[发明专利]一种羟烷基硅溶胶的合成及其超疏水涂料制备方法

说明书

本发明公开了一种羟烷基硅溶胶的合成及其超疏水涂料制备方法，包括氟硅树脂、钛白粉，滑石粉、羟烷基硅溶胶异氰酸酯固化剂、溶剂、流平剂、固化促进剂、消泡剂、分散剂。本发明的氟硅超疏水涂料固化后水接触角可达155°以上，滚动角再5°以下；工艺简单易行，操作简便，无需高昂设备投入，且能再常温条件下实现交联固化，均不含有有毒有害溶剂，对环境没有污染，绿色环保。羟烷基改性的纳米硅溶胶以及异氰酸酯固化级的引入不仅实现了树脂与树脂上下左右三维网状交联，而且有效改善了纳米杂化疏水涂层、涂膜的附着力，提高了涂层涂膜的耐摩擦牢度，且还使涂层具有一定的耐久性。

技术领域

本发明涉及超疏水涂层制备技术领域，具体涉及一种羟烷基硅溶胶的合成及其超疏水涂料制备方法。

背景技术

超疏水表面是指与水的接触角大于150°，而滚动角小于10°的表面。卓越的超疏水表面已在自然界生物的长期进化中产生，许多动植物表面具有超疏水和自清洁效果，如荷叶、水稻叶、蝉翼和水黾腿。其中最为典型的代表是荷叶的“出淤泥而不染”，即当雨水落在其叶片上时，表面的灰尘随着水滴一起滚落，达到了良好的自清洁效果，即所谓的“荷叶效应”。超疏水涂层材料具有许多独特的表面性能，如超疏水、自清洁、防腐蚀等，在很多领域具有潜在的应用价值。

有机氟材料及有机硅氧烷是表面能最低的两种材料，因其良好表面性能和疏水疏油性能在超疏水表面的制备中获得了广泛的应用。氟硅聚合物兼具有机硅的热稳定性、耐候性、分子柔顺性和有机氟的耐油、耐溶剂、低表面张力的特性，且表面性能更为优良。同时有机硅的引入也能大大降低氟硅材料的成本，可用作航天、航空、汽车、桥梁、建筑用耐久、自清洁涂料的聚合物组分，以及纺织品用＂三防＂整理剂、光纤和电缆的表面涂层材料等。

以往学者先后采用含氟物质和含硅聚合物对丙烯酸树脂改性进巧了大量的研究，制备的氟代聚丙烯酸及有机硅改性聚丙烯酸树脂的性能均有较大的改善。但氟代聚丙烯酸酯及有机硅改性聚丙烯酸树脂分别存在与颜填料相容性、耐低温性较差、耐磨性差、价格偏高及不易自干、耐溶剂性较差等缺点，导致了这两种树脂在市场上的推广受限。

将树脂与基材化学结合(共价结合)，或增加树脂与树脂组分之间的交联，均可改善涂层的耐摩性，提高涂层的耐摩擦牢度，这是涂层领域常用的策略之一。鉴于此，本专利在制备纳米键合氟硅树脂中，首先通过在其结构中引入活性C-OH(耐磨疏水涂层提供活性位点)，然后再借用外源性二官能异氰酸酯遇树脂C-OH易反应交联的特点，选择性的向其中加入了功能化材料助剂。不仅实现了树脂与树脂上下左右三维网状交联，而且有效改善了纳米杂化疏水涂层、涂膜的附着力，提高了涂层涂膜的耐摩擦牢度，且还使涂层具有一定的耐久性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是一种羟烷基硅溶胶的合成及其超疏水涂料制备方法，能够解决现有技术中颜填料相容性、耐低温性较差、价格偏高及不易自干、耐溶剂性较差等缺点。

本发明是通过以下技术方案来实现的：一种氟硅超疏水涂料，包括氟硅树脂、羟烷基硅溶胶、羟烷基硅溶胶、溶剂、颜料添加量、流平剂、分散剂、固化促进剂以及消泡剂混合制成。

作为优选的技术方案，其包括如下具体组分：

作为优选的技术方案，所述氟硅树脂为端羟基氟硅油，分子量在10000-30000之间。

作为优选的技术方案，所述自制羟烷基硅溶胶粒径在50-200nm之间。

作为优选的技术方案，所述异氰酸酯固化剂为HDI二聚体、HDI三聚体、HDI缩二脲中的一种。

作为优选的技术方案，所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丙酮中的一种或多种组合。

作为优选的技术方案，所述固化促进剂为三苯基膦、三乙胺、二月桂酸二丁基锡中的一种。