一种船体疏水性水性纳米材料及其制备方法与流程

本发明涉及水性纳米材料，尤其涉及一种船体疏水性水性纳米材料及其制备方法。

背景技术：

1、在海洋工程、水上交通、渔业等领域，船体材料的疏水性对于船只的性能和安全性具有至关重要的影响。传统的船体材料往往存在疏水性能不足的问题，容易在恶劣的海洋环境下遭受水蚀、腐蚀等损害，从而影响船只的使用寿命和安全性。

2、近年来，纳米技术的飞速发展为船体材料的疏水性能提升提供了新的思路。纳米材料因其独特的物理和化学性质，在材料表面改性、功能化涂层等领域具有广泛的应用前景。特别是在水性纳米材料领域，由于其良好的水分散性和稳定性，可以制备出具有优异疏水性能的涂层材料，为船体材料的改进提供了新的可能。

3、然而，当前市场上已有的水性纳米材料大多存在制备工艺复杂、成本高昂、疏水性能不稳定等问题，难以满足实际应用的需求。因此，开发一种制备工艺简单、成本低廉、疏水性能稳定的水性纳米材料成为了亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：现有的水性纳米材料制备工艺复杂、成本高昂、疏水性能不稳定。

2、为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

3、本发明的有益效果：一种船体疏水性水性纳米材料，由以下重量份数的原料组成：水性树脂占30-40份、纳米填料占15-25份、疏水改性剂占5-8份、分散剂占2-4份、交联剂占1-3份、消泡剂占1-2份、去离子水占40-60份。

4、作为本发明进一步的改进，所述原料按重量份数计数的最优选为：水性树脂占35份、纳米填料占20份、疏水改性剂占7份、分散剂占3份、交联剂占3份、消泡剂占1.5份、去离子水占50份。

5、作为本发明进一步的改进，所述水性树脂包括水性氟树脂、水性聚氨酯树脂、水性丙烯酸树脂中的一种或多种。

6、作为本发明进一步的改进，所述纳米填料包括纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米二氧化钛、纳米氧化锌中的一种或多种。

7、作为本发明进一步的改进，所述疏水改性剂包括全氟癸基三乙氧基硅烷、全氟癸基三氯硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

8、作为本发明进一步的改进，所述分散剂包括聚甲基丙烯酸铵、十八碳烯胺醋酸盐中的一种。

9、作为本发明进一步的改进，所述交联剂包括3-巯丙基三乙氧基硅烷、2-巯基乙基三乙氧基硅烷、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯，所述3-巯丙基三乙氧基硅烷：2-巯基乙基三乙氧基硅烷：季戊四醇四-3-巯基丙酸酯的最优比为1：1：1。

10、所述消泡剂包括聚二甲基硅氧烷、聚丙二醇中的一种。

11、一种船体疏水性水性纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

12、s1：将疏水改性剂和纳米填料混合，使疏水改性剂对纳米填料进行改性，得到改性纳米颗粒；

13、s2：将改性纳米颗粒、水性树脂、交联剂、1/2的去离子水加入反应釜中，进行混合搅拌，得到初混合颗粒溶液；

14、s3：再向反应釜中加入分散剂、消泡剂、1/3的去离子水，进行混合搅拌，得到颗粒悬浊液；

15、s4：对颗粒悬浊液进行过滤，得到残余颗粒和半成品溶液；

16、s5：对残余颗粒进行干燥和研磨后再加入半成品溶液中，同时加入剩下的去离子水混合均匀，得到疏水性水性纳米材料。

17、作为本发明进一步的改进，所述s2中搅拌速度控制在200-240rpm，搅拌时间控制在40-70min，温度控制在60-80℃；所述s3中搅拌速度控制150-200rpm，搅拌时间控制在20-40min，温度控制在45-65℃。

18、(1)本发明能够在船体表面形成一层超疏水层，有效防止水分在船体表面附着和渗透，大大提高了船体的防水性能和抗腐蚀性能，显著延长了船体的使用寿命；

19、(2)本发明的制备方法简单易行，降低了生产成本，有利于大规模工业化生产；

20、(3)本发明增强了与船体表面的结合力，对船体表面具有良好的附着力，有效防止了材料脱落的问题；

21、(4)与传统的防水材料相比，本发明不含有害物质、不会对环境造成污染，同时能源消耗低，符合可持续发展的要求。

技术特征：

1.一种船体疏水性水性纳米材料，其特征在于：由以下重量份数的原料组成：水性树脂占30-40份、纳米填料占15-25份、疏水改性剂占5-8份、分散剂占2-4份、交联剂占1-4份、消泡剂占1-2份、去离子水占40-60份。

2.根据权利要求1所述的一种船体疏水性水性纳米材料，其特征在于：所述原料按重量份数计数的最优选为：水性树脂占35份、纳米填料占20份、疏水改性剂占7份、分散剂占3份、交联剂占3份、消泡剂占1.5份、去离子水占48份。

3.根据权利要求1所述的一种船体疏水性水性纳米材料，其特征在于：所述水性树脂包括水性氟树脂、水性聚氨酯树脂、水性丙烯酸树脂中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种船体疏水性水性纳米材料，其特征在于：所述纳米填料包括纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米二氧化钛、纳米氧化锌中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种船体疏水性水性纳米材料，其特征在于：所述疏水改性剂包括全氟癸基三乙氧基硅烷、全氟癸基三氯硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种船体疏水性水性纳米材料，其特征在于：所述分散剂包括聚甲基丙烯酸铵、十八碳烯胺醋酸盐中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种船体疏水性水性纳米材料，其特征在于：所述交联剂包括3-巯丙基三乙氧基硅烷、2-巯基乙基三乙氧基硅烷、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯，所述3-巯丙基三乙氧基硅烷：2-巯基乙基三乙氧基硅烷：季戊四醇四-3-巯基丙酸酯的最优比为1：1：1。

8.根据权利要求1所述的一种船体疏水性水性纳米材料，其特征在于：所述消泡剂包括聚二甲基硅氧烷、聚丙二醇中的一种。

9.一种船体疏水性水性纳米材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的一种船体疏水性水性纳米材料的制备方法，其特征在于：所述s2中搅拌速度控制在200-240rpm，搅拌时间控制在40-70min，温度控制在60-80℃；所述s3中搅拌速度控制150-200rpm，搅拌时间控制在20-40min，温度控制在45-65℃。

技术总结本发明涉及水性纳米材料技术领域，尤其涉及一种船体疏水性水性纳米材料及其制备方法。由以下重量份数的原料组成：水性树脂、纳米填料、疏水改性剂、分散剂、交联剂、消泡剂、去离子水。包括以下步骤：将疏水改性剂和纳米填料混合，得到改性纳米颗粒；将改性纳米颗粒、水性树脂、交联剂、去离子水加入反应釜中，得到初混合颗粒溶液；再向反应釜中加入分散剂、消泡剂、去离子水，得到颗粒悬浊液；对颗粒悬浊液进行过滤，得到残余颗粒和半成品溶液；对残余颗粒进行处理后再加入半成品溶液中，同时加入去离子水，得到疏水性水性纳米材料。本发明制备具有良好的超疏水、超疏油效果，对于提高船体的防水性能和延长使用寿命具有重要的实际应用价值。技术研发人员：崔克忠,张凡雪,李小平受保护的技术使用者：中科捷纳（北京）科技发展有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18