[发明专利]超疏水隔热涂层及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种隔热涂层材料，特别涉及一种针对不同温度的水体均具有防水隔热性能的超疏水纳米结构，属于材料科学领域。

背景技术

多孔隔热材料是利用其基体内封闭气孔中气体的低导热性来达到隔热效能的，是隔热材料体系中应用最广、最有效的材料之一。在建筑、航天、仓储等各个领域中起着保温、隔热的作用。常用的多孔隔热材料有：多孔无机气凝胶材料、有机泡沫塑料、有机-无机复合多孔材料等。例如公开号为CN 103101917 A、CN 101875785 A的专利中制备的二氧化硅气凝胶以及多孔聚硅氧烷均具有超疏水隔热性能。然而，上述隔热材料大都是用于隔绝大气环境中热交换，但应用于水体环境的隔热材料，尤其是对高温、低温水体具有超疏水隔热性能的材料未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超疏水隔热涂层及其制备方法，以克服现有技术中的不足。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种超疏水隔热涂层，主要是由对于不同温度的水体均具有超疏水以及隔热效果的多孔气膜层构成，所述多孔气膜层包括：

低导热率的固相材料，

以及，分布在所述固相材料内或固相材料之间的多个气孔；

其中，所述多孔气膜层内的气孔孔径为10 ～ 300nm，孔隙率为85 ～ 99%。

进一步的，所述涂层的导热系数为0.01 ～ 0.18W/k·m。

进一步的，所述涂层表面还具有凹凸不平的微结构。

进一步的，所述多孔气膜层表面还修饰有低表面能物质。

一种超疏水隔热涂层的制备方法，包括：空气填充在低导热率的固相材料之间形成多孔气膜层，

其中，所述多孔气膜层内的气孔孔径为10 ～ 300nm，孔隙率为85 ～ 99%，

所述涂层的导热系数为0.01 ～ 0.18W/k·m。

进一步的，该方法还可包括：在所述多孔气膜层表面修饰低表面能物质，从而使所述涂层表面呈现超疏水特性。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：该超疏水隔热涂层对不同温度的水体均具有高效的超疏水以及隔热效果，且安全性好，低耗环保，易于制备，具有很好的工业应用前景，例如可应用于建筑、航天、仓储等诸多方面，且不限于此。

附图说明

图1a-图1b分别是本发明实施例1-3中所获多孔气膜层的结构示意图；

其中：11-基底、12-低导热率的固体材料、13-填充在低导热率固体材料之间的多孔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

鉴于现有技术的缺陷，本发明的一个方面提供了一种超疏水隔热涂层，其主要是由对于不同温度的水体均具有超疏水以及隔热效果的多孔气膜层构成，所述多孔气膜层包括：

低导热率的固相材料，

以及，分布在所述固相材料内或固相材料之间的多个气孔；

其中，所述多孔气膜层内的气孔孔径为10 ～ 300nm，孔隙率为85 ～ 99%。

进一步的，所述涂层的导热系数为0.01 ～ 0.18W/k·m。

在一较为优选的实施方案之中，所述涂层表面还具有凹凸不平的微结构。

进一步的，所述低导热率的固相材料包括但不限于有机物、无机物或有机-无机纳米杂化材料，例如可选自但不限于氧化锌、氧化铁、聚甲基硅氧烷、烷烃、PA6/SiO₂有机-无机杂化材料、POSS/聚合物有机-无机杂化材料等。

进一步的，当以具有一定亲水性的固相材料构建多孔气膜层时，为获得具有前述超疏水隔热涂层，还应在所述多孔气膜层表面修饰低表面能物质。

当然，对于由其它固相构建的多孔气膜层，也可在所述多孔气膜层表面修饰低表面能物质，以进一步提升所述涂层的超疏水、隔热性能。

前述低表面能物质可选自但不限于氟硅烷、硅氧烷、聚四氟乙烯、硅烷偶联剂、高级脂肪酸等。

在一具体应用案例中，前述涂层的厚度可以控制在0.5 ～ 10 µm。

本发明的另一个方面还提供了一种超疏水隔热涂层的制备方法，其包括：低导热率的固相材料与空气形成多孔气膜层。