可固化的耐磨超疏水涂层体系、制品及其制备方法和应用.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010206198.4 (22)申请日 2020.03.23 (71)申请人 山东科技大学 地址 266590 山东省青岛市黄岛区前湾港 路579号 (72)发明人 李好冯晓磊彭玉洁 (74)专利代理机构 济南圣达知识产权代理有限 公司 37221 代理人 孙维傲 (51)Int.Cl. C09D 163/00(2006.01) C09D 7/62(2018.01) C09D 7/20(2018.01) B05D 3/00(2006.01) B05D 3/12(2006.0。

2、1) B05D 5/08(2006.01) B05D 7/14(2006.01) (54)发明名称 可固化的耐磨超疏水涂层体系、 制品及其制 备方法和应用 (57)摘要 本发明涉及超疏水涂层技术领域， 具体提供 可固化的耐磨超疏水涂层体系、 制品及其制备方 法和应用。 本发明所述的可固化的耐磨超疏水涂 层体系， 其包括环氧树脂组合物， 所述组合物包 含环氧树脂、 固化剂和无水乙醇； 和二氧化钛纳 米颗粒组合物， 所述组合物包含二氧化钛纳米颗 粒和含有硬脂酸的无水乙醇溶液。 该涂层体系固 化后得到的耐磨超疏水涂层具有优异的超疏水 性， 并且所制备的超疏水涂层与铝合金基体具有 较好的结合强度、 且。

3、具有较好的耐磨性。 本发明 具有工艺简单、 生产成本低、 节约能源等优点， 具 有十分广阔的应用前景。 权利要求书2页 说明书8页 附图2页 CN 111320918 A 2020.06.23 CN 111320918 A 1.一种可固化的耐磨超疏水涂层体系， 其包括环氧树脂组合物， 所述组合物包含环氧 树脂、 固化剂和无水乙醇； 和二氧化钛纳米颗粒组合物， 所述组合物包含二氧化钛纳米颗粒 和含有硬脂酸的无水乙醇溶液。 2.根据权利要求1所述的可固化的耐磨超疏水涂层体系， 其特征在于， 所述环氧树脂组 合物中， 所述环氧树脂与无水乙醇的质量比4-6:16-24， 优选为1:4； 优选地， 所述。

4、环氧树脂与固化剂的质量比为4-6:2-3， 优选为2:1。 3.根据权利要求1所述的可固化的耐磨超疏水涂层体系， 其特征在于， 所述二氧化钛纳 米颗粒组合物中， 所述二氧化钛纳米颗粒的粒径为20-80nm， 优选为25nm； 优选地， 硬脂酸在无水乙醇溶液中的质量分数为0.5-1.5wt， 优选为1wt； 优选地， 所述二氧化钛纳米颗粒组合物中， 二氧化钛纳米颗粒与含有硬脂酸的无水乙 醇溶液的质量体积比为(5-10)g:100mL， 优选为6g:100mL。 4.根据权利要求1所述的可固化的耐磨超疏水涂层体系， 其特征在于， 所述环氧树脂组 合物的制备方法包括： 称取环氧树脂与固化剂混合， 加。

5、入无水乙醇， 搅拌均匀得到的混合溶 液即为环氧树脂组合物； 优选地， 所述二氧化钛纳米颗粒组合物的制备方法包括： 配置含有硬脂酸的无水乙醇 溶液， 加入二氧化钛纳米颗粒， 得到混合溶液， 超声分散后磁力搅拌即得二氧化钛纳米颗粒 组合物。 5.一种涂覆制品， 其包括铝合金基体； 和在所述铝合金基体表面设置的可固化的耐磨 超疏水涂层， 所述耐磨超疏水涂层包括或由权利要求1至4中任一项所述的可固化的耐磨超 疏水涂层体系组成； 优选地， 所述制品表面接触角为152-158 ， 且水滴很容易在其表面实现滚动， 水滴优选 在1s内滚动离开表面， 滚动角5 。 6.一种制备权利要求5所述的涂覆制品的方法， 。

6、其包括将可固化的耐磨超疏水涂层施 涂于铝合金基体上， 固化形成固化的耐磨超疏水涂层； 所述可固化的耐磨超疏水涂层包括 或由权利要求1至4中任一项所述的可固化的耐磨超疏水涂层体系组成。 7.根据权利要求6所述的方法， 其特征在于， 所述方法包括： 将环氧树脂组合物施涂于 铝合金基体上， 40-70保温15-30min达到半固化状态形成环氧树脂基底， 取出， 在其上施 涂二氧化钛纳米颗粒组合物， 然后于50-80保温2-5h， 室温冷却， 即得； 优选地， 所述方法包括： 将环氧树脂组合物施涂于铝合金基体上， 60保温20min达到 半固化状态形成环氧树脂基底， 取出， 在其上施涂二氧化钛纳米颗粒。

