[發明專利]一種透明疏水涂料、透明自清潔薄膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201811638824.6
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN110144163B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 陳智
• 申請（專利權）人: 武漢疏能新材料有限公司
• 主分類號: C09D163/10
• 分類號: C09D163/10
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 肖明洲

本發明公開了一種透明疏水涂料及其透明自清潔薄膜產品的制備和其在汽車擋風玻璃、建筑玻璃、大樓光幕等行業的應用。以樹脂為主體，通過交聯反應，獲得具有疏水性能的透明涂料。該涂料既可通過噴涂、刷涂工藝直接涂布于玻璃、陶瓷、織物等襯底而獲得透明疏水功能薄膜或產品，也可作為面漆在底漆表面通過噴涂、刷涂方式而獲得透明超疏水自清潔復合薄膜。本發明獲得的鍍膜玻璃產品與水的靜態接觸角為112°，滾動角低至8.0°，具有增透效果和良好的自清潔功能，在布匹涂布靜態接觸角可達128.3°，滾動角為6.8°。本方法工藝簡單，成本低廉，可重復性好，其對應產品可廣泛應用于建筑玻璃、雨傘、大樓光幕、光伏電池、手機和電腦屏幕及汽車、航空飛行器擋風玻璃等領域。

技術領域

本發明涉及透明疏水材料制備的技術領域，具體涉及一種透明疏水涂料、透明自清潔薄膜及其制備方法和應用。

背景技術

超疏水薄膜指與水滴靜態接觸角大于150°、滾動角小于10°的涂層，具有防水、自清潔、防污等功能，在日常生活及工業領域等具有廣闊的應用前景。超疏水技術利用荷葉及蟬翼等表面的仿生超疏水自潔凈原理，其疏水性能得益于表面的微納粗糙結構和低表面能的成分的協同作用。由于超疏水特性，水滴在滑離固體表面時帶走粘附在其上的粉塵粒子和污物，從而實現固體表面的自清潔功能，具有重大的應用價值。

透明超疏水薄膜不僅具有普通超疏水表面的自潔防污功能，且因其良好的可見光透過特性，在建筑玻璃、太陽能電池板、汽車和飛機擋風玻璃等具有巨大的潛在應用價值。這種技術和產品不僅可減少或避免灰塵等污染物的污染，具有自清潔功能，而且因其減反射增透性能使得玻璃保持較高的透明度，滿足采光需求，從而改善行駛和飛行視野，提高安全性。這種增透和超疏水特性的結合在光伏電池領域具有重要的應用價值和意義，即可實現自清潔，又可更加充分利用太陽光能。透明疏水技術應用于建筑玻璃，可大大減少清洗次數。

據文獻報道，透明超疏水表面或薄膜可利用等離子體刻蝕、化學氣相沉積(CVD)等技術在基材構造粗糙表面，然后在粗糙表面進行有機物修飾而實現透明超疏功能。比如Hozumi等人采用CVD方法在基材上沉積一定粗糙度的納米顆粒薄膜，再進行有機物修飾獲得透明超疏水表面(Hozumi A.，Takai O，Preparation of Ultra Water-Repellent Filmsby Microwave Plasma-Enhanced CVD[J].Thin Solid Films.1997，303，222～225)。

此外，中國專利CN107629492A公開了一種超疏水涂料的制備方法及其所得涂料和制備高透明超疏水涂層的應用，其制備工藝簡單，反應溫和，但是需要引入含氟硅氧烷，對環境不利。

專利CN107513176A公開了一種透明超疏水聚合物薄膜的制備技術，采用流延成型或定向拉伸等成型工藝所制備透明聚合物薄膜，其發明利用超臨界CO₂發泡法使聚合物薄膜表面形成納米乳突和溝槽的特殊結構，在保持透明度的同時實現超疏水和低反射。但是該方法需要特殊的工藝條件。

專利CN106835043A公開了透明超疏水薄膜的制備，實現產品的超薄、透明和超疏水功能，厚度在60～150nm，透光率在90～97％，與水的接觸角大于167°。但是該發明采用射頻磁控濺射與退火相結合，再結合低溫氟化處理而獲得超疏水功能薄膜，需要特殊而昂貴的工藝設備。

這些方法設備或制備成本昂貴，操作過程比較復雜，實驗條件苛刻，其工藝和設備的相應局限性限制了其產品的工業化生產和應用。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種簡便易行的透明疏水涂料、薄膜及其制備方法和應用。本發明所制備的涂料可涂布于玻璃、光幕、光伏電池和顯示屏幕上，在其表面形成自清潔的透明薄膜，該薄膜具有可達128.3°的靜態接觸角和低至6.8°的滾動角，表現出良好的自清潔功能，提高基材表面的透光性，大大減少清潔次數。