一种超疏水树脂涂层的制备方法技术领域
本发明属于功能材料制备技术领域，具体涉及一种超疏水涂层的制备方法。
背景技术
自然界中有非常广泛的超疏水现象，很多动植物都具有超疏水性，像荷叶、玫瑰花
瓣、壁虎、蝴蝶、稻草叶等等。由于超疏水材料独特的性能，使其在自清洁、减阻、集水、油水
分离、防结冰、防水、摩擦减阻、微流体运输等领域有着极为广泛的应用前景，已经引起人们
越来越多的关注。
然而目前所制备的超疏水表面的微纳结构较脆弱，在实际应用中容易受到破坏，
在自然环境中，超疏水材料在风沙、日光和酸雨的作用下会失去超疏水特性，极大影响其在
实际生产生活中，因此，选择一种简单、快速、易得的修复方法非常必要。
发明内容
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种超疏水涂层的制备方法，具体为：将聚合物、固化剂、疏水性二氧化硅均匀分散（具
体可采用搅拌或超声的方式）到有机溶剂中获得透明涂料，将透明涂料喷涂于基底上，固化
后获得均匀的超疏水涂层，涂层厚度20－50μm，所得涂层与水的接触角在150°以上。该超疏
水涂层在受到破坏失去超疏水性后可以通过二次喷涂的方法恢复原有的超疏水特性。
具体的，所述的聚合物为环氧树脂或聚醚型聚氨酯预聚体中的一种。
具体的，所述的固化剂为环氧树脂固化剂593（二亚乙基三胺与丁基缩水甘油醚加
成产物）或聚氨酯固化剂（4，4’-亚甲基双（2-氯苯胺））。
具体的，所述透明涂料中的各组分质量百分比为: 聚合物9.0－11.0%，固化剂
0.9－1.1%，疏水性二氧化硅）3.0－6.0%，余量为有机溶剂。其中，优选有机溶剂83.0－
86.0%。疏水性二氧化硅用作填料，填料的粒径为20－50nm，其在固化加热条件下能向涂层
表面迁移。
进一步的，所述的有机溶剂为丙酮、甲醇、乙醇、正丁醇、甲苯、二甲苯、正己烷和环
己烷中的任意一种。
固化时，选用的固化温度为100－150℃，固化时间为1－2小时。
喷涂时，可使用喷枪将透明涂料喷涂于基底上，喷枪的空气压力为2.5－3 MPa，喷
枪与基底的距离为20－40mm。基底可以是玻璃、陶瓷、金属、水泥等的表面。
与现有技术相比，本发明的优点在于:
1）通过喷涂法制备的涂层较均匀，与水的静态接触角大于 150°，滚动角小于10°。自清
洁的超疏水涂层表面受到一定破坏后，可以通过二次喷涂的方法使受损的超疏水表面快速
修复，恢复原来的超疏水特性。该超疏水涂料可用于金属、玻璃、陶瓷、水泥等多种基底表
面。
2）环氧树脂和聚氨酯本身是粘结剂，制作为涂层与基底的结合力牢固，不容易脱
落。所制备的涂层耐候性强，且具有一定的耐强酸强碱腐蚀性。
3）本发明所述涂层不含氟等低表面能物质，原料易得，无毒环保，成本低廉，此方
法制备工艺简单，可控性强，用喷涂的方法适合于大面积制备。
附图说明
图1为实施例1 环氧树脂超疏水涂层（基底为玻璃片）的SEM照片及接触角照片；
图2为实施例1环氧树脂超疏水涂层对强酸（a）和强碱液滴（b）的耐受性；
图3为实施例2 环氧树脂超疏水涂层（基底为玻璃片）的接触角照片；
图4为实施例3 聚氨酯超疏水涂层（基底为玻璃片）的接触角照片；
图5为实施例4 聚氨酯超疏水涂层（基底为玻璃片）的SEM照片及接触角照片；
图6为实施例4 聚氨酯超疏水涂层对强酸（a）和强碱液滴（b）的耐受性。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步地详细介绍，但本发明的保护范围
并不局限于此。
下述实施例中，疏水性二氧化硅选用DNS系列纳米二氧化硅，其为有机物修饰的纳
米二氧化硅，具有极好的疏水亲油性，可购买普通市售产品即可。实施例中所用疏水性纳米
二氧化硅由河南省纳米材料工程技术研究中心提供，粒径20－50nm。环氧树脂具体选用环
氧树脂E51（双酚A二缩水甘油醚，购自昆山北亚化工有限公司）。聚醚型聚氨酯预聚体（PU），
其是由甲苯-2,4-二异氰酸酯与聚醚多元醇聚合而得，本发明选用购自济宁百川化工有限
公司的产品。其它试剂如无特殊说明，均可直接购买普通市售产品。
实施例1
一种环氧树脂超疏水涂层的制备方法：将1.8g环氧树脂E51、0.18g环氧树脂固化剂
593、0.55g疏水性纳米二氧化硅和15g丙酮搅拌混合均匀后获得透明涂料，使用喷枪在
2.5MPa压力下喷涂于玻璃片上，100℃下固化1h，即得环氧树脂超疏水涂层。
所得超疏水涂层的SEM及接触角照片参见图1，测得接触角为154.0±1°。
强酸或者强碱液滴在超疏水涂层上的连续停留时间与接触角的变化关系见图2，
由图2可看出酸滴(pH=1)与超疏水涂层连续接触，20分钟后，接触角为151±1°。与碱滴(pH=
14)连续接触25分钟后，接触角为152±1°。说明所得超疏水涂层有一定的耐酸碱腐蚀性。
实施例2
一种环氧树脂超疏水涂层的制备方法：将1.8g环氧树脂E51、0.18g环氧树脂固化剂
593、0.85g疏水性纳米二氧化硅和15g正己烷搅拌混合均匀后获得透明涂料，使用喷枪在
2.5MPa压力下喷涂于玻璃片上，120℃下固化1.5h，即得环氧树脂超疏水涂层。
所得超疏水涂层的接触角照片参见图3，测得接触角为154±1°。
实施例3
一种聚氨酯超疏水涂层的制备方法：将1.7g聚醚型聚氨酯预聚体、0.17g 4,4’-亚甲基
双（2-氯苯胺）、0.6g疏水性纳米二氧化硅和15g二甲苯搅拌混合均匀后获得透明涂料，使用
喷枪在2.5MPa压力下喷涂于玻璃片上，100℃下固化1.5h，即得聚氨酯超疏水涂层。所得聚
氨酯超疏水涂层的SEM及接触角照片参见图4，测得接触角为152±1°。
实施例4
一种聚氨酯超疏水涂层的制备方法：将1.7g聚醚型聚氨酯预聚体、0.17g 4,4’-亚甲基
双（2-氯苯胺）、0.85g疏水性纳米二氧化硅和15g甲苯混合均匀后获得透明涂料，使用喷枪
在3.0MPa压力下喷涂于玻璃片上，150℃下固化2h，即得聚氨酯超疏水涂层。
所得聚氨酯超疏水涂层的SEM及接触角照片参见图5，测得接触角为156.8±1°。强
酸或强碱液滴在聚氨酯涂层上的连续停留时间与接触角的变化关系见图6。由图6可看出：
酸滴(pH=1)与聚氨酯涂层连续接触，50分钟后，接触角为152±1°；与碱滴(pH=14)连续接触
60分钟后，接触角为150±1°。说明所得聚氨酯超疏水涂层有一定的耐酸碱腐蚀性。