7、组合物， 然后于60保 温4h， 室温冷却， 即得。 8.根据权利要求7所述的方法， 其特征在于， 施涂环氧树脂组合物时， 使其完全覆盖基 体表面不溢出即可， 优选涂布量为3-10mL， 更优选为5mL； 优选地， 喷涂含有二氧化钛纳米颗粒的组合物时， 使其完全覆盖环氧树脂底物表面且 无堆积即可， 涂覆量为10-30mL， 更优选为20mL； 优选地， 所述二氧化钛纳米颗粒组合物采用喷涂的方式设置于环氧树脂基底上， 优选 地喷涂方式为空气喷枪， 其喷射距离为10-15cm， 喷涂压力为0.2-0.5Mpa， 优选为0.4Mpa。 9.根据权利要求7所述的方法， 其特征在于， 所述方法包括： 配。

8、制可固化的耐磨超疏水涂层体系， 包括配制环氧树脂组合物和二氧化钛纳米颗粒组 权利要求书 1/2 页 2 CN 111320918 A 2 合物， 其中， 所述环氧树脂组合物的制备方法包括： 称取环氧树脂与固化剂混合， 加入无水 乙醇， 搅拌均匀得到的混合溶液即为环氧树脂组合物； 所述二氧化钛纳米颗粒组合物的制 备方法包括： 配置含有硬脂酸的无水乙醇溶液， 加入二氧化钛纳米颗粒， 得到混合溶液， 超 声分散后磁力搅拌即得二氧化钛纳米颗粒组合物； 将环氧树脂组合物施涂于铝合金基体上， 40-70保温15-30min达到半固化状态形成 环氧树脂基底， 取出， 在其上施涂二氧化钛纳米颗粒组合物， 然后。

9、于50-80保温2-5h， 室温 冷却， 即得； 优选地， 所述铝合金基体在使用前进行表面的预处理， 包括将铝合金表面打磨光滑后 清洗并干燥； 优选地， 所述铝合金基体表面预处理的方法包括： 铝合金试样依次采用400#、 800#、 1500#、 2500#的水磨砂纸进行打磨至表面光滑， 随后采用无水乙醇超声清洗， 最后在40-60 的恒温干燥箱中烘干5-10min， 放入密封试样袋中备用。 10.权利要求1至4中任一项所述的可固化的耐磨超疏水涂层体系或者权利要求5所述 的涂覆制品在海洋环境的耐蚀防污领域中的应用， 优选在船体建造或海洋平台建设中的应 用。 权利要求书 2/2 页 3 CN 1。

10、11320918 A 3 可固化的耐磨超疏水涂层体系、 制品及其制备方法和应用 技术领域 0001 本发明属于超疏水涂层技术领域， 具体涉及可固化的耐磨超疏水涂层体系、 制品 及其制备方法和应用。 背景技术 0002 公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解， 而不必然 被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技 术。 0003 润湿现象在大自然中是经常可以见到的， 水珠对大地的滋润， 玻璃上水珠的平展 等。 当固体表面的水滴表现为球状时， 此时表面呈现出来一种特殊的润湿现象， 被称作超疏 水性， 这是一种特殊的润湿性。 通常有两种因素决定。

11、材料的超疏水特性， 一方面是固体表面 所含有的化学成分； 另一方面是其表面的微纳米结构。 进入现代以来， 关于仿生科学研究势 头正猛， 微纳米技术蓬勃兴起， 有关润湿性的研究更加引起学者的关注。 0004 铝合金作为一种十分重要的工程材料， 广泛应用于船体建造及海洋平台中， 但其 表面在海洋环境中容易受到腐蚀， 故需对其进行相关处理， 增强其耐蚀性。 受荷叶效应的启 发， 超疏水表面因具有较好的疏液性、 耐蚀性、 防污性等引起了研究者的广泛关注。 重要的 是， 超疏水表面构成的是液-固-气三相体系， 可以隔绝腐蚀溶液或介质与基底接触， 实现耐 蚀性。 然而， 发明人发现传统方法或现有方法制备的。

