[发明专利]一种超疏水感温变色复合功能涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超疏水感温变色复合功能涂层及其制备方法，所述涂层通过底漆‑面漆结合的方式得到，其中底漆材料的制备过程为：将羟基丙烯酸树脂和氟碳树脂依次分散于底漆溶剂中得到树脂分散液，加入扩链剂反应，陈化后加入填料、硅烷偶联剂和感温变色粉，均匀后即得；所述面漆材料为超疏水二氧化硅面漆分散液。本发明制备的超疏水感温变色涂层不仅能如传统的感温变色涂层一样能够实现感温可逆和不可逆变色，而且具有优异的超疏水自清洁性能，接触角在150°以上。该涂层可用于电气设备、机械设备、建筑工业、车辆船舶、宇航热控涂层等方面，具有极大的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明属于功能涂料技术领域，具体涉及一种超疏水感温变色功能复合涂层及其制备方法。

背景技术

近年来，随着各类功能材料的蓬勃发展，人们越来越注重材料使用功能的多元化。功能材料是指通过光、电、磁、热、化学、生化等作用后具有特定功能的材料。一些材料能在外界环境和内部条件变化时做出适度的响应等性能特点，如具有感知功能、反馈功能、信息识别功能(如光、电、热等)、驱动功能。例如感温变色材料就是一种具有智能响应的材料，当环境温度改变时它能够产生颜色的变化。其原理是温变颜料受热后，内部的分子之间发生了微妙的变化，导致呈现不同的色彩。温变材料属于有机颜料，变色灵敏度高，有明显的变色界限。温变颜料的变色是遇到温度变化后快速灵敏地在短时间内显示出鲜明的颜色变化，前后颜色对比很明显，易于识别，如红变蓝、蓝变白、黑变白等。由于具有可自由变色、变色可逆性、阻断与外界反应、良好的形状稳定性、灵敏度高等优点，感温变色材料已广泛应用于示温材料、建材节能材料、防伪标记、机械设备和日用装饰等许多领域，因此受到国内外许多学者的关注。

随着现代工业和人工智能的快速发展，单一的感温变色性能难以满足材料在严苛环境和新兴领域中的使用要求。如专利CN201510613098.2公开了一种固化型防水防护与感温变色涂料及其制备方法，采用固化剂、稀释剂、防水成膜剂、紫外隔离剂、感温变色剂、分散剂混合，得到一种能够有效隔离酸雨对喷绘装饰涂层的腐蚀的涂料。如专利CN201710350116.1公开了一种感温可逆变色涂料的制备及应用工艺，将清漆、温变粉、稀释剂等原料进行混合，形成均相稳定的溶液或混悬液；所得感温可逆变色涂料可将应用于具有温度变化的空间内的基材表面(如户外家具、街灯、指示牌等)。如专利CN201410419940.4提供了一种具有可逆性感温变色的水性液态硅藻涂料，此发明的可逆感温粉有一阶可逆感温粉和二阶可逆感温粉，制备的一阶可逆感温变色涂料涂刷在墙壁上，可实现颜色为有色与白色的互变，二阶可逆感温变色涂料涂刷在墙壁上，可实现颜色为一种颜色与另一种颜色的互变。

目前温变材料功能相对单一，仅能够实现感温变色功能，若能赋予温变材料超疏水功能，制备一种感温变色超疏水复合功能材料，则可实现即具有自清洁功能又具有感温变色功能的多功能复合涂层。超疏水材料是指水在其表面的接触角大于150°、滚动角小于10°的材料。超疏水材料之所以表现出超强的疏水性能，一方面是由于低表面自由能物质的存在，使得水滴难以在材料表面铺展；另一方面是由于丰富的微-纳多级结构使空气在固液两相之间形成“气垫层”，进一步减小固液接触面；通过两方面的共同作用，可赋予超疏水材料自清洁、表面防污、防腐蚀、防覆冰、减阻等功能。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种超疏水感温变色复合功能涂层，其不仅具有快速可逆热致变色响应、良好的自清洁效果、机械强度、耐摩擦和抗酸碱腐蚀等性能，而且适用于多种基材表面。

为了实现上述目的，本发明的技术方案具体如下：

一种制备超疏水感温变色复合功能涂层的方法，包括如下步骤：

1)将羟基丙烯酸树脂和氟碳树脂依次分散于底漆溶剂中得到树脂分散液，加入扩链剂反应，陈化后加入填料、硅烷偶联剂和感温变色粉，均匀后即得底漆材料；

2)向醇类溶剂中加入催化剂和TEOS进行反应，陈化，得到SiO₂纳米分散体，再加入HMDS反应得到面漆材料；