[發(fā)明專利]耐用超疏水涂層

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880090164.4
• 申請日: 2018-02-22
• 公開（公告）號: CN111918723A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 漢娜·多迪克-肯尼;安娜·多塔;尼?！た贫?/a>;史密爾·肯尼
• 申請（專利權(quán)）人: 阿茲拉SHS股份有限公司
• 主分類號: B05D3/00
• 分類號: B05D3/00;B05D3/06;B05D5/02;C08K3/22;C08L83/00;D06M11/38;D21H21/16
• 代理公司: 上海申新律師事務(wù)所 31272
• 代理人: 董科

公開了一種包含NP組分和自由基引發(fā)劑(RI)的超疏水涂料組合物，其中NP組分包括具有結(jié)合到NP顆粒表面上的有機部分的NP顆粒。還公開了還包含流體的超疏水涂層組合物。還公開了一種制備超疏水(SH)表面的方法，其中，該方法包括：將NP成分與至少一個RI以及可能與流體混合，從而提供涂層組合物；將涂層組合物施涂到基材上(預(yù)涂或含氧化物)從而提供涂覆的基材；并向涂覆的基材施加輻射，從而提供SH表面，其上至少部分NP組分直接或間接地共價結(jié)合到基底上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種耐用的透明非透明涂層。特別地，本發(fā)明涉及基于表面處理的納米粒子的自由基化學的耐用超疏水涂層，其中納米粒子通過自由基誘導(dǎo)的共價鍵共價結(jié)合至任何類型的表面。

背景技術(shù)

超疏水(SH)表面可通過調(diào)整化學和形貌，仿生，例如模仿荷葉，來獲得。SH表面涂層具有獨特的功能，包括自清潔效果，防腐，減少冰附著，防冰性和低流體動力摩擦，因而在商業(yè)和工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。SH表面也可以用作模板用于納米材料以及微機電系統(tǒng)的定向自組裝。這種表面的應(yīng)用涉及汽車，建筑，農(nóng)業(yè)，光學，軍事和航空航天系統(tǒng)。

SH涂料的耐用性是商業(yè)應(yīng)用的重要問題。然而，如今天所知，大多數(shù)SH涂層具有有限的耐磨性。耐磨性是通過評估表面靜態(tài)接觸角(CA)和滑動角(SA)的變化來確定的，它是涂料中極為重要的影響因素，因為當其較低時，涂層往往會從所涂覆的物品上剝離。

在過去的十年中，已經(jīng)使用了各種方法來生產(chǎn)SH表面。一種方法是自下而上的添加法，包括分子自組裝，氣相沉積，溶膠-凝膠納米加工，熱塑性塑料中的碳納米管，熱固性基質(zhì)中的二氧化硅嵌入納米顆粒(NPs)和鑄造二氧化硅/氟代烷基硅烷中的POSS。其他已知方法使用自上而下的減法，包括基于等離子蝕刻，軟光刻，納米壓印光刻，光學光刻，電子束光刻，嵌段共聚物光刻，掃描探針光刻和濕滑液體注入的多孔表面的方法(SLIPS)。

上述所有方法均基于納米/微米特征以產(chǎn)生粗糙度和低表面化學能；然而，它們導(dǎo)致涂層的機械耐久性和穩(wěn)定性差，特別是在惡劣的環(huán)境條件下。

通常，被涂覆的基材和涂層的納米結(jié)構(gòu)之間的相互作用影響被涂覆的結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。如果相互作用弱，則可在磨損下除去納米結(jié)構(gòu)涂層，從而降低超疏水性并導(dǎo)致涂層的機械性能差。

因此，非常需要提供一種粗糙的SH涂層，其中涂層的基材與涂層的納米結(jié)構(gòu)之間的界面相互作用強，從而提供耐用的SH涂層。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實施方式涉及包含納米顆粒(NP)組分的涂層組合物，至少一種自由基引發(fā)劑(RI)，其中所述NP組分包含所述NP顆粒，其表面結(jié)合有有機部分的NP顆粒。

根據(jù)一些實施方式，所述組合物還包含流體。根據(jù)一些實施方案，納米顆粒組分包括二氧化硅(SiO2)NPs，玻璃NPs，二氧化鈦NPs，硅酸鹽NPs，氮化物NPs，碳化物NP或它們的任何組合。

根據(jù)一些實施方式，RI是自由基光引發(fā)劑(RPI)，自由基熱引發(fā)劑(RHI)或其任意組合。

本發(fā)明的一些實施方式涉及包含第一層和第二層的雙層涂層組合物，其中第一層包含底漆，并且其中第二層包含納米粒子(NP)組分和至少一個(RI)，其中NP組分包括NP顆粒，其具有結(jié)合到表面的有機部分。

根據(jù)一些實施方式，RHI是過氧化物。根據(jù)一些實施方案，底漆是有機底漆。根據(jù)一些實施方式，流體是醇，有機溶劑，水或其任何組合。

本發(fā)明的實施方式涉及制備超疏水(SH)表面的方法，其中該方法包括：

將NP組分與至少一種RI混合，從而提供涂層組合物；

將涂層組合物施涂到基材上，從而提供被涂覆的基材；和

將輻射施加到被涂覆的基材上，從而提供SH表面，其上至少部分NP組分直接或間接地共價結(jié)合到基材上。