12、超疏水涂层存在局限性， 包括以下问 题： 其制备的涂层疏水性能仍然有待提高， 而且耐磨性相对较差， 涂层表面磨损后疏水性能 以及与基体的结合性能均会大大减弱甚至消失， 很难应用于海洋等比较复杂的环境， 比如 中国专利CN109207023A中提到一种航空材料表面环保疏水涂层的可控制备方法， 其中提到 喷涂环氧树脂与纳米二氧化钛， 然后放置在硬脂酸无水乙醇溶液中改性， 该方法由于硬脂 酸只存在于表面， 表面发生破损疏水能力也将消失； 以及， 现有的很多疏水涂层的制备方法 实验条件要求较高， 往往只能在实验室条件下进行， 难以实现大规模化的生产和推广使用， 比如在中国专利CN104817279A中。

13、提到了一种纳米二氧化钛超疏水膜的制备方法， 其中需要 采用干燥箱180保温4h以及采用离心机离心4min， 普通干燥箱无法达到上述干燥温度， 因 此， 该方法只适用于少量实验测试而无法大规模推广； 以及现有方法中为了实现更好的技 术效果， 往往使用多种有毒的有机溶剂， 不仅有害身体健康而且污染环境， 比如中国专利 CN107880770A中提到了一种多功能超疏水涂层的制备方法， 其中采用苯甲醇与二甲苯作为 溶剂， 这两种物质都具有毒性， 尤其二甲苯为三类致癌物质， 对人体伤害很大而且大规模使 用会对环境造成污染。 发明内容 0005 因此， 本发明的目的在于解决现有技术中存在的缺陷， 提供一种。

14、可固化的耐磨超 疏水涂层体系、 制品及其制备方法和应用， 本发明制备得到的耐磨超疏水涂层不仅进一步 改善了超疏水性， 并且所制备的超疏水涂层与铝合金基体具有更好的结合强度、 且具有较 说明书 1/8 页 4 CN 111320918 A 4 好的耐磨性， 在发生破损后仍然能够维持较好的超疏水性、 结合强度和耐磨性能， 此外， 本 发明具有工艺简单、 生产成本低、 节约能源、 环保无污染等优点， 适于大规模生产和推广， 具 有十分广阔的应用前景。 0006 具体地， 本发明的技术方案如下所述： 0007 在本发明的第一方面， 本发明提供了一种可固化的耐磨超疏水涂层体系， 其包括 环氧树脂组合物，。

15、 所述组合物包含环氧树脂、 固化剂和无水乙醇； 和二氧化钛纳米颗粒组合 物， 所述组合物包含二氧化钛纳米颗粒和含有硬脂酸的无水乙醇溶液。 0008 本发明所述涂层体系可指单独的涂层， 或者它可指涂层底层以及与涂层表层结合 的涂层， 或在此基础上与其他表层以外的附加层结合的涂层。 比如， 在本发明的一些实施方 式中， 本发明所述涂层体系中， 环氧树脂组合物作为涂层底层料施用于基体上， 该层也称为 基底层或基底， 二氧化钛纳米颗粒组合物施与基底层之上， 两者构成涂层体系结合形成耐 磨超疏水涂层。 0009 本发明的可固化的耐磨超疏水涂层体系制备得到的涂层具有优异的超疏水性能、 耐磨性能以及与基体尤。

16、其铝合金基体具有较好的结合强度， 经胶带剥离、 摩擦操作后超疏 水性能变化很小， 即便表面出现破损， 仍然具有较好的超疏水性能， 并且仍然表现出与铝合 金基体较好的结合强度和耐磨性， 表现为超疏水涂层与水的接触角依旧在150 以上， 滚动 角依然小于5 。 0010 在本发明的实施方式中， 所述环氧树脂组合物中环氧树脂与无水乙醇的质量比4- 6:16-24， 优选为1:4。 0011 在本发明的实施方式中， 所述环氧树脂与固化剂的质量比为4-6:2-3， 优选为2:1。 0012 在本发明的一些优选的实施方式中， 环氧树脂组合物中所述无水乙醇、 环氧树脂、 固化剂的质量比为8： 2： 1。 0。

17、013 环氧树脂浓度过低时， 比如低于本发明所述浓度， 则固化速度慢， 且会导致环氧树 脂底物厚度低， 无法对铝合金基底提供有效的保护； 环氧树脂浓度过高时， 比如高于本发明 所述浓度， 则固化速度太快， 使后续喷涂的二氧化钛纳米颗粒无法嵌入到环氧树脂基底层 上。 0014 在本发明的一些实施方式中， 本发明所述固化剂可采用环氧树脂固化剂， 比如胺 类固化剂、 酸酐类固化剂， 较优的固化剂为邻苯二甲酸酐或乙二胺等。 0015 在本发明的一些实施方式中， 所述环氧树脂可选用环氧树脂E44、 环氧树脂E51等。 0016 在本发明的实施方式中， 所述二氧化钛纳米颗粒组合物中二氧化钛纳米颗粒的粒 径。

