[发明专利]耐磨超疏水涂料组合物

说明书

本发明涉及一种耐磨超疏水涂料组合物，该组合物至少包含：（ⅰ）具有氨基的超疏水纳米溶胶，（ⅱ）能与超疏水溶胶反应或通过氢键、分子间力与超疏水溶胶结合的树脂。该涂料组合物可用浸涂、旋涂、喷涂或淋涂的方法涂布于玻璃、金属、陶瓷、纸、布料等基体表面，形成超疏水涂层。其中在玻璃、金属等硬基材上形成的涂层具有优异的疏水性和耐磨性：接触角大于160°，滚动角1°；在100 g砝码的压力下，用240目的砂纸磨，每次磨10 cm，磨40次后接触角仍大于157°；铅笔硬度7~9H，附着力0~1级。

技术领域

本发明涉及一种耐磨超疏水涂料组合物。更具体地，涉及能够形成具有优异的超疏水性能和良好机械性能的超疏水涂层的涂料组合物。

背景技术

近年来，自然界超疏水界面性能引起了人们广泛的关注。超疏水表面是指对水接触角大于150 °，滚动角小于5°。这种表面具有许多独特的性能(如自清洁性、防腐防污、抗冰、减阻等)，在国防建设、工农业生产和日常生活中都有着极其广阔的应用前景。

目前关于超疏水涂层的报道很多，但是超疏水表面的实际应用还未能普及，许多问题亟待解决。其中最主要的一个问题就是机械性能差(如硬度、附着力、耐磨性等) 。大部分的超疏水表面在很小外力的破坏下就容易失去超疏水性能，有的甚至轻轻用手或者刷子就能擦掉。

到目前为止，国内外关于具有良好机械性能的超疏水涂层或者涂料的报道很少，而且其硬度都不会超过3H，耐磨性也仅仅只能在砂纸上面磨几厘米或几十厘米。最近，LuYao等人在《Science》2015，347:1132-1135上报道他们用胶黏剂将超疏水材料粘在不同的基材，得到了超耐磨的超疏水表面：涂在载玻片上，在100g砝码压力下，在240目的砂纸上面磨，每次磨10厘米，磨40次后仍然具有超疏水特性。但是这种双层体系的超疏水在实际施工应用中会带来不便。

因此，制备简单的具有优良机械性能的单层超疏水涂料具有重要意义，但是到目前为止还未见有文献报道。

发明内容

本发明主要针对以上缺点提供一种高硬度耐磨超疏水涂料组合物，用此超疏水涂料组合物形成的涂层具有优异的超疏水性能和机械性能。

为实现本发明的目的，本发明包括以下各项内容：

一种耐磨超疏水涂料组合物，其特征在于该组合物包含A、B两种组分，其中A组分为具有活性基团偶联剂和疏水剂改性的纳米二氧化硅溶胶，其固含量为：1~20%；B组分为能与A组份反应或通过氢键、分子间力与超疏水溶胶结合的树脂；所述的组份A与组份B的质量比为：1~20 : 1。

上述的具有活性基团偶联剂和疏水剂改性的纳米二氧化硅溶胶中具有活性基团偶联剂、疏水剂和纳米二氧化硅的摩尔比比为：1：（0.005~0.2）：（0.05~5）。

上述的疏水剂为十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、正十八烷基三乙氧基硅烷和正十八烷基三甲氧基硅烷中的至少一种。

上述的具有活性基团偶联剂为： NH₂(CH₂)₂NH(CH₂)₃Si(OR)₃，NH₂(CH₂)₃Si(OR)₃，NH₂(CH₂)₂NH(CH₂)₃Si(OR)₂R，NH₂(CH₂CH₂NH)₂(CH₂)₃Si(OR)₃；其中R为C1～C3的烷基。