一种可再生超疏水涂料.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010526205.5

申请日:

2010.10.29

公开号:

CN102453425A

公开日:

2012.05.16

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

专利实施许可合同备案的生效IPC(主分类):C09D 171/14合同备案号:2014620000016让与人:中国科学院兰州化学物理研究所受让人:兰州中科凯路润滑与防护技术有限公司发明名称:一种可再生超疏水涂料申请日:20101029申请公布日:20120516授权公告日:20131106许可种类:普通许可备案日期:20140620|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C09D 171/14申请日:20101029|||公开

IPC分类号:

C09D171/14; C09D7/12; C09D5/00

主分类号:

C09D171/14

申请人:

中国科学院兰州化学物理研究所

发明人:

门学虎; 张招柱; 杨进

地址:

730000 甘肃省兰州市城关区天水中路18号

优先权:

专利代理机构:

兰州中科华西专利代理有限公司 62002

代理人:

方晓佳

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内容摘要

本发明公开了一种可再生超疏水涂料,它由粘结剂、填料、混合溶剂和表面改性剂组成。粘结剂采用聚糠醇,填料采用氢氧化钙,混合溶剂由丙酮和乙酸乙酯组成,表面改性剂为硬脂酸钾、水和乙醇的混合物。涂料具有表面失效后可通过表面再生重新达到超疏水的特殊功能。

权利要求书

1: 一种可再生超疏水涂料, 以质量份数计, 由氢氧化钙 50 份、 聚糠醇 50-100 份、 硬脂酸 钾 20 份、 水 100 份、 乙醇 100-120 份以及混合溶剂 800-1000 份组成 ; 所述混合溶剂由丙酮 和乙酸乙酯组成, 丙酮与乙酸乙酯的质量比为 1 ∶ 0.3-0.5。
2: 如权利要求 1 所述的涂料, 其特征在于氢氧化钙为分析纯试剂, 粒径为 3-5 微米。

