一种高耐候超疏水纳米绝缘复合涂料的制作方法

本发明涉及复合涂料的，尤其是涉及一种高耐候超疏水纳米绝缘复合涂料。

背景技术：

1、结冰、结霜等作为低温环境下的自然现象，常常对各个行业的设施造成较大安全隐患。为了去除表面的覆冰或覆霜,主动式的除冰方法被广泛使用,如机械除冰、电热除冰、化学除冰等。但这些传统除冰方法存在效率低、能耗高、环境污染等缺点。

2、具有超疏水结构的表面因其具有低表面能的微纳结构而表现出极端斥水性，即水滴与表面具有极小的粘附力从而易于脱落，故在防冰领域表现出广泛的应用前景。目前常见的疏水表面涂料是通过在树脂涂料中加入纳米颗粒以得到微纳结构表面，但是仅仅依靠纳米颗粒而得到的微纳结构表面的疏水表面的超疏水性还不够稳定和强力，其耐久性也很难经得起环境的考验。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种高耐候超疏水纳米绝缘复合涂料。

2、本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种高耐候超疏水纳米绝缘复合涂料，包括以下重量份数的组分：

4、纳米二氧化硅颗粒 1～6份；

5、多壁碳纳米管 1～6份；

6、聚硅氮树脂 20～80份；

7、环氧树脂 10～50份；

8、乙酸乙酯 100～150份；

9、多孔中空微粒 1～3份；

10、所述多孔中空微粒为含有纳米颗粒的聚砜。

11、进一步的，所述多孔中空微粒的制备方法如下：

12、步骤a1：将纳米颗粒和聚砜加入到n，n-二甲基乙酰胺和二甘醇按比例混合的溶液中，待聚砜完全溶解后加入十四烷，溶解后得到油相；其中，各组分的重量份数为：聚砜10～12份、n，n-二甲基乙酰胺40～45份，二甘醇40～45份，纳米颗粒1～2份，十四烷8～10份；

13、步骤a2：将油相滴入到水相中，水相为质量浓度为1%的聚乙烯醇溶液，油相与水相的质量比为1∶10并控制聚乙烯醇溶液的温度为70℃，聚乙烯醇溶液以1000r/min的转速搅拌；

14、步骤a3：静置后去除上清液，并用50%质量浓度的乙醇浸泡得到的颗粒物，12h换一次浸泡液，换洗至少3次后在室温下干燥。

15、通过采用上述技术方案，多孔中空微粒通过先利用聚砜油相分散到水相中得到细小的微粒，并通过温度和溶剂的选择控制，使得聚砜微粒在固化后具有复杂的多孔结构。然后通过将多孔中空微粒加入涂料中，多孔中空微粒通过表面的多孔结构与纳米二氧化硅颗粒以及多壁碳纳米管共同组成涂料的微纳结构，并且添加在多孔中空微粒中的纳米颗粒也可以使得多孔中空微粒表面具有更加立体的三维微纳结构，从而大幅度提高了涂料的疏水性。

16、进一步的，所述纳米颗粒为纳米二氧化钛颗粒。

17、进一步的，所述纳米二氧化钛颗粒的d50粒径为20～50nm。

18、进一步的，所述纳米颗粒为载银纳米二氧化钛颗粒。

19、进一步的，所述载银纳米二氧化钛颗粒的d50粒径为30～50nm。

20、载银纳米二氧化钛颗粒中的银离子可以赋予涂层具有一定的抗菌性，从而使得涂料可以应用对抗菌性要求较高的环境中，提高了涂料的适用范围。

21、进一步的，所述多孔中空微粒还经过后处理，所述后处理包括将多孔中空颗粒浸泡于双环戊二烯乳液中1～3h，随后过滤并用去离子水和乙醇冲洗2～3次后，室温下干燥；

22、所述复合涂料中还包括有双环戊二烯催化剂，双环戊二烯催化剂的添加量为0.2～0.5份。

23、进一步的，所述双环戊二烯乳液包括以下重量份数的组分：

24、乙烯马来酸酐共聚物 2～3份；

25、去离子水 200～300份；

26、双环戊二烯 30～40份。

27、多孔中空微粒经过双环戊二烯后处理后，多孔中空微粒的多孔结构中包含有双环戊二烯，多孔中空微粒在与涂料中其他组分混合后，在双环戊二烯催化剂的作用下，多孔中空微粒表面的双环戊二烯会与环氧树脂发生交联反应，使得多孔中空微粒和树脂之间形成更加牢固稳定的聚合物网链，使得涂料附着更加稳定，牢度得到提高。其次，部分双环戊二烯位于多孔中空微粒内部，并未完全在涂料固化时反应，当涂层发生磨损时，双环戊二烯会进一步通过毛细作用释放到磨损部位，并与双环戊二烯催化剂接触，达到对涂层进行自修复的效果，提高涂层的耐久性。

