[发明专利]耐磨、稳定的阻燃超疏水/超疏油涂层及其制备与应用

说明书

本发明属于材料领域，提供了一种耐磨、稳定的阻燃超疏水/超疏油涂层及其制备与应用，包括：将超疏水/超疏油悬浮液作为顶层喷涂溶液；将环氧树脂分散在溶剂中，加入氟化固化剂和阻燃剂，进行反应，得到底层喷涂溶液；在基材表面上先喷涂底层喷涂溶液，再喷涂顶层喷涂溶液，干燥，得到双层耐磨的超疏水阻燃涂层；其中，所述超疏水/超疏油悬浮液中含有多级微纳米结构粒子、氟化固化剂和氟化环氧树脂。通过多级结构以及多氟化策略与多级结构与多层结构相结合，阻燃材料与疏液材料不共混的制备策略，分别制备了单层涂层和双层结构(BLC)，得到疏水性与阻燃性兼备、机械性能又好的涂层。

技术领域

本发明属于材料领域，具体涉及耐磨、稳定的阻燃超疏水/超疏油涂层的制备及其应用。

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。

随着工业化的推进，实际工业应用对润湿性材料的要求越来越高。人们不再满足于涂层仅仅具备良好的机械和化学稳定性，开始追求和制备可同时适用于多种不同领域的多功能化的材料。比如，近些年，具有超疏水性质的阻燃材料得到了广泛的发展，但其单一疏液性极大的局限了其应用范围。因此，制备一种多功能的、阻燃效果好的超疏水/超疏油阻燃涂层，也是涂层研究领域中一条正在探索的道路，若能实现，其可以大大推进涂层事业的发展。然而现阶段常用的阻燃剂主要以含磷，含氮等极性基团的阻燃剂为主，添加后会对涂层疏液性会造成一定的影响，这便增大了超疏水/超疏油阻燃涂层的制备难度。尽管双疏织物在导电和防火方面有一定的应用性，但是想要将这种改性技术扩大应用甚至推广至工业生产，难度较大。相较而言，喷涂技术比改性技术更适用于大范围推广，总的来说，制备一种疏液性稳定且能够阻燃的，并且还可以运用喷涂技术大规模工业化喷涂于各种基底的超疏水/超疏油涂层，在涂层真正实际应用中将具有非常重大的意义。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供了一种耐磨、稳定的阻燃超疏水/超疏油涂层的制备及其应用。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面，提供了一种耐磨、稳定、阻燃的双层超疏水涂层BLC的制备方法，包括：

将超疏水/超疏油悬浮液作为顶层喷涂溶液；

将环氧树脂分散在溶剂中，加入氟化固化剂和阻燃剂，进行反应，得到底层喷涂溶液；

在基材表面上先喷涂底层喷涂溶液，再喷涂顶层喷涂溶液，干燥，得到双层耐磨的超疏水阻燃涂层；

其中，所述超疏水/超疏油悬浮液中含有多级微纳米结构粒子、氟化固化剂和氟化环氧树脂。

为了克服在超疏水/超疏涂层中引入阻燃剂会对涂层的超疏水性能产生负面影响的问题，本发明提出了多种阻燃剂与超疏水/超疏油悬浮液复配制备耐磨、稳定、阻燃的超疏水/超疏油涂层的方法，研究发现：与直接在超疏水/超疏油悬浮液中添加阻燃剂制备单层涂层相比，采用多级结构与多层结构相结合，阻燃材料与疏液材料不共混的制备策略获得的涂层兼备更优的疏水性与阻燃性和机械性能。

本发明的第二个方面，提供了任一上述的方法制备的双层超疏水涂层BLC。

本发明的第三个方面，提供了一种耐磨、稳定、阻燃的单层超疏水/超疏油涂层，包括：

向超疏水/超疏油悬浮液加入阻燃剂，混合均匀，得到阻燃超疏水/超疏油悬浮液；

在基材表面喷涂所述阻燃超疏水/超疏油悬浮液，干燥，得到超疏水/超疏油性阻燃耐磨的涂层材料；

其中，所述超疏水/超疏油悬浮液中含有多级微纳米结构粒子、氟化固化剂、氟化环氧树脂。