[发明专利]一种具有疏油疏水特性的自清洁涂料

说明书

一种具有疏水疏油特性的自清洁涂料，该涂料有环氧树脂作为成膜剂，纳米二氧化硅，聚四氟乙烯作为填料，经搅拌、除去气泡后涂装于工件表面，干燥后起到疏水、疏油的自清洁作用。该涂层可广泛用于厨房器具、卫生间内墙等等需要防水、防油的场所。本发明解决了纯聚四氟乙烯涂层加工成型困难的问题，而且拓宽了疏水、疏油涂层的应用范围，起到防水、防油的效果。

技术领域

本发明涉及一种自清洁涂料领域，尤其涉及一种具有疏水疏油特性的自清洁涂料的制备工艺领域。

背景技术

自清洁技术是近年发展起来的一种实用技术，该技术主要通过对基体材料进行表面等离子处理、表面刻蚀、表面涂覆或者改变基体本身表面特性等技术手段，改变基体材质表面与水的接触角或降低基体材质的表面能，使得水、油污等物质无法浸润基体表面，达到疏水、疏油的目的，从而减少细菌滋生的源头。该技术尤其常用在厨房、卫生间等容易产生油污的地方。上述技术中，表面涂覆因其操作方便、受场地限制型小等特点是应用最广泛的技术之一。表面涂覆技术即将具有自清洁功能的涂料喷涂、辊涂于器件表面，在其表面形成一层具有疏水、疏油的自清洁涂层；该涂层能够将表面污染物或灰尘颗粒在重力、雨水、风力等外力作用下脱落而除去，具有节水、节能、环保等优点，并能有效阻止或减少有机污染物的附着。

自然界中具有自清洁功能的植物很多，最典型的就是荷叶表面；研究表面荷叶表面具有纳米级的微突起，其与水的接触角高达150°，因此，水珠滴落到荷叶表面时，无法浸润荷叶表面；其表面的灰尘等污物也会随着滚落的水珠而被带走；因此具有良好的自清洁功能；该效应被称为“荷叶效应”。依据该荷叶效应，科技人员进行了大量的研究，开发出一系列不同的表面处理工艺来改善工件的、器具的表面特性，从而达到表面疏水、疏油抗油污的特性。如表面刻蚀法，在基材表面通过刻蚀形成一些微纳米级的结构，起到疏水、疏油的特性；还有模板法、等离子处理法、表面成膜法、溶胶凝胶法等等；这些研究都达到了一定的疏水、疏油特性，但是大都不利于推广应用。

针对疏水、疏油自清洁涂料存在的工艺成型性的问题，本发明提供了一种可操作性强的自清洁涂料的制备工艺；克服了传统自清洁涂料加工难、应用受限等特性。本发明所采用的技术方案是：，该涂料有环氧树脂作为成膜剂，纳米二氧化硅，聚四氟乙烯作为填料，经搅拌、除去气泡后涂装于工件表面，干燥后起到疏水、疏油的自清洁作用。本方案中，基体树脂采用双组份的水性环氧树脂，其应用广泛，与很多最后材质都具有良好的粘结性，且水性溶剂无污染。本方案中所采用的纳米SiO₂具有良好的自清洁作用，且其在环氧树脂中分散良好。形成纳米级微观结构，可以有效提高该自清洁涂层与水的接触角。本方案中选用的聚四氟乙烯超细粉末为全氟直链高聚物，是四氟乙烯单体(TFE)的高结晶聚合物，其分子量30000～200000，相比用的低分子氟化物具有更安全的特性；此外，聚四氟乙烯是目前已知的表面能最低的物质之一。

发明内容

为了克服目前自清洁涂料存在的问题，本发明所提供的技术方案是：一种具有疏水疏油特性的自清洁涂料，其所述的特征在于该涂料由双组份的环氧树脂作为成膜剂、纳米二氧化硅和聚四氟乙烯粒子作为填料，其组份按照以下比例配成：

水性环氧树脂：30~70%，

纳米SiO₂：5~10%，

聚四氟乙烯粒子：20~50%，

消泡剂：0.5~2%，

增粘剂：1~5%；上述所有组份之和为100%。

进一步，为了更好的阐释本发明所述的技术方案，本发明的特征在于所述的环氧树脂是由A组份和B组份组成，二者质量比A:B=3:1，且A树脂是水溶性的，其固含量是65%，B组份是胺类固化剂；可以常温固化。

进一步，一种具有疏水疏油特性的自清洁涂料，其所述的特征在于所述的纳米SiO₂的粒径是D50≤10nm；其表面采用硅烷偶联剂进行表面处理，偶联剂用量是其质量分数的1.5%。