18、为20-80nm， 优选为25nm。 0017 二氧化钛粒径过大比如高于80nm， 则喷涂后会在试样表面团聚， 而二氧化钛粒径 过小比如低于20nm则无法提供足够的粗糙度， 将对性能产生影响。 0018 在本发明的实施方式中， 硬脂酸在无水乙醇溶液中的质量分数为0.5-1.5wt， 优 选为1wt。 0019 在本发明的实施方式中， 所述二氧化钛纳米颗粒组合物中， 二氧化钛纳米颗粒与 含有硬脂酸的无水乙醇溶液的质量体积比为(5-10)g:100mL， 优选为6g:100mL。 0020 硬脂酸浓度过低比如低于0.5wt， 则会导致二氧化钛纳米颗粒无法得到有效的 修饰； 而硬脂酸浓度过高比如高于。

19、1.5wt时， 则在加热过程中会析出并附着在二氧化钛表 说明书 2/8 页 5 CN 111320918 A 5 面； 同时， 二氧化钛纳米颗粒含量过高或者过低时都会影响喷涂效果， 使喷涂的二氧化钛纳 米颗粒无法均匀分散在基底层上； 在本发明的实施方式中， 当二氧化钛纳米颗粒与含有硬 脂酸的无水乙醇溶液的质量体积比为(5-10)g:100mL尤其为二氧化钛纳米颗粒与含有硬脂 酸的无水乙醇溶液的质量体积比为(5-10)g:100mL时， 能够保持二氧化钛纳米颗粒的分散 均匀度。 0021 以及， 本发明还提供了制备上述可固化的耐磨超疏水涂层体系的方法， 其中， 所述 环氧树脂组合物的制备方法包括。

20、： 称取环氧树脂与固化剂混合， 加入无水乙醇， 搅拌均匀得 到的混合溶液即为环氧树脂组合物； 所述二氧化钛纳米颗粒组合物的制备方法包括： 配置 含有硬脂酸的无水乙醇溶液， 加入二氧化钛纳米颗粒， 得到混合溶液， 超声分散后磁力搅拌 即得二氧化钛纳米颗粒组合物。 0022 在本发明的一些实施方式中， 所述环氧树脂组合物的制备方法包括： 称取3-6g环 氧树脂与1-4g固化剂混合， 加入12-18g无水乙醇， 搅拌均匀， 得到混合溶液即为环氧树脂组 合物； 在本发明的一些实施方式中， 所述二氧化钛纳米颗粒组合物的制备方法包括： 配置 100mL质量分数1的硬脂酸无水乙醇溶液， 加入5-10g粒径为。

21、25nm的二氧化钛， 将得到的混 合液超声分散， 比如分散20min， 然后进行搅拌， 比如磁力搅拌2h。 0023 在本发明的第二方面， 本发明提供了一种涂覆制品， 其包括铝合金基体； 和在所述 铝合金基体表面设置的可固化的耐磨超疏水涂层， 所述可固化的耐磨超疏水涂层包括上述 第一方面中所述的可固化的耐磨超疏水涂层体系或者所述可固化的耐磨超疏水涂层由上 述第一方面中所述的可固化的耐磨超疏水涂层体系组成。 0024 在本发明的实施方式中， 所述制品表面接触角为152-158 ， 最高可达158 ， 且水 滴很容易在其表面实现滚动， 滚动角5 ， 所述很容易比如在本发明的一些实施方式中是指 水滴。

22、在远小于1s内就能够滚动离开试样表面。 0025 在本发明的第三方面， 本发明提供了一种制备上述第二方面中所述的涂覆制品的 方法， 其包括将可固化的耐磨超疏水涂层施涂于铝合金基体上， 固化形成固化的耐磨超疏 水涂层； 所述可固化的耐磨超疏水涂层包括上述第一方面中所述的可固化的耐磨超疏水涂 层体系或者所述可固化的耐磨超疏水涂层由上述第一方面中所述的可固化的耐磨超疏水 涂层体系组成。 0026 在本发明的实施方式中， 所述涂覆制品的制备方法包括： 将环氧树脂组合物施涂 于铝合金基体上， 40-70保温15-30min达到半固化状态形成环氧树脂基底， 取出， 在其上 施涂二氧化钛纳米颗粒组合物， 然。

