[发明专利]一种水性纳米超双疏涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种水性纳米超双疏涂料及其制备方法，水性纳米超双疏涂料，由以下原料组成：水性树脂、纳米填料、疏水改性剂、流平剂、分散剂、去离子水，其中水性树脂为水性氟树脂、水性聚氨酯树脂、水性丙烯酸树脂、水性丙烯酸改性聚氨酯树脂，纳米填料为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、疏水改性硅藻土、疏水改性膨润土和煅烧高岭土。本发明制备的水性纳米超双疏涂料不使用有机溶剂，无VOCs排放、环保安全；还可以浓缩后现场兑水使用，降低了包装、储存、运输等成本；具有优异的防污、抗结露、抗结冰、抗结霜性能。

技术领域

本发明涉及疏水疏油界面技术领域，具体为一种水性纳米超双疏涂料及其制备方法。

背景技术

超双疏材料指各种水性和油性液滴在其表面呈球状，接触角大于150°的既疏水又疏油的材料。以超双疏材料为主要成分组成的涂料，具有自清洁、抗粘附、防腐蚀、减阻等优异性能，广泛应用于建筑物外墙、汽车玻璃、幕墙玻璃、舰船表面、卫星天线、电子器件外壳等领域。国内外对超双疏材料的研究已经有20多年时间，主要都是模仿荷叶表面微观结构，在两相界面构筑微纳结构，通过结构来实现超双疏性能，事实证明这也是最有效的方法。

现有技术中，专利CN105368308B公开了一种专用于金属板材的超双疏涂料，由成膜物质、防水防油剂、碳纳米管复配而成；专利CN107722827B提到一种由氟硅树脂和改性纳米二氧化硅/二氧化钛粒子，经球磨复合得到的超双疏涂料。以上技术在加工过程中都是采用有机溶剂，在使用过程中会有大量VOCs排放，不够环保，会对人体伤害一定程度伤害。为了克服这些缺陷，需要研发一种基于水性树脂的纳米超双疏涂料来改善以上问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种水性纳米超双疏涂料及其制备方法，以水性树脂、纳米填料、疏水改性剂、流平剂、分散剂、去离子水为原材料制备出的具有超疏水性、超疏油性、抗油污、防粘附、防腐蚀的水性纳米超双疏涂料。

为了实现上述目的，本发明采用以下方案

一种水性纳米超双疏涂料，由以下原料组成：

水性树脂、纳米填料、疏水改性剂、流平剂、分散剂、去离子水。

水性树脂在本发明中用作成膜剂，水分溶剂挥发后形成漆膜，使涂料具有连续性、柔韧性；纳米填料分为400-800nm和20-100nm两种粒径混合，可在涂料表面形成粗糙微纳结构，其具有高粘滞力的仿生超疏水疏油界面特性；疏水改性剂加入后，可以提升本发明的疏水性能；流平剂能够有效提高本发明涂料的流平性和均匀性，促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜；分散剂可以增加纳米填料在水性树脂体系中的相容性。

优选地，一种水性纳米超双疏涂料，按重量份计，其由以下原料组成：

优选地，一种水性纳米超双疏涂料，按重量份计，其由以下原料组成：

优选地，水性树脂为水性氟树脂、水性聚氨酯树脂、水性丙烯酸树脂、水性丙烯酸改性聚氨酯树脂中至少两种。

优选地，纳米填料为平均粒径400-800nm和20-100nm两种混合，比例为1∶1。

优选地，纳米填料为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、疏水改性硅藻土、疏水改性膨润土和煅烧高岭土中至少两种。

优选地，疏水改性剂为全氟癸基三乙氧基硅烷、全氟癸基三氯硅烷或十七氟癸基三甲氧基硅烷中的一种或几种。

一种水性纳米超双疏涂料的制备方法，其包括以下步骤：

S1、将水性树脂、疏水改性剂加入反应釜中，在高温及冷凝回流的条件下搅拌均匀，搅拌速度180-240rpm，搅拌时间45-60min，温度110℃-130℃；