[發明專利]超疏水疏油涂料及其制備方法、超疏水疏油涂膜

有效

• 申請號: 201810307253.1
• 申請日: 2018-04-08
• 公開（公告）號: CN108517161B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 郝紅;趙夏;杜鮮萍;王君;劉建連;段延萍
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: C09D133/08
• 分類號: C09D133/08;C09D183/08;C08F220/18;C08F220/14;C08F220/06;C08F220/20;C08F230/08;C08G77/24
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明提供一種超疏水疏油涂料及其制備方法，包括步驟：1)將水、無機弱堿、二醇類同系物、烷基酚聚氧乙烯醚類乳化劑、磺酸鹽和/或硫酸鹽型陰離子乳化劑、交聯單體和交聯引發劑的混合物攪拌得乳白色穩定預乳液；2)乳白色穩定預乳液在40～90℃下反應1?8h，降溫后通過氨水調節pH值至7～8，得到硅丙乳液；3)將硅丙乳液、醇類溶劑、正硅酸乙酯和氨水攪拌均勻，加熱至40?80℃反應1?10h，得共水解縮合混懸液；4)向共水解縮合混懸液中加入全氟烷基三乙氧基硅烷和/或全氟烷基三甲氧基硅烷，在50?70℃下反應0.5?8h，得到超疏水疏油涂料。該超疏水疏油涂料制備簡單，具有良好的超疏水疏油特性。本發明還公開了基于涂料的超疏水疏油涂膜。

技術領域

本發明屬于特殊涂膜技術領域，涉及一種超疏水疏油涂料及其制備方法和超疏水疏油涂膜。

背景技術

20世紀90年代以來，基于“荷葉效應”構筑的超疏水表面發展迅速，其在水環境下的自清潔、防結冰等方面應用廣泛。因為固體表面不只會接觸到水，還可能接觸到其他表面張力相對較小的液體，如正己烷、大豆油、二碘甲烷等，這些油性液體易于在疏水表面鋪展開，限制了超疏水表面在油污環境下的自清潔作用。故雙疏、超雙疏表面應運而生。雙疏表面是指同時具有疏水、疏油性的一類表面，與水、油的接觸角都大于90°；超雙疏表面是指與水和油的接觸角都大于150°的表面。相比之下，雙疏表面比疏水、疏油表面更復雜，在實際應用中也有著巨大潛力，所以它的開發與研制更是備受關注。它將疏水、疏油表面各自的特性集于一身，除防污染、自清潔等基本功能外，在石油管道內壁的防腐，天線防冰，防生物附著，潤滑油防爬行，皮革制品耐油、耐機械擦傷等方面也有出色表現，使其在眾多工業領域及日常生活中有著廣泛的應用前景。

研究表明，固體表面的雙疏性是由表面的化學組成和微觀幾何結構共同決定的，即在低表面能物質上構建微納復合二元結構或利用低表面能物質修飾具有粗糙微納復合結構的表面。過去的20年里，已成功研究出許多方法來制備雙疏、超雙疏涂層，如化學蝕刻法、旋涂浸涂法、溶膠－凝膠法、化學沉積法和等離子技術等。

盡管已經有很多關于雙疏、超雙疏表面的報道，但仍然還存在很多亟待解決的問題。從技術方法上，很多用于制備雙疏材料的方法仍然存在設備原材料昂貴、步驟繁雜、重復性差、只適合用于實驗室研究卻無法用于制備大面積雙疏表面等；從穩定性方面來看，目前大多數制備的雙疏表面化學穩定性差和對機械作用力很敏感，主要表現在惡劣的環境和一定的機械作用力容易使雙疏性能喪失，這些都極大的阻礙了雙疏表面的實際應用和工業生產。因此，選擇經濟合適的材料,開發操作簡便、快速高效、重復性好、具有優良穩定性、可以大面積工業應用的雙疏、超雙疏表面越來越成為研究者們努力的目標。

發明內容

本發明的目的是提供一種超疏水疏油涂料及其制備方法，該超疏水疏油涂料制備簡單，具有良好的超疏水疏油特性。

本發明的目的還在于提供超疏水疏油涂料做制備的超疏水疏油涂膜。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種超疏水疏油涂料的制備方法，包括步驟：

1)將水、無機弱堿、二醇類同系物、烷基酚聚氧乙烯醚類乳化劑、磺酸鹽和/或硫酸鹽型陰離子乳化劑、交聯單體和交聯引發劑的混合物攪拌得乳白色穩定預乳液；

其中，所述交聯單體包括丙烯酸酯類單體、丙烯酸羥基烷基酯類單體、丙烯酸類單體和乙烯基三烷氧基硅烷，按照質量計，丙烯酸酯類單體：丙烯酸羥基烷基酯類單體：丙烯酸類單體：乙烯基三烷氧基硅烷＝(30～99)：(0～20)：(0～30)：(1～20)；無機弱堿的質量為交聯單體質量的0.05％～5％，二醇類同系物的質量為交聯單體質量的0.01％-5％，乳化劑的總質量為交聯單體質量的0.1％-5％；

2)乳白色穩定預乳液在40～90℃下反應1-8h，降溫后通過氨水調節pH值至7～8，得到硅丙乳液；