一種與聚烯烴有良好結合力的超疏水涂層的制備方法與流程

本發明涉及一種與聚烯烴有良好結合力的超疏水涂層的制備方法。
背景技術：
：超疏水表面是指具有極難被水沾濕的表面，水在其表面的接觸角超過150°。超疏水表面材料具有防水、防污、可減少流體的粘滯等性質。制備超疏水表面的基本原理是模仿荷葉的結構，在材料表面構建出微米級凹凸結構上還有納米級凹凸結構的多層次微納結構。構建微納結構的方法即制備超疏水表面的方法有溶膠-凝膠法、刻蝕法、異相成核法，模板法、電化學法、自組裝法、相分離法等。這些方法一般需要特殊的加工設備或復雜的工藝流程，難以產業化，大大制約了超疏水表面的實際應用。聚烯烴材料是一類在日常生活和生產中廣泛使用的材料，如聚乙烯瓶廣泛用于洗滌用品、含聚乙烯涂層紙盒用于牛奶、聚丙烯的容器廣泛用于乳膠漆和各種水溶液的包裝。由于聚烯烴表面對容器中的這些液體物質仍然具有一定的粘附性，當將這些液體倒出時，會出現難以完全倒干凈的情況。如果能將這些聚烯烴材料的表面改性成表面張力更低的超疏水表面，將有助于液體完全流出，避免原料浪費也可使塑料包裝瓶或桶二次使用。這樣可以實現不浪費，多次循環往復使用，符合綠色環保的理念。中國專利CN102675728A公開了一種構筑具有超疏水聚丙烯/二氧化鈦復合薄膜及其制備方法，該方式實現了無需任何低表面能修飾該薄膜表面具有超疏水性能。但該方法制備所得涂料制備過程中對溫度，pH值等條件要求嚴苛，且使用工藝復雜所以無法實現大規模工業生產。采用含氟聚硅氧烷偶聯劑對材料表面進行修飾，是制備超疏水表面的一種常用化學反應原理。但由于硅氧烷與聚烯烴不易產生化學鍵結合，因此單純采用含氟硅氧烷對聚烯烴表面進行改性所得到的超疏水涂層的附著力不夠好，涂層的耐刮擦性和疏水持久性不夠好。鈦酸酯偶聯劑一類可以與聚烯烴產生良好結合的助劑，但尚未見將其用于聚烯烴超疏水涂層的報道。針對以上問題，本發明采用含氟硅氧烷和鈦酸酯偶聯劑混合處理微米級和納米級二氧化鈦，采用噴涂的方法在聚烯烴表面制備了一種超疏水涂層。本發明提供的新方法簡單高效，便于操作，同時涂層耐刮擦，持久性強。技術實現要素：本發明要解決的技術問題是：基于上述問題，本發明提供一種與聚烯烴有良好結合力的超疏水涂層的制備方法。本發明解決其技術問題所采用的一個技術方案是：一種與聚烯烴有良好結合力的超疏水涂層的制備方法，包括以下步驟：(1)按質量組份計，在燒杯中加入二甲基甲酰胺100份、十三氟辛基三甲氧基硅烷0.5～1.5份、納米級二氧化鈦6～10份、微米級二氧化鈦2～6份、鈦酸酯偶聯劑0.2～0.8份，攪拌均勻，超聲分散半小時，80～100℃加熱攪拌一小時，得到超疏水涂料；(2)將超疏水涂料用噴槍噴涂在聚烯烴板材上，20～50℃干燥5～12小時，得到超疏水涂層。進一步地，納米級二氧化鈦的粒徑為10～50納米，微米級二氧化鈦的粒徑為0.2～0.4微米。進一步地，鈦酸酯偶聯劑為異丙基三異酞酰鈦酸酯、異丙基三(硬脂酰基)鈦酸酯、異丙基三(二辛基焦磷酰基)鈦酸酯。進一步地，聚烯烴板材的材質為聚丙烯、聚乙烯、乙烯和辛烯共聚物。