[發明專利]一種多重響應的可控自修復超疏水/高疏水涂層材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110575052.1
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113337178B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 游波;倪惺惺;李濱;王維俊
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D175/04;C09D183/04;C09D7/65;C09D7/61;C09D7/62
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

1.一種多重響應的可控自修復超疏水/高疏水涂層材料，其特征在于：

所述涂層材料包括：（a）至少一種具有可控“開關”高負載疏水性物質的復合微球，（b）至少一種環保型基體樹脂，（c）非必須粉體，（d）非必須疏水改性劑，（e）非必須溶劑，（f）非必須助劑；以總量計，各組分重量百分比為：復合微球1-40wt%，環保型基體樹脂10-80wt%，非必須粉體0-50 wt %，非必須疏水改性劑0-30wt %，非必須溶劑0-30 wt%，非必須助劑0-20wt%，其總重量滿足100%，且非必須粉體、非必須疏水改性劑、非必須溶劑和非必須助劑中，至少一種原料不為0；將高負載疏水性物質的復合微球、環保型基體樹脂、非必須粉體、非必須疏水改性劑、非必須溶劑和非必須助劑，采用物理混合方法制備涂料，將涂料液通過噴涂、刷涂或旋涂方法在基底上涂膜，在0-300℃干燥固化后，得到UV/NIR/酸/堿多重響應的可控自修復超疏水/高疏水涂層材料；制得涂層材料的水接觸角大于150°、滾動角小于10°；

首先制備負載疏水性物質的聚多巴胺微球，隨后在負載疏水性物質的微球表面引入納米顆粒并形成保護層；納米顆粒保護層一方面可以阻止修復劑的自發泄露，另一方面使微球本身形成較好的微納結構；

當涂層受到環境破壞而失去超疏水性時，在外界刺激下，所述外界刺激為加熱、UV、NIR或pH，高負載疏水性物質的復合微球表面的納米顆粒保護層降解微球本體或發生本身溶解，發揮“開關”的作用，使包覆的疏水性物質可控地釋放，從而使涂層表面恢復超疏水/高疏水性能；

高負載疏水性物質的復合微球的制備步驟為：將0.1-20.0 g油性液滴模板和0.5-50 g表面活性劑分散在20-200 mL溶劑中并形成均勻乳液，在乳液中加入0.1-20 g緩沖鹽顆粒和0.5-20 g多巴胺粉末，攪拌反應0.5-100 h后，分離得到介孔微球，隨后將介孔微球分散在20-200 mL 的0.1-100 g疏水油性小分子物質中，攪拌0.5-100 h后，加入0.5-100 g疏水改性的納米顆?；旌弦翰⒗^續攪拌反應0.5-100 h，分離得到具有可控“開關”高負載疏水性物質的復合微球；油性液滴模板為烷基硅油、含氫硅油、含氟硅油、礦物油或液體石蠟中的一種或幾種；表面活性劑為陽離子表面活性劑、兩性離子表面活性劑、二嵌段共聚物或三嵌段共聚物中的一種或幾種；疏水油性小分子物質為分子量100-1000的烷基硅油、含氟硅油、甲氧基硅烷或乙氧基硅烷中的一種或幾種；疏水改性的納米顆粒為納米二氧化硅、納米碳酸鈣、納米氧化鋅、納米氧化鎂、納米氧化鋯或納米二氧化鈦中的一種或幾種。

2.根據權利要求1所述的多重響應的可控自修復超疏水/高疏水涂層材料，其特征在于：所述環保型基體樹脂為環氧樹脂、醇酸樹脂、氨基樹脂、聚酯樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、有機硅樹脂、有機氟樹脂、聚硅氧烷樹脂、聚天門冬氨酸酯樹脂、水性聚乙烯醇樹脂或水性硅酸鹽樹脂中的一種或幾種。

3.根據權利要求1所述的多重響應的可控自修復超疏水/高疏水涂層材料，其特征在于：所述非必須粉體為經過表面疏水改性或未改性的無機粉體，具體為無機金屬氧化物、無機非金屬氧化物、不溶性碳酸鹽、不溶性硫酸鹽、不溶性磷酸鹽、不溶性氯化物或天然礦物中的一種或幾種。

4.根據權利要求1所述的多重響應的可控自修復超疏水/高疏水涂層材料，其特征在于：所述非必須疏水改性劑為甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、全氟辛基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、聚硅氧烷或聚硅氮烷中的一種或幾種。

5.根據權利要求1所述的多重響應的可控自修復超疏水/高疏水涂層材料，其特征在于：所述非必須溶劑為去離子水、醇、苯、醚、酮、酯或烴中的一種或幾種。

6.根據權利要求1所述的多重響應的可控自修復超疏水/高疏水涂層材料，其特征在于：所述助劑為涂料中常用表面活性劑、分散劑、潤濕劑、增稠劑、流平劑、消泡劑、防流掛劑、防閃銹劑、防腐劑、耐老化劑或熱穩定劑中的一種或幾種。