本发明涉及雨量计防腐涂层技术领域，尤其涉及一种用于雨量计的超双疏耐腐蚀涂层及其制备方法。
背景技术：
雨量计是野外降雨观测的重要仪器，但现有的雨量计在长期置于野外的情况下，雨量计的承雨器内壁和接水漏斗极易被腐蚀，特别容易沾污杂质，这不仅影响了雨量计的使用寿命，而且影响了雨量计的测量精度。
技术实现要素：
针对现有技术中的上述不足之处，本发明提供了一种用于雨量计的超双疏耐腐蚀涂层及其制备方法，不仅具有良好的耐高温、耐高压、耐强酸强碱、耐腐蚀等特性，而且具有优异的疏水疏油性能和抗污性能，能够显著提高雨量计的使用寿命和测量精密度。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种用于雨量计的超双疏耐腐蚀涂层，由以下重量份的各原料组成：
有机硅环氧树脂40～60份，
固化剂5～10份，
聚四氟乙烯10～20份，
聚醚醚酮10～20份，
聚多巴胺20～25份，
纳米聚苯胺改性氧基氯化铁20～25份，
三聚磷酸铝5～10份，
滑石粉5～10份，
纳米银颗粒5～10份，
硅烷偶联剂1～3份，
润湿剂1～2份，
消泡剂0.5～2份，
分散剂0.5～2份，
正丁醇30～50份。
优选地，所述的纳米聚苯胺改性氧基氯化铁的制备方法包括以下步骤：
步骤a、按重量份计，在10～15份苯胺中加入1～2份氧基氯化铁粉末，然后超声分散6～8h，过滤后烘干、研磨，从而制得氧基氯化铁苯胺复合物粉末；
步骤b、将所述氧基氯化铁苯胺复合物粉末分散于水中，超声分散1～2h，再加入1mol/l的过氧化氢溶液，超声波搅拌溶解后，逐滴加入烷基酚聚氧乙烯醚，然后机械搅拌6～8h，在冰水浴中反应12h，再依次进行过滤、洗涤和干燥，从而得到纳米聚苯胺改性氧基氯化铁；其中，过氧化氢溶液的加入量与氧基氯化铁苯胺复合物粉末的质量比为15～20:1；烷基酚聚氧乙烯醚的加入量占所述氧基氯化铁苯胺复合物粉末质量的1％。
一种用于雨量计的超双疏耐腐蚀涂层的制备方法，包括：按重量份计，将有机硅环氧树脂40～60份，聚四氟乙烯10～20份，聚醚醚酮10～20份，聚多巴胺20～25份，纳米聚苯胺改性氧基氯化铁20～25份，三聚磷酸铝5～10份，滑石粉5～10份，纳米银颗粒5～10份，硅烷偶联剂1～3份，润湿剂1～2份，消泡剂0.5～2份，分散剂0.5～2份，正丁醇30～50份混合在一起，得到第一组分；再将所述第一组分与5～10份固化剂均匀混合，从而制得用于雨量计的超双疏耐腐蚀涂层。
优选地，所述的纳米聚苯胺改性氧基氯化铁的制备方法包括以下步骤：
步骤a1、按重量份计，在10～15份苯胺中加入1～2份氧基氯化铁粉末，然后超声分散6～8h，过滤后烘干、研磨，从而制得氧基氯化铁苯胺复合物粉末；
步骤a2、将所述氧基氯化铁苯胺复合物粉末分散于水中，超声分散1～2h，再加入1mol/l的过氧化氢溶液，超声波搅拌溶解后，逐滴加入烷基酚聚氧乙烯醚，然后机械搅拌6～8h，在冰水浴中反应12h，再依次进行过滤、洗涤和干燥，从而得到纳米聚苯胺改性氧基氯化铁；其中，过氧化氢溶液的加入量与所述氧基氯化铁苯胺复合物粉末的质量比为15～20:1；烷基酚聚氧乙烯醚的加入量占氧基氯化铁苯胺复合物粉末质量的1％。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提供的用于雨量计的超双疏耐腐蚀涂层采用有机硅环氧树脂作为主要的成膜物质，并通过加入特定配比的固化剂、聚四氟乙烯、聚醚醚酮、聚多巴胺、纳米聚苯胺改性氧基氯化铁、三聚磷酸铝、滑石粉、纳米银颗粒、硅烷偶联剂、润湿剂、消泡剂、分散剂和正丁醇，从而使本发明所提供的超双疏耐腐蚀涂层不仅具有良好的耐高温、耐高压、耐强酸强碱、耐腐蚀等特性，而且具有优异的疏水疏油性能和抗污性能，能够显著提高雨量计的使用寿命和测量精密度。
