[發明專利]一種增強透明疏水涂層及其制備方法

在審

• 申請號: 202011553443.5
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112745702A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 朱波;耿志
• 申請（專利權）人: 上大新材料（泰州）研究院有限公司;上海大學
• 主分類號: C09D1/00
• 分類號: C09D1/00;C09D7/65
• 代理公司: 北京知呱呱知識產權代理有限公司 11577
• 代理人: 彭伶俐

本發明公開了一種增強透明疏水涂層及其制備方法，所述涂層的制備原料包括氟硅烷改性的二氧化硅納米粒子及單糖功能化甲基丙烯酸基。所述方法是將所述的涂層溶液涂覆于基材的表面，固化得到所述疏水涂層。本發明通過噴涂氟硅烷功能化的二氧化硅納米粒子，構建涂層主體減反增透及超疏水結構；利用單糖功能化甲基丙烯酸基聚合物中單糖的羥基與二氧化硅納米粒子反應，利用甲基丙烯酸基聚合物主鏈實現二氧化硅納米粒子之間的化學交聯，賦予疏水層良好的結構強度，從而提高涂層的機械強度。

技術領域

本發明涉及功能材料技術領域，具體涉及一種增強透明疏水涂層及其制備方法。

背景技術

減反增透超疏水涂層在日常生活中有著廣泛的應用潛力。減反增透性能可以減少玻璃基底對太陽光的反射，增加透過光，進而被大量應用于太陽能電池，玻璃外墻，汽車玻璃上。超疏水涂層作為自清潔涂層的一種，具有較大的表面粗糙度和低的表面能，導致了水在其表面的接觸角大于150度，滾動角小于10度，進而可以自由滾落，帶走涂層表面的灰塵，實現自我清潔。將超疏水性能與減反增透性能相結合，可以大幅節省功能光學玻璃的清潔成本，受到了研究者的廣泛關注，并取得了較大進展。

現有文獻公開的超疏水自清潔減反增透涂層采用靜電自組裝方法，將二氧化硅納米粒子和聚電解質交替組裝、燒結得到的表面粗糙的二氧化硅納米球涂層，通過化學氣相沉積法修飾氟硅烷，獲得效果良好的減反增透超疏水涂層。組裝層數多，工藝相對復雜。具有超雙疏自清潔功能的減反增透復合薄膜，包括三層納米結構：二氧化硅實心納米球層、平鋪于二氧化硅實心納米球層上的二氧化硅空心納米球層以及平鋪于二氧化硅空心納米球層上的酸性二氧化硅交聯劑的作用下交聯的二氧化硅納米片層，并通過煅燒交聯，利用氣相沉積法進行表面氟硅烷基團修飾，總厚度不超過1.5微米，具有良好的機械強度?，F有文獻還公開了一種耐磨及超疏水的寬光譜增透涂層的制備方法，其利用提拉法和化學氣相沉積技術制備介孔/空心/介孔/實心四層復合的致密的二氧化硅納米粒子超疏水減反增透涂層，可耐受3H鉛筆劃痕測試。

現有文獻報道的方法復雜，無法實現功能涂層的大尺寸大規模制備，不利于實際中的應用。

發明內容

為此，本發明提供一種增強透明疏水涂層及其制備方法。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

本發明提供一種增強透明疏水涂層，所述涂層的制備原料包括氟硅烷改性的二氧化硅納米粒子及單糖功能化甲基丙烯酸基聚合物。

本發明的一個實施例中，所述的單糖功能化甲基丙烯酸基聚合物的單糖化合物包括：葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脫氧核糖、木糖、L-阿拉伯糖或甘露糖。

本發明的一個實施例中，所述單糖功能化甲基丙烯酸基聚合物的甲基丙烯酸基聚合物包括2-氨基乙基甲基丙烯酸酯、2-氨基乙基甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸羥乙酯或甲基丙烯酸甲酯聚合物。

本發明的一個實施例中，所述二氧化硅納米粒子包括二氧化硅實心納米球、二氧化硅空心球；

所述二氧化硅納米粒子的粒徑為10～100nm。

本發明的一個實施例中，所述的氟硅烷包括全氟丁基硅烷、全氟辛基硅烷或全氟葵基硅烷。

本發明還提供一種增強透明疏水涂層溶液，所述涂層溶液是由二氧化硅納米粒子、所述的單糖功能化甲基丙烯酸基聚合物溶于乙醇溶液制成；

所述氟硅烷改性的二氧化硅納米粒子與單糖功能化甲基丙烯酸基聚合物總和的濃度為1～10mg/mL。

本發明的一個實施例中，所述乙醇與水的體積比為(1～5)：1。

本發明的一個實施例中，所述氟硅烷改性的二氧化硅納米粒子與所述單糖功能化甲基丙烯酸基聚合物的質量比為(10～100):1。