[发明专利]一种工业化抗剥离大面积超疏水表面的喷涂制备方法

说明书

本发明公开了一种工业化抗剥离大面积超疏水表面的喷涂制备方法，先将大面积的基体浸泡在环氧树脂溶液中，基体经升降－倾斜－水平位获得预涂覆基体；然后利用多喷嘴超声雾化喷涂，在预涂覆基体上表面垂直超声喷涂疏水涂料，经低温固化后在基体上表面制得抗剥离、大面积的超疏水涂层。本发明可以在各种基体表面制备面积不小于0.8m×0.8m的超疏水表面，所制得的超疏水涂层超疏水性能稳定，对水接触角大于153°，滚动角小于5°，具有良好的抗剥离性能，同时采用超声雾化喷涂提高了疏水涂料的利用率。

技术领域

本发明涉及一种喷涂工艺，更特别地说，是指一种工业化抗剥离大面积超疏水表面的喷涂制备方法。

背景技术

超疏水表面是一种与水的接触角大于150°，滚动角小于10°的表面，由于超疏水表面在流动减组、抗结冰、抗腐蚀、自清洁等方面具有广泛的应用前景，目前超疏水表面的制备在学术界和工业届引起越来越多的关注。

目前制备超疏水表面可以分两种路径，一种路径是在疏水性材料表面构造出合适的粗糙度，另一种路径是在具有合适粗糙度的材料表面用低表面能化学物质进行表面修饰，其中如何在材料表面制备得到微－纳复合粗糙结构是制备超疏水表面的关键。现阶段常见的超疏水表面制备方法包括：溶胶－凝胶法、层层自组装法、蚀刻法、电化学沉积法、化学气相沉积法、静电纺丝法、喷涂法等等。其中喷涂法是将纳米颗粒悬浮液直接喷涂到基体上，是一种步骤简单、成本低、不受基材限制、易于修补的超疏水表面制备方法，被广泛用于超疏水表面的制备。但采用喷涂法制备的超疏水表面涂层存在抗剥离性能差的问题，为了提高超疏水表面涂层的抗剥离性能，可以采用在基体表面先涂覆一层环氧树脂涂层(粘附层)，以提高超疏水涂层与基体的结合力。但是，目前采用喷涂法制备大面积超疏水表面还存在一些其它的问题。

(1)由于在制备大面积超疏水表面的过程中，采用单喷嘴进行喷涂，喷涂时间长，环氧树脂涂层表面一定时间后会由“半固化”状态转变为“固化”状态，固化后的环氧树脂涂层无法提高超疏水涂层与基体表面的结合力，因而先喷涂的超疏水涂层具有很好的抗剥离性能，而后喷涂的超疏水涂层抗剥离性能较差，大面积的超疏水表面抗剥离性能不稳定。

(2)在制备大面积超疏水表面时，采用空气雾化喷嘴进行喷涂，大部分纳米颗粒会被气流带走，而只有少部分纳米颗粒附着在环氧树脂涂层表面，需要长时间喷涂才能在环氧树脂涂层表面涂覆一层致密的超疏水涂层，这样涂料用量大，涂料利用率低，同时也带来在制备过程中造成加工环境空气污染的问题。

基于上述问题，本发明提供了一种大面积超疏水表面的制备方法，本发明可以实现不小于0.8m×0.8m大面积超疏水表面的制备，所制备的超疏水涂层性能稳定，具有良好的抗剥离性能，同时提高了涂料的利用率。

发明内容

为了解决大面积超疏水表面单喷嘴喷涂制备过程中，由于喷涂时间长引起的环氧树脂由“半固化”状态转变为“固化”状态，导致的超疏水涂层抗剥离性能差、抗剥离性能不稳定的问题，本发明提出了一种工业化抗剥离大面积超疏水表面的喷涂制备方法。本发明先将不小于0.8m×0.8m大面积的基体浸泡在环氧树脂溶液中，基体经升降－倾斜－水平位获得预涂覆基体；然后利用多喷嘴超声雾化喷涂，在预涂覆基体上表面垂直超声喷涂疏水涂料，经低温固化后在基体上表面制得抗剥离、大面积的超疏水涂层。

本发明的一种工业化抗剥离大面积超疏水表面的喷涂制备方法，其特征在于包括有下列步骤：

步骤一，配环氧树脂液

配1kg的环氧树脂液所需8～80g的双酚A环氧树脂、2～20g的固化剂与余量为丙酮，待用；

步骤二，配疏水涂料液

将1～50nm的疏水纳米二氧化硅颗粒与丙酮配制为浓度为1～10wt％的疏水涂料液，待用；

步骤三，环氧树脂涂层制备