[發(fā)明專利]一種透明耐沖擊超疏水涂層及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010645259.7
• 申請日: 2020-07-07
• 公開（公告）號: CN111662614B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳楠;呂家杰;邢素麗;吳彬瑞;尹昌平;彭超義;張鑒煒;鞠蘇;楊金水
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D5/08;C09D7/62;B05D5/00;B05D5/06;B05D7/24
• 代理公司: 長沙國科天河知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

本發(fā)明公開一種透明耐沖擊超疏水涂層及其制備方法，該超疏水涂層包括環(huán)氧樹脂、固化劑和疏水二氧化硅顆粒，環(huán)氧樹脂與所述疏水二氧化硅顆粒的質(zhì)量比為(13～20):1，固化劑與所述環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比為(0.48～0.53):1；該制備方法包括制備樹脂溶液、制備樹脂涂層、利用疏水作用力的原理形成顆粒膜和涂層組裝。本發(fā)明提供的超疏水涂層具有透明性好、超疏水性能好、耐腐蝕性好、耐水沖擊性好等優(yōu)點，有著較高的實用價值和較好的應(yīng)用前景。本發(fā)明提供的制備方法具有工藝簡便、綠色環(huán)保、成本低廉等技術(shù)特點，適合于大規(guī)模制備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及涂層的制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種透明耐沖擊超疏水涂層及其制備方法。

背景技術(shù)

物質(zhì)表面與水的接觸角大于150°、滾動角小于10°的現(xiàn)象被稱為超疏水現(xiàn)象。該現(xiàn)象在近些年引起了廣泛關(guān)注，受到該現(xiàn)象啟發(fā)制備的超疏水材料在自清潔、防冰、油水分離等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，且研究表明，制備超疏水表面通常需要滿足兩個條件：低表面能以及一定的粗糙結(jié)構(gòu)。

透明超疏水材料可以應(yīng)用于車窗、汽車后視鏡、護目鏡、相機防護罩等需要透視性能的廣泛場所，在遭遇降雨、冰雹等惡劣天氣影響時能夠?qū)⑺螐楅_，防止水滴粘附對視線造成影響。同時自然界中雨滴存在一定速度，沖擊在表面上可能會造成粗糙結(jié)構(gòu)的破壞和超疏水狀態(tài)的失效，從而還需要考慮提升超疏水材料的抗水沖擊性能。而目前現(xiàn)有的透明超疏水材料很難做到既疏水又具有較強的抗水沖擊性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種透明耐沖擊超疏水涂層及其制備方法，用于克服現(xiàn)有技術(shù)中不能兼具超疏水、透明和較強的抗水沖擊性能等缺陷。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種透明耐沖擊超疏水涂層，所述超疏水涂層包括環(huán)氧樹脂、固化劑和疏水二氧化硅顆粒；

所述環(huán)氧樹脂與所述疏水二氧化硅顆粒的質(zhì)量比為(13～20):1；

所述固化劑與所述環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比為(0.48～0.53):1。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提出一種透明耐沖擊超疏水涂層制備方法，包括：

S1：按質(zhì)量比(0.48～0.53):1稱取固化劑和環(huán)氧樹脂，攪拌混合，得到樹脂溶液；

S2：將所述樹脂溶液涂覆在基板上，預固化，得到半固化涂層基板；將所述半固化涂層基板至于水中，其中具有半固化涂層的面朝向水面；

S3：按所述環(huán)氧樹脂與疏水二氧化硅顆粒的質(zhì)量比(13～20):1稱取疏水二氧化硅顆粒，并將所述疏水二氧化硅顆粒置于所述水面上，攪拌、靜置，形成顆粒膜；

S4：將水排出使所述顆粒膜沉降在所述樹脂涂層上，固化，得到耐水沖擊的超疏水涂層。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果有：

1、本發(fā)明提供的透明耐沖擊超疏水涂層包括環(huán)氧樹脂、固化劑和疏水二氧化硅顆粒；環(huán)氧樹脂與疏水二氧化硅顆粒的質(zhì)量比為(13～20):1；固化劑與環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比為(0.48～0.53):1。本發(fā)明提供的超疏水涂層中環(huán)氧樹脂起到粘附顆粒、增強粗糙結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以及提高抗沖擊性的作用，固化劑用于固化所述環(huán)氧樹脂，疏水二氧化硅顆粒起到構(gòu)筑粗糙結(jié)構(gòu)和賦予低表面能的作用；此外環(huán)氧樹脂、固化劑和疏水二氧化硅顆粒的折射率均較低，對可見光波段的光幾乎無吸收，因此能夠形成透明的超疏水涂層。

本發(fā)明提供的超疏水涂層的可見光透過率達到80～85％，具有良好的透明性。

本發(fā)明提供的超疏水涂層與水的接觸角達到160～165°，滾動角為1°，具有良好的超疏水性。

本發(fā)明提供的超疏水涂層的超疏水表面具有良好的耐腐蝕性，將該超疏水涂層分別在5mol/L的硫酸溶液中浸泡72h以及1mol/L的氫氧化鈉溶液中浸泡9h，都仍能保持超疏水狀態(tài)。