[发明专利]一种超疏水、透明、耐久涂层的制备方法和应用

权利要求书

1.所述超疏水、透明、耐久涂层包括下列质量比的室温固化树脂、溶剂和修饰纳米粒子；

所述涂层包括14％-50％室温固化树脂、50％-85％溶剂、0.25％-3％修饰纳米粒子。

2.所述的14％-50％室温固化树脂包括0％-75％的非必要硅烷和25％-100％的必要硅烷；

所述14％-50％室温固化树脂中0％-75％的非必要硅烷包括苯基硅烷、异丁基硅烷、丙基硅烷、3-(异丁烯酰氧)丙基硅烷、巯基硅烷、十八烷基硅烷、十六烷基硅烷、甲基硅烷、氯丙基硅烷、四甲氧基硅烷、聚二甲基硅氧烷(羟基封端)中的一种或多种；25％-100％的必要硅烷包括50％-75％的3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、25％-38％的N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、3％-25％全氟癸基三甲氧基硅烷；

所述14％-50％室温固化树脂的催化剂为二丁基二月桂酸锡，树脂为具有长氟基链、环氧基以及硅氧链的网状结构，长氟基链可以降低树脂的表面能，环氧基团、硅氧链可以与基板的硅氧键相互作用从而增强树脂与基板的结合力，同时环氧基团可以与氨基发生化学反应从而提高树脂的力学性能。

3.所述的50％-85％溶剂包括但不限于甲醇、乙醇、四氢呋喃、甲苯、乙酸乙酯、氯仿。

4.所述的0.25％-3％修饰纳米粒子包括80％-98％的纳米粒子和2％-20％的表面修饰剂；

所述0.25％-3％修饰纳米粒子中80％-98％的纳米粒子包括但不限于微米/纳米级的二氧化硅、二氧化钛、二氧化锆、聚合物纳米粒子等；2％-20％的表面修饰剂包括但不限于十七氟癸基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷。

5.本发明提出了一种透明超疏水涂层的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)：将一定量的非必要硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和二丁基二月桂酸锡混合在玻璃烧瓶中搅拌30min，然后将混合溶液在室温条件老化一定时间，随后一定量的全氟癸基三甲氧基硅烷加入到溶液中再搅拌30min，形成链状硅氧烷，最后，在混合液加入一定量的N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷搅拌十分钟后放置得到室温固化树脂；

步骤(2)：取预设质量比的纳米和表面修饰剂分散在一定量的溶剂中，在室温下以一定转速搅拌一段时间后，超声处理一定时间得到均匀分散的纳米粒子悬浮液；

步骤(3)：将步骤(1)所制备的树脂和步骤(2)所制备的纳米粒子悬浮液按照一定质量比混合并超声一定时间得到均匀混合液；

步骤(4)：将步骤(3)所制备的均匀混合液用旋涂或喷涂的方法涂敷在基板上，放置在室温24h后制得超疏水、透明、耐久涂层。

6.根据权利要求5所述透明超疏水涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中非必要硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、二丁基二月桂酸锡、全氟癸基三甲氧基硅和N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷的质量比为(50-80):(12-20):(0.2-0.5):(0.1-0.2):(6-10)。

7.根据权利要求5所述透明超疏水涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中纳米粒子与表面修饰的质量比为12:1，搅拌时间为1-3h，超声时间为1-2h。

8.根据权利要求5所述透明超疏水涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中树脂和纳米粒子悬浮液质量比为1:(1-6)超声时间为5-15min。

9.根据权利要求5所述透明超疏水涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中旋涂法：将基板放在旋涂机上，设置匀胶机参数为500rmp,10s和1000rmp,10s，然后将混合液滴落在基板上进行旋涂；喷涂法：将所制备的混合液放置于喷枪中，喷嘴与基材表面的距离保持在20-30cm，喷嘴直径为0.5mm，喷枪压力为0.15MPa，将混合液喷涂在基体表面。