本發(fā)明設(shè)計(jì)一種疏水材料技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種雙組份超疏水涂料。背景技術(shù):超疏水材料是指與水滴接觸角大于150°,滾動(dòng)角小于10°的材料,由于其超疏水性展示出很多獨(dú)特有益的性能,比如自清潔性,防腐防污,防霧,防水,自清潔的功能,因此在日常生活領(lǐng)域和工業(yè)領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。比如在織物,建筑物,電器,玻璃制品,天線等領(lǐng)域具有重大的應(yīng)用潛力。超疏水材料在業(yè)界被***關(guān)注,報(bào)道的各種材料、制備方法很多,但對(duì)于**終的工業(yè)應(yīng)用還有三個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題困擾。一是產(chǎn)品復(fù)雜的微納材料的制備過(guò)程限制了其生產(chǎn)放大;二是構(gòu)筑表面與基材的結(jié)合性和一定的耐用性;三是制備成本高昂限制了實(shí)際應(yīng)用。把超疏水材料引入日常生活領(lǐng)域更是一個(gè)巨大的難題。隨著現(xiàn)代電氣化技術(shù)的發(fā)展,電器集成化、集約化成為主流發(fā)展趨勢(shì)。電氣集成控制或操作柜***應(yīng)用于化工、環(huán)保、電力、冶金、核工業(yè)、消防安全監(jiān)控、交通等領(lǐng)域。電氣柜及其內(nèi)部的元器件大多由金屬制成,由于不同行業(yè)電氣柜的使用環(huán)境不同,各地的氣候條件也不同,電氣柜的內(nèi)部和外部均容易受到潮氣的侵蝕,進(jìn)而造成銹蝕,嚴(yán)重影響電氣柜及內(nèi)部元器件的使用壽命,進(jìn)而影響整個(gè)電氣系統(tǒng)的使用。接觸角大于90°時(shí),就可以稱之為疏水,如果是能達(dá)到150°以上,那就是十分厲害的超疏水了。江西特制超疏水防覆冰代理
ZnO-四腳的重量分?jǐn)?shù),r=);具有(e)抗切片,(f)抗彎曲和(g)抗扭轉(zhuǎn)的超疏水性材料的照片通過(guò)將PDMS在室溫下通過(guò)攪拌1min溶解在乙酸乙酯中,向溶液中加ZnO-Tetrapod()。將懸浮液攪拌10分鐘并加入噴霧器中,將懸浮液噴射鑄造到目標(biāo)基板上。干燥后即得此超疏水材料。具有PDMS的氧化鋅四針滿足要求(0<θ0?π/2?φ<π),其中2φ=?°(圖1b)和θ0=112°±1(圖2b),因此具有形成超疏水表面的優(yōu)勢(shì)。r=。圖2.具有針狀骨架的超疏水表面(a)不同重量分?jǐn)?shù)的ZnO-四腳的彈性針狀骨架的激光顯微鏡圖像,r=WZnO/(WZnO+WPDMS);(b)在不同r下超疏水框架表面上8μL水滴和8μL氣泡在水下的接觸角;(c)涂覆在聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯基板上的彈性針狀框架(r=)的橫截面掃描電鏡圖像可以通過(guò)將ZnO-Tetrapod和交聯(lián)PDMS的1:1懸浮液噴涂到任何基底上來(lái)制備針狀表面,例如不銹鋼、鋁、玻璃、紙張、橡膠和棉花(圖3a)。涂層表面表現(xiàn)出高的抗水滲透性,因?yàn)樗懦馑徽持?,韋伯?dāng)?shù)為?,液滴變形率為?。由液滴撞擊表面的高速相機(jī)圖像,可以看出表面以較高的液滴變形率抵擋了水的沖擊(圖3b)。圖3.(a)覆蓋的各種基底上的藍(lán)色水滴的照片(r=);(b)由彈性針狀框架覆蓋的玻璃表面上水滴的時(shí)間分辨反彈。湖南疏水膜超疏水防覆冰涂料超疏水涂層是在疏水方面的應(yīng)用是非常理想的。
