[發明專利]超疏水涂層

在審

• 申請號: 201480019897.0
• 申請日: 2014-01-28
• 公開（公告）號: CN105102558A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發明（設計）人: J.·莫漢·桑德;薩梅爾·阿爾溫德·卡博爾;蘇博德·德什潘德
• 申請（專利權）人: 伊利諾斯工具制品有限公司
• 主分類號: C09D175/04
• 分類號: C09D175/04;B08B17/06;B82Y30/00;B82Y40/00;C09D7/12
• 代理公司: 上海脫穎律師事務所 31259
• 代理人: 脫穎

相關申請的交叉引用

此申請是要求2013年1月30日提交的印度臨時申請序號412/CHE/2013的優先權權益的非臨時申請，茲以引用方式引入該臨時申請的內容。

技術領域

本發明涉及具有內置的荷葉效應的反應性且高度耐用的超疏水涂層，所述涂層用于涂覆在包括用于需要拒水的各種應用的金屬、塑料和玻璃的基底上。還披露了生產這些涂層的過程和使用所述涂層來使得表面疏水的方法。

背景技術

在如同汽車、航空航天和船舶設備的工業中，表面涂層不僅在保護部件防腐蝕方面而且在增強美感方面都起到至關重要的作用。在這些應用中，塑料、金屬和玻璃表面的老化是主要問題。各種外部因素如固體(塵粒、燃燒的碳氫化合物等)和液體(水分、化學制品、泥水等)，在日常生活中影響基底。此問題對于金屬而言更加嚴重，通常當水滴在表面干燥時，由于礦物質沉積而留下水印或水漬時，當其進一步與水和氧氣接觸時可導致腐蝕單元形成。以類似的方式

塑料和玻璃表面也面臨在水蒸發之后的污點或水印的問題，這進一步影響被涂布的塑料部件的美觀和擋風玻璃的透明視覺。然而，此固體、液體或氣體吸附或可濕性現象是任何表面不可避免的，并且需要額外的體力工作和時間來清理那些基底。基于材料的物理和化學不均勻性，需要對各種材料的可濕性的理解。

市面上存在許多用來從需要脫水的表面拒水的產品。然而，這些可用的拒水涂層具有如上述會話中論述的某些缺點。

美國專利公開2011/0206925(Kissel等人)教導了基于聚合物氣凝膠的超疏水涂層，該涂層可通過三步過程來實現。根據此發明，需要通過在150℃下加熱3個小時來退火作為表面處理，以固化基底上的涂層，并且接觸角可以僅高達140°。

美國專利公開2011/0177252(Kanagasbapathy等人)公開了一種制備超疏水涂層的方法，所述涂層包括含有助粘劑基團和低表面能基團的倍半硅氧烷的疏水納米顆粒。涂層被涂覆在已經油漆好的/涂有蠟的金屬/木材/玻璃/陶瓷表面上。在所公開的方法中，并非與基底反應，并且就長期耐久性而言較差。

美國專利公開2011/0159299(Linforf等人)公開了一種疏水涂層涂覆，其中涂覆步驟包括通過等離子體的表面處理。Linforf等人進一步公開了高達120°的水接觸角。然而，所公開的組合物的疏水層需要等離子體表面處理。

美國專利公開2009/0064894(Baumaret等人)教導了一種本質上不透明的基于水的疏水自清潔涂層組合物。然而，此發明的涂層組合物不耐久。

美國專利公開2007/0141306(Kasai等人)公開了一種用于制備超疏水涂層的過程，其中公開了在浸入水中持續1小時的周期之后的沉積的0.02mL水滴的25°或更小的滑動角/滾動角。此公開的涂層的缺點是在浸入水中持續1小時的周期之后的剝離效應。

因此，需要一種緩解如以上所提及的現有技術的所有問題的改進的疏水涂層。

發明內容

本發明的實施例提供了一種超疏水涂層組合物，所述涂層組合物是用于玻璃、金屬和塑料以及汽車漆面，可手動分配并且可以容易地涂覆到許多基底上的高度耐用的超疏水透明涂層。此外，本發明的超疏水涂層是用戶友好的，因為涂布在室溫下發生，并且可以由正常的手動噴涂的方法來涂覆。所述涂層的實施例在30分鐘內干燥，并且產生以備用的超疏水效應。在諸如太陽能板、風力渦輪機表面、家用部件、金屬涂布的家具、船舶設備零件、海上運動設備(如快艇擋風玻璃)、汽車擋風玻璃、汽車塑料部件、汽車車身以及航空航天應用的各種應用中，所述涂層有助于排斥水滴、露滴以及塵粒。

本發明的實施例提供了包括疏水劑、粘結劑或蝕刻化學品的超疏水涂層組合物。超疏水涂層組合物可以進一步包括溶劑。在某些其他實施例中，超疏水涂層組合物可以進一步包括溶劑和表面添加劑。

在一個實施例中，超疏水涂層組合物可以包括二氧化硅或鈦的有機改性的納米顆粒作為疏水劑，以及聚氨酯作為粘結劑，所述聚氨酯是由作為基體的多元醇和作為硬化劑的異氰酸酯形成的。超疏水涂層組合物可以進一步包括溶劑，所述溶劑可以包括二甲苯、乙酸丁酯、甲苯或乙酸乙酯。組合物可以進一步包括表面添加劑，所述表面添加劑可以是有機硅(silicone)改性的聚丙烯酸酯。

在一個實施例中，超疏水涂層組合物可以包括0.1至10重量份數的量的疏水劑和0.1至10重量份數的量的粘結劑、75至94重量份數的量的溶劑以及0.1至8重量份數的量的表面添加劑。