[發明專利]超疏水涂料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710289093.8
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN109233615A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 深圳光啟高等理工研究院
• 主分類號: C09D183/04
• 分類號: C09D183/04;C09D127/12;C09D7/61;C09D7/62
• 代理公司: 北京成創同維知識產權代理有限公司 11449
• 代理人: 蔡純;范芳茗

本發明公開了一種超疏水涂料及其制備方法。該方法包括：形成復合納米改性顆粒，所述復合納米改性顆粒包括納米二氧化硅和至少另一種氧化物；形成樹脂基體，所述樹脂基體包括成膜物和改性劑；形成涂料，所述涂料包括稀釋劑、成膜物質和復合納米改性顆粒，其中，在形成涂料的步驟中，所述成膜物質溶解于稀釋劑中，所述改性劑與所述納米二氧化硅鍵合。該方法在形成涂料的分散步驟中實現復合納米改性顆粒的表面改性，從而減少工藝步驟和降低成本，并且利用復合納米改性顆粒的組成來調節疏水特性和機械特性。

技術領域

本發明涉及涂料技術領域，更具體地涉及一種超疏水涂料及其制備方法。

背景技術

超疏水涂料是涂料研究的重點方向。采用超疏水涂料可以在物體表面形成涂層。該涂層可以防止水的表面浸潤和吸附，使得涂層表面的灰塵和雜質被水滴帶走，從而實現自清潔的功能。進一步地，水滴在涂層表面的接觸面積和附著力減小，從而容易在結冰之前從表面滑落，從而減小結冰成核的數量，并且容易去除已經凝結的冰粒。因此，超疏水涂層具有超強的自清潔能力，在防水、防污、防覆冰、防積雪、防腐蝕領域有重要的潛在應用價值。

例如，在車輛的擋風玻璃上形成超疏水涂層，可以使得水滴從涂層表面滑落，減少潮濕冷空氣的凝結，從而維持高度的透明性，提高駕駛的安全性和便利性。在飛行器中，機體表面在高空低溫環境下容易結冰，從而增加重量和降低空氣動力性能。雖然可以采用加熱的方法除冰，但該方法的操作方式復雜且能耗高。此外，飛行器越來越多地采用不耐高溫的復合材料，該方法不能很好地適合于新型的飛行器。因此，采用超疏水涂料形成涂層成為重要的表面處理方法。

然而，傳統的超疏水涂料生產加工工藝過于復雜，很難推廣導致應用受限。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種超疏水涂料及其制備方法，其中采用研磨分散的方法，在形成分散液的同時實現納米顆粒的表面改性，從而簡化工藝和降低成本。

根據本發明的一方面，提供一種超疏水涂料的制備方法，包括：形成復合納米改性顆粒，所述復合納米改性顆粒包括納米二氧化硅和至少另一種氧化物；形成樹脂基體，所述樹脂基體包括成膜物和改性劑；形成涂料，所述涂料包括稀釋劑、成膜物質和復合納米改性顆粒，其中，在形成涂料的步驟中，所述成膜物質溶解于稀釋劑中，所述改性劑與所述納米二氧化硅鍵合。

優選地，所述至少另一種氧化物包括選自納米氧化鋯和納米氧化鋁中的至少一種。

優選地，所述復合納米改性顆粒包括納米二氧化硅、納米氧化鋯和納米氧化鋁，并且根據涂料的疏水特性和機械特性確定三者的質量比。

優選地，所述成膜物包括選自有機硅樹脂和有機氟樹脂中的至少一種。

優選地，所述改性劑為硅烷偶聯劑。

優選地，在形成涂料的步驟中，添加改性助劑。

優選地，所述稀釋劑為丁酯，所述改性助劑為聚硅氧烷。

優選地，形成復合納米改性顆粒采用球磨機進行分散，形成樹脂基體的步驟采用攪拌分散機進行分散，形成涂料的步驟采用三輥研磨機進行分散。

根據本發明的另一方面，提供一種采用上述的方法制造的超疏水涂料，所述超疏水涂料包括：稀釋劑、成膜物質和復合納米改性顆粒。

優選地，用于形成飛行器的表面層。

根據本發明的方法在形成超疏水涂料時，采用的復合納米改性顆粒包括可以與改性劑鍵合的一種納米顆粒以及不能與改性劑鍵合的另一種納米顆粒，從而可以利用復合納米改性顆粒的組成來調節疏水特性和機械特性。

本發明通過理論研究和試驗驗證，可以獲得超疏水性質最為有益的納米例子復合配方，實現高效的超疏水性能。進一步地，通過簡單復配方法制得一種新型超疏水涂料。該制備方法所需原料來源廣泛，工藝簡單，具有較大的成本優勢，又有良好的市場前景。