4)表面修飾:使用空氣噴槍將濃度為20mg/ml疏水改性后的sio2的**溶液均勻噴涂到刻蝕后清洗干凈的耐候鋼表面,壓力噴槍的壓力為,噴槍移動(dòng)速度為65mm/s,噴射角度為70°。然后將樣品取出在恒溫箱中100℃下干燥30min,得到表面設(shè)置有超疏水層的材料。該材料可以應(yīng)用于高速列車轉(zhuǎn)向架中,有效延長(zhǎng)高速列車轉(zhuǎn)向架的使用壽命。本實(shí)施案例制備得到的耐候鋼超疏水表面的微結(jié)構(gòu)如圖1,該表面呈條紋結(jié)構(gòu),條紋表面覆蓋有大量微納米二級(jí)結(jié)構(gòu)。本實(shí)施案例制備得到的超疏水表面的接觸角如圖1所示,水接觸角為°。實(shí)施例2本實(shí)施例提供一種采用超疏水涂層的制備方法,基體材料為sma490bw耐候鋼,其步驟如下:(1)預(yù)處理:將50*50*5mm的耐候鋼樣品依次用250#,400#,800#,1000#和1500#砂紙打磨,然后用無(wú)水乙醇超聲清洗8min,將清洗后的基體用吹風(fēng)機(jī)吹干備用,得到潔凈的耐候鋼表面。(2)刻蝕:采用納秒激光清洗器刻蝕預(yù)處理過(guò)的耐候鋼表面,激光刻蝕的工藝參數(shù)為,激光最大輸出功率20w,激光頻率為80khz,激光波長(zhǎng)為1060nm,掃描速度為50mm·s-1,掃描間距為10μm,在耐候鋼表面刻蝕出條紋結(jié)構(gòu)。(3)修飾前處理:將刻蝕后的耐候鋼樣品放入無(wú)水乙醇中超聲清洗15min,取出用吹風(fēng)機(jī)冷風(fēng)吹干。。
摩擦阻力在1000次磨損循環(huán)中幾乎是相同的,表明整體沒(méi)有引起嚴(yán)重的損傷;(iii?v)前進(jìn)和后退水滴的接觸角(a)在磨損試驗(yàn)之前和(b)試驗(yàn)之后正常來(lái)說(shuō),材料很難在機(jī)械變形狀態(tài)下保持排斥針狀(納米/微紋理)表面上的水滴,因?yàn)獒槧罴y理中的刺之間的距離隨著機(jī)械變形而拉長(zhǎng),導(dǎo)致拉普拉斯壓力降低。而這種“刺狀”材料可以看作是由無(wú)機(jī)硬質(zhì)部分和彈性聚合物樹(shù)脂組成的雜化骨架。在這種材料上施加外力時(shí),柔性聚合物樹(shù)脂變形,而無(wú)機(jī)骨架保持不變。嵌入的脊柱暴露于表面,導(dǎo)致形成新生的針狀紋理(圖6a)。且復(fù)合材料的超疏水性即使在1000次彎曲循環(huán)后仍保持不變(圖6b)。圖6通過(guò)彎曲和扭轉(zhuǎn)量化的彈性針狀框架的機(jī)械變形抗力(a)機(jī)械變形下可持續(xù)超疏水的機(jī)理;(b)在水滴接觸角大于150°的情況下,經(jīng)過(guò)1000次彎曲循環(huán)后,水滴沒(méi)有被吸附在表面上;(c)將曲率為mm?1和mm?1之間的1000個(gè)彎曲循環(huán)(i,ii)施加于超疏水框架(r=);未觀察到***的機(jī)械損傷。(iii)水射流以彎曲形式高度排斥在表面上,并且水滴在1000次彎曲循環(huán)后沒(méi)有附著在表面上;(d)在曲率為0mm?1和mm?1之間的扭轉(zhuǎn)循環(huán)(i,ii)施加于材料(r=);未觀察到***的機(jī)械損傷;(iii)水射流在表面上以扭曲的形式被高度排斥;。納米涂層是具有很好的的疏水疏油性。