说明书


一种可再生超疏水涂料

    技术领域 本发明叙述了一种可再生超疏水涂料, 该涂料适用于对润湿性有较高要求的多种 固体表面, 可以应用于石油、 化工等领域。
     背景技术 由于超疏水表面具有清洁型、 防污性、 疏水性等。 使得其在室外天线、 外墙涂料、 轮 船、 生物医疗器械、 汽车挡风玻璃等领域都具有广泛的应用前景。近年来, 对于超疏水材料 的研究无论从研究领域还是制备方法都有较大的发展, 对于超疏水性质的深入研究极大地 增强了人们对具有特殊表面润湿性材料的需求。
     然而, 由于超疏水表面对于微结构的强烈依赖性, 其表面很容易在自然环境或恶 劣的使用条件下损伤, 从而使得超疏水材料失效, 若要恢复材料的超疏水性能, 就得重新制 备, 这会带来很多额外的支出和劳动力。 因此针对这些实际情况, 具有修复性和再生性的超 疏水表面是亟待解决的问题, 对其的需求也是较为迫切的。然而目前国内对特殊功能超疏 水表面的研究和开发的时间较短, 尤其对于可再生超疏水涂料的开发较少。吉林大学孙俊 奇等人 ( 中国发明专利 201010107704.0) 公开了一种自修复超疏水涂层的制备方法, 效果 比较明显, 然而工艺步骤较为复杂, 制备温度太高, 使得其在广泛应用上具有一定局限性。
     发明内容
     本发明目的在于提供一种制备方法简单, 具有可再生性能的超疏水涂料, 从而有 效地延长超疏水材料使用寿命。
     本发明的可再生超疏水涂料, 由粘结剂、 填料、 混合溶剂和表面改性剂组成。粘结 剂采用聚糠醇, 填料采用氢氧化钙, 混合溶剂由丙酮和乙酸乙酯组成, 表面改性剂为硬脂酸 钾、 水和乙醇的混合物。
     一种可再生超疏水涂料, 以质量份数计, 由氢氧化钙 50 份、 聚糠醇 50-100 份、 硬脂 酸钾 20 份、 水 100 份、 乙醇 100-120 份以及混合溶剂 800-1000 份组成 ; 所述混合溶剂由丙 酮和乙酸乙酯组成, 丙酮与乙酸乙酯的质量比为 1 ∶ 0.3-0.5。
     本发明所用的胶粘剂是通过质子酸引发糠醇单体聚合得到的糠醇树脂, 分子量为 1600-1800, 聚糠醇含量大于 95%。
     本发明所用的氢氧化钙为分析纯试剂, 其粒径为 3-5 微米。
     涂料的制备方法 : 将氢氧化钙、 聚糠醇、 硬脂酸钾、 水、 乙醇以及混合溶剂混合搅拌 均匀, 制得可再生超疏水涂料。
     将涂料喷涂在基体表面, 然后在 70-170℃温度条件下固化, 将固化后的基体表面 再浸泡于涂料中, 取出, 在氮气下吹干, 得到可再生超疏水表面。
     本发明的可再生超疏水涂料在对材料表面施工时, 须对材料表面进行除水, 除油, 除污和除锈处理。
     本发明的可再生超疏水涂料具体的喷涂方法为 :1. 涂料搅拌均匀并于 0.1-0.2MPa 压力下喷涂, 喷枪距工件表面不小于 20cm, 喷枪 角度与工件表面成 70 ~ 90 度角度, 将涂料喷涂于处理过的工件。
     2. 涂层的固化工艺 : 将喷好涂层的工件置于烘箱中, 在 100-170℃温度条件下固 化。
     3. 涂层的表面改性工艺 : 将固化好的涂层再浸泡于涂料中 1-5 小时。
     本发明的优点在于所用原材料制备简单, 制备方法容易实现 ; 可以在具有复杂结 构的多种基材上喷涂制备 ; 制备的超疏水表面具有良好的自清洁性 ; 制备的可再生超疏水 涂料可以使超疏水表面在受到破坏后重新恢复到初始状态, 恢复超疏水表面的特殊性能 ; 此涂料可以在建筑物、 玻璃、 天线等产业上具有很大应用前景。 具体实施方式
     实施例 1 :
     氢氧化钙 50 克
     聚糠醇 100 克
     混合溶剂 ( 丙酮 700 克, 乙酸乙酯 300 克 ) 1000 克
     硬脂酸钾 200 克
     水 1000 克
     乙醇 1000 克
     按比例称取各组分, 混合搅拌均匀, 制得可再生超疏水涂料。用喷枪在 0.1 ~ 0.2MPa 气压下喷涂于除水、 除油, 除锈的钢块表面, 将喷好的钢块置于烘箱中于在 150℃下 固化 1 小时, 然后将固化的涂层在涂料中浸泡 5 小时, 取出用氮气吹干, 用 5μL 的蒸馏水滴 于涂层表面, 测量其接触角为 156-161°, 涂层呈现超疏水性能 ; 随后对超疏水涂层进行可 再生性能测试, 用刀片刮擦破坏涂层表面, 测量其接触角为 92-100° ; 然后将破坏的涂层表 面在涂料中浸泡 3 小时, 取出吹干, 测量其接触较为 155-160°, 破坏后的涂层又呈现超疏 水性能, 显示出可再生超疏水性能。
     实施例 2 :
     氢氧化钙 50 克
     聚糠醇 50 克
     混合溶剂 ( 丙酮 600 克, 乙酸乙酯 200 克 ) 800 克
     硬脂酸钾 200 克
     水 1000 克
     乙醇 1200 克
     按比例称取各组分, 混合搅拌均匀, 制得可再生超疏水涂料。用喷枪在 0.1 ~ 0.2MPa 气压下喷涂于除水、 除油, 除锈的钢块表面, 将喷好的钢块置于烘箱中于在 170℃下 固化 1 小时, 然后将固化的涂层在涂料中浸泡 3 小时, 取出用氮气吹干, 用 5μL 的蒸馏水滴 于涂层表面, 测量其接触角为 156-163°, 涂层呈现超疏水性能 ; 随后对超疏水涂层进行可 再生性能测试, 用刀片刮擦破坏涂层表面, 测量其接触角为 108-115° ; 然后将破坏的涂层 表面在涂料中浸泡 2 小时, 取出吹干, 测量其接触角为 157-162°, 破坏后的涂层又呈现超 疏水性能, 显示出可再生超疏水性能。实施例 3 :
     氢氧化钙 50 克
     聚糠醇 80 克
     混合溶剂 ( 丙酮 600 克, 乙酸乙酯 300 克 ) 900 克
     硬脂酸钾 200 克
     水 1000 克
     乙醇 1100 克
     按比例称取各组分, 混合搅拌均匀, 制得可再生超疏水涂料。用喷枪在 0.1 ~ 0.2MPa 气压下喷涂于除水、 除油, 除锈的钢块表面, 将喷好的钢块置于烘箱中于在 150℃下 固化 1 小时, 然后将固化的涂层在涂料中浸泡 4 小时, 取出用氮气吹干, 用 5μL 的蒸馏水滴 于涂层表面, 测量其接触角为 153-160°, 涂层呈现超疏水性能 ; 随后对超疏水涂层进行可 再生性能测试, 用刀片刮擦破坏涂层表面, 测量其接触角为 102-108° ; 然后将破坏的涂层 表面在涂料中浸泡 3 小时, 取出吹干, 测量其接触角为 155-158°, 破坏后的涂层又呈现超 疏水性能, 显示出可再生超疏水性能。5

