[发明专利]超疏水疏油涂料及其制备方法、超疏水疏油涂膜

说明书

本发明提供一种超疏水疏油涂料及其制备方法，包括步骤：1)将水、无机弱碱、二醇类同系物、烷基酚聚氧乙烯醚类乳化剂、磺酸盐和/或硫酸盐型阴离子乳化剂、交联单体和交联引发剂的混合物搅拌得乳白色稳定预乳液；2)乳白色稳定预乳液在40～90℃下反应1‑8h，降温后通过氨水调节pH值至7～8，得到硅丙乳液；3)将硅丙乳液、醇类溶剂、正硅酸乙酯和氨水搅拌均匀，加热至40‑80℃反应1‑10h，得共水解缩合混悬液；4)向共水解缩合混悬液中加入全氟烷基三乙氧基硅烷和/或全氟烷基三甲氧基硅烷，在50‑70℃下反应0.5‑8h，得到超疏水疏油涂料。该超疏水疏油涂料制备简单，具有良好的超疏水疏油特性。本发明还公开了基于涂料的超疏水疏油涂膜。

技术领域

本发明属于特殊涂膜技术领域，涉及一种超疏水疏油涂料及其制备方法和超疏水疏油涂膜。

背景技术

20世纪90年代以来，基于“荷叶效应”构筑的超疏水表面发展迅速，其在水环境下的自清洁、防结冰等方面应用广泛。因为固体表面不只会接触到水，还可能接触到其他表面张力相对较小的液体，如正己烷、大豆油、二碘甲烷等，这些油性液体易于在疏水表面铺展开，限制了超疏水表面在油污环境下的自清洁作用。故双疏、超双疏表面应运而生。双疏表面是指同时具有疏水、疏油性的一类表面，与水、油的接触角都大于90°；超双疏表面是指与水和油的接触角都大于150°的表面。相比之下，双疏表面比疏水、疏油表面更复杂，在实际应用中也有着巨大潜力，所以它的开发与研制更是备受关注。它将疏水、疏油表面各自的特性集于一身，除防污染、自清洁等基本功能外，在石油管道内壁的防腐，天线防冰，防生物附着，润滑油防爬行，皮革制品耐油、耐机械擦伤等方面也有出色表现，使其在众多工业领域及日常生活中有着广泛的应用前景。

研究表明，固体表面的双疏性是由表面的化学组成和微观几何结构共同决定的，即在低表面能物质上构建微纳复合二元结构或利用低表面能物质修饰具有粗糙微纳复合结构的表面。过去的20年里，已成功研究出许多方法来制备双疏、超双疏涂层，如化学蚀刻法、旋涂浸涂法、溶胶－凝胶法、化学沉积法和等离子技术等。

尽管已经有很多关于双疏、超双疏表面的报道，但仍然还存在很多亟待解决的问题。从技术方法上，很多用于制备双疏材料的方法仍然存在设备原材料昂贵、步骤繁杂、重复性差、只适合用于实验室研究却无法用于制备大面积双疏表面等；从稳定性方面来看，目前大多数制备的双疏表面化学稳定性差和对机械作用力很敏感，主要表现在恶劣的环境和一定的机械作用力容易使双疏性能丧失，这些都极大的阻碍了双疏表面的实际应用和工业生产。因此，选择经济合适的材料,开发操作简便、快速高效、重复性好、具有优良稳定性、可以大面积工业应用的双疏、超双疏表面越来越成为研究者们努力的目标。

发明内容

本发明的目的是提供一种超疏水疏油涂料及其制备方法，该超疏水疏油涂料制备简单，具有良好的超疏水疏油特性。

本发明的目的还在于提供超疏水疏油涂料做制备的超疏水疏油涂膜。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种超疏水疏油涂料的制备方法，包括步骤：

1)将水、无机弱碱、二醇类同系物、烷基酚聚氧乙烯醚类乳化剂、磺酸盐和/或硫酸盐型阴离子乳化剂、交联单体和交联引发剂的混合物搅拌得乳白色稳定预乳液；

其中，所述交联单体包括丙烯酸酯类单体、丙烯酸羟基烷基酯类单体、丙烯酸类单体和乙烯基三烷氧基硅烷，按照质量计，丙烯酸酯类单体：丙烯酸羟基烷基酯类单体：丙烯酸类单体：乙烯基三烷氧基硅烷＝(30～99)：(0～20)：(0～30)：(1～20)；无机弱碱的质量为交联单体质量的0.05％～5％，二醇类同系物的质量为交联单体质量的0.01％-5％，乳化剂的总质量为交联单体质量的0.1％-5％；

2)乳白色稳定预乳液在40～90℃下反应1-8h，降温后通过氨水调节pH值至7～8，得到硅丙乳液；