本發(fā)明涉及復(fù)合涂料的，尤其是涉及一種高耐候超疏水納米絕緣復(fù)合涂料。

背景技術(shù)：

1、結(jié)冰、結(jié)霜等作為低溫環(huán)境下的自然現(xiàn)象，常常對(duì)各個(gè)行業(yè)的設(shè)施造成較大安全隱患。為了去除表面的覆冰或覆霜,主動(dòng)式的除冰方法被廣泛使用,如機(jī)械除冰、電熱除冰、化學(xué)除冰等。但這些傳統(tǒng)除冰方法存在效率低、能耗高、環(huán)境污染等缺點(diǎn)。

2、具有超疏水結(jié)構(gòu)的表面因其具有低表面能的微納結(jié)構(gòu)而表現(xiàn)出極端斥水性，即水滴與表面具有極小的粘附力從而易于脫落，故在防冰領(lǐng)域表現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。目前常見(jiàn)的疏水表面涂料是通過(guò)在樹(shù)脂涂料中加入納米顆粒以得到微納結(jié)構(gòu)表面，但是僅僅依靠納米顆粒而得到的微納結(jié)構(gòu)表面的疏水表面的超疏水性還不夠穩(wěn)定和強(qiáng)力，其耐久性也很難經(jīng)得起環(huán)境的考驗(yàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種高耐候超疏水納米絕緣復(fù)合涂料。

2、本發(fā)明的上述目的是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

3、一種高耐候超疏水納米絕緣復(fù)合涂料，包括以下重量份數(shù)的組分：

4、納米二氧化硅顆粒?1～6份；

5、多壁碳納米管?1～6份；

6、聚硅氮樹(shù)脂?20～80份；

7、環(huán)氧樹(shù)脂?10～50份；

8、乙酸乙酯?100～150份；

9、多孔中空微粒?1～3份；

10、所述多孔中空微粒為含有納米顆粒的聚砜。

11、進(jìn)一步的，所述多孔中空微粒的制備方法如下：

12、步驟a1：將納米顆粒和聚砜加入到n，n-二甲基乙酰胺和二甘醇按比例混合的溶液中，待聚砜完全溶解后加入十四烷，溶解后得到油相；其中，各組分的重量份數(shù)為：聚砜10～12份、n，n-二甲基乙酰胺40～45份，二甘醇40～45份，納米顆粒1～2份，十四烷8～10份；

13、步驟a2：將油相滴入到水相中，水相為質(zhì)量濃度為1%的聚乙烯醇溶液，油相與水相的質(zhì)量比為1∶10并控制聚乙烯醇溶液的溫度為70℃，聚乙烯醇溶液以1000r/min的轉(zhuǎn)速攪拌；

14、步驟a3：靜置后去除上清液，并用50%質(zhì)量濃度的乙醇浸泡得到的顆粒物，12h換一次浸泡液，換洗至少3次后在室溫下干燥。

15、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，多孔中空微粒通過(guò)先利用聚砜油相分散到水相中得到細(xì)小的微粒，并通過(guò)溫度和溶劑的選擇控制，使得聚砜微粒在固化后具有復(fù)雜的多孔結(jié)構(gòu)。然后通過(guò)將多孔中空微粒加入涂料中，多孔中空微粒通過(guò)表面的多孔結(jié)構(gòu)與納米二氧化硅顆粒以及多壁碳納米管共同組成涂料的微納結(jié)構(gòu)，并且添加在多孔中空微粒中的納米顆粒也可以使得多孔中空微粒表面具有更加立體的三維微納結(jié)構(gòu)，從而大幅度提高了涂料的疏水性。

16、進(jìn)一步的，所述納米顆粒為納米二氧化鈦顆粒。

17、進(jìn)一步的，所述納米二氧化鈦顆粒的d50粒徑為20～50nm。

18、進(jìn)一步的，所述納米顆粒為載銀納米二氧化鈦顆粒。

19、進(jìn)一步的，所述載銀納米二氧化鈦顆粒的d50粒徑為30～50nm。

20、載銀納米二氧化鈦顆粒中的銀離子可以賦予涂層具有一定的抗菌性，從而使得涂料可以應(yīng)用對(duì)抗菌性要求較高的環(huán)境中，提高了涂料的適用范圍。

21、進(jìn)一步的，所述多孔中空微粒還經(jīng)過(guò)后處理，所述后處理包括將多孔中空顆粒浸泡于雙環(huán)戊二烯乳液中1～3h，隨后過(guò)濾并用去離子水和乙醇沖洗2～3次后，室溫下干燥；

22、所述復(fù)合涂料中還包括有雙環(huán)戊二烯催化劑，雙環(huán)戊二烯催化劑的添加量為0.2～0.5份。

23、進(jìn)一步的，所述雙環(huán)戊二烯乳液包括以下重量份數(shù)的組分：

24、乙烯馬來(lái)酸酐共聚物?2～3份；

25、去離子水?200～300份；

26、雙環(huán)戊二烯?30～40份。

27、多孔中空微粒經(jīng)過(guò)雙環(huán)戊二烯后處理后，多孔中空微粒的多孔結(jié)構(gòu)中包含有雙環(huán)戊二烯，多孔中空微粒在與涂料中其他組分混合后，在雙環(huán)戊二烯催化劑的作用下，多孔中空微粒表面的雙環(huán)戊二烯會(huì)與環(huán)氧樹(shù)脂發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，使得多孔中空微粒和樹(shù)脂之間形成更加牢固穩(wěn)定的聚合物網(wǎng)鏈，使得涂料附著更加穩(wěn)定，牢度得到提高。其次，部分雙環(huán)戊二烯位于多孔中空微粒內(nèi)部，并未完全在涂料固化時(shí)反應(yīng)，當(dāng)涂層發(fā)生磨損時(shí)，雙環(huán)戊二烯會(huì)進(jìn)一步通過(guò)毛細(xì)作用釋放到磨損部位，并與雙環(huán)戊二烯催化劑接觸，達(dá)到對(duì)涂層進(jìn)行自修復(fù)的效果，提高涂層的耐久性。