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资源描述

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1、10申请公布号CN102453425A43申请公布日20120516CN102453425ACN102453425A21申请号201010526205522申请日20101029C09D171/14200601C09D7/12200601C09D5/0020060171申请人中国科学院兰州化学物理研究所地址730000甘肃省兰州市城关区天水中路18号72发明人门学虎张招柱杨进74专利代理机构兰州中科华西专利代理有限公司62002代理人方晓佳54发明名称一种可再生超疏水涂料57摘要本发明公开了一种可再生超疏水涂料,它由粘结剂、填料、混合溶剂和表面改性剂组成。粘结剂采用聚糠醇,填料采用氢氧化钙,混。

2、合溶剂由丙酮和乙酸乙酯组成,表面改性剂为硬脂酸钾、水和乙醇的混合物。涂料具有表面失效后可通过表面再生重新达到超疏水的特殊功能。51INTCL权利要求书1页说明书3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页1/1页21一种可再生超疏水涂料,以质量份数计,由氢氧化钙50份、聚糠醇50100份、硬脂酸钾20份、水100份、乙醇100120份以及混合溶剂8001000份组成;所述混合溶剂由丙酮和乙酸乙酯组成,丙酮与乙酸乙酯的质量比为10305。2如权利要求1所述的涂料,其特征在于氢氧化钙为分析纯试剂,粒径为35微米。权利要求书CN102453425A1/3页3一种可再生。

3、超疏水涂料技术领域0001本发明叙述了一种可再生超疏水涂料,该涂料适用于对润湿性有较高要求的多种固体表面,可以应用于石油、化工等领域。背景技术0002由于超疏水表面具有清洁型、防污性、疏水性等。使得其在室外天线、外墙涂料、轮船、生物医疗器械、汽车挡风玻璃等领域都具有广泛的应用前景。近年来,对于超疏水材料的研究无论从研究领域还是制备方法都有较大的发展,对于超疏水性质的深入研究极大地增强了人们对具有特殊表面润湿性材料的需求。0003然而,由于超疏水表面对于微结构的强烈依赖性,其表面很容易在自然环境或恶劣的使用条件下损伤,从而使得超疏水材料失效,若要恢复材料的超疏水性能,就得重新制备,这会带来很多额。

4、外的支出和劳动力。因此针对这些实际情况,具有修复性和再生性的超疏水表面是亟待解决的问题,对其的需求也是较为迫切的。然而目前国内对特殊功能超疏水表面的研究和开发的时间较短,尤其对于可再生超疏水涂料的开发较少。吉林大学孙俊奇等人中国发明专利2010101077040公开了一种自修复超疏水涂层的制备方法,效果比较明显,然而工艺步骤较为复杂,制备温度太高,使得其在广泛应用上具有一定局限性。发明内容0004本发明目的在于提供一种制备方法简单,具有可再生性能的超疏水涂料,从而有效地延长超疏水材料使用寿命。0005本发明的可再生超疏水涂料,由粘结剂、填料、混合溶剂和表面改性剂组成。粘结剂采用聚糠醇,填料采用。

5、氢氧化钙,混合溶剂由丙酮和乙酸乙酯组成,表面改性剂为硬脂酸钾、水和乙醇的混合物。0006一种可再生超疏水涂料,以质量份数计,由氢氧化钙50份、聚糠醇50100份、硬脂酸钾20份、水100份、乙醇100120份以及混合溶剂8001000份组成;所述混合溶剂由丙酮和乙酸乙酯组成,丙酮与乙酸乙酯的质量比为10305。0007本发明所用的胶粘剂是通过质子酸引发糠醇单体聚合得到的糠醇树脂,分子量为16001800,聚糠醇含量大于95。0008本发明所用的氢氧化钙为分析纯试剂,其粒径为35微米。0009涂料的制备方法将氢氧化钙、聚糠醇、硬脂酸钾、水、乙醇以及混合溶剂混合搅拌均匀,制得可再生超疏水涂料。00。