具体实施方式
下面对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
下面对本发明所提供的用于雨量计的超双疏耐腐蚀涂层及其制备方法进行详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
一种用于雨量计的超双疏耐腐蚀涂层，由以下重量份的各原料混合而成：
有机硅环氧树脂40～60份，
固化剂5～10份，
聚四氟乙烯10～20份，
聚醚醚酮10～20份，
聚多巴胺20～25份，
纳米聚苯胺改性氧基氯化铁20～25份，
三聚磷酸铝5～10份，
滑石粉5～10份，
纳米银颗粒5～10份，
硅烷偶联剂1～3份，
润湿剂1～2份，
消泡剂0.5～2份，
分散剂0.5～2份，
正丁醇30～50份。
具体地，所述用于雨量计的超双疏耐腐蚀涂层的制备方法包括：按重量份计，将有机硅环氧树脂40～60份，聚四氟乙烯10～20份，聚醚醚酮10～20份，聚多巴胺20～25份，纳米聚苯胺改性氧基氯化铁20～25份，三聚磷酸铝5～10份，滑石粉5～10份，纳米银颗粒5～10份，硅烷偶联剂1～3份，润湿剂1～2份，消泡剂0.5～2份，分散剂0.5～2份，正丁醇30～50份混合在一起，得到第一组分；再将所述第一组分与5～10份固化剂均匀混合，从而即制得用于雨量计的超双疏耐腐蚀涂层。在实际应用中，所述的纳米聚苯胺改性氧基氯化铁最好通过以下的制备方法制备而成，其具体可包括以下步骤：
步骤a、按重量份计，在10～15份苯胺中加入1～2份氧基氯化铁粉末，然后超声分散6～8h，过滤后烘干、研磨，从而制得氧基氯化铁苯胺复合物粉末。
步骤b、将所述氧基氯化铁苯胺复合物粉末分散于水中，超声分散1～2h，再加入1mol/l的过氧化氢溶液，超声波搅拌溶解后，逐滴加入烷基酚聚氧乙烯醚，然后机械搅拌6～8h，在冰水浴中反应12h，再依次进行过滤、去离子水洗涤、干燥，从而即制得易分散的纳米聚苯胺改性氧基氯化铁；其中，过氧化氢溶液的加入量与所述氧基氯化铁苯胺复合物粉末的质量比为15～20:1；烷基酚聚氧乙烯醚的加入量占所述氧基氯化铁苯胺复合物粉末质量的1％。
与现有技术相比，本发明所提供的用于雨量计的超双疏耐腐蚀涂层及其制备方法至少具有以下优点：
(1)本发明所提供的用于雨量计的超双疏耐腐蚀涂层采用有机硅环氧树脂作为主要的成膜物质，其具有耐高温、耐高压、耐腐蚀的特点，这能够使该用于雨量计的超双疏耐腐蚀涂层在温度100℃、压力70mpa的苛刻条件承受96小时而不会出现气泡、开裂、脱落等现象，从而能够有效防止雨量计在高原测试过程中出现影响准确性的情况。
(2)本发明所提供的用于雨量计的超双疏耐腐蚀涂层采用的聚醚醚酮具有优异的自润滑性、耐高温性和耐化学性，而采用的聚多巴胺具有良好的粘附作用和疏水性能，本发明通过同时加入聚醚醚酮和聚多巴胺，不仅提高了聚醚醚酮的分散性，而且提高了该超双疏耐腐蚀涂层的疏水疏油性。
