[发明专利]通用型无氟超疏水涂料及其应用

说明书

本发明属于防水整理领域，具体涉及一种通用型无氟超疏水涂料及其应用，所述通用型无氟超疏水涂料用于经预处理产生层次结构粗糙度和反应性巯基的基底材料，包括疏水剂、氧化剂和溶剂；所述疏水剂为巯基类疏水剂；所述溶剂为乙醇。本发明通用型无氟超疏水涂料不含氟物质，适用性广，适合多种基底材料表面的超疏水整理，与此同时，刻蚀的酶种类以及二硫键重建的巯基类的疏水剂和氧化剂等可用一系列的替代品替换，通用性强。

技术领域

本发明属于防水整理领域，具体涉及一种通用型无氟超疏水涂料及其应用。

背景技术

超疏水涂层因其优异的表面防护性能，在自清洁、防污、防腐等很多领域得到应用。超疏水涂层通常由较低的表面张力和层次结构粗糙度组成，但是疏水剂通常是含氟物质，其在环保可降解方面存在一定的问题，除此之外，疏水涂层包括颗粒，对基底材料粘附力弱，在使用过程中，涂层易脱落和加速流失，而失去表面的超疏水性。然而，表面接枝的牢固化学键合作用在功能性整理中显现除了独特的前景，因此，发展无氟和适用性广的超疏水涂层势在必行。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供了一种通用型无氟超疏水涂料及其应用，该涂料没有氟物质，适用性广，表面疏水性能优异。

按照本发明的技术方案，所述通用型无氟超疏水涂料，用于经预处理产生层次结构粗糙度和反应性巯基的基底材料，包括疏水剂、氧化剂和溶剂，所述疏水剂为巯基类疏水剂，所述溶剂为乙醇。

进一步的，所述疏水剂的含量为0.5-5vol％；所述氧化剂的含量为0.25-0.75g L^-1。

进一步的，所述疏水剂为十二烷基硫醇、十八烷基硫醇、二十四烷基硫醇、巯基聚二甲基硅氧烷或(巯基)甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物。

进一步的，所述氧化剂为氧气、臭氧、过氧化氢、碘单质、高碘酸钠或高锰酸钠。

本发明还提供了一种通用型无氟超疏水涂料的应用，包括以下步骤：

(1)将基底材料浸于刻蚀溶液中进行预处理，产生层次结构粗糙度，所述刻蚀溶液为酶、酸和碱中的至少一种；

(2)将预处理过的基底材料置于巯基类硅烷偶联剂的乙醇溶液中处理，引入反应性巯基；该过程使用巯基类硅烷偶联剂接枝，以此延伸了通用型无氟超疏水涂料在表面改性中的应用，适用性广，而不仅仅局限于蛋白质纤维的表面整理；

(3)将引入反应性巯基的基底材料浸于通用型无氟超疏水涂料内处理，经二硫键重建得到超疏水整理的基底材料，所述通用型无氟超疏水涂料为加有疏水剂和氧化剂的乙醇溶液；所述疏水剂为巯基类疏水剂，可经氧化剂氧化巯基与基底材料表面引入的反应性巯基交联，使基底材料表面变得超疏水。

进一步的，所述步骤(1)中的基底材料为棉织物时，刻蚀溶液为纤维素酶的水相溶液；基底材料为真丝或羊毛时，刻蚀溶液为蛋白酶的水相溶液；基底材料为合成纤维，刻蚀溶液为酯酶的水相溶液、酰胺酶的水相溶液、酸或碱。

进一步的，所述步骤(1)刻蚀溶液的浓度为5-25g L^-1，预处理的条件为50-70℃处理1-4小时。

进一步的，所述步骤(2)中巯基类硅烷偶联剂的浓度为0.10-0.25mol L^-1，处理条件为室温处理2-4小时后洗涤，90-140℃烘干。

进一步的，所述步骤(3)中疏水剂的含量为0.5-5vol％；氧化剂的含量为0.25-0.75g L^-1；处理条件为室温处理0.5-2小时后洗涤，90-140℃烘干。

进一步的，所述(巯基)甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物的粘度为5-150cst，巯基的摩尔分数为4-6％。

本发明的技术方案相比现有技术具有以下优点：