[发明专利]一种高透明耐磨超疏水复合涂层的制备方法

说明书

本发明属于超疏水材料技术领域，具体涉及一种高透明耐磨超疏水复合涂层的制备方法。将溶胶‑凝胶法制备的表面改性纳米二氧化硅粉体分散在无水乙醇中得到超疏水涂层溶液。在石材、金属、玻璃等基材表面先涂覆活性稀释剂改性的E‑51环氧树脂胶液，室温静置1~2h后再刷涂超疏水涂层溶液，得到高透明耐磨超疏水涂层，涂层与水的接触角为165°~175°，滚动角为2~5°，涂层玻璃在500~650nm的透光率大于84%，在2500Pa的压强下沿直线在320目的砂纸上摩擦1000cm后涂层与水的接触角大于90°。本发明所述的涂层制备方法简单、环保、成本低，适合玻璃、石材、陶瓷、木材、金属等材质的表面，应用前景广阔。

技术领域

本发明属于超疏水材料技术领域，具体涉及一种高透明耐磨超疏水复合涂层的制备方法。

背景技术

“超疏水”是指水滴在固体表面的接触角大于150°时固体表面所具有的浸润性，对于超疏水的启蒙来自于自然界中的荷叶，近年来仿生超疏水涂层的制备已经受到广泛关注，制备技术越来越多样、越来越成熟。但是制备的超疏水涂层往往存在两个问题——透明度和抗磨性差，这两个问题是超疏水涂层实际应用的强大阻碍。

专利文献CN106398334A公布了一种聚氨酯/聚氨酯-二氧化硅/二氧化硅功能梯度复合结构耐磨透明超疏水涂层，虽然此方法制备的涂层兼具透明性和耐磨性，但是该方法操作较繁琐，且制备超疏水层溶液时溶剂采用丙酮，具有毒性不够环保，制备的涂层还需要高达100~200℃的热处理，对温度要求高，不利于实际生产应用。专利文献CN106398334A公布了一种耐磨的超疏水涂层的制备方法，该方法是在基底上先覆上一层底漆，待底漆固化后将其粗糙化处理，最后在上面涂覆超疏水涂料，该方法虽然实现了涂层耐磨性的提升，但是底漆制备较繁琐，且最后制备的涂层不具透明性，应用价值小。因此利用简单、温和的方法开发一种透明、耐磨的超疏水涂层关乎超疏水技术的发展和应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高透明的耐磨的超疏水复合涂层的制备方法，所获涂层具有优异的超疏水性能和透明性，并且具备优良的耐磨性能，所用的方法操作简单、条件温和、易实现大批量生产应用。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

先在基底上覆上改性的环氧树脂胶，在其未完全固化时，在其上涂覆表面改性的纳米二氧化硅分散液，制备环氧树脂/二氧化硅超疏水复合涂层。其具有优异的超疏水性能，与水的接触角为165°~175°，滚动角为2~5°。耐磨性能体现在将该复合涂层在2500Pa的压强下沿直线在320目的砂纸上摩擦1000cm距离后，涂层大部分区域保持超疏水性（接触角>150°）、局部保持疏水性（接触角≧90°）。所制备的涂层玻璃在500~650nm的透光率大于84%，而未涂覆玻璃在500~650nm的透光率为91%。

上述高透明耐磨超疏水复合涂层的制备方法具体包括以下步骤：

（1）将环氧树脂E-51与活性稀释剂混合均匀后，再加入固化剂T-31，轻轻搅拌15-30min，即得改性的环氧树脂胶液；所述的活性稀释剂为正丁基缩水甘油醚、 乙二醇二缩水甘油醚中的一种或两种；环氧树脂E-51与活性稀释剂的质量比为100：10~25，环氧树脂E-51与固化剂T-31的质量比为100：30~50。

（2） 将步骤（1）中的改性环氧树脂胶液刮涂到基材表面，室温静置1~2h，胶液开始固化；

（3） 在涂覆了改性环氧树脂胶液的基材表面刷涂2~3遍表面疏水的纳米二氧化硅分散液，室温静置1~2h，即得透明的耐磨超疏水涂层，其中所述刷涂每遍的间隔时间为10~15min；

步骤（3）中表面疏水的纳米二氧化硅分散液的合成步骤为：

a确定表面疏水改性的纳米二氧化硅的合成原料摩尔配比为：正硅酸乙酯: 无水乙醇: 氨水: 蒸馏水:甲基三乙氧基硅烷= 1 : 30 : x : 1 : y，其中，0.18≤x≤0.36,0.5≤y≤0.75；