23、后于50-80保温2-5h， 室温冷却， 即得。 0027 进一步地， 所述涂覆制品的制备方法包括： 将环氧树脂组合物施涂于铝合金基体 上， 60保温20min达到半固化状态形成环氧树脂基底， 取出， 在其上施涂二氧化钛纳米颗 粒组合物， 然后于60保温4h， 室温冷却， 即得。 0028 本发明的实施方式中， 二氧化钛纳米颗粒组合物为由含有硬脂酸的无水乙醇溶液 与二氧化钛纳米颗粒组成的混合溶液， 二氧化钛纳米颗粒均匀分散在溶液中， 施涂环氧树 脂组合物在铝合金基体表面半固化形成环氧树脂基底后， 再施涂二氧化钛纳米颗粒组合 物， 制备得到的耐磨超疏水涂层即便经过摩擦或者胶带剥离或者产生破损后，。

24、 仍然具有较 好的疏水性和耐磨性， 并且制备过程中与无水乙醇的耐久性更好。 在实践中发明人发现将 环氧树脂、 固化剂与二氧化钛颗粒混合后制备成喷涂溶液喷涂在环氧树脂层上， 然后在进 说明书 3/8 页 6 CN 111320918 A 6 行刻蚀和/或使用硬脂酸无水乙醇表面修饰处理的方式制备得到的疏水涂层， 硬脂酸仅存 在于表面， 疏水涂层表面发生破损后， 疏水能力也将消失。 0029 在本发明的一些实施方式中， 施涂环氧树脂组合物时， 其完全覆盖铝合金基底表 面不溢出， 加热后半固化状态环氧树脂完全覆盖基底表面即可， 优选涂覆量为3-10mL， 更优 选为5mL。 0030 优选地， 喷涂含。

25、有二氧化钛纳米颗粒的组合物时， 其完全覆盖环氧树脂底物表面 且无堆积即可， 优选涂覆量为10-30mL， 更优选为20mL。 0031 在本发明的实施方式中， 所述二氧化钛纳米颗粒组合物采用喷涂的方式设置于环 氧树脂基底上， 优选地喷涂方式为空气喷枪， 其喷射距离为10-15cm， 喷涂压力为0.2- 0.5Mpa， 优选为0.4Mpa。 0032 在一些较为具体的实施方式中， 所述涂覆制品的制备方法包括以下步骤： 0033 配制可固化的耐磨超疏水涂层体系， 包括配制环氧树脂组合物和二氧化钛纳米颗 粒组合物， 其中， 所述环氧树脂组合物的制备方法包括： 称取环氧树脂与固化剂混合， 加入 无水乙。

26、醇， 搅拌均匀得到的混合溶液即为环氧树脂组合物； 所述二氧化钛纳米颗粒组合物 的制备方法包括： 配置含有硬脂酸的无水乙醇溶液， 加入二氧化钛纳米颗粒， 得到混合溶 液， 超声分散后磁力搅拌即得二氧化钛纳米颗粒组合物； 0034 将环氧树脂组合物施涂于铝合金基体上， 40-70保温15-30min达到半固化状态 形成环氧树脂基底， 取出， 在其上施涂二氧化钛纳米颗粒组合物， 然后于50-80保温2-5h， 室温冷却， 即得。 0035 在本发明的实施方式中， 所述铝合金基体在使用前进行表面的预处理， 包括将铝 合金表面打磨光滑后清洗并干燥。 0036 在本发明的一些实施方式中， 所述铝合金基体表。

27、面预处理的方法包括： 铝合金试 样依次采用400#、 800#、 1500#、 2500#的水磨砂纸进行打磨至表面光滑， 随后采用无水乙醇 超声清洗， 最后在50-70优选60的恒温干燥箱中烘干5-15min优选10min， 放入密封试样 袋中备用。 0037 在本发明的第四方面， 本发明还提供了上述第一方面中所述的可固化的耐磨超疏 水涂层体系或者上述第二方面中所述的涂覆制品在海洋环境的耐蚀防污领域中的应用， 尤 其是在船体建造或海洋平台建设中的应用。 0038 相较于现有技术， 本发明具有以下有益效果： 0039 本发明在铝合金基体上采用涂敷法生成环氧树脂底层、 喷涂经过硬脂酸改性的纳 米二。

28、氧化钛复合方法制备超疏水涂层， 所制备的超疏水涂层表面具有优异的超疏水性， 超 疏水涂层接触角可达152-158 ， 具有较好的耐磨性能以及与铝合金基体具有较好的结合强 度， 经过摩擦、 胶带剥离， 超疏水涂层与水的接触角依旧在150 以上， 滚动角小于5 。 0040 本发明的方法简单易行， 而且温度条件要求不高， 制备过程中涉及的温度均不高 于80， 相较于现有技术中需要的往往高于100的高温条件， 本发明在实际生产中更易于 实现， 而不再拘泥于实验室水平， 能够大规模的推广使用。 0041 本发明的方法低成本且无毒环保， 比如现有技术中往往采用有毒物质比如苯甲醇 和/或二甲苯等作为溶剂或。

