[發明專利]超疏水性耐磨透明涂層及其制備方法

在審

• 申請號: 201910329366.6
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN110078387A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 魯湞湞;許里杰;王杰
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學
• 主分類號: C03C17/42
• 分類號: C03C17/42;C03C17/30;C03C17/25
• 代理公司: 重慶謝成律師事務所 50224
• 代理人: 謝殿武

本發明公開了一種超疏水性耐磨透明涂層，所述涂層至少為三層，所述涂層包括浸涂成型的納米二氧化硅層和改性聚硅氧烷層，其中納米二氧化硅與改性聚硅氧烷的重量百分比為納米二氧化硅：改性聚硅氧烷＝1～20％；該超疏水的涂層具有良好的耐磨性和透明性，提高涂層使用的耐久性，且制作方法簡便，易于操作。

技術領域

本發明涉及超疏水的功能涂層，特別涉及超疏水性耐磨透明涂層及其制備方法。

背景技術

超疏水涂層是與水的接觸角(WAC)>150°、滾動接觸角(SA)<10°的涂層。超疏水涂層具有優異的表面性能，如自清潔、防水、防腐蝕、抗污染等，在工業和日常生活中有著巨大的應用前景，越來越受到廣泛關注。常見的超疏水涂層的制備方法有溶膠-凝膠法、電化學沉積法、模板法、粒子填充發、自組裝法等，雖然已經報道了多種方法制備超疏水涂層，但受其工藝條件限制很難實現大規模工業化應用，因此，研究一種方法簡便、易于操作、可大規模生產的超疏水涂層及其制備方法具有重要的應用價值和實際意義。且現有技術中超疏水性是較容易實現的，但耐磨性是其現實應用中的一大阻礙，耐磨性直接決定著涂層使用的耐久性問題，同時現有的超疏水涂層也很難滿足透明性的要求。

因此，為了克服現有超疏水涂層的耐磨性和透明性問題，不僅能實現超疏水功能，還極大地滿足了該涂層對耐磨性和透明性的要求，同時具有方法簡便，易于操作的特點。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種超疏水性耐磨透明涂層及其制備方法，不僅能實現超疏水功能，還極大地滿足了該涂層對耐磨性和透明性的要求，同時具有方法簡便，易于操作的特點。

本發明的超疏水性耐磨透明涂層，所述涂層至少為三層，所述涂層包括浸涂成型的納米二氧化硅層和改性聚硅氧烷層，其中納米二氧化硅與改性聚硅氧烷的重量百分比為納米二氧化硅：改性聚硅氧烷＝1～20％；

進一步，所述納米二氧化硅層由納米二氧化硅溶于溶劑中形成的浸涂液中浸涂成型，所述改性聚硅氧烷層由改性聚硅氧烷溶于溶劑中形成的浸涂液中浸涂成型，所述改性聚硅氧烷與溶劑的重量份比為改性聚硅氧烷：溶劑＝1:8～1:2，所述納米二氧化硅與溶劑的重量份比為納米二氧化硅：溶劑＝1:400～1：20；

進一步，所述改性聚硅氧烷與溶劑的重量份比為聚硅氧烷：溶劑＝1：4，所述納米二氧化硅與溶劑的重量份比為納米二氧化硅：溶劑＝0.75:40；

進一步，所述納米二氧化硅為疏水型氣相二氧化硅R106、疏水型氣相二氧化硅R202、疏水型氣相二氧化硅R812、疏水型氣相二氧化硅R812S、疏水型氣相二氧化硅R972、疏水型氣相二氧化硅R974、疏水型氣相二氧化硅LA-R649、疏水型氣相二氧化硅LA-R669、疏水型氣相二氧化硅TS-530、疏水型氣相二氧化硅TS-610、疏水型氣相二氧化硅TS-720中的一種或兩種以上混合物；

進一步，所述改性聚硅氧烷為聚氨酯改性聚硅氧烷、含氟聚硅氧烷、含氫聚硅氧烷、丙烯酸改性聚硅氧烷、環氧聚硅氧烷中的一種或兩種以上混合物；

進一步，所述溶劑為無水乙醇、丙酮、甲苯、四氫呋喃、乙酸乙酯中的一種或兩種以上混合物；

進一步，將基材分別于含有納米二氧化硅的浸涂液中和含有改性聚硅氧烷的浸涂液中多次浸涂固化形成至少具有3層涂層結構的超疏水性耐磨透明涂層。

本發明還公開超疏水性耐磨透明涂層的制備方法，包括以下步驟：

a.將改性聚硅氧烷和納米二氧化硅分別與溶劑混合制成浸涂溶液1和浸涂溶液2；

b.將洗凈的基材先于浸涂溶液1中浸涂，然后再在浸涂溶液2中浸涂，浸涂的總次數為至少三次；

進一步，超疏水性耐磨透明涂層的制備方法，步驟a中，將改性聚硅氧烷和納米二氧化硅分別溶于溶劑中后先攪拌10～60分鐘，然后在超聲處理10～60分鐘形成浸涂溶液1和浸涂溶液2；