[发明专利]可固化的耐磨超疏水涂层体系、制品及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及超疏水涂层技术领域，具体提供可固化的耐磨超疏水涂层体系、制品及其制备方法和应用。本发明所述的可固化的耐磨超疏水涂层体系，其包括环氧树脂组合物，所述组合物包含环氧树脂、固化剂和无水乙醇；和二氧化钛纳米颗粒组合物，所述组合物包含二氧化钛纳米颗粒和含有硬脂酸的无水乙醇溶液。该涂层体系固化后得到的耐磨超疏水涂层具有优异的超疏水性，并且所制备的超疏水涂层与铝合金基体具有较好的结合强度、且具有较好的耐磨性。本发明具有工艺简单、生产成本低、节约能源等优点，具有十分广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于超疏水涂层技术领域，具体涉及可固化的耐磨超疏水涂层体系、制品及其制备方法和应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

润湿现象在大自然中是经常可以见到的，水珠对大地的滋润，玻璃上水珠的平展等。当固体表面的水滴表现为球状时，此时表面呈现出来一种特殊的润湿现象，被称作超疏水性，这是一种特殊的润湿性。通常有两种因素决定材料的超疏水特性，一方面是固体表面所含有的化学成分；另一方面是其表面的微纳米结构。进入现代以来，关于仿生科学研究势头正猛，微纳米技术蓬勃兴起，有关润湿性的研究更加引起学者的关注。

铝合金作为一种十分重要的工程材料，广泛应用于船体建造及海洋平台中，但其表面在海洋环境中容易受到腐蚀，故需对其进行相关处理，增强其耐蚀性。受荷叶效应的启发，超疏水表面因具有较好的疏液性、耐蚀性、防污性等引起了研究者的广泛关注。重要的是，超疏水表面构成的是液-固-气三相体系，可以隔绝腐蚀溶液或介质与基底接触，实现耐蚀性。然而，发明人发现传统方法或现有方法制备的超疏水涂层存在局限性，包括以下问题：其制备的涂层疏水性能仍然有待提高，而且耐磨性相对较差，涂层表面磨损后疏水性能以及与基体的结合性能均会大大减弱甚至消失，很难应用于海洋等比较复杂的环境，比如中国专利CN109207023A中提到一种航空材料表面环保疏水涂层的可控制备方法，其中提到喷涂环氧树脂与纳米二氧化钛，然后放置在硬脂酸无水乙醇溶液中改性，该方法由于硬脂酸只存在于表面，表面发生破损疏水能力也将消失；以及，现有的很多疏水涂层的制备方法实验条件要求较高，往往只能在实验室条件下进行，难以实现大规模化的生产和推广使用，比如在中国专利CN104817279A中提到了一种纳米二氧化钛超疏水膜的制备方法，其中需要采用干燥箱180℃保温4h以及采用离心机离心4min，普通干燥箱无法达到上述干燥温度，因此，该方法只适用于少量实验测试而无法大规模推广；以及现有方法中为了实现更好的技术效果，往往使用多种有毒的有机溶剂，不仅有害身体健康而且污染环境，比如中国专利CN107880770A中提到了一种多功能超疏水涂层的制备方法，其中采用苯甲醇与二甲苯作为溶剂，这两种物质都具有毒性，尤其二甲苯为三类致癌物质，对人体伤害很大而且大规模使用会对环境造成污染。

发明内容

因此，本发明的目的在于解决现有技术中存在的缺陷，提供一种可固化的耐磨超疏水涂层体系、制品及其制备方法和应用，本发明制备得到的耐磨超疏水涂层不仅进一步改善了超疏水性，并且所制备的超疏水涂层与铝合金基体具有更好的结合强度、且具有较好的耐磨性，在发生破损后仍然能够维持较好的超疏水性、结合强度和耐磨性能，此外，本发明具有工艺简单、生产成本低、节约能源、环保无污染等优点，适于大规模生产和推广，具有十分广阔的应用前景。

具体地，本发明的技术方案如下所述：

在本发明的第一方面，本发明提供了一种可固化的耐磨超疏水涂层体系，其包括环氧树脂组合物，所述组合物包含环氧树脂、固化剂和无水乙醇；和二氧化钛纳米颗粒组合物，所述组合物包含二氧化钛纳米颗粒和含有硬脂酸的无水乙醇溶液。