29、稀释剂， 尤其二甲苯为三类致癌物质， 大规模使用会对环境造成 污染， 而本发明主要采用无水乙醇， 成本更低， 且对人体无毒， 对环境无污染。 说明书 4/8 页 7 CN 111320918 A 7 附图说明 0042 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解， 本申请的示 意性实施例及其说明用于解释本申请， 并不构成对本申请的不当限定。 以下， 结合附图来详 细说明本发明的实施方案， 其中： 0043 图1是本发明实施例1中耐磨超疏水涂层表面的SEM图。 0044 图2是本发明实施例1中耐磨超疏水涂层表面的接触角和滚动角照片， 试样表面的 倾斜角约4 。 0045 图3是本。

30、发明实施例1中耐磨超疏水涂层表面胶带剥离0次、 3次、 6次、 9次后的接触 角照片。 0046 图4是本发明实施例1中耐磨超疏水涂层表面砂纸摩擦0cm、 10cm、 20cm、 30cm后的 接触角照片。 具体实施方式 0047 下面结合具体实施例， 进一步阐述本发明。 应理解， 这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。 下列实施例中未注明具体条件的实验方法， 通常按照常规条 件或按照制造厂商所建议的条件。 0048 除非另行定义， 文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意 义相同。 本发明所使用的试剂或原料均可通过常规途径购买获得， 如无特殊说明， 本发明所 。

31、使用的试剂或原料均按照本领域常规方式使用或者按照产品说明书使用。 此外， 任何与所 记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。 文中所述的较佳实施方法与 材料仅作示范之用。 0049 本发明实施例中如无特殊说明， 施涂环氧树脂组合物时， 其完全覆盖铝合金基底 表面不溢出， 加热后半固化状态环氧树脂完全覆盖基底表面即可， 涂覆量在3-10mL范围内； 喷涂含有二氧化钛纳米颗粒的组合物时， 其完全覆盖环氧树脂底物表面且无堆积即可， 涂 覆量在10-30mL范围内； 如此施用， 超疏水性能及耐磨性能较好， 尤其在本发明的实施方式 中， 当环氧树脂组合物的涂覆量为5mL且含有二氧化钛纳米颗。

32、粒的组合物的喷涂量为20mL 时， 超疏水性能及耐磨性能最优。 0050 实施例1铝合金表面耐磨超疏水涂层的制备 0051 包括如下步骤： 0052 1)铝合金表面的预处理： 用水砂纸将铝合金试样打磨光滑。 具体步骤： 铝合金试样 依次采用400#、 800#、 1500#、 2500#的水磨砂纸进行打磨至表面光滑。 随后采用无水乙醇超 声清洗10min， 最后在60的恒温干燥箱中烘干10min， 放入密封试样袋中备用。 0053 2)环氧树脂基底的制备： 称取4g环氧树脂与2g固化剂于烧杯， 加入16g无水乙醇， 玻璃棒搅拌均匀， 得到混合溶液A。 将混合溶液A涂敷到打磨光滑的铝合金试样表面。

33、； 随后， 60保温20min达到半固化状态， 取出。 0054 3)喷涂低能改性的二氧化钛纳米颗粒： 配置100mL质量分数1的硬脂酸无水乙醇 溶液， 加入6g粒径为25nm的二氧化钛。 首先， 将混合液超声分散20min， 然后磁力搅拌2h。 接 下来， 采用空气喷枪， 在10-15cm的距离， 以0.4MPa的压力喷涂配置好的溶液。 最后， 60保 温4h达到固化状态， 室温冷却。 说明书 5/8 页 8 CN 111320918 A 8 0055 对涂敷加喷涂处理后得到的耐磨超疏水涂层表面进行SEM检测， 由图1可以看出， 表面有许多微球团聚形成的疏松多孔粗糙结构。 0056 通过接触。

34、角测试仪测定水滴在超疏水涂层表面的接触角和滚动角。 由图2可以看 出， 水滴在超疏水涂层表面的接触角158 ， 滚动角4 。 此外， 水滴远小于1s内就滚动离 开试样表面， 表明水滴在超疏水涂层表面可以很容易实现滚动， 因此铝合金基体上的超疏 水涂层表面具有优秀的滚动性能。 0057 采用胶带剥离来测试超疏水涂层与铝合金基体的结合强度， 将胶带黏附在超疏水 涂层表面， 待胶带与超疏水涂层表面完全接触后将胶带剥离。 每经过一次剥离后， 通过接触 角仪测试超疏水涂层表面的接触角和滚动角。 如图3可以看出， 即使经过了9次胶带剥离， 水 滴在超疏水试样表面的接触角仍然在150 以上， 同时滚动角小于。

