[发明专利]一种用于基材的疏水涂层及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及涂料领域，具体为一种用于基材的疏水涂层及其制备方法。

背景技术

当材料的表面接触角大于90时，水很难在其表面铺展和润湿，因此材料可以用来防水防污。当材料表面的接触角越大时，表面防水防污效果越好。用来增大材料表面疏水性的方法有很多种，其中在材料表面涂覆疏水涂料来构筑疏水涂层是最简单，最经济，也最有效的方法。现有技术是将有机硅涂料或者氟碳涂料涂覆于基材表面，利用硅和氟的表面迁移现象，在涂层最外层形成一层疏水层。然而，这种通过靠涂层中氟硅的迁移来实现疏水涂层，需要涂料中的氟硅含量较高，否则表面难以形成均匀致密的疏水层。但是，当氟硅含量较高时，涂层与基材的结合力就会降低，容易造成涂层的脱落，因此，这种光靠单层疏水涂料来实现疏水涂层的方法是有些缺陷和不足的。

发明内容

鉴于上述不足，本发明提供一种用于基材的疏水涂层及其制备方法，其具有良好的基材附着力，解决了传统疏水涂层良好疏水性与基材不润湿的矛盾，赋予基材表面疏水功能，提高了基材的耐腐蚀性。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种用于基材的疏水涂层，包括底层和表面层，所述底层涂布于基材上，所述表面层涂布于所述底层上，所述底层包括有机硅改性树脂和对应的固化剂，所述表面层包括硅烷偶联剂。

进一步地，所述有机硅改性树脂包括有机硅改性环氧树脂、有机硅改性丙烯酸树脂或有机硅改性聚氨酯树脂。

进一步地，所述硅烷偶联剂包括具有3-17个氟原子的氟硅烷偶联剂。

进一步地，所述氟硅烷偶联剂包括十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷、三十七氟硅烷偶联剂中的一种或多种。

进一步地，所述基材包括金属、陶瓷或塑料。

一种用于基材的疏水涂层的制备方法，包括如下步骤：

1)将有机硅改性树脂和对应固化剂溶解在溶剂1中制备底层涂覆液，将该底层涂覆液涂 布至基材上从而形成底层涂膜，该底层涂膜干燥后形成底层；

2)将硅烷偶联剂溶解在溶剂2中水解制备表面层涂覆液，该表面层涂覆液的浓度为1-5wt％,将该表面层涂覆液涂布至上述底层从而形成表面层涂膜，该表面层涂膜干燥后形成表面层。

进一步地，所述溶剂1为酯类、酮类或苯类溶剂，酯类溶剂包括甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸异丙酯、甲酸丁酯、甲酸异戊酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、乙酸异戊酯、乙酸环己酯、乙酸正丙酯、丙酸丙酯、丙酸丁酯、丁酸乙酯，优选乙酸丁酯；酮类溶剂包括丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、丁酮、环己酮、环戊酮，优选环己酮；苯类溶剂包括苯、甲苯、二甲苯，优选甲苯。

进一步地，所述溶剂2为醇类溶剂，包括甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、环己醇。

进一步地，所述涂布方法包括浸涂法、喷涂法、旋涂法、刮涂法、丝网涂布法，优选喷涂法。

进一步地，所述制备方法的步骤2)中，将硅烷偶联剂溶解在溶剂2中的水解时间为2小时，温度为室温。

本发明的有益效果是，提供一种疏水涂层结构，采用两层结构来构筑疏水涂层，一方面保证了底层与基材良好的结合，另一方面底层上的反应性官能团和表面层上的反应性官能团通过化学反应形成致密的疏水层，对改善疏水层与底材的结合力有较好的改善作用，解决了传统疏水涂层良好疏水性与基材不润湿的矛盾，赋予基材表面疏水功能，提高了基材的耐腐蚀性。

具体实施方式

为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例作详细说明如下。

本发明提供一种用于基材的疏水涂层结构，其由底层和涂布在所述底层上的表面层组成。

底层是有机硅改性树脂与固化剂通过在基材表面固化后形成，为了使底层中剩余可与表面层中硅烷偶联剂反应的硅氧烷基团，底层的固化反应程度为表干后，即可涂覆表面层。有机硅改性树脂包括有机硅改性环氧树脂、有机硅改性丙烯酸树脂、有机硅改性聚氨酯树脂，具体没有特殊说明，通用的有机硅改性树脂与固化剂都可以作为本发明制备底层的原料。

表面层是形成疏水性能的主要涂层，是硅烷偶联剂，尤其是氟硅烷偶联剂，包括十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷、三十七氟硅烷偶联剂中的一种或多种，混合物的比例不限，其中优选十七氟癸基 三甲氧基硅烷。

本发明提供一种用于基材的疏水涂层的制备方法，通过以下步骤来实现：