[发明专利]超疏水涂层

说明书

相关申请的交叉引用

此申请是要求2013年1月30日提交的印度临时申请序号412/CHE/2013的优先权权益的非临时申请，兹以引用方式引入该临时申请的内容。

技术领域

本发明涉及具有内置的荷叶效应的反应性且高度耐用的超疏水涂层，所述涂层用于涂覆在包括用于需要拒水的各种应用的金属、塑料和玻璃的基底上。还披露了生产这些涂层的过程和使用所述涂层来使得表面疏水的方法。

背景技术

在如同汽车、航空航天和船舶设备的工业中，表面涂层不仅在保护部件防腐蚀方面而且在增强美感方面都起到至关重要的作用。在这些应用中，塑料、金属和玻璃表面的老化是主要问题。各种外部因素如固体(尘粒、燃烧的碳氢化合物等)和液体(水分、化学制品、泥水等)，在日常生活中影响基底。此问题对于金属而言更加严重，通常当水滴在表面干燥时，由于矿物质沉积而留下水印或水渍时，当其进一步与水和氧气接触时可导致腐蚀单元形成。以类似的方式

塑料和玻璃表面也面临在水蒸发之后的污点或水印的问题，这进一步影响被涂布的塑料部件的美观和挡风玻璃的透明视觉。然而，此固体、液体或气体吸附或可湿性现象是任何表面不可避免的，并且需要额外的体力工作和时间来清理那些基底。基于材料的物理和化学不均匀性，需要对各种材料的可湿性的理解。

市面上存在许多用来从需要脱水的表面拒水的产品。然而，这些可用的拒水涂层具有如上述会话中论述的某些缺点。

美国专利公开2011/0206925(Kissel等人)教导了基于聚合物气凝胶的超疏水涂层，该涂层可通过三步过程来实现。根据此发明，需要通过在150℃下加热3个小时来退火作为表面处理，以固化基底上的涂层，并且接触角可以仅高达140°。

美国专利公开2011/0177252(Kanagasbapathy等人)公开了一种制备超疏水涂层的方法，所述涂层包括含有助粘剂基团和低表面能基团的倍半硅氧烷的疏水纳米颗粒。涂层被涂覆在已经油漆好的/涂有蜡的金属/木材/玻璃/陶瓷表面上。在所公开的方法中，并非与基底反应，并且就长期耐久性而言较差。

美国专利公开2011/0159299(Linforf等人)公开了一种疏水涂层涂覆，其中涂覆步骤包括通过等离子体的表面处理。Linforf等人进一步公开了高达120°的水接触角。然而，所公开的组合物的疏水层需要等离子体表面处理。

美国专利公开2009/0064894(Baumaret等人)教导了一种本质上不透明的基于水的疏水自清洁涂层组合物。然而，此发明的涂层组合物不耐久。

美国专利公开2007/0141306(Kasai等人)公开了一种用于制备超疏水涂层的过程，其中公开了在浸入水中持续1小时的周期之后的沉积的0.02mL水滴的25°或更小的滑动角/滚动角。此公开的涂层的缺点是在浸入水中持续1小时的周期之后的剥离效应。

因此，需要一种缓解如以上所提及的现有技术的所有问题的改进的疏水涂层。

发明内容

本发明的实施例提供了一种超疏水涂层组合物，所述涂层组合物是用于玻璃、金属和塑料以及汽车漆面，可手动分配并且可以容易地涂覆到许多基底上的高度耐用的超疏水透明涂层。此外，本发明的超疏水涂层是用户友好的，因为涂布在室温下发生，并且可以由正常的手动喷涂的方法来涂覆。所述涂层的实施例在30分钟内干燥，并且产生以备用的超疏水效应。在诸如太阳能板、风力涡轮机表面、家用部件、金属涂布的家具、船舶设备零件、海上运动设备(如快艇挡风玻璃)、汽车挡风玻璃、汽车塑料部件、汽车车身以及航空航天应用的各种应用中，所述涂层有助于排斥水滴、露滴以及尘粒。

本发明的实施例提供了包括疏水剂、粘结剂或蚀刻化学品的超疏水涂层组合物。超疏水涂层组合物可以进一步包括溶剂。在某些其他实施例中，超疏水涂层组合物可以进一步包括溶剂和表面添加剂。

在一个实施例中，超疏水涂层组合物可以包括二氧化硅或钛的有机改性的纳米颗粒作为疏水剂，以及聚氨酯作为粘结剂，所述聚氨酯是由作为基体的多元醇和作为硬化剂的异氰酸酯形成的。超疏水涂层组合物可以进一步包括溶剂，所述溶剂可以包括二甲苯、乙酸丁酯、甲苯或乙酸乙酯。组合物可以进一步包括表面添加剂，所述表面添加剂可以是有机硅(silicone)改性的聚丙烯酸酯。

在一个实施例中，超疏水涂层组合物可以包括0.1至10重量份数的量的疏水剂和0.1至10重量份数的量的粘结剂、75至94重量份数的量的溶剂以及0.1至8重量份数的量的表面添加剂。