空氣中的水分遇到溫度較低的箭體,極易凝結(jié)成小水珠附著在箭體表面,并在重力作用下向***淌,并從縫隙滲透進(jìn)入火箭內(nèi)部。新一代運(yùn)載火箭主要在海南文昌發(fā)射場(chǎng)執(zhí)行發(fā)射任務(wù),發(fā)射場(chǎng)環(huán)境高溫、多雨、潮濕,即使天氣晴朗,從推進(jìn)劑加注至發(fā)射的數(shù)十小時(shí)期間,箭體表面均存在大量的冷凝水流淌,貯箱附近無(wú)絕熱層保護(hù)的區(qū)域,更是完全被冰層覆蓋。因此,對(duì)于新一代運(yùn)載火箭,箭體結(jié)構(gòu)的防水處理是發(fā)射前的一項(xiàng)重要工作。箭體表面存在諸如鉚接、螺接、蒙皮搭接等大量的不可見(jiàn)縫隙,也包括操作艙口蓋、分離對(duì)接面等一些較大縫隙,當(dāng)前主要采取措施是用硅橡膠、密封條對(duì)縫隙進(jìn)行封堵。該工作非常繁重,使得火箭在生產(chǎn)和發(fā)射階段操作復(fù)雜化,而且增加了火箭重量。據(jù)統(tǒng)計(jì),單發(fā)火箭防水使用的硅橡膠,總重量可達(dá)100kg以上,與一個(gè)Φ2米級(jí)艙段結(jié)構(gòu)的重量相當(dāng)。本文嘗試?yán)贸杷F(xiàn)象,用“以疏代堵”的理念,在箭體表面噴涂超疏水材料,基于運(yùn)載火箭實(shí)際使用環(huán)境進(jìn)行防水、防結(jié)冰試驗(yàn),探究將超疏水材料應(yīng)用于箭體結(jié)構(gòu)防水性能提升的可行性,為簡(jiǎn)化火箭發(fā)射任務(wù)中的箭體結(jié)構(gòu)防水操作、減輕結(jié)構(gòu)重量、提升運(yùn)載能力提出一種新途徑。涂層常溫固化是后擁有易清潔的特性,表面油垢、污漬可以輕松擦除。上海超疏油超疏水防覆冰廠家供應(yīng)
經(jīng)納米涂層處理后的各種的表面,可以提供高達(dá)1年以上的保護(hù)和抗污效果。江西特制超疏水防覆冰代理
對(duì)于鉚釘孔、抗剪螺栓孔等極小縫隙,除火箭原有表面噴漆外,不采取專門防水措施;對(duì)于搭接縫、對(duì)接縫等較小縫隙,采取在縫隙邊緣涂抹防水膠的措施;對(duì)于艙口蓋等較大縫隙處,采取粘貼防水密封條和涂防水膠結(jié)合的方式,并選用防水鎖等**連接件。由于箭體結(jié)構(gòu)表面縫隙數(shù)量、種類繁多,這些用于應(yīng)對(duì)防水問(wèn)題的措施,延長(zhǎng)了結(jié)構(gòu)生產(chǎn)周期,尤其是一些有特殊功能的結(jié)構(gòu),需要在臨近發(fā)射時(shí)進(jìn)行防水處理,使原本就很緊張的射前工作更加繁雜,而且容易出現(xiàn)疏漏。對(duì)于箭體結(jié)構(gòu)的防結(jié)冰,目前未采取專門應(yīng)對(duì)措施,如出現(xiàn)影響火箭發(fā)射任務(wù)的結(jié)冰問(wèn)題,主要靠手動(dòng)鏟除的方式處理。簡(jiǎn)言之,我國(guó)運(yùn)載火箭箭體結(jié)構(gòu)防水、防結(jié)冰設(shè)計(jì)現(xiàn)狀詳見(jiàn)表1。、防結(jié)冰設(shè)計(jì)現(xiàn)狀4.超疏水涂層箭體結(jié)構(gòu)防水、防結(jié)冰試驗(yàn).超疏水試片淋水、結(jié)冰試驗(yàn)為驗(yàn)證某種具有超疏水特性的涂層材料對(duì)金屬表面疏水性能的影響,選用航天運(yùn)載器結(jié)構(gòu)常用的mm厚2A12鋁合金板,進(jìn)行噴水和結(jié)冰測(cè)試。試片表面分別為以下三種狀態(tài):不噴超疏水涂層、不打磨噴超疏水涂層、打磨后噴超疏水涂層。打磨時(shí),采用150目的普通水磨砂紙手工打磨試片表面,打磨至有明顯粗糙感;噴涂的超疏水涂層選用市購(gòu)Ultra-EverDry。江西特制超疏水防覆冰代理
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