6、10将涂料喷涂在基体表面,然后在70170温度条件下固化,将固化后的基体表面再浸泡于涂料中,取出,在氮气下吹干,得到可再生超疏水表面。0011本发明的可再生超疏水涂料在对材料表面施工时,须对材料表面进行除水,除油,除污和除锈处理。0012本发明的可再生超疏水涂料具体的喷涂方法为说明书CN102453425A2/3页400131涂料搅拌均匀并于0102MPA压力下喷涂,喷枪距工件表面不小于20CM,喷枪角度与工件表面成7090度角度,将涂料喷涂于处理过的工件。00142涂层的固化工艺将喷好涂层的工件置于烘箱中,在100170温度条件下固化。00153涂层的表面改性工艺将固化好的涂层再浸泡于涂料中。

7、15小时。0016本发明的优点在于所用原材料制备简单,制备方法容易实现;可以在具有复杂结构的多种基材上喷涂制备;制备的超疏水表面具有良好的自清洁性;制备的可再生超疏水涂料可以使超疏水表面在受到破坏后重新恢复到初始状态,恢复超疏水表面的特殊性能;此涂料可以在建筑物、玻璃、天线等产业上具有很大应用前景。具体实施方式0017实施例10018氢氧化钙50克0019聚糠醇100克0020混合溶剂丙酮700克,乙酸乙酯300克1000克0021硬脂酸钾200克0022水1000克0023乙醇1000克0024按比例称取各组分,混合搅拌均匀,制得可再生超疏水涂料。用喷枪在0102MPA气压下喷涂于除水、除油。

8、,除锈的钢块表面,将喷好的钢块置于烘箱中于在150下固化1小时,然后将固化的涂层在涂料中浸泡5小时,取出用氮气吹干,用5L的蒸馏水滴于涂层表面,测量其接触角为156161,涂层呈现超疏水性能;随后对超疏水涂层进行可再生性能测试,用刀片刮擦破坏涂层表面,测量其接触角为92100;然后将破坏的涂层表面在涂料中浸泡3小时,取出吹干,测量其接触较为155160,破坏后的涂层又呈现超疏水性能,显示出可再生超疏水性能。0025实施例20026氢氧化钙50克0027聚糠醇50克0028混合溶剂丙酮600克,乙酸乙酯200克800克0029硬脂酸钾200克0030水1000克0031乙醇1200克0032按比。

9、例称取各组分,混合搅拌均匀,制得可再生超疏水涂料。用喷枪在0102MPA气压下喷涂于除水、除油,除锈的钢块表面,将喷好的钢块置于烘箱中于在170下固化1小时,然后将固化的涂层在涂料中浸泡3小时,取出用氮气吹干,用5L的蒸馏水滴于涂层表面,测量其接触角为156163,涂层呈现超疏水性能;随后对超疏水涂层进行可再生性能测试,用刀片刮擦破坏涂层表面,测量其接触角为108115;然后将破坏的涂层表面在涂料中浸泡2小时,取出吹干,测量其接触角为157162,破坏后的涂层又呈现超疏水性能,显示出可再生超疏水性能。说明书CN102453425A3/3页50033实施例30034氢氧化钙50克0035聚糠醇8。

10、0克0036混合溶剂丙酮600克,乙酸乙酯300克900克0037硬脂酸钾200克0038水1000克0039乙醇1100克0040按比例称取各组分,混合搅拌均匀,制得可再生超疏水涂料。用喷枪在0102MPA气压下喷涂于除水、除油,除锈的钢块表面,将喷好的钢块置于烘箱中于在150下固化1小时,然后将固化的涂层在涂料中浸泡4小时,取出用氮气吹干,用5L的蒸馏水滴于涂层表面,测量其接触角为153160,涂层呈现超疏水性能;随后对超疏水涂层进行可再生性能测试,用刀片刮擦破坏涂层表面,测量其接触角为102108;然后将破坏的涂层表面在涂料中浸泡3小时,取出吹干,测量其接触角为155158,破坏后的涂层又呈现超疏水性能,显示出可再生超疏水性能。说明书CN102453425A。

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