[發明專利]一種基于微膠囊型自修復水性超疏水涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201610397085.0
• 申請日: 2016-06-07
• 公開（公告）號: CN105885679B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 陳坤林;張亮;強思雨;王潮霞;殷允杰
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C09D183/04
• 分類號: C09D183/04;C09D133/00;C09D163/00;C09D175/04;C09D167/00;C09D125/08;C09D125/06;C09D7/12;B01J13/02
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1.一種基于微膠囊型自修復水性超疏水涂層，其特征是該涂層由水性成膜樹脂、包覆氟硅烷的微膠囊、具光催化活性納米粒子、疏水性納米粒子以及去離子水共混涂覆于基材表面上干燥而成；涂層表面通過UV輻照實現受損表面的自修復；

其中，各組份占固體份質量百分比為：

水性成膜樹脂10~50%

包覆氟硅烷的微膠囊5~40%

具光催化活性納米粒子0.1~10%

疏水性納米粒子5~40%

去離子水10~60%。

2.根據權利要求1所述的一種基于微膠囊型自修復水性超疏水涂層，其特征在于涂層厚度為1-200μm。

3.根據權利要求1所述的一種基于微膠囊型自修復水性超疏水涂層，其特征在于：所述水性成膜樹脂為水性丙烯酸樹脂、水性環氧樹脂、水性聚氨酯樹脂、水性有機硅樹脂、水性聚酯樹脂中的一種或幾種的混合物。

4.根據權利要求1所述的一種基于微膠囊型自修復水性超疏水涂層，其特征在于所述的微膠囊是由步驟（1）或步驟（2）制備：

(1) 將0.2~6質量份聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯與0.2~4質量份氟硅烷，溶解于2~30質量份有機溶劑中得到均勻混合溶液，再將其加入0.1~2質量份乳化劑和10~200質量份去離子水中，然后乳化，在20℃~80℃下攪拌反應1~20小時后，即可得到包覆氟硅烷的微膠囊；

(2) 將0.2~4質量份苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯單體中的一種或幾種和0.2~2質量份氟硅烷、0.1~2質量份引發劑混合均勻后加入0.1~2質量份乳化劑和10~200質量份去離子水中，然后乳化，在40℃~100℃下攪拌反應5~24小時后，即可得到包覆氟硅烷的微膠囊；

其中所述的聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯，其分子量為2~20萬；

其中所述的有機溶劑，選自下述物質中的一種或幾種：乙酸乙酯、乙酸丁酯、二氯甲烷、三氯甲烷；

其中所述的氟硅烷，選自下述物質中的一種或幾種：十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟烷基丙基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷；

其中所述的乳化劑，選自下述物質中的一種或幾種：十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十二烷基氯化銨、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、失水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯-8-辛基苯基醚；

其中所述的引發劑，選自下述物質中的一種或幾種：過氧化苯甲酰、偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、過氧化二碳酸二異丙酯。

5.根據權利要求1所述的一種基于微膠囊型自修復水性超疏水涂層，其特征在于具光催化活性納米粒子為V₂O₅、TiO₂、TaO₃、CrO₂、NbO₂、WO₃、SnO₂、ZnO、NiO₂納米粒子中的一種或兩種以上的混合物。

6.根據權利要求1所述的一種基于微膠囊型自修復水性超疏水涂層，其特征在于所述的疏水性納米粒子，其制備步驟為：

氟硅烷與納米粒子按質量比為0.2~2投入水與乙醇混合液中高速分散，待納米粒子分散均勻后，加入氨水，氨水用量為氟硅烷與納米粒子兩者質量總和的3%~15%，然后在40℃~100℃下反應6~24小時后，洗滌干燥即得到疏水性納米粒子；

其中所述的氟硅烷，選自下述物質中的一種或幾種：十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟烷基丙基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷；

其中所述的納米粒子，粒徑為1~100nm，選自下述物質中的一種或幾種：Al₂O₃、SiO₂、Fe₃O₄、ZrO₂；

其中所述的水與乙醇混合液的水與乙醇體積比為0.5~3。

7.根據權利要求1所述的一種基于微膠囊型自修復水性超疏水涂層，其特征在于具體步驟為：先將微膠囊、疏水性納米粒子和去離子水混合，混合均勻后再加入水性成膜樹脂，根據需要添加涂料常用的分散劑、消泡劑及流平劑配制成水性納米復合涂料，攪拌均勻后，涂覆在基材表面，干燥后UV光照后即得自修復超疏水涂層。