[發明專利]一種高分散性超雙疏微球及其制備的自清潔環氧樹脂涂料

有效

• 申請號: 201210012365.7
• 申請日: 2012-01-13
• 公開（公告）號: CN102585245A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 胡繼文;鄒海良;候成敏;張干偉;何谷平;李銀輝;涂園園;劉國軍;胡攸;盧汝烽;李偉;劉鋒
• 申請（專利權）人: 中科院廣州化學有限公司
• 主分類號: C08G81/02
• 分類號: C08G81/02;C08F292/00;C08F265/04;C08F293/00;C09D163/00;C09D187/00;C09D7/12;C09D5/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉

技術領域

本發明屬于高分子超雙疏材料領域，具體涉及一種高分散型超雙疏微球及其制備方法，及由該超雙疏性微球制備得到的自清潔環氧樹脂涂料。

背景技術

納米材料及微納復合材料尤其是具有特殊浸潤性的微納復合材料是納米材料科學研究和實際應用方面的重要方向。其中，超疏水表面是指那些表面靜態接觸角大于150°的固體表面，固體表面的這種特殊的狀態(性質)被稱為超疏水狀態(性質)。若某一表面上的水和油的靜態接觸角都大于150°且其滾動角都小于5°，則該界面可稱之為超雙疏界面；由于界面具有疏水疏油的功能，因此表面上粘接的污漬及灰塵很容易被水或者油沖洗掉，因此超雙疏界面具有自清潔的功能，因此又稱超雙疏材料為自清潔材料。

自清潔材料可廣泛應用于建筑建材電力、軍事、紡織、皮革、包裝材料、廚衛用具、輸油管道、金屬加工等生產生活的各個方面，因此具有十分廣闊的應用前景。目前國內外已經有許多科研工作者開始這方面的研究，因此也形成了許多相關方面的科研成果。這方面還是處于研發階段，很少有關于自清潔材料工業化產品的報道出現。

就目前的文獻和專利報道來講，超雙疏性自清潔材料的制備方法主要有如下幾種：(1)電化學腐蝕法；(2)氣相沉積法；(3)相分離法；(4)電化學沉積法；(5)自組裝法等。盡管制備的方法多種多樣，但是最基本的原理是相同的，也就是采用不同的方法構筑一層具有低表面能的粗糙度表面。由于含氟材料具有較低的表面能，因此，在微納粗糙的材料表面接枝上一層具有低表面能效果的含氟化合物或含氟聚合物的薄膜，成為制備超雙疏材料中最為經濟有效的方法。

如專利CN01141502.9，同時具有超雙親/超雙疏復合功能的織物處理方法，該專利屬于紡織品加工領域，特別涉及織物的超雙親/雙疏復合功能處理方法。經本發明方法處理后的織物可迅速吸收人體排出的汗水，并高效排出到外界，而且使皮膚和織物不形成大面積粘附，使人們感覺干爽舒適。這方法主要是用于紡織物的表面處理，因此該方法構筑超雙疏界面不具備普適性。同時法采用的等離子處理的方法，需要特殊設備、工藝復雜、成本高、不能大面積使用等缺點。

專利CN200610042148.7介紹了一種氟硅超雙疏不粘涂料，該發明涉及一種含氟硅材料的不粘涂料，這種不粘涂料主要是由固化劑(縮二脲)，氟碳樹脂(四氟乙烯)，有機硅樹脂(端羥基有機硅樹脂)，顏填料，硅微粉，氟微粉等按照一定比例組成的。本發明的不粘涂料具有不粘性能好、常溫干燥、耐老化、易于施工的優點。這種方法構筑超雙疏材料的性能不是很優異，其疏水疏油性相對來講不夠優異，主要因為其中的氟碳樹脂的表面能相對來講還沒有達到超雙疏材料對表面能的要求。

專利201110131477.X提出了一種含氟雙功能微球的制備方法，并以此為基礎構筑超雙疏表面。主要方法是制備一種含有多種官能團的納米或微米級粒子，使其表面不僅含有含氟化合物，還有能夠與基質反應而形成共價鍵的基團，再將這種表面接枝有含氟化合物和可與基質進行化學鍵合的納米或微米微球噴涂在基材表面，并以此構筑超雙疏界面。該發明所制備的涂層具有非常優異的超雙疏特性，與基材表面有較強的結合能力，同時其超雙疏性能具有非常優異的耐久性，可望規模化應用。但是，該法對于基材的表面有較高的要求，需要采用一定的處理方法使得基材表面具有含有活性基團(如羥基、羧基、氨基等)，同時，該方法中需要用到含氟溶劑實現納米微球的分散，因此，適用范圍受到一定限制。

專利201110090620.5提出了一種雙疏性含氟可交聯嵌段共聚物的制備及其在二氧化硅表面組裝后形成含氟納米微球，主要是先合成一種同時具有可交聯和含氟功能的嵌段共聚物，并將其組裝到納米微球的表面上。再將這種納米微球噴涂在基材表面上，則可制備一種性能十分優異的超雙疏材料。當嵌段聚合物中的含氟鏈段達到10以上時，其疏水疏油接觸角可以達到150°，滾動角小于5°。但是這種表面接枝有含氟聚合物的納米微球只能分散在含氟溶劑中，同時與大多數表面不具備較好的粘接性和成膜性，因此盡管其性能十分優異，但是離工業化應用還存在一定的距離。

專利201110266897.9提出了一種利用含氟含硅共聚物和二氧化硅進行共混后在含有活性基團的表面進行組裝成膜，可以賦予表面很好的超雙疏性。該專利中的含氟含硅共聚物的合成方法比較簡單，制備超雙疏材料性能也十分優異，可以在紡織物和紙片的表面上構筑一層疏水疏油自清潔界面。但同樣能存在需要使用含氟溶劑且待處理的表面需含活性基團等的缺點，使用范圍受到一定限制。