35、5 ， 说明所制备的超疏水 涂层表现出与铝合金基体较好的结合强度。 0058 采用1000#的砂纸测试超疏水涂层耐磨性， 铝合金超疏水涂层表面放在砂纸上， 然 后在试样表面放上200g的标准砝码， 通过镊子推动试样实现铝合金超疏水试样的移动， 试 样移动距离30cm。 通过接触角测试仪测定水滴在超疏水涂层表面的接触角和滚动角。 由图4 可以看出， 即使经过了30cm的摩擦， 超疏水涂层与水的接触角依旧在150 以上， 滚动角小于 5 ， 表面出较好的耐磨性。 0059 实施例2 0060 与实施例1制备方法的差异在于环氧树脂组合物的组成中， 无水乙醇、 环氧树脂、 固化剂的质量比为8： 5： 。

36、1。 按照实施例1的测试方法测试制备得到的涂层性能。 其中， 水滴在 超疏水涂层表面的接触角在140-150 ， 滚动角4-10 。 此外， 水滴1-4s内就滚动离开试样表 面。 0061 采用胶带剥离来测试超疏水涂层与铝合金基体的结合强度， 经过9次胶带剥离， 水 滴在超疏水试样表面的接触角为140-145 ， 滚动角6-12 ， 所制备的超疏水涂层表现出与铝 合金基体的结合强度， 但不及实施例1。 0062 采用1000#的砂纸测试超疏水涂层耐磨性， 经过30cm的摩擦， 超疏水涂层与水的接 触角在140-145 ， 滚动角10-15 。 0063 环氧树脂浓度过高时， 混合溶液无法均匀覆。

37、盖在试样表面， 固化速度过快， 达到半 固化状态所需时间很短， 后续喷涂时只有少量二氧化钛纳米颗粒嵌入到环氧树脂基底层 上。 0064 实施例3 0065 与实施例1制备方法的差异在于环氧树脂组合物的组成中， 无水乙醇、 环氧树脂、 固化剂的质量比为8： 1： 1。 按照实施例1的测试方法测试制备得到的涂层性能。 其中， 水滴在 超疏水涂层表面的接触角135-145 ， 滚动角10-15 。 此外， 水滴4-8s内就滚动离开试样表 面。 0066 采用胶带剥离来测试超疏水涂层与铝合金基体的结合强度， 经过9次胶带剥离， 水 滴在超疏水试样表面的接触角为130 ， 滚动角20 ， 所制备的超疏水。

38、涂层表现出与铝合 金基体的结合强度， 但不及实施例1。 0067 采用1000#的砂纸测试超疏水涂层耐磨性， 经过30cm的摩擦， 超疏水涂层与水的接 触角在125 ， 滚动角30 。 说明书 6/8 页 9 CN 111320918 A 9 0068 环氧树脂浓度过低时， 涂敷时乙醇含量高， 固化速度慢， 涂层厚度过薄， 喷涂无法 形成有效的纳米二氧化钛层， 无法对铝合金基体产生有效的保护。 0069 实施例4 0070 与实施例1制备方法的差异在于二氧化钛纳米颗粒组合物的组成中， 二氧化钛纳 米颗粒的用量为12g。 按照实施例1的测试方法测试制备得到的涂层性能。 其中， 水滴在超疏 水涂层。

39、表面的接触角150-155 ， 滚动角5-8 。 此外， 水滴2-4s内就滚动离开试样表面。 0071 采用胶带剥离来测试超疏水涂层与铝合金基体的结合强度， 经过9次胶带剥离， 水 滴在超疏水试样表面的接触角为145-150 ， 滚动角10-15 ， 所制备的超疏水涂层表现出与 铝合金基体的结合强度， 但不及实施例1。 0072 采用1000#的砂纸测试超疏水涂层耐磨性， 经过30cm的摩擦， 超疏水涂层与水的接 触角在140-145 ， 滚动角6-10 。 0073 二氧化钛用量过高时， 二氧化钛会堆积在试样表面， 加热时会产生开裂。 0074 实施例5 0075 与实施例1制备方法的差异在。

