本发明涉及涂料领域,具体涉及一种疏水改性纳米粒子制备超疏水高自洁防污涂料涂层的方法。
背景技术:
超疏水性是指水滴和固体表面的接触角大于150°,且滚动角小于10°的一种润湿性。荷叶表面是超疏水表面的典型代表,雨水接触荷叶表面时会自由滚落,并将荷叶表面的灰尘带走,实现自清洁功能。疏水表面之所以能引起学术界如此大的兴趣,主要原因是其具有抗润湿、防结冰、耐腐蚀、减阻等性质,从而可
在纺织业、建筑、军事、航空等领域具有广阔的应用前景。
技术实现要素:
本发明主要解决的技术问题是提供一种疏水改性纳米粒子制备超疏水高自洁防污涂料涂层的方法,依照该工艺制备的涂料具有优良的超疏水高自洁防污性能。
一种疏水改性纳米粒子制备超疏水高自洁防污涂料涂层的方法,其特征在于,按以下步骤进行:
(1)纳米粒子处理工艺:
向0.9-1份氟硅烷中加入90-99份无水乙醇,磁力搅拌10-15min混合均匀,加入15-20份纳米二氧化钛和10-15份纳米三氧化二铝,磁力搅拌30-40min,制得疏水改性纳米粒子;
(2)超疏水高自洁防污涂料的制备:
将90-100份含氟硅氮树脂、(1)中所得表面改性处理后的无机填料投入开炼机中,进行初步混合得预制基胶,然后在115-125℃真空捏合机中密炼7-8h,制得基胶,经三辊研磨机研细后,与复合溶剂按质量比1:1在双行星搅拌机中进行分散混合,制得超疏水高自洁防污涂料;
(3)涂层的制备方法:
对于硬基底材料用砂纸打磨基座表面,用无水乙醇、去离子水超声清洗后晾干,涂抹透明胶,将基底完全浸入(2)中所得涂料,25-30s后缓慢提出,室温下自然烘干5-15min,制得超疏水高自洁防污涂层;
对于软基底材料,直接将其浸没于(2)中所得涂料中,30-35s后取出晾干,得到超疏水高自洁防污表面。
其中,步骤(1)中氟硅烷为十三氟辛基三乙氧基硅烷或十七氟癸基三甲氧基硅烷。
本发明的反应机理如下:
采用十七氟癸基三甲氧基硅烷或十三氟辛基三乙氧基硅烷对纳米二氧化硅和纳米三氧化二铝表面进行处理,得到表面改性处理后的无机填料疏水纳米粒子,以含氟硅氮树脂和纳米二氧化硅、纳米三氧化二铝、复合溶剂为原料制得硅氮树脂高自洁防污涂料,所制备的低表面能硅氮树脂涂料接触角大、自洁系数高,具有高憎水性、高自洁性、高附着力、高硬度、高耐腐蚀性等特点;采用氟硅烷修饰二氧化钛纳米颗粒来制备可用于各种基底材料的超疏水涂料,该涂料可通过喷、刷、浸润等方式覆盖在各种材料表面,从而使基底材料获得超疏水自清洁功能;工艺简单、成本低廉、材料环保,且具备良好的自清洁功能。另外,该表面还具有疏水亲油性,因此可发挥其水面浮油吸附功能;
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。
实施例
一种疏水改性纳米粒子制备超疏水高自洁防污涂料涂层的方法,其特征在于,按以下步骤进行:
(1)纳米粒子处理工艺:
向0.9kg氟硅烷中加入90kg无水乙醇,磁力搅拌15min混合均匀,加入20kg纳米二氧化钛和10kg纳米三氧化二铝,磁力搅拌35min,制得疏水改性纳米粒子;
(2)超疏水高自洁防污涂料的制备:
将90kg含氟硅氮树脂、(1)中所得表面改性处理后的无机填料投入开炼机中,进行初步混合得预制基胶,然后在115-125℃真空捏合机中密炼7h,制得基胶,经三辊研磨机研细后,与复合溶剂按质量比1:1在双行星搅拌机中进行分散混合,制得超疏水高自洁防污涂料;
(3)涂层的制备方法:
对于硬基底材料用砂纸打磨基座表面,用无水乙醇、去离子水超声清洗后晾干,涂抹透明胶,将基底完全浸入(2)中所得涂料,30s后缓慢提出,室温下自然烘干10min,制得超疏水高自洁防污涂层;
对于软基底材料,直接将其浸没于(2)中所得涂料中,30s后取出晾干,得到超疏水高自洁防污表面。
其中,步骤(1)中氟硅烷为十三氟辛基三乙氧基硅烷或十七氟癸基三甲氧基硅烷。