[發明專利]一種超疏水疏油涂料溶液及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202310737589.2
• 申請日: 2023-06-21
• 公開（公告）號: CN116656158A
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 肖乃玉;李娟華;秦巖;王紅蕾;羅文翰;陳國健;仲蕓蕓
• 申請（專利權）人: 仲愷農業工程學院
• 主分類號: C09D1/00
• 分類號: C09D1/00;C09D7/61
• 代理公司: 珠海市君佳知識產權代理事務所(普通合伙) 44644
• 代理人: 劉戰勝

本發明公開了一種超疏水疏油涂料溶液的制備方法，用脂肪酸和/或樹脂酸與金屬氫氧化物和金屬碳酸鹽懸浮液反應制備金屬皂，再用金屬皂對金屬碳酸鹽母顆粒進行濕表面處理，處理后向其加入子顆粒疏水納米二氧化硅，經攪拌分散，制備得到分散均勻的懸浮液，即為超疏水疏油涂料溶液。將不同基材浸漬在超疏水疏油涂料溶液中，浸漬后干燥固化，形成超疏水疏油涂層。本發明方法降低了價格較貴的納米二氧化硅的加入量，在大大降低成本的同時達到了超疏水疏油的效果，所制得的涂層具有疏水疏油性、低粘附性、自清潔性和不易剝離性等性能。還公開了采用上述方法制得的超疏水疏油涂料溶液，以及所述超疏水疏油涂料溶液在基材表面制備超疏水疏油涂層中的應用。

技術領域

本發明屬于涂料技術領域，具體涉及一種超疏水疏油涂料溶液及其制備方法和應用。

背景技術

近年來，超疏水材料已在脫模劑、汽車制造業、服裝業等多個工業領域廣泛應用。超疏水材料中最常用作添加劑的含硅/氟元素的化合物，通常具有耐熱、耐腐蝕、憎水憎油、低摩擦系數等多種優異性能。但含氟化合物的制備一般需要較為苛刻的生產條件導致含氟原料成本居高不下，且含氟材料作為直接與人體接觸的食品藥品用接觸層材料時具有潛在的致癌風險，因此限制了其在食品藥品包裝以及醫用包裝領域的應用。相對而言，含硅疏水材料的價格低于含氟材料、生物相容性好，但其仍然存在原料成本較高的問題，若能在保持疏水材料疏水性能的同時降低含硅材料的添加量，將有效的降低疏水材料的成本。

輕質碳酸鈣是一種來源廣泛價格適中的材料，常被用作橡膠、紙張添加劑、胃與十二指腸潰瘍病的制酸劑、酸中毒的解毒劑、乳牛飼料填加劑，也可用作牙粉、牙膏及其它化妝品的原料，安全性高，但其不具有超疏水材料要求的低表面能，粉體易聚集無法超疏水。

發明內容

本發明的目的在于提供一種超疏水疏油涂料溶液的制備方法，該方法采用金屬皂對金屬碳酸鹽尤其是輕質碳酸鈣進行改性，使其具有超疏性，可降低價格較貴的超疏水材料納米二氧化硅的加入量，在大大降低成本的同時達到超疏水、疏油的效果。

本發明的目的還在于提供一種采用上述方法制成的超疏水疏油涂料溶液。

本發明的最后一個目的在于提供上述超疏水疏油涂料溶液在基材表面制備超疏水疏油涂層的應用。

本發明的上述第一個目的通過以下技術方案來實現：一種超疏水疏油涂料溶液的制備方法，包括以下步驟：

(1)金屬皂的制備

取金屬碳酸鹽母顆粒溶于水中，在水浴中混勻形成均勻的金屬碳酸鹽懸濁液；

取金屬氫氧化物加入水中制成堿性溶液；

取脂肪酸和/或樹脂酸加入堿性溶液中，加熱溶解后加入到金屬碳酸鹽懸濁液中，繼續加熱攪拌，抽濾，將抽濾后產品烘干研磨至粉末狀，得金屬皂；

(2)超疏水疏油涂料溶液的制備

在溶劑中加入金屬皂和金屬碳酸鹽，在室溫下混合攪拌后加入疏水納米二氧化硅繼續攪拌分散，即得到超疏水疏油涂料溶液。

在該超疏水疏油涂料溶液的制備方法中：

優選的，步驟(1)中所述金屬碳酸鹽為碳酸鈣、碳酸鎂和碳酸鋇中的一種或幾種。

在制備超疏水涂料溶液中，碳酸鈣是一種常用的金屬碳酸鹽，因為它的價格相對較低，易于獲得。碳酸鋇和碳酸鎂等金屬碳酸鹽也可以用于制備超疏水涂料溶液，并且具有一定的降低成本的功效。一些研究表明，碳酸鎂具有較好的超疏水性能，比碳酸鈣更具有抗污染性能，但是其價格相對較高。碳酸鋇在一些情況下也具有較好的超疏水性能，但是由于其毒性較大，使用時需要注意安全性。所以，從成本和安全因素考慮，采用的金屬碳酸鹽是碳酸鈣可能是更好的選擇。

因此，考慮到對人體的安全性、環境負荷、獲取成本等，更佳的，步驟(1)中所述金屬碳酸鹽為碳酸鈣。