[发明专利]耐磨超疏水自洁涂层及其制备方法

说明书

本本发明公开了一种耐磨超疏水自洁涂层及其制备方法，该制备方法将玻璃硅树脂、氟硅高分子聚合物、纳米二氧化硅和全氟碳环醚溶剂按照质量比为1:(1～10):(0.05～0.5):(10～100)充分混合并搅拌均匀后静置分层，将静置后的下层混合物分离出再次搅拌均匀形成的自洁涂料喷涂于洁净干燥的固体表面进行固化得到耐磨超疏水自洁涂层，该制备方法操作简便，且制备所得的自洁涂层耐磨性、超疏水性和耐久性优异，特别适合制备大面积超疏水表面。

技术领域

本发明涉及一种固体表面处理剂，尤其涉及一种耐磨超疏水自洁涂层及其制备方法，属于自洁涂层技术领域。

背景技术

自洁涂料是通过水的作用达到表面自洁效果的涂料，根据其作用原理，自洁涂料可以分为超疏水自洁涂料和超亲水自洁涂料两种。而表面浸润性是固体表面的一项重要特征，其通常以接触角来表征液体对固体的浸润程度：一般来说，固体表面与水的接触角大于90°且小于150°时称为疏水表面，大于150°小于180°时称为超疏水表面；而大于5°小于90°时称为亲水表面，小于5°大于0°时称为超亲水表面。自洁涂料通过改变玻璃、陶瓷、金属或塑料等各种基材的表面性能，防止在其表面附着小水滴从而达到自洁效果的方式，主要有两类：一是建立超疏水表面，使水滴滚动滑落把污染物冲走以达到自洁效果；另一种是建立超亲水表面，当水滴接触到涂膜表面时会迅速铺展形成均匀的水膜，在重力作用下流走，这样就能有效带走污渍，从而保持表面清洁。

国内外大量关于超疏水表面作用机理及制备方法的报道均表明，低表面能和微米-纳米微观结构的共同作用能够赋予表面超疏水性能。目前已知的制备超疏水表面的方法主要有：溶胶-凝胶法、相分离法、模板法、蚀刻法、气相沉积法、自组装法等等，但这些方法多数存在对设备和工艺要求过高等问题，不适合大面积超疏水表面的制备；另外超疏水表面结构在使用过程中会发生腐蚀以及磨损等损坏，而长时间的光照射和污染物的积累也会导致超疏水表面性能的降低，这些因素都限制了超疏水涂料在现实生活中的应用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种耐磨超疏水自洁涂层及其制备方法，该制备方法操作简便，且制备所得的自洁涂层耐磨性、超疏水性和耐久性优异，特别适合制备大面积超疏水表面。

本发明的技术方案是：

本发明公开了一种耐磨超疏水自洁涂层的制备方法，包括下述步骤：

将玻璃硅树脂、氟硅高分子聚合物、纳米二氧化硅和全氟碳环醚溶剂按照质量比为1:(1～10):(0.05～0.5):(10～100)充分混合并搅拌均匀后静置分层，分离出静置后的下层混合物并将该下层混合物再次搅拌均匀形成自洁涂料，将该自洁涂料喷涂于洁净干燥的固体表面，并将该固体表面置于20℃以上的环境温度中固化4h以上，形成耐磨超疏水自洁涂层。

其进一步的技术方案是：

所述玻璃硅树脂为有机硅树脂预聚体的乙醇溶液，该有机硅树脂预聚体的乙醇溶液优选为甲基硅树脂的乙醇溶液，其固含量为30～35wt.％，其固含量更优选为30wt.％。

所述硅氟高分子聚合物的化学通式为：

其中n＝4～18，且x:y＝1:1.5～30.5。

所述纳米二氧化硅为无定形固体状纳米二氧化硅，其平均粒径不大于12nm。

所述全氟碳环醚溶剂为FF31型全氟碳环醚混合物溶剂。

所述玻璃硅树脂、氟硅高分子聚合物、纳米二氧化硅和全氟碳环醚溶剂的混合搅拌速度不低于300r/min且搅拌时间不低于15min。

所述静置时间不低于15min。

本发明还公开了一种上述制备方法制备所得的耐磨超疏水自洁涂层。

其进一步的技术方案是：