(3)本发明所提供的用于雨量计的超双疏耐腐蚀涂层中的纳米聚苯胺改性氧基氯化铁将有机固体和纳米结构的双重优点有机结合，从而使该超双疏耐腐蚀涂层具有优异的耐腐蚀性能。与传统的过硫酸铵做氧化剂相比，本发明中采用了过氧化氢体系合成的聚苯胺来制备纳米聚苯胺改性氧基氯化铁，其在水中和正丁醇中具有良好的分散性，从而使本发明所提供的用于雨量计的超双疏耐腐蚀涂层在2400h的盐雾试验后仍表现出了良好的完整性和耐腐蚀性能，而其它耐腐蚀涂层均有气泡和生锈现象。
(4)本发明所提供的用于雨量计的超双疏耐腐蚀涂层通过加入纳米银颗粒提高了该超双疏耐腐蚀涂层的抗污性能，从而提高了该超双疏耐腐蚀涂层的使用寿命。
综上可见，本发明实施例不仅具有良好的耐高温、耐高压、耐强酸强碱、耐腐蚀等特性，而且具有优异的疏水疏油性能和抗污性能，能够显著提高雨量计的使用寿命和测量精密度。
为了更加清晰地展现出本发明所提供的技术方案及所产生的技术效果，下面以具体实施例对本发明所提供的用于雨量计的超双疏耐腐蚀涂层及其制备方法进行详细描述。
实施例1
一种用于雨量计的超双疏耐腐蚀涂层，其制备方法包括：按重量份计，将有机硅环氧树脂60份，聚四氟乙烯20份，聚醚醚酮20份，聚多巴胺25份，纳米聚苯胺改性氧基氯化铁25份，三聚磷酸铝10份，滑石粉10份，纳米银颗粒10份，硅烷偶联剂3份，润湿剂2份，消泡剂2份，分散剂2份，正丁醇50份混合在一起，得到第一组分；再将所述第一组分与10份固化剂均匀混合，从而即制得超双疏耐腐蚀涂层。
实施例2
一种用于雨量计的超双疏耐腐蚀涂层，其制备方法包括：按重量份计，将有机硅环氧树脂40份，聚四氟乙烯10份，聚醚醚酮10份，聚多巴胺20份，纳米聚苯胺改性氧基氯化铁20份，三聚磷酸铝5份，滑石粉5份，纳米银颗粒5份，硅烷偶联剂10份，润湿剂1份，消泡剂0.5份，分散剂0.5份，正丁醇30份混合在一起，得到第一组分；再将所述第一组分与5份固化剂均匀混合，从而即制得超双疏耐腐蚀涂层。
实施例3
一种用于雨量计的超双疏耐腐蚀涂层，其制备方法包括：按重量份计，将有机硅环氧树脂50份，聚四氟乙烯15份，聚醚醚酮15份，聚多巴胺20份，纳米聚苯胺改性氧基氯化铁20份，三聚磷酸铝7.5份，滑石粉7.5份，纳米银颗粒7.5份，硅烷偶联剂2份，润湿剂2份，消泡剂1.5份，分散剂2份，正丁醇30份混合在一起，得到第一组分；再将所述第一组分与7.5份固化剂均匀混合，从而即制得超双疏耐腐蚀涂层。
对比例1
一种用于雨量计的涂层，其制备方法包括：按重量份计，将环氧树脂乳液60份，聚四氟乙烯20份，聚醚醚酮20份，聚多巴胺25份，纳米聚苯胺改性氧基氯化铁25份，三聚磷酸铝10份，滑石粉10份，纳米银颗粒10份，硅烷偶联剂3份，润湿剂2份，消泡剂2份，分散剂2份，正丁醇50份混合在一起，得到第一组分；再将所述第一组分与10份固化剂均匀混合，从而制得对比耐腐蚀涂层。
对比例2
一种用于雨量计的涂层，其制备方法包括：按重量份计，将有机硅环氧树脂40份，聚四氟乙烯10份，纳米聚苯胺改性氧基氯化铁20份，三聚磷酸铝5份，滑石粉5份，纳米银颗粒5份，硅烷偶联剂10份，润湿剂1份，消泡剂0.5份，分散剂0.5份，正丁醇30份混合在一起，得到第一组分；再将所述第一组分与5份固化剂均匀混合，从而制得对比耐腐蚀涂层。
对比例3
