层。

所述低表面能材料为三甲基氯硅烷，六甲基二硅烷，硅烷耦合剂KH550,硅烷耦合剂KH560,硅烷耦合剂KH590，脂肪酸，硫醇中的一种或一种以上。

所述溶剂为甲醇，乙醇，异丙醇，丙三醇，正丁醇，甲苯，二甲苯，己烷中的一种或一种以上。

所述氧化物纳米颗粒为二氧化硅纳米颗粒、二氧化钛纳米颗粒或氧化锌纳米颗粒。

所述透明胶为硅橡胶，环氧树脂胶，丙烯酸合成树脂胶，亚克力胶中的一种或一种以上。

所述稀释剂为正己烷，环己烷，甲苯，二甲苯中的一种或一种以上。

所述基底为金属，玻璃，橡胶，塑料，纸张，混凝土中的一种或一种以上。

在步骤(3)线棒涂布的方式中，通过调节线棒涂布器的型号来控制涂层的厚度，线棒涂布器型号为10-200μm厚度线棒涂布器。