[发明专利]一种多重响应的可控自修复超疏水/高疏水涂层材料及其制备方法

权利要求书

1.一种多重响应的可控自修复超疏水/高疏水涂层材料，其特征在于：

所述涂层材料包括：（a）至少一种具有可控“开关”高负载疏水性物质的复合微球，（b）至少一种环保型基体树脂，（c）非必须粉体，（d）非必须疏水改性剂，（e）非必须溶剂，（f）非必须助剂；以总量计，各组分重量百分比为：复合微球1-40wt%，环保型基体树脂10-80wt%，非必须粉体0-50 wt %，非必须疏水改性剂0-30wt %，非必须溶剂0-30 wt%，非必须助剂0-20wt%，其总重量满足100%，且非必须粉体、非必须疏水改性剂、非必须溶剂和非必须助剂中，至少一种原料不为0；将高负载疏水性物质的复合微球、环保型基体树脂、非必须粉体、非必须疏水改性剂、非必须溶剂和非必须助剂，采用物理混合方法制备涂料，将涂料液通过喷涂、刷涂或旋涂方法在基底上涂膜，在0-300℃干燥固化后，得到UV/NIR/酸/碱多重响应的可控自修复超疏水/高疏水涂层材料；制得涂层材料的水接触角大于150°、滚动角小于10°；

首先制备负载疏水性物质的聚多巴胺微球，随后在负载疏水性物质的微球表面引入纳米颗粒并形成保护层；纳米颗粒保护层一方面可以阻止修复剂的自发泄露，另一方面使微球本身形成较好的微纳结构；

当涂层受到环境破坏而失去超疏水性时，在外界刺激下，所述外界刺激为加热、UV、NIR或pH，高负载疏水性物质的复合微球表面的纳米颗粒保护层降解微球本体或发生本身溶解，发挥“开关”的作用，使包覆的疏水性物质可控地释放，从而使涂层表面恢复超疏水/高疏水性能；

高负载疏水性物质的复合微球的制备步骤为：将0.1-20.0 g油性液滴模板和0.5-50 g表面活性剂分散在20-200 mL溶剂中并形成均匀乳液，在乳液中加入0.1-20 g缓冲盐颗粒和0.5-20 g多巴胺粉末，搅拌反应0.5-100 h后，分离得到介孔微球，随后将介孔微球分散在20-200 mL 的0.1-100 g疏水油性小分子物质中，搅拌0.5-100 h后，加入0.5-100 g疏水改性的纳米颗粒混合液并继续搅拌反应0.5-100 h，分离得到具有可控“开关”高负载疏水性物质的复合微球；油性液滴模板为烷基硅油、含氢硅油、含氟硅油、矿物油或液体石蜡中的一种或几种；表面活性剂为阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、二嵌段共聚物或三嵌段共聚物中的一种或几种；疏水油性小分子物质为分子量100-1000的烷基硅油、含氟硅油、甲氧基硅烷或乙氧基硅烷中的一种或几种；疏水改性的纳米颗粒为纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米氧化锌、纳米氧化镁、纳米氧化锆或纳米二氧化钛中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的多重响应的可控自修复超疏水/高疏水涂层材料，其特征在于：所述环保型基体树脂为环氧树脂、醇酸树脂、氨基树脂、聚酯树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂、有机氟树脂、聚硅氧烷树脂、聚天门冬氨酸酯树脂、水性聚乙烯醇树脂或水性硅酸盐树脂中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的多重响应的可控自修复超疏水/高疏水涂层材料，其特征在于：所述非必须粉体为经过表面疏水改性或未改性的无机粉体，具体为无机金属氧化物、无机非金属氧化物、不溶性碳酸盐、不溶性硫酸盐、不溶性磷酸盐、不溶性氯化物或天然矿物中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的多重响应的可控自修复超疏水/高疏水涂层材料，其特征在于：所述非必须疏水改性剂为甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、全氟辛基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、聚硅氧烷或聚硅氮烷中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的多重响应的可控自修复超疏水/高疏水涂层材料，其特征在于：所述非必须溶剂为去离子水、醇、苯、醚、酮、酯或烃中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的多重响应的可控自修复超疏水/高疏水涂层材料，其特征在于：所述助剂为涂料中常用表面活性剂、分散剂、润湿剂、增稠剂、流平剂、消泡剂、防流挂剂、防闪锈剂、防腐剂、耐老化剂或热稳定剂中的一种或几种。