[发明专利]超疏水涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超疏水涂料及其制备方法。该方法包括：形成复合纳米改性颗粒，所述复合纳米改性颗粒包括纳米二氧化硅和至少另一种氧化物；形成树脂基体，所述树脂基体包括成膜物和改性剂；形成涂料，所述涂料包括稀释剂、成膜物质和复合纳米改性颗粒，其中，在形成涂料的步骤中，所述成膜物质溶解于稀释剂中，所述改性剂与所述纳米二氧化硅键合。该方法在形成涂料的分散步骤中实现复合纳米改性颗粒的表面改性，从而减少工艺步骤和降低成本，并且利用复合纳米改性颗粒的组成来调节疏水特性和机械特性。

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，更具体地涉及一种超疏水涂料及其制备方法。

背景技术

超疏水涂料是涂料研究的重点方向。采用超疏水涂料可以在物体表面形成涂层。该涂层可以防止水的表面浸润和吸附，使得涂层表面的灰尘和杂质被水滴带走，从而实现自清洁的功能。进一步地，水滴在涂层表面的接触面积和附着力减小，从而容易在结冰之前从表面滑落，从而减小结冰成核的数量，并且容易去除已经凝结的冰粒。因此，超疏水涂层具有超强的自清洁能力，在防水、防污、防覆冰、防积雪、防腐蚀领域有重要的潜在应用价值。

例如，在车辆的挡风玻璃上形成超疏水涂层，可以使得水滴从涂层表面滑落，减少潮湿冷空气的凝结，从而维持高度的透明性，提高驾驶的安全性和便利性。在飞行器中，机体表面在高空低温环境下容易结冰，从而增加重量和降低空气动力性能。虽然可以采用加热的方法除冰，但该方法的操作方式复杂且能耗高。此外，飞行器越来越多地采用不耐高温的复合材料，该方法不能很好地适合于新型的飞行器。因此，采用超疏水涂料形成涂层成为重要的表面处理方法。

然而，传统的超疏水涂料生产加工工艺过于复杂，很难推广导致应用受限。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种超疏水涂料及其制备方法，其中采用研磨分散的方法，在形成分散液的同时实现纳米颗粒的表面改性，从而简化工艺和降低成本。

根据本发明的一方面，提供一种超疏水涂料的制备方法，包括：形成复合纳米改性颗粒，所述复合纳米改性颗粒包括纳米二氧化硅和至少另一种氧化物；形成树脂基体，所述树脂基体包括成膜物和改性剂；形成涂料，所述涂料包括稀释剂、成膜物质和复合纳米改性颗粒，其中，在形成涂料的步骤中，所述成膜物质溶解于稀释剂中，所述改性剂与所述纳米二氧化硅键合。

优选地，所述至少另一种氧化物包括选自纳米氧化锆和纳米氧化铝中的至少一种。

优选地，所述复合纳米改性颗粒包括纳米二氧化硅、纳米氧化锆和纳米氧化铝，并且根据涂料的疏水特性和机械特性确定三者的质量比。

优选地，所述成膜物包括选自有机硅树脂和有机氟树脂中的至少一种。

优选地，所述改性剂为硅烷偶联剂。

优选地，在形成涂料的步骤中，添加改性助剂。

优选地，所述稀释剂为丁酯，所述改性助剂为聚硅氧烷。

优选地，形成复合纳米改性颗粒采用球磨机进行分散，形成树脂基体的步骤采用搅拌分散机进行分散，形成涂料的步骤采用三辊研磨机进行分散。

根据本发明的另一方面，提供一种采用上述的方法制造的超疏水涂料，所述超疏水涂料包括：稀释剂、成膜物质和复合纳米改性颗粒。

优选地，用于形成飞行器的表面层。

根据本发明的方法在形成超疏水涂料时，采用的复合纳米改性颗粒包括可以与改性剂键合的一种纳米颗粒以及不能与改性剂键合的另一种纳米颗粒，从而可以利用复合纳米改性颗粒的组成来调节疏水特性和机械特性。

本发明通过理论研究和试验验证，可以获得超疏水性质最为有益的纳米例子复合配方，实现高效的超疏水性能。进一步地，通过简单复配方法制得一种新型超疏水涂料。该制备方法所需原料来源广泛，工艺简单，具有较大的成本优势，又有良好的市场前景。