[發(fā)明專利]一種超順滑涂料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011072803.X
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN112175503B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發(fā)明（設計）人: 趙瑋
• 申請（專利權）人: 趙瑋
• 主分類號: C09D175/08
• 分類號: C09D175/08;C09D153/00;C09D7/63;C09D5/08;C09D5/16;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/32;C08F293/00;C08F2/18;C08F2/38
• 代理公司: 北京中知星原知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11868
• 代理人: 艾變開

本發(fā)明提供了一種超順滑涂料，包括以下原料：氟化聚氨酯，氟硅聚合物納米粒子，附著力增強劑和溶劑；其特征在于，所述氟硅聚合物納米粒子是通過官能團封端的聚硅氧烷、能與聚硅氧烷端基官能團反應的RAFT試劑、丙烯酸、丙烯酸氟代烷基酯、丙烯酸羥基烷基酯和苯乙烯通過RAFT反應得到的嵌段共聚物，為核?殼結構，核為聚苯乙烯鏈段，殼為聚硅氧烷，丙烯酸氟代烷基酯，丙烯酸，丙烯酸羥基烷基酯的嵌段共聚物鏈段。本發(fā)明提供的超順滑涂料所得涂層具有疏水、疏油、自修復、耐磨、耐腐蝕、強度高的超順滑性能，可適用于多種不同基材的表面處理。

技術領域

本發(fā)明涉及涂料領域，特別是指一種超順滑涂料。

背景技術

制備具有特殊浸潤功能的表面，是界面科學領域的研究熱點。自上世紀70年代“荷葉效應”被發(fā)現(xiàn)以來，仿生超疏水表面為物體帶來減阻、防污、自清潔等優(yōu)良特質(zhì)的研究得到持續(xù)關注與發(fā)展，也作為一個仿生學的生動例子在自然和技術之間搭起了一道橋梁。但是，時至今日，超疏水涂層在目前生產(chǎn)生活中的實際應用還存在諸多未能克服的問題，例如大多數(shù)超疏水材料仍存在較差的耐用性，機械強度低，它們脆弱而多孔的表面質(zhì)地和薄弱的附著力甚至可以通過手指輕掃而輕松移除。目前少數(shù)報道的幾款超疏水材料，以砂紙磨擦、膠帶剝離為測試均表現(xiàn)出相對良好的機械耐久性。然而，所有這些報告的材料都存在材料系統(tǒng)單一，價格昂貴，很難工業(yè)化生產(chǎn)等不足。

超順滑是自然界另一種具有特殊浸潤效應的結果，2011年哈弗大學Aizenberg課題組仿生豬籠草光滑表面捕食昆蟲的原理，第一次提出了易滑液體灌注多孔表面(Slippery liquid infused porous surface，SLIPS)的概念。其本質(zhì)在于，通過低表面能的液體灌注多孔結構，將多孔固體中的氣膜替換為液膜，形成更為穩(wěn)定的“固/液復合膜層”，克服了超疏水結構“固/氣”表面存在的穩(wěn)定性差等問題。因灌注于多孔結構中的潤滑液的低表面能特性，使環(huán)境液體在該“固/液復合結構”表面具有較大接觸角及較小滑動角，難以對表面附著或入侵，因此該表面也稱為“超順滑表面”。超順滑表面表現(xiàn)出獨特的自清潔、自修復、防沾污等性能，自開發(fā)以來迅速成為研究熱點，并在防腐、防冰防霧、抗菌防污、油水分離等領域表現(xiàn)出廣闊的應用前景。然而，目前如何制備出性能穩(wěn)定的超順滑表面依然存在很大挑戰(zhàn)。一方面，超順滑表面的設計與制備標準未見明確報道，如基底粗糙度最佳范圍，適用的潤滑油有哪些，如何評價超順滑表面可靠性等都沒有明確提出。另一方面，制備過程中所用的潤滑油雖然具有化學惰性，但是分子擴散始終都在進行，長時間和環(huán)境介質(zhì)接觸，潤滑油終將失效。高溫、水流沖擊、結冰-解凍循環(huán)過程中對超順滑表面造成的破壞和失效仍未得到解決，因此，如何制備環(huán)境適應性強、服役可靠、性能高的超滑表面，亟需科研人員努力攻克。

除了通過低表面能的物質(zhì)外，還可以通過材料表面構筑微-納結構，通過改變表面粗糙度來提高表面疏水性，其中微米-納米的微納結構是目前構建疏水材料和表面的一個研究方向。用化學方法或者脈沖激光或超快脈沖激光制備各種微納結構，實現(xiàn)疏水性已有許多專利和文獻報道，但是構建微米-納米的多級微觀結構，制備工藝復雜，成本高，效率低，重復性不夠好，對試驗條件和疏水物質(zhì)的尺寸，形貌提出較高的要求，操作復雜，并不利于工業(yè)化的生產(chǎn)。

CN102093697A公開了一種仿荷葉表面的超疏水薄膜，包括低表面能材質(zhì)的基膜和該基膜上形成的微-納結構，微-納結構包括基膜和該基膜上均勻分布的微米級顆粒和該微米級顆粒上長出的納米級乳突，成膜后具有疏水的自清潔效果，其納米粒子為多為改性無機納米粒子，抗腐蝕能力和穩(wěn)定性不足。

基于以上，超順滑材料具有一定的疏水性，但還未達到超疏水的效果,超疏水涂層雖然對水具有低粘附性能，但對原油、蜂蜜粘度大的液體的粘附性能較高，一旦接觸到表面，很難從表面清除。另外，無論超順滑表面，還是超疏水表面涂層，涂層材料與基底之間較弱的附著力，涂層本身力學強度低，耐候性和持久性不長等缺陷是阻礙這一類新材料在諸多領域應用以及技術轉(zhuǎn)化的重要原因。因此，開發(fā)一種性能優(yōu)異，能夠在各種條件下保持很好的疏水性，同時和基材附著力強，涂層本身力學強度高，經(jīng)久耐用的疏水涂料具有重要的商業(yè)價值。

發(fā)明內(nèi)容