一种具有光热效应的可修复超疏水涂层及制备方法

文档序号:41463540发布日期:2025-03-28 18:02阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种具有光热效应的可修复超疏水涂层的制备方法,其特征在于:包括以下步骤,

2.根据权利要求1所述的一种具有光热效应的可修复超疏水涂层的制备方法,其特征在于:在所述可修复超疏水涂层的表面具有超疏水性的微纳米粗糙结构,所述改性碳纳米材料在可修复超疏水涂层的表面堆积构建出山峰形状的微米级乳突结构,且在乳突结构的表面分布有大量纳米级的碳纳米颗粒凸起物,稳定性较差的可运动的十八胺分子袍限制在环氧树脂交联体系内,在可修复超疏水涂层的表面的微纳米粗糙结构受损后,通过加热使蜡状的十八胺熔融流动并在受损区域重新冷却结晶构建粗糙度;

3.根据权利要求1所述的一种具有光热效应的可修复超疏水涂层的制备方法,其特征在于:所述步骤s1,在所述酰胺反应中使用脱水缩合剂将十八胺接枝于羧基化碳纳米材料表面,脱水缩合剂选用n,n-二环己基碳二亚胺。

4.根据权利要求1所述的一种具有光热效应的可修复超疏水涂层的制备方法,其特征在于:所述步骤s1,所述羧基化碳纳米材料为羧基化碳纳米管和羧基化炭黑中的一种,其中羧基化碳纳米管的外径大于20nm,羧基化炭黑的粒径分布在30~500nm。

5.根据权利要求1所述的一种具有光热效应的可修复超疏水涂层的制备方法,其特征在于:所述步骤s2,所述环氧树脂为环氧体系内环氧树脂,选用的环氧树脂的型号为e-44或e-51;所述有机溶剂为乙醇、甲苯和四氢呋喃中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种具有光热效应的可修复超疏水涂层的制备方法,其特征在于:所述环氧树脂与所述聚酰胺类固化剂的质量比为1~2:1,环氧树脂及聚酰胺类固化剂的总质量之和设定为a,所述羧基化碳纳米材料的投入质量为a的40~100wt%,所述十八胺的投入质量为a的3~10wt%。

7.根据权利要求1所述的一种具有光热效应的可修复超疏水涂层的制备方法,其特征在于:所述步骤s6,将涂覆所述基底表面的所述涂层加热固化的时间为1~10h,涂层冷却结晶的时间为1~6h。

8.根据权利要求1所述的一种具有光热效应的可修复超疏水涂层的制备方法,其特征在于:所述步骤s5,所述基底包括玻璃、铁片、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚丙烯薄膜和聚乙烯薄膜中的一种,涂覆在基底的所述悬浮溶液的喷涂层厚度为50~200μm。

9.一种具有光热效应的可修复超疏水涂层,其特征在于:使用权利要求1至8任意一项的所述一种具有光热效应的可修复超疏水涂层的制备方法制备得到,可修复超疏水涂层中的部分十八胺接枝到碳纳米材料表面、部分蜡状的十八胺直接添加到环氧树脂交联体系内,利用流动受限的和流动幅度大的两类十八胺分子的结合使可修复超疏水涂层具有优异的循环修复稳定性,可修复超疏水涂层具有材料的化学/力学稳固性和表面可修复性。

10.根据权利要求9所述的一种具有光热效应的可修复超疏水涂层,其特征在于:在所述可修复超疏水涂层的表面具有超疏水性的微纳米粗糙结构,通过改性碳纳米材料在可修复超疏水涂层的表面堆积构建出山峰形状的微米级乳突结构,且在乳突结构的表面分布有大量纳米级的碳纳米颗粒凸起物;通过被限制在环氧树脂交联体系内的可运动的十八胺分子大幅延长材料的使用寿命,并利用其优异的光热性能为可修复性提供有效途径;在可修复超疏水涂层的表面的微纳米粗糙结构受损后,通过加热使所述十八胺熔融流动并在受损区域重新冷却结晶构建粗糙度;在可修复超疏水涂层的表面的化学结构受到破坏后,通过加热加速其中的十八胺链段迁移与重排以降低受损区域的表面能,用于实现修复该可修复超疏水涂层的超疏水性。


技术总结
本发明公开了一种具有光热效应的可修复超疏水涂层及其制备方法,本发明先用酰胺反应将蜡状物质十八胺接枝到羧基化碳纳米材料表面,再将其与环氧树脂及固化剂、十八胺和有机溶剂混合,经超声分散后得到均匀分散的悬浮溶液,再采用喷涂技术涂覆至基底,经加热固化和冷却结晶后即制得具有光热效应的可修复超疏水涂层。本发明所制备的可修复超疏水涂层的表面水接触角为158°,在模拟太阳光照射下表面温度快速升至89℃。该可修复超疏水涂层具有优异的化学和力学稳定性,即使表面破坏后也能高效修复超疏水性,且修复行为可重复多次。此外,可修复超疏水涂层制备工艺更加简单、容易实现大面积生产、适用于多种基底如玻璃片、铁片、塑料片等,应用范围广泛。

技术研发人员:苏晓竞,吴文剑,李坤泉,谢华理,黄奕阳,秦国翔,吕威霆
受保护的技术使用者:东莞理工学院
技术研发日:
技术公布日:2025/3/27
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