一种耐久性多功能仿生超疏水涂层及其制备方法

技术特征：
1.一种耐久性多功能仿生超疏水涂层，其特征在于：以所述涂层组成成分的总体质量为100％计，其中，各原料组分及其质量分数如下：所述改性二氧化硅纳米颗粒为将二氧化硅纳米颗粒分散于甲苯中，再加入三氯十八烷基硅烷，加热、搅拌得到悬浊液；最后将悬浊液干燥，得到改性二氧化硅纳米颗粒，所述二氧化硅纳米颗粒和甲苯的质量比为1:35～1:20，二氧化硅纳米颗粒与三氯十八烷基硅烷质量比为4:1～2:1；所述改性氧化石墨烯为将氧化石墨烯分散于无水乙醇中，再加入三氯十八烷基硅烷，加热、搅拌得到悬浊液；最后将悬浊液干燥，得到改性氧化石墨烯，所述氧化石墨烯和无水乙醇的质量比为1:180～1:150，氧化石墨烯与三氯十八烷基硅烷质量比为1:3～1:1；所述改性云母为将云母粉分散于甲苯中，再加入三氯十八烷基硅烷，加热、搅拌得到悬浊液；最后将悬浊干燥，得到改性云母，所述云母粉和甲苯的质量比为1:20～1:40，云母粉与三氯十八烷基硅烷质量比为4:1～2:1；由上述改性二氧化硅纳米颗粒、改性氧化石墨烯和改性云母组成填料，所述填料与环氧改性有机硅树脂质量比为1:3.3～1:2.4，所述固化剂与环氧改性有机硅树脂的质量比为1:4.7～1:5.8；所述环氧改性有机硅树脂与有机溶剂的质量比为1:1.7～1:2。2.根据权利要求1所述一种耐久性多功能仿生超疏水涂层，其特征在于：所述改性氧化石墨烯和改性云母的质量分数不为0.0％。3.根据权利要求1所述一种耐久性多功能仿生超疏水涂层，其特征在于：所述改性二氧化硅、改性氧化石墨烯和改性云母的加热温度分别独立为30℃～90℃。4.根据权利要求1所述一种耐久性多功能仿生超疏水涂层，其特征在于：所述改性二氧化硅、改性氧化石墨烯和改性云母的干燥温度分别独立为50℃～100℃，干燥的时间分别独立为4h～8h。5.根据权利要求1所述一种耐久性多功能仿生超疏水涂层，其特征在于：所述固化剂为n75，所述有机溶剂为甲苯或乙酸乙酯。6.根据权利要求1所述一种耐久性多功能仿生超疏水涂层，其特征在于：所述二氧化硅纳米颗粒和甲苯的质量比为1:28，二氧化硅纳米颗粒与三氯十八烷基硅烷质量比为1:3；所述氧化石墨烯和无水乙醇的质量比为1:160，氧化石墨烯与三氯十八烷基硅烷质量比为1:2；所述云母粉和甲苯的质量比为1:30，云母粉与三氯十八烷基硅烷质量比为3:1。7.根据权利要求1所述一种耐久性多功能仿生超疏水涂层，其特征在于：所述改性氧化石墨烯和改性云母的质量分数不为0.0％；所述改性二氧化硅、改性氧化石墨烯和改性云母的加热温度分别独立为30℃～90℃；所述改性二氧化硅、改性氧化石墨烯和改性云母的干
燥温度分别独立为50℃～100℃，干燥的时间分别独立为4h～8h；所述固化剂为n75，所述有机溶剂为甲苯或乙酸乙酯；所述二氧化硅纳米颗粒和甲苯的质量比为1:28，二氧化硅纳米颗粒与三氯十八烷基硅烷质量比为1:3；所述氧化石墨烯和无水乙醇的质量比为1:160，氧化石墨烯与三氯十八烷基硅烷质量比为1:2；所述云母粉和甲苯的质量比为1:30，云母粉与三氯十八烷基硅烷质量比为3:1。8.根据权利要求1～7中任一项所述一种耐久性多功能仿生超疏水涂层的制备方法，其特征在于：所述方法步骤如下：(1)将环氧改性有机硅树脂完全溶解于有机溶剂中，分别加入改性二氧化硅纳米颗粒，改性氧化石墨烯和改性云母，超声分散均匀，加入固化剂，搅拌均匀，得到悬浊液；(2)将悬浊液倾倒入喷枪中，采用压缩空气喷涂法喷涂在基体上，干燥，固化，在基体上得到耐久性多功能仿生超疏水涂层；喷涂参数为：喷枪的喷嘴直径为1.5mm；喷涂压力为0.6mpa～0.8mpa压缩空气；喷涂过程中控制喷枪喷嘴与基材的距离为20cm～30cm；喷涂时间为20s～30s；固化时间为2h～4h；固化温度为100℃～140℃；所述基体材料为镁合金薄片、铜泡沫或玻璃片。9.根据权利要求8所述一种耐久性多功能仿生超疏水涂层的制备方法，其特征在于：所述搅拌时间为1h～3h。10.根据权利要求8所述一种耐久性多功能仿生超疏水涂层的制备方法，其特征在于：对所述基体表面进行预处理，所述预处理为超声清洗和/或砂纸打磨，所述超声清洗时间均为10min；所述砂纸为1000#和2000#sic砂纸中的至少一种。

技术总结
本发明涉及一种耐久性多功能仿生超疏水涂层及其制备方法，属于涂层材料设计与制造技术领域。所述涂层添加了质量分数为8.6～9.3％的OTS改性SiO2纳米颗粒，有效减少SiO2纳米颗粒团聚现象，降低涂层的表面能，保证涂层的致密性及超疏水特性；引入GO和MP延缓侵蚀介质在涂层内部的渗透扩散，展现出良好的长效腐蚀防护稳定性，揭示了复合涂层较长时间抵抗腐蚀介质微观侵蚀机制。所述涂层通过调节表面改性填料与树脂之间的比例得到多功能特性，还具有机械耐久性、抗高低温性、pH和UV稳定性、自清洁性和可修复性。所述制备方法操作简便、实验参数可控且成本低廉，适用于多种基体材料，适合大规模生产和工业应用。规模生产和工业应用。规模生产和工业应用。


技术研发人员：李大伟 张博 姚寅 彭志龙 陈少华
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：2021.11.25
技术公布日：2022/4/15