[發(fā)明專利]一種易于涂布的氟碳納米疏水涂料的制備方法及其產(chǎn)品

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011452155.0
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112662309B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔大祥;張放為;張芳;盧玉英;王亞坤;陽靖峰;葛美英;焦靖華
• 申請（專利權(quán)）人: 上海納米技術(shù)及應(yīng)用國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: C09D183/04
• 分類號: C09D183/04;C09D7/62
• 代理公司: 上海東亞專利商標(biāo)代理有限公司 31208
• 代理人: 董梅

本發(fā)明公開一種易于涂布的氟碳納米疏水涂料的制備方法及其產(chǎn)品，在多聚硅酸乙酯的乙醇溶液中加入酸催化劑，水解反應(yīng)得到二氧化硅納米粒子；向所得溶液中加入氟碳硅烷偶聯(lián)劑以修飾二氧化硅納米粒子；向所得溶液中加入多聚二甲基環(huán)硅氧烷并充分?jǐn)嚢璧玫椒技{米疏水涂料。該涂料可在涂布后的較長時間內(nèi)保持一定的可塑性，易于通過無紡布拋光得到均勻高透明度的疏水自清潔涂層。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及涂料領(lǐng)域，更具體地，涉及涂于玻璃表面的自清潔涂料，尤其是指一種易于涂布的氟碳納米疏水涂料的制造方法及其產(chǎn)品。

背景技術(shù)

在玻璃表面涂布疏水涂層可使其具有自清潔性。所謂自清潔性包括不易附著灰塵、不易掛留水珠等，對長期暴露在外而需要保持潔凈的玻璃表面如高層建筑幕墻、太陽能電池板和汽車車窗玻璃等具有重要的意義。碳?xì)滏溁鶊F(tuán)具有疏水性，但不具有疏油性，容易被油污污染而失去自清潔性；全氟碳鏈基團(tuán)則兼具疏水性與疏油性，常用作自清潔表面涂料的主要組成部分。

為了增加全氟碳鏈在玻璃表面的負(fù)載量和其與玻璃間的附著力，可用納米二氧化硅溶膠負(fù)載全氟硅氧烷偶聯(lián)劑制成復(fù)合納米涂料，并將其作為整體涂布于玻璃表面上。但是，這種涂料在溶劑揮發(fā)后就失去流動性，需要以噴涂的方式使其均勻分散于玻璃表面，否則易出現(xiàn)局部涂料粒子堆積過多的問題而產(chǎn)生花紋，影響透明美觀性。然而，此種新型涂料對人體的危害還不很明確，噴涂方式會產(chǎn)生涂料的氣溶膠，其中包含大量可吸入的納米、微米級粒子并可能穿過防護(hù)口罩、防毒面具而危害施工人員的健康。特別是在密閉空間如4S店中使用此種涂料，可能對使用者以外的缺乏防護(hù)的無關(guān)人員，如銷售人員和客戶等造成傷害。這種潛在的危害性已經(jīng)造成了廣泛的擔(dān)憂，嚴(yán)重影響了涂料的使用與推廣。

多聚二甲基環(huán)硅氧烷（DMC）是甲基硅油的前驅(qū)物，通過酸性或堿性水解可形成帶有粘性末端的甲基硅油短鏈。市售產(chǎn)品為不同環(huán)大小的混合物，如六甲基環(huán)三硅氧烷（熔點(diǎn)50^oC，沸點(diǎn)134^oC）、八甲基環(huán)四硅氧烷（熔點(diǎn)17^oC，沸點(diǎn)175^oC）、十二甲基環(huán)六硅氧烷（熔點(diǎn)-3^oC，沸點(diǎn)245^oC）等。DMC毒性很低，為了避免其對人員可能的傷害，本專利中環(huán)尺寸低于六甲基環(huán)三硅氧烷的易于揮發(fā)的組分以蒸餾法除去。

普通的氟碳自清潔涂料在溶劑揮發(fā)完畢后就失去流動性，若局部涂層過厚就會在玻璃表面產(chǎn)生難看的花紋，通過一般的涂抹很難消除。因此，必須以噴涂的方法先將涂料均勻地散布于玻璃表面，然后在溶劑揮發(fā)前將涂層抹平。然而，這一過程不但會產(chǎn)生氣溶膠危害施工人員健康，而且由于溶劑在不同溫度下的揮發(fā)速度不同，也很難控制。比如，在玻璃表面溫度達(dá)80^oC時，溶劑在20秒內(nèi)就會揮發(fā)完畢，施工人員很難及時將其抹平。

發(fā)明內(nèi)容

針對氟碳自清潔涂料不易涂抹均勻，噴涂氟碳納米疏水涂料污染空氣，危害施工人員健康的問題，本發(fā)明目的在于提供一種易于涂布的氟碳納米疏水涂料的制備方法。

本發(fā)明的再一目的在于：提供一種上述方法制備的易于涂布的氟碳納米疏水涂料產(chǎn)品。

本發(fā)明目的通過以下方案實(shí)現(xiàn)：一種易于涂布的氟碳納米疏水涂料的制備方法，包括如下步驟：

（1）在多聚硅酸乙酯的乙醇溶液中加入揮發(fā)性酸作為酸催化劑，水解反應(yīng)得到含有二氧化硅納米粒子的溶液；

（2）向步驟（1）所得溶液中加入氟碳硅烷偶聯(lián)劑以修飾二氧化硅納米粒子；

（3）向步驟（2）所得溶液中加入多聚二甲基環(huán)硅氧烷并充分?jǐn)嚢璧玫椒技{米疏水涂料。

進(jìn)一步的，步驟（1）中，所述的揮發(fā)性酸為鹽酸、乙酸或它們的組合。

在上述方案基礎(chǔ)上，步驟（2）中，所述的氟碳硅烷偶聯(lián)劑為含十個碳以上不具揮發(fā)性的全氟乙氧基硅烷。