[发明专利]可水下使用的超疏水涂料及其制备和使用方法

说明书

本发明公开了一种可水下使用的超疏水涂料及其制备和使用方法，属于超疏水涂料技术领域。所述超疏水涂料由底料和疏水料组成，其中：所述底料包括如下质量百分比的原料：密封性橡胶5％～30％，石油树脂5％～30％，流平剂1％～10％和有机溶剂A 30％～89％。本发明的底料和疏水料结合使用，在保证超疏水性能的基础上，利用底料增加超疏水涂层和基材直接的粘结强度，可有效减少水流/汽等对超疏水涂层的破坏，增加使用强度，能长时间在水下/高湿度环境维持超疏水状态，延长使用寿命，对远洋航行、水下勘探等具有重大的意义。

技术领域

本发明涉及超疏水涂料技术领域，特别是指一种可水下使用的超疏水涂料及其制备和使用方法。

背景技术

荷叶出淤泥而不染的现象早被人们发现。经科学家的研究发现，荷叶表面有处于微米和纳米两种尺度的复合结构，这种结构赋予了荷叶表面超疏水的性质。人们仿照荷叶这种微-纳复合结构构筑了人工的超疏水涂层。当水滴落在覆盖有超疏水涂层的表面时，会形成球形水珠，接触角通常大于150°，滚动角小于10°。这种状态下，水滴无法浸润或渗透进表面与基材接触，并且在表面倾斜或轻微外力作用下即从表面滚落。在水滴滚落的过程中也会同时把表面的灰尘和污垢一并带走，达到自清洁的作用。由于超疏水表面的完全拒水的性质，可使其长时间保持干燥，减少了水锈、腐蚀等有害化学反应的产生，从而延长基材的使用寿命。

鉴于这种微-纳结构拥有巨大的比表面积，所以有很高的气容量。其纳米结构中截留的气体形成一层连续的“气垫”，使水和基材隔开，因此当其覆盖在水下设备时，可大大减小水对设备的接触面积，从而降低流体阻力，节省能源，同时减少水生物在设备表面的附着，保持设备表面清洁。这在远洋航行、水下勘探等方面都有重要的意义。

目前关于制备超疏水涂层在学术文献中多见报道，然而这些涂层都无法在水中大规模应用。原因在于超疏水涂层的微-纳复合结构十分脆弱，在持续不断的水流扰动下容易受到破坏，使用强度不足；另一方面由于静水压的作用，长时间浸泡下水会渗进涂层和基材之间，使涂层剥落。

因此，寻找一种制作工艺简单温和，制作成本低，并且可长时间在水下维持超疏水状态的涂层材料具有重大的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种制作工艺简单温和，制作成本低，并且可长时间在水下维持超疏水状态的可水下使用的超疏水涂料及其制备和使用方法。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一方面，提供一种可水下使用的超疏水涂料，由底料和疏水料组成，其中：

所述底料由下述成分按质量百分比组成：密封性橡胶5％～30％，石油树脂5％～30％，流平剂1％～10％和有机溶剂A30％～89％。

本发明的可水下使用的超疏水涂料包括底料和疏水料，底料赋予超疏水涂层较高的耐磨强度和耐水渗透性，疏水料赋予超疏水涂层的超疏水性能，使基材表面避免了水、油污、泥尘、细菌和水生物等的附着，达到自清洁的目的；本发明的底料以密封性橡胶和石油树脂为主要作用成分，可以在基底材料上形成紧固而致密的膜层作为树脂缓冲层，能够有效抵挡水/汽渗透，减少水/汽的破坏，提高使用强度；同时底料膜层对疏水层有紧密的包裹作用，能够有效抵抗水流扰动作用及水/汽渗透；当本发明的超疏水涂料覆盖在水下设备时，超疏水涂层中的纳米结构具有很高的气容量，其截留的气体形成一层连续的“气垫”，使水和基材隔开，大大减少水对设备的接触面积，从而降低流体阻力，节省能源，同时减少水生物在设备表面的附着，保持设备表面清洁；本发明的底料和疏水料结合使用，在保证超疏水性能的基础上，利用底料增加超疏水涂层和基材直接的粘结强度，可有效减少水流/汽等对超疏水涂层的破坏，增加使用强度，能长时间在水下/高湿度环境维持超疏水状态，对远洋航行、水下勘探等具有重大的意义。