[發明專利]一種微納米二氧化硅/含氟聚氨酯耐磨超疏水涂層的制備方法

有效

• 申請號: 202011535695.5
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112625578B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 姚伯龍;王宇通;陳歡;倪亞洲;程廣鴻;王海潮;張晉瑞
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C09D175/04
• 分類號: C09D175/04;C08G18/12;C08G18/28;C08G18/44;C08G18/66;C08G18/32
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 時旭丹;張仕婷

1.一種微納米二氧化硅/含氟聚氨酯耐磨超疏水涂層的制備方法，其特征在于步驟如下：

（1）NCO封端聚氨酯的合成：

a、先將聚碳酸酯二醇PCDL及1,4-丁二醇BDO放在真空干燥烘箱中干燥以除去原料中的水分；

b、將干燥除水后的聚碳酸酯二醇PCDL和1,4-丁二醇BDO加入到帶有氮氣、機械攪拌裝置的燒瓶中，再將二異氰酸酯和催化劑添加到燒瓶中，機械攪拌，控溫反應時間；反應過程中加入溶劑A調節體系黏度，制得NCO封端聚氨酯；

（2）含氟FPU預聚物的合成：降溫，向步驟（1）所述反應器中開始滴加擴鏈劑反應；再滴加長支鏈氟醇反應，得到含氟FPU預聚物；

所述擴鏈劑為三羥甲基丙烷TMP；所述長支鏈氟醇為全氟己基己醇和/或全氟十醇；

（3）涂覆前板材預處理：將玻璃板放入丙酮中超聲清洗，隨后用溶劑B沖洗干凈，干燥后放入濃硫酸和過氧化氫的混合溶液中浸泡，取出用去離子水沖洗，得到羥基化的玻璃基板；

（4）微納米二氧化硅基板的制備：將白炭黑和二氧化硅加入到溶劑C中，室溫下攪拌超聲分散，得到二氧化硅懸浮液，在步驟（3）所得玻璃基板上滴涂，表干后再固化，制得微納米二氧化硅基板；

（5）耐磨超疏水涂層的制備：取步驟（2）所得含氟FPU預聚物用溶劑D稀釋，將稀釋液涂覆在步驟（4）所得微納米二氧化硅基板上，表干之后放入烘箱中烘，制得微納米二氧化硅/含氟聚氨酯耐磨超疏水涂層樣片。

2.根據權利要求1所述微納米二氧化硅/含氟聚氨酯耐磨超疏水涂層的制備方法，其特征在于：步驟（1）所述催化劑為二月桂酸二丁基錫和/或辛酸亞錫；

所述二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯TDI、4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯MDI及異佛爾酮二異氰酸酯IPDI中的至少一種；

所述溶劑A為丙酮、丁酮及N,N-二甲基乙酰胺中的至少一種。

3.根據權利要求1所述微納米二氧化硅/含氟聚氨酯耐磨超疏水涂層的制備方法，其特征在于：步驟（3）中所述溶劑B為乙醇、乙二醇及異丙醇中的至少一種；步驟（4）所述溶劑C具體為乙二醇、乙酸乙酯及乙二醇丁醚中的至少一種；步驟（5）所述溶劑D為乙酸乙酯和/或丙二醇乙醚。

4.根據權利要求1所述微納米二氧化硅/含氟聚氨酯耐磨超疏水涂層的制備方法，其特征在于步驟（1）具體為：

a、先將聚碳酸酯二醇及1,4-丁二醇放在50-80℃的真空干燥烘箱中干燥1-2h，以除去原料中的水分；

b、將9-13g經干燥除水的聚碳酸酯二醇和1-1.5g 1,4-丁二醇加入到帶有氮氣、機械攪拌裝置的燒瓶中，再將11.48-13.32g二異氰酸酯和0.01-0.03g催化劑添加到燒瓶中；機械攪拌器的轉速控制在300-400r/min，70-85℃反應2-3h；反應過程中加入溶劑A調節體系黏度至1000-1300mPa·s，制得NCO封端聚氨酯。

5.根據權利要求1所述微納米二氧化硅/含氟聚氨酯耐磨超疏水涂層的制備方法，其特征在于步驟（2）具體為：降溫至60-75℃，向上述反應器中開始滴加2-2.68g擴鏈劑，反應2-3h；保持溫度不變，再滴加20-22.41g長支鏈氟醇，反應2-3h，得到含氟FPU預聚物。

6.根據權利要求1所述微納米二氧化硅/含氟聚氨酯耐磨超疏水涂層的制備方法，其特征在于步驟（3）具體為：將玻璃板放入丙酮中，20KHz超聲清洗1-2h，隨后用溶劑B沖洗干凈，干燥后放入含有體積比為70%、濃度為98％的濃硫酸和體積比為30%、濃度為9.8mol/L過氧化氫混合溶液中，在60-80℃下浸泡1-2h；拿出后用去離子水沖洗，得到羥基化的玻璃基板。

7.根據權利要求1所述微納米二氧化硅/含氟聚氨酯耐磨超疏水涂層的制備方法，其特征在于步驟（4）具體為：將1-2g白炭黑和1-2g的二氧化硅加入到20-25g的溶劑C中，室溫下攪拌1-2h，40KHz超聲分散20-40min，得到二氧化硅懸浮液；在步驟（3）所得玻璃基板上滴涂，表干后在100-120℃下固化1-2h，制得微納米二氧化硅基板。