28、進(jìn)一步的，還包括有以石蠟為芯材，三聚氰胺樹(shù)脂為壁材的相變微膠囊，所述相變微膠囊的添加量為1～2份。

29、相變微膠囊的添加有利于提高涂層的耐高溫性能。

30、一種應(yīng)用上述的高耐候超疏水納米絕緣復(fù)合涂料的制備方法，包括以下步驟：將各組分按比例混合攪拌均勻。

31、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

32、本發(fā)明的涂料由納米二氧化硅顆粒、多壁碳納米管、聚硅氮樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、乙酸乙酯和多孔中空微粒組成，其中多孔中空微粒采用含有納米顆粒的聚砜作為基材。多孔中空微粒的制備過(guò)程是通過(guò)將聚砜與納米顆粒混合后分散在油相中，再滴入水相中進(jìn)行分散并固化得到。通過(guò)選擇適宜的溶劑和溫度控制，形成了具有復(fù)雜多孔結(jié)構(gòu)的聚砜微粒，這些微粒加入涂料后，與納米二氧化硅顆粒和多壁碳納米管共同構(gòu)建了涂料的微納結(jié)構(gòu)，從而大幅度提升了涂層的疏水性。同時(shí)，納米顆粒的加入使得多孔中空微粒表面形成更加立體的三維微納結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步增強(qiáng)了涂料的防水效果。

33、此外，載銀納米二氧化鈦顆粒作為納米顆粒的一種，可以賦予涂料抗菌性能，拓寬了該涂料在需要高抗菌性環(huán)境中的應(yīng)用范圍。多孔中空微粒經(jīng)過(guò)雙環(huán)戊二烯的后處理后，能與涂料中的環(huán)氧樹(shù)脂發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，形成牢固的聚合物網(wǎng)鏈結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了涂料的附著力和穩(wěn)定性。同時(shí)，雙環(huán)戊二烯通過(guò)毛細(xì)作用在涂層磨損時(shí)可釋放并參與自修復(fù)反應(yīng)，提高了涂層的耐久性。

34、為了進(jìn)一步提升涂層的耐高溫性能，本發(fā)明還在涂料中引入了以石蠟為芯材、三聚氰胺樹(shù)脂為壁材的相變微膠囊。當(dāng)涂料各組分按比例均勻混合后，形成的涂層不僅具有卓越的疏水性和耐候性，同時(shí)還具備良好的自修復(fù)性能和抗菌特性，適用于多種需要絕緣、防水及耐高溫的應(yīng)用場(chǎng)景。

技術(shù)特征：

1.一種高耐候超疏水納米絕緣復(fù)合涂料，其特征在于，包括以下重量份數(shù)的組分：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高耐候超疏水納米絕緣復(fù)合涂料，其特征在于：所述納米顆粒為納米二氧化鈦顆粒。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高耐候超疏水納米絕緣復(fù)合涂料，其特征在于：所述納米二氧化鈦顆粒的d50粒徑為20～50nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高耐候超疏水納米絕緣復(fù)合涂料，其特征在于：所述納米顆粒為載銀納米二氧化鈦顆粒。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高耐候超疏水納米絕緣復(fù)合涂料，其特征在于：所述載銀納米二氧化鈦顆粒的d50粒徑為30～50nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高耐候超疏水納米絕緣復(fù)合涂料，其特征在于：所述后處理包括將多孔中空顆粒浸泡于雙環(huán)戊二烯乳液中1～3h，隨后過(guò)濾并用去離子水和乙醇沖洗2～3次后，室溫下干燥；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高耐候超疏水納米絕緣復(fù)合涂料，其特征在于：還包括有以石蠟為芯材，三聚氰胺樹(shù)脂為壁材的相變微膠囊，所述相變微膠囊的添加量為1～2份。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種高耐候超疏水納米絕緣復(fù)合涂料，具體涉及疏水涂料領(lǐng)域，其中一種高耐候超疏水納米絕緣復(fù)合涂料包括以下重量份數(shù)的組分：納米二氧化硅顆粒1～6份、多壁碳納米管1～6份、聚硅氮樹(shù)脂20～80份、環(huán)氧樹(shù)脂10～50份、乙酸乙酯100～150份、多孔中空微粒1～3份，所述多孔中空微粒為含有納米顆粒的聚砜。本發(fā)明的涂料制備得到的涂層具有較高的超疏水性、抗菌性和自修復(fù)高耐久性。

技術(shù)研發(fā)人員：張智利,康健,劉棟梁,劉亞榮,王佩霞,張立,喻冰峰,牟旭東,吳陽(yáng),米正英,雷乘龍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司天水供電公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10