40、于二氧化钛纳米颗粒组合物的组成中， 二氧化钛纳 米颗粒的用量为3g。 按照实施例1的测试方法测试制备得到的涂层性能。 其中， 水滴在超疏 水涂层表面的接触角140-145 ， 滚动角6-10 。 此外， 水滴2-4s内就滚动离开试样表面。 0076 采用胶带剥离来测试超疏水涂层与铝合金基体的结合强度， 经过9次胶带剥离， 水 滴在超疏水试样表面的接触角为135-140 ， 滚动角8-10 ， 所制备的超疏水涂层表现出与铝 合金基体的结合强度， 但不及实施例1。 0077 采用1000#的砂纸测试超疏水涂层耐磨性， 经过30cm的摩擦， 超疏水涂层与水的接 触角在130-135 ， 滚动角10-。

41、20 。 0078 二氧化钛用量过低时， 无法提供较高的粗糙度， 影响疏水效果， 试样耐磨性也会下 降。 0079 实施例6 0080 与实施例1制备方法的差异在于二氧化钛纳米颗粒组合物的组成中， 二氧化钛纳 米颗粒的粒径为90nm。 按照实施例1的测试方法测试制备得到的涂层性能。 其中， 水滴在超 疏水涂层表面的接触角120-130 ， 滚动角10-20 。 此外， 水滴2-4s内就滚动离开试样表面。 0081 采用胶带剥离来测试超疏水涂层与铝合金基体的结合强度， 经过9次胶带剥离， 水 滴在超疏水试样表面的接触角为120-125 ， 滚动角10-20 ， 所制备的超疏水涂层表现出与 铝合金。

42、基体的结合强度， 但不及实施例1。 0082 采用1000#的砂纸测试超疏水涂层耐磨性， 经过30cm的摩擦， 超疏水涂层与水的接 触角在120-125 ， 滚动角10-20 。 0083 二氧化钛颗粒过大时， 硬脂酸不能较好的修饰表面； 喷涂时二氧化钛颗粒容易发 生团聚， 对试样疏水与耐磨效果造成影响。 0084 实施例7 0085 铝合金表面耐磨超疏水涂层的制备， 包括如下步骤： 0086 铝合金表面的预处理： 用水砂纸将铝合金试样打磨光滑。 具体步骤： 铝合金试样依 次采用400#、 800#、 1500#、 2500#的水磨砂纸进行打磨至表面光滑。 随后采用无水乙醇超声 清洗10min。

43、， 最后在60的恒温干燥箱中烘干10min， 放入密封试样袋中备用。 说明书 7/8 页 10 CN 111320918 A 10 0087 然后将3g环氧树脂用24g丙酮溶液溶解后在0.5MPa压力下喷涂在处理后的铝合金 上至厚度为12 m， 等待20min得到粘接层。 然后将10g粒径为0.5 m的二氧化钛纳米颗粒与5g 环氧树脂用机械搅拌混合均匀后加入1.5g固化剂， 再加入40g丙酮混合均匀后喷涂在粘接 层上至厚度为800-900 m， 所得涂层样品在室温条件下干燥， 干燥后将涂层在50vol的乙 酸水溶液中刻蚀5min， 再用去离子水清洗直至中性， 在60下干燥30min； 然后在1。

44、的硬脂 酸无水乙醇溶液中修饰30min， 在50下干燥20min即得疏水涂层。 0088 按照实施例1的测试方法测试制备得到的涂层性能。 其中， 水滴在超疏水涂层表面 的接触角148-152 ， 滚动角8 ； 。 此外， 水滴3-5s内就滚动离开试样表面。 0089 采用胶带剥离来测试超疏水涂层与铝合金基体的结合强度， 经过9次胶带剥离， 水 滴在超疏水试样表面的接触角为140-145 ， 滚动角20-25 ， ， 所制备的超疏水涂层表现出与 铝合金基体的结合强度， 但不及实施例1。 0090 采用1000#的砂纸测试超疏水涂层耐磨性， 经过30cm的摩擦， 超疏水涂层与水的接 触角在120 。

45、， 很难实现滚动。 0091 实施例1中进行喷涂的纳米二氧化钛已经经过硬脂酸乙醇溶液修饰， 硬脂酸均匀 分布在二氧化钛表面， 而该实施例先经行喷涂， 后刻蚀提高粗糙度最后硬脂酸修饰， 步骤繁 琐， 且硬脂酸只存在于表层， 试样受到磨损后将失去效果。 0092 以上所述仅为本发明的优选实施例而已， 并不用于限制本发明， 尽管参照前述实 施例对本发明进行了详细的说明， 对于本领域的技术人员来说， 其依然可以对前述各实施 例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分技术特征进行等同替换。 凡在本发明的精 神和原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说明书 8/8 页 11 CN 111320918 A 11 图1 图2 图3 说明书附图 1/2 页 12 CN 111320918 A 12 图4 说明书附图 2/2 页 13 CN 111320918 A 13 。