一种用于雨量计的涂层，其制备方法包括：按重量份计，将有机硅环氧树脂60份，聚四氟乙烯20份，聚醚醚酮20份，聚多巴胺25份，三聚磷酸铝10份，滑石粉10份，纳米银颗粒10份，硅烷偶联剂3份，润湿剂2份，消泡剂2份，分散剂2份，正丁醇50份混合在一起，得到第一组分；再将所述第一组分与10份固化剂均匀混合，从而制得对比耐腐蚀涂层。
对比例4
一种用于雨量计的耐腐蚀涂层，其制备方法包括：按重量份计，将有机硅环氧树脂50份，聚四氟乙烯15份，聚醚醚酮15份，聚多巴胺20份，纳米聚苯胺改性氧基氯化铁20份，三聚磷酸铝7.5份，滑石粉7.5份，硅烷偶联剂2份，润湿剂2份，消泡剂1.5份，分散剂2份，正丁醇30份混合在一起，得到第一组分；再将所述第一组分与7.5份固化剂均匀混合，从而制得对比耐腐蚀涂层。
性能检测
采用上述本发明实施例1～3以及对比例1～4进行以下性能检测：
(1)雨量计精度测试：采用500g去离子水制备模拟雨水，并采用分别涂覆了上述本发明实施例1～3中超双疏耐腐蚀涂层或对比例1～4中对比耐腐蚀涂层的雨量计进行雨量计精度测试。
(2)抗污性测试：采用10kg去离子水制备模拟雨水，并采用分别涂覆了上述本发明实施例1～3中超双疏耐腐蚀涂层或对比例1～4中对比耐腐蚀涂层的雨量计进行计量，然后烘干，称量粘在雨量计上的杂物质量。若杂物质量为10g以上，则抗污性测试结果为差；若杂物质量为5～10g，则抗污性测试结果为良；若杂物质量为5g以下，则抗污性测试结果为优。
(3)对本发明实施例1～3以及对比例1～4进行性能检测的结果如下表1所示：
表1
(4)在市面上随机购买5种不同品牌的雨量计进行上述性能测试，结果发现雨量计精度(％)平均值为94，雨量室内壁、漏斗内壁对水的接触角平均值为130，对甘油的接触角平均为110，耐盐雾性平均96h后才出现脱落、起皱。
具体地，通过对上述性能检测的结果进行对比至少可以得出以下结论：
(1)将本发明实施例1与对比例1进行对比可知：本发明所提供的用于雨量计的超双疏耐腐蚀涂层采用有机硅环氧树脂作为主要的成膜物质，能够使该用于雨量计的超双疏耐腐蚀涂层在温度100℃、压力70mpa的苛刻条件承受96小时而不会出现气泡、开裂、脱落等现象，从而能够有效防止雨量计在高原测试过程中出现影响准确性的情况。
(2)将本发明实施例2与对比例2进行对比可知：本发明所提供的用于雨量计的超双疏耐腐蚀涂层通过同时加入聚醚醚酮和聚多巴胺，不仅提高了聚醚醚酮的分散性，而且提高了该超双疏耐腐蚀涂层的疏水疏油性。
(3)将本发明实施例1与对比例3进行对比可知：本发明提供的用于雨量计的超双疏耐腐蚀涂层中的纳米聚苯胺改性氧基氯化铁结合了有机固体和纳米结构的双重优点，使该超双疏耐腐蚀涂层具有优异的耐腐蚀性能。与传统的过硫酸铵做氧化剂相比，本发明中采用了过氧化氢体系合成的聚苯胺来制备纳米聚苯胺改性氧基氯化铁，其在水中和正丁醇中具有良好的分散性，从而使本发明所提供的用于雨量计的超双疏耐腐蚀涂层在240h的盐雾试验后仍表现出了良好的完整性和耐腐蚀性能，而其它耐腐蚀涂层均有气泡和生锈现象。
(4)将本发明实施例3与对比例4进行对比可知：本发明所提供的用于雨量计的超双疏耐腐蚀涂层通过加入纳米银颗粒提高了该超双疏耐腐蚀涂层的抗污性能，从而提高了该超双疏耐腐蚀涂层的使用寿命。
综上可见，本发明实施例不仅具有良好的耐高温、耐高压、耐强酸强碱、耐腐蚀等特性，而且具有优异的疏水疏油性能和抗污性能，能够显著提高雨量计的使用寿命和测量精密度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。