本发明涉及超疏水材料,具体而言,涉及有机硅类超疏水材料的制备方法、超疏水涂层复合材料的制备方法和涂层式超疏水砂浆。
背景技术:
1、“自清洁”是指能够在雨水冲刷等自然外力作用下长期维持物体表面洁净。启示于自然界的“荷叶效应”,具有微纳米结构的涂层式超疏水砂浆表面具有很多独特的表面性能,如自清洁、疏水、低摩擦系数、防结冰性能等。超疏水涂层材料可广泛应用多个领域。
2、通过对荷叶、羽毛等疏水物质表面结构的研究表明:超疏水涂层是由表面的微纳米材料提供粗糙结构和低表面能化学物质组成。目前已有研究人员对超疏水涂层的制备方法和应用进行了大量的研究,制备了各种性能优异的疏水材料。然而,由于机械摩擦、气候老化等原因,特别是在冻融循环过程中水分扩散、冰水相变导致乳突结构的破损和运动,表面粗糙度下降,导致疏水性能降低,难以实现长期有效的疏水性能。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种有机硅类超疏水材料的制备方法、超疏水涂层复合材料的制备方法和涂层式超疏水砂浆。
2、本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
3、本发明提供一种有机硅类超疏水材料的制备方法,包括以下步骤:
4、将聚二甲基硅氧烷、kh570-sio2分别溶于乙酸丁酯、无水乙醇中,得到聚二甲基硅氧烷溶液和kh570-sio2分散液,再将两种溶液混合得到混合溶液;然后将混合溶液与固化剂混合制得有机硅类超疏水材料。
5、本发明还提供一种超疏水涂层复合材料的制备方法,其包括:将上述有机硅类超疏水材料喷涂在基体表面。
6、本发明还提供一种涂层式超疏水砂浆,以砂浆为基体,采用上述制备方法在砂浆的表面喷涂有机硅类超疏水材料。
7、本发明具有以下有益效果:
8、本发明提供的一种有机硅类超疏水材料的制备方法、超疏水涂层复合材料的制备方法和涂层式超疏水砂浆。本发明提供的有机硅类超疏水材料的制备方法,包括以下步骤:将聚二甲基硅氧烷、kh570-sio2分别溶于乙酸丁酯、无水乙醇中,得到聚二甲基硅氧烷溶液和kh570-sio2分散液,再将两种溶液混合得到混合溶液;然后将混合溶液与固化剂混合制得有机硅类超疏水材料。将上述有机硅类超疏水材料喷涂在基体表面后,由于采用高挥发性的无水乙醇作为涂层分散液,在成膜时受所处位置影响,涂层表面的无水乙醇充分接触空气可以快速挥发,而处于涂层内部的无水乙醇完全与聚二甲基硅氧烷、kh570-sio2接触,挥发的更慢。在pdms交联固化后,依然会有微量无水乙醇存在,当其完全挥发彻底时,所占据的空间形成空气微孔,最终呈现三维多孔骨架结构。这种微孔结构利于固液接触时液滴处于cassie-baxter形态,同时减少了pdms胶黏纳米粒子时形成全包覆的不利情况,增加了涂层的比表面积,提高了kh570-sio2改善表面粗糙度的效率,从而使涂层式超疏水砂浆表面具有优异的超疏水性。与此同时,这种由聚二甲基硅氧烷交联固化形成的骨架结构为涂层提供机械鲁棒性,且疏水纳米粒子与微孔气腔的同时存在保证涂层具有超疏水性。
1.一种有机硅类超疏水材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
3.一种超疏水涂层复合材料的制备方法,其特征在于,其包括:将所述有机硅类超疏水材料喷涂在基体表面,其中,所述有机硅类超疏水材料为根据权利要求1或2所述的制备方法制备得到。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述基体包括砂浆、混凝土、玻璃、瓷砖、金属和木材中的任意一种。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述基体为砂浆时,喷涂包括以下步骤:使用口径为1mm-2mm的喷枪将所述有机硅类超疏水材料喷涂在所述砂浆表面,喷涂时,压缩机始终保持5kpa-10kpa气压恒定,喷枪距离所述砂浆表面的距离为15cm-30cm,以垂直所述砂浆表面方向沿单方向以1m/s-3m/s匀速移动喷涂,保证涂层在所述砂浆表面分布均匀,所述砂浆每个单面重复喷涂三次,喷涂完成之后,将涂层试样置于室温环境固化3天-5天,制备得到超疏水涂层复合材料。
6.一种涂层式超疏水砂浆,其特征在于,以砂浆为基体,采用权利要求3-5中任一项所述制备方法在所述砂浆表面喷涂所述有机硅类超疏水材料。
7.根据权利要求6所述的涂层式超疏水砂浆,其特征在于,所述涂层式超疏水砂浆表面的静态接触角平均值在162.2°以上。
