[發明專利]一種廣泛實用快干型透明超疏水涂料及其應用

在審

• 申請號: 201710471045.0
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN107286842A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 門學虎;李永;張招柱;王夢可
• 申請（專利權）人: 蘭州大學
• 主分類號: C09D183/04
• 分類號: C09D183/04;C09D5/16;C09D7/12;B05D5/08;B05D7/24
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司11249
• 代理人: 陸菊華

技術領域

本發明屬于功能材料技術領域，特別涉及一種廣泛實用快干型透明超疏水自清潔涂料及其應用。

背景技術

透明自清潔涂層在建筑物外墻涂料、室內家居的裝修、家具裝飾物、車窗玻璃與太陽能電池板等方面的具有廣泛應用前景。若將其應用于建筑物及家具裝飾物，可以減少清洗次數，延長其使用壽命，應用于玻璃表面，則可以作為汽車、飛機、船舶的擋風玻璃，從而保持玻璃表面的清潔，能夠改善交通工具在行駛過程中的視野，提高駕駛安全性。

近年來，對于該材料的研究無論從研究領域還是制備方法都有較大的發展。但是該材料在實際應用中還存在著諸多的限制。首先，材料的制備方法比較繁瑣，通常含有對環境有害的氟化物，樣品需要前處理或者后續的高溫固化，制備方法只適用于特定的基材，很難適用于多種基材。其次，由于超疏水性與高透明性是相互制約的，制備出高透明性超疏水自清潔涂層且能應用到各種基材表面是很困難的。最后，透明超疏水表面的微觀結構和化學組成很容易被破壞，如機械外力作用、高溫及光照等，使得材料的耐久性比較差，性能難以恢復。

目前雖然有一些具有實用性的超疏水透明材料的報道 (Science, 2015, 347, 1132； Adv. Mater.，2014, 26, 3344)，但復雜苛刻的制備方法會破壞基底材料本身，改變其原有的外觀，嚴重限制其應用范圍。即使透明超疏水材料具有較好的耐久性，但基材表面最終也會被破壞，使得基材表面的透明超疏水性能無法修復。因此，發明制備工藝簡單易行、無基體選擇性、無修復破壞性、并具有一定穩定性的高透明超疏水自清潔涂料是極為必要的，對于自清潔涂料的推廣和應用也具有重要意義并且有著潛在的巨大市場。

涂料可以應用于幾乎所有目前已知的固體基材表面，不受基底大小和形狀限制, 噴涂后不改變基材表面本身的顏色和形貌。

發明內容

本發明目的在于提供一種自清潔涂料及其快速制備透明自清潔涂層的方法，解決透明涂層防水和污染的實用性問題；此方法工藝簡單，成本低，制備迅速，不損壞基材及其外觀，所制涂層具有優良的超疏水性、自清潔性，透光性和易修復性。

本發明的技術效果通過以下技術方案實現：

一種廣泛實用快干型透明超疏水涂料，該涂料通過以下步驟制備得到：

首先將納米二氧化硅超聲分散到乙醇、丁醇與丙酮的混合溶劑中，在劇烈攪拌條件下，將二乙氧基二甲基硅烷逐滴加入上述分散液中，然后加入濃鹽酸，在攪拌中逐滴加入正硅酸乙酯，反應結束后，得到超疏水自清潔涂料。

優選地，所述的二氧化硅的粒徑在20～50納米；其質量百分比為全部用料的0.5～1.2%。

優選地，二乙氧基二甲基硅烷的質量百分比為全部用料的3～5%。

優選地，濃鹽酸的質量百分比為全部用料的0.5～1%。

優選地，正硅酸乙酯的質量百分比為全部用料的0.5～1%。

優選地，混合溶劑的質量百分比為全部用料的86～94%, 其中混合溶劑中各組分的質量比為乙醇：丁醇：丙酮=6:3:1。

將上述疏水自清潔涂料噴涂于基體表面，常溫干燥固化后得到透明超疏水涂層。

上述應用通過以下步驟來實現，將涂料于0.20 ～ 0.25MPa 壓力下噴涂，噴槍角度與工件表面成70～90度角度，噴槍距工件表面在15～30cm，然后在室溫下放置固化。

優選地，所述基材為墻面、玻璃、打印紙及透明塑料。

本發明采用溶膠- 凝膠法制備混合硅溶膠涂料，將涂料噴涂在基體表面，通過室溫干燥固化得到涂層。