28、进一步的，还包括有以石蜡为芯材，三聚氰胺树脂为壁材的相变微胶囊，所述相变微胶囊的添加量为1～2份。

29、相变微胶囊的添加有利于提高涂层的耐高温性能。

30、一种应用上述的高耐候超疏水纳米绝缘复合涂料的制备方法，包括以下步骤：将各组分按比例混合搅拌均匀。

31、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

32、本发明的涂料由纳米二氧化硅颗粒、多壁碳纳米管、聚硅氮树脂、环氧树脂、乙酸乙酯和多孔中空微粒组成，其中多孔中空微粒采用含有纳米颗粒的聚砜作为基材。多孔中空微粒的制备过程是通过将聚砜与纳米颗粒混合后分散在油相中，再滴入水相中进行分散并固化得到。通过选择适宜的溶剂和温度控制，形成了具有复杂多孔结构的聚砜微粒，这些微粒加入涂料后，与纳米二氧化硅颗粒和多壁碳纳米管共同构建了涂料的微纳结构，从而大幅度提升了涂层的疏水性。同时，纳米颗粒的加入使得多孔中空微粒表面形成更加立体的三维微纳结构，进一步增强了涂料的防水效果。

33、此外，载银纳米二氧化钛颗粒作为纳米颗粒的一种，可以赋予涂料抗菌性能，拓宽了该涂料在需要高抗菌性环境中的应用范围。多孔中空微粒经过双环戊二烯的后处理后，能与涂料中的环氧树脂发生交联反应，形成牢固的聚合物网链结构，增强了涂料的附着力和稳定性。同时，双环戊二烯通过毛细作用在涂层磨损时可释放并参与自修复反应，提高了涂层的耐久性。

34、为了进一步提升涂层的耐高温性能，本发明还在涂料中引入了以石蜡为芯材、三聚氰胺树脂为壁材的相变微胶囊。当涂料各组分按比例均匀混合后，形成的涂层不仅具有卓越的疏水性和耐候性，同时还具备良好的自修复性能和抗菌特性，适用于多种需要绝缘、防水及耐高温的应用场景。

技术特征：

1.一种高耐候超疏水纳米绝缘复合涂料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：

2.根据权利要求1所述的一种高耐候超疏水纳米绝缘复合涂料，其特征在于：所述纳米颗粒为纳米二氧化钛颗粒。

3.根据权利要求2所述的一种高耐候超疏水纳米绝缘复合涂料，其特征在于：所述纳米二氧化钛颗粒的d50粒径为20～50nm。

4.根据权利要求1所述的一种高耐候超疏水纳米绝缘复合涂料，其特征在于：所述纳米颗粒为载银纳米二氧化钛颗粒。

5.根据权利要求4所述的一种高耐候超疏水纳米绝缘复合涂料，其特征在于：所述载银纳米二氧化钛颗粒的d50粒径为30～50nm。

6.根据权利要求1所述的一种高耐候超疏水纳米绝缘复合涂料，其特征在于：所述后处理包括将多孔中空颗粒浸泡于双环戊二烯乳液中1～3h，随后过滤并用去离子水和乙醇冲洗2～3次后，室温下干燥；

7.根据权利要求1所述的一种高耐候超疏水纳米绝缘复合涂料，其特征在于：还包括有以石蜡为芯材，三聚氰胺树脂为壁材的相变微胶囊，所述相变微胶囊的添加量为1～2份。

技术总结本发明公开了一种高耐候超疏水纳米绝缘复合涂料，具体涉及疏水涂料领域，其中一种高耐候超疏水纳米绝缘复合涂料包括以下重量份数的组分：纳米二氧化硅颗粒1～6份、多壁碳纳米管1～6份、聚硅氮树脂20～80份、环氧树脂10～50份、乙酸乙酯100～150份、多孔中空微粒1～3份，所述多孔中空微粒为含有纳米颗粒的聚砜。本发明的涂料制备得到的涂层具有较高的超疏水性、抗菌性和自修复高耐久性。技术研发人员：张智利,康健,刘栋梁,刘亚荣,王佩霞,张立,喻冰峰,牟旭东,吴阳,米正英,雷乘龙受保护的技术使用者：国网甘肃省电力公司天水供电公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10