本發明的有益效果是：通過鈦酸酯偶聯劑和含氟硅烷偶聯劑的混合使用對微米二氧化鈦和納米二氧化鈦進行處理，通過噴涂的方法得到與聚烯烴表面有良好結合力和耐刮擦的超疏水涂料。附圖說明下面結合附圖對本發明進一步說明。圖1是實施例1得到的超疏水聚烯烴涂層表面的水接觸角照片；圖2是實施例2得到的超疏水聚烯烴涂層表面的水接觸角照片；圖3是實施例3得到的超疏水聚烯烴涂層表面的水接觸角照片。具體實施方式現在結合具體實施例對本發明作進一步說明，以下實施例旨在說明本發明而不是對本發明的進一步限定。實施例1(1)按質量組份計，在燒杯中加入二甲基甲酰胺100份，十三氟辛基三甲氧基硅烷0.5份，納米級二氧化鈦6份，微米級二氧化鈦2份，異丙基三異酞酰鈦酸酯0.2份，攪拌均勻后，超聲分散半個小時，再在80℃加熱攪拌一個小時，得到超疏水涂料。(2)將超疏水涂料用噴槍噴涂在聚丙烯板材上，在20℃下干燥12小時，得到超疏水涂層。對比例1按照實施例1同樣的操作過程，但是不加入異丙基三異酞酰鈦酸酯，得到涂層為對比例1。實施例2(1)按質量組份計，在燒杯中加入二甲基甲酰胺100份，十三氟辛基三甲氧基硅烷1份，納米級二氧化鈦8份，微米級二氧化鈦4份，異丙基三(硬脂酰基)鈦酸酯0.5份，攪拌均勻后，超聲分散半個小時，再在90℃加熱攪拌一個小時，得到超疏水涂料。(2)將超疏水涂料用噴槍噴涂在聚乙烯板材上，在35℃下干燥8小時，得到超疏水涂層。對比例2按照實施例2同樣的操作過程，但是不加入異丙基三(硬脂酰基)鈦酸酯，得到涂層為對比例2。實施例3(1)按質量組份計，在燒杯中加入二甲基甲酰胺100份，十三氟辛基三甲氧基硅烷1.5份，納米級二氧化鈦10份，微米級二氧化鈦6份，異丙基三(二辛基焦磷酰基)鈦酸酯0.8份，攪拌均勻后，超聲分散半個小時，再在100℃加熱攪拌一個小時，得到超疏水涂料。(2)將超疏水涂料用噴槍噴涂在乙烯和辛烯共聚物(POE)片材上，在50℃下干燥5小時，得到超疏水涂層。對比例3按照實施例3同樣的操作過程，但是不加入異丙基三(二辛基焦磷酰基)鈦酸酯，得到涂層為對比例3。采用接觸角測定儀測定樣板的水接觸角。剪裁與樣板上涂層寬度相同的80號砂紙，在砂紙上放置200克砝碼一個，將砂紙在漆膜上往返拉動10次后，用洗耳球將漆膜表面脫落物吹干凈，再次測定接觸角。采用接觸角測定儀測定實施例1-3，對比例1-3樣板的水接觸角，測試結果見下表。表與聚烯烴有良好結合力的超疏水涂層的材料的相關測試結果對比例與實施例接觸角用砝碼負重摩擦后的接觸角實施例1156°151°對比例1144°140°實施例2>150°且自由滑落156°對比例2132°124°實施例3153°152°對比例3142°134°通過接觸角的測量數據對比發現加入鈦酸酯偶聯劑的聚烯烴表面的水接觸角更大，說明其超疏水性能更好。而通過砂紙負重摩擦試驗數據對比發現，加入鈦酸酯偶聯劑后的超疏水漆膜經過摩擦試驗后，水接觸角下降程度很低，仍高于150°，保持了超疏水性能，說明其與聚烯烴表面結合力更好。以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。當前第1頁1 2 3