一种分散多壁碳纳米管的超疏水聚氨酯涂层的制法

：本发明属于功能材料制备，涉及一种分散多壁碳纳米管的超疏水聚氨酯涂层的制法。

背景技术

0、背景技术：

1、超疏水材料在工业和材料领域有着众多的作用。在工业领域中超疏水涂层可以有效的防止灰尘的积累，让表面实现自清洁，比如能够有效提高光伏发电板因为灰尘积累导致的效率降低。有超疏水涂层的材料可以有效的隔绝水分实现材料的防腐。总之，超疏水涂层有着十分重要的意义。

2、中国专利201510278362.1报道了一种pvdf/碳纳米管疏水膜的制模配方及其制备方法，该类超疏水膜初生膜在非极性蒸汽环境中固化后，得到表面疏水性较好的pvdf/碳纳米管疏水膜。然而，聚偏氟乙烯(pvdf)硬度高，形状的制取步骤繁琐。

3、在目前所提及的超疏水涂层大部分在平面上制备，或单一形状的曲面，在任意形状的复杂金属表面制备出超疏水涂层还较为困难。

技术实现思路

0、技术实现要素：

1、本发明的目的是为了解决在任意形状的金属基底表面制备出超疏水涂层的问题，而提供的一种分散多壁碳纳米管的超疏水聚氨酯涂层的制法。

2、本发明的一种分散多壁碳纳米管的超疏水聚氨酯涂层的制法，步骤和条件如下：

3、(1)多壁碳纳米管的亲水化改性

4、按照多壁碳纳米管的质量g：浓硝酸的体积ml为1：40，将多壁碳纳米管加入到浓硝酸中，油浴120℃加热，冷凝回流12h，然后取出放置到室温，减压过滤，用去离子水洗涤，将水洗后的碳纳米管放到烘箱内120℃干燥12h，得到亲水化碳纳米管；所述的浓硝酸为60％的硝酸，所述多壁碳纳米管直径为10-30nm，长度为10-30μm；

5、(2)碳纳米管水分散体的制备

6、将第(1)步制备的亲水化碳纳米管按照质量g：去离子水ml为1：20的比例进行混合，并超声1h将碳纳米管均匀分散到水中，制备出碳纳米管水分散体；

7、(3)水性聚氨酯乳液的合成

8、使用异氟尔酮二异氰酸酯(ipdi)和聚己二酸丁二醇酯二醇(pba)进行预聚同时加入2，2-二羟甲基丙酸(dmpa)作为亲水基团，用1.4-丁二醇(1，4-bd)作为扩链剂进行扩链，最后经三乙胺(tea)中和后加入碳纳米管水分散体进行乳化，制备出分散有碳纳米管的水性聚氨酯乳液；

9、(4)含碳纳米管的聚氨酯涂层的制备

10、使用第(3)步制备出的分散有碳纳米管的水性聚氨酯乳液，将所制备的乳液放置于容器中，在乳液中放入平行的金属电极，在电极之间施加2-10v的直流电压，维持1-60min，会在电极表面制备出分散多壁碳纳米管的聚氨酯涂层；

11、(5)低表面能处理

12、按照将1h,1h,2h,2h-全氟辛基三乙氧基硅烷(pots)与无水乙醇的体积比为1：200制备成均匀的液体，按照涂层的面积mm2：pots的体积μl为3:4的比值，使用滴管在第(4)步中所制备的涂层表面进行滴加，在空气中挥发干燥1-6h。

13、有益效果：本发明的一种分散多壁碳纳米管的超疏水聚氨酯涂层的制法，包括碳纳米管的亲水处理，乳液的合成，涂层的制备，涂层的低表面能处理，可以在任意形状的金属基底表面制备出超疏水涂层，有适用范围广，适应性强等特点。经过地表面能处理之后的所述复合涂层的接触角大于150°，滚动角小于5°。本发明不受基底大小形状的限制，对平面、曲面和任意形状的不规则金属表面都适用。本发明所用工艺、方法简单，材料易得，成本低廉，工艺环保。

技术特征：

1.一种分散多壁碳纳米管的超疏水聚氨酯涂层的制法，其特征在于，步骤和条件如下：(1)多壁碳纳米管的亲水化改性

2.如权利要求1所述一种分散多壁碳纳米管的超疏水聚氨酯涂层的制法，其特征在于，所述的步骤如下：

3.如权利要求1所述一种分散多壁碳纳米管的超疏水聚氨酯涂层的制法，其特征在于，所述的步骤如下：

技术总结本发明的一种分散多壁碳纳米管的超疏水聚氨酯涂层的制法，包括多壁碳纳米管的亲水处理、水性聚氨酯乳液的合成、多壁碳纳米管的分散、涂层的电化学制备、涂层的低表面能处理，最终得到分散多壁碳纳米管的超疏水聚氨酯涂层。经过低表面能处理后，所述涂层的接触角大于150°，滚动角小于10°。本发明利用电化学制备涂层的方法，能够在任意形状的金属基底表面制备出该涂层，不受基底的大小、形状限制，对平面、曲面和不规则表面的基底都适用。本发明所以用工艺、方法简单，材料易得，成本低廉。技术研发人员：张健夫,王耀楷受保护的技术使用者：长春理工大学技术研发日：技术公布日：2024/6/26