[發明專利]超疏水隔熱涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201410145495.7
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN104974581B
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 高雪峰;張亞平;田健;朱杰
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: C09D5/00
• 分類號: C09D5/00
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙)32256
• 代理人: 王鋒

技術領域

本發明涉及一種隔熱涂層材料，特別涉及一種針對不同溫度的水體均具有防水隔熱性能的超疏水納米結構，屬于材料科學領域。

背景技術

多孔隔熱材料是利用其基體內封閉氣孔中氣體的低導熱性來達到隔熱效能的，是隔熱材料體系中應用最廣、最有效的材料之一。在建筑、航天、倉儲等各個領域中起著保溫、隔熱的作用。常用的多孔隔熱材料有：多孔無機氣凝膠材料、有機泡沫塑料、有機-無機復合多孔材料等。例如公開號為CN 103101917 A、CN 101875785 A的專利中制備的二氧化硅氣凝膠以及多孔聚硅氧烷均具有超疏水隔熱性能。然而，上述隔熱材料大都是用于隔絕大氣環境中熱交換，但應用于水體環境的隔熱材料，尤其是對高溫、低溫水體具有超疏水隔熱性能的材料未見報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種超疏水隔熱涂層及其制備方法，以克服現有技術中的不足。

為實現上述發明目的，本發明采用了如下技術方案：

一種超疏水隔熱涂層，主要是由對于不同溫度的水體均具有超疏水以及隔熱效果的多孔氣膜層構成，所述多孔氣膜層包括：

低導熱率的固相材料，

以及，分布在所述固相材料內或固相材料之間的多個氣孔；

其中，所述多孔氣膜層內的氣孔孔徑為10 ～ 300nm，孔隙率為85 ～ 99%。

進一步的，所述涂層的導熱系數為0.01 ～ 0.18W/k?m。

進一步的，所述涂層表面還具有凹凸不平的微結構。

進一步的，所述多孔氣膜層表面還修飾有低表面能物質。

一種超疏水隔熱涂層的制備方法，包括：空氣填充在低導熱率的固相材料之間形成多孔氣膜層，

其中，所述多孔氣膜層內的氣孔孔徑為10 ～ 300nm，孔隙率為85 ～ 99%，

所述涂層的導熱系數為0.01 ～ 0.18W/k?m。

進一步的，該方法還可包括：在所述多孔氣膜層表面修飾低表面能物質，從而使所述涂層表面呈現超疏水特性。

與現有技術相比，本發明的有益效果包括：該超疏水隔熱涂層對不同溫度的水體均具有高效的超疏水以及隔熱效果，且安全性好，低耗環保，易于制備，具有很好的工業應用前景，例如可應用于建筑、航天、倉儲等諸多方面，且不限于此。

附圖說明

圖1a-圖1b分別是本發明實施例1-3中所獲多孔氣膜層的結構示意圖；

其中：11-基底、12-低導熱率的固體材料、13-填充在低導熱率固體材料之間的多孔。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

鑒于現有技術的缺陷，本發明的一個方面提供了一種超疏水隔熱涂層，其主要是由對于不同溫度的水體均具有超疏水以及隔熱效果的多孔氣膜層構成，所述多孔氣膜層包括：

低導熱率的固相材料，

以及，分布在所述固相材料內或固相材料之間的多個氣孔；

其中，所述多孔氣膜層內的氣孔孔徑為10 ～ 300nm，孔隙率為85 ～ 99%。

進一步的，所述涂層的導熱系數為0.01 ～ 0.18W/k?m。

在一較為優選的實施方案之中，所述涂層表面還具有凹凸不平的微結構。

進一步的，所述低導熱率的固相材料包括但不限于有機物、無機物或有機-無機納米雜化材料，例如可選自但不限于氧化鋅、氧化鐵、聚甲基硅氧烷、烷烴、PA6/SiO₂有機-無機雜化材料、POSS/聚合物有機-無機雜化材料等。

進一步的，當以具有一定親水性的固相材料構建多孔氣膜層時，為獲得具有前述超疏水隔熱涂層，還應在所述多孔氣膜層表面修飾低表面能物質。

當然，對于由其它固相構建的多孔氣膜層，也可在所述多孔氣膜層表面修飾低表面能物質，以進一步提升所述涂層的超疏水、隔熱性能。

前述低表面能物質可選自但不限于氟硅烷、硅氧烷、聚四氟乙烯、硅烷偶聯劑、高級脂肪酸等。

在一具體應用案例中，前述涂層的厚度可以控制在0.5 ～ 10 μm。

本發明的另一個方面還提供了一種超疏水隔熱涂層的制備方法，其包括：低導熱率的固相材料與空氣形成多孔氣膜層。