一种常温免溶剂快速制备超疏水复合涂层的方法与流程

本发明涉及超疏水材料制备领域，更具体地说，它涉及一种常温免溶剂快速制备超疏水复合涂层的方法。

背景技术：

由于超疏水涂料具有优异的超疏水、自清洁、防腐蚀、防冰冻等特性，使其被广泛应用于人们日常生活及工农业生产中。例如，生活用品表面应用超疏水涂料，可抗菌自清洁、防腐蚀等；太阳能电池板面上涂覆超疏水涂层后,在雨水的洗刷下，表面灰尘容易被水滴冲落，并且冬天可以防止积雪的覆盖从而降低太阳能板的光转化率。

基于这类材料广阔的应用范围，近年来市场上出现了各种各样的超疏水涂料产品，经过研究调查发现，该类产品的制备方法都不可避免地使用到大量有机溶剂，且大多数生产工序还涉及到加热固化等工序，这些工序不仅延长了制备时间，还属于危险作业范围，增加了大规模工业化生产的难度。另外，使用大量有机溶剂不仅会对环境造成污染，还提高了产品本身危险系数

因此，本发明将运用简单的工艺在常温条件下快速制备一种无溶剂超疏水涂料，该发明涉及设备及工艺简单，操作简易，可完全避免传统制备方法中使用大量溶剂的弊端，能够大大降低生产成本，适合大规模生产应用的优点。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种常温免溶剂快速制备超疏水复合涂层的方法，能够更加简便、快捷、环保地合成出超疏水材料。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：包括如下步骤：

(1)、常温下，先将脂环族二元伯胺加入到聚氨酯改性双酚a型环氧树脂中，混合并搅拌均匀，得到混合液；

(2)、常温下，先将步骤(1)中制得的混合液涂抹在玻璃基材上，再在混合液上涂布疏水二氧化硅颗粒；

(3)、将步骤(2)所得到的玻璃基材通过悬挂和振荡手段除去表面多余的疏水二氧化硅颗粒，即得到超疏水复合涂层。

进一步地，所述步骤(1)中的搅拌时间为1-10分钟。

进一步地，所述步骤(2)中的疏水二氧化硅颗粒的厚度小于5μm。

进一步地，所述步骤(3)中悬挂和振荡的时间为1-10分钟。

进一步地，所述脂环族二元伯胺和聚氨酯改性双酚a型环氧树脂的质量比为1:(2-10)。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、本发明的制备方法，通过使用脂环族二元伯胺、环氧树脂和二氧化硅颗粒就能制备出超疏水材料；脂环族二元伯胺上的n原子易与二氧化硅粒子上的o原子相结合，而聚氨酯改性双酚a型环氧树脂上的羧基易与二氧化硅粒子上的si原子相结合，使得制备得到的超疏水材料具有极强的稳定性以及疏水性能。

2、本发明的制备方法，整个反应过程不需要使用任何溶剂，也不需要加热及长时间的固化，只需要将原料混合后涂布均匀，再在上面铺上一层疏水二氧化硅粒子，即可迅速获得超疏水复合涂层。本发明制得的超疏水玻璃对水滴具有超疏水性能，水在其表面的接触角大于151.9o，滚动角小于0.3o。

3、本发明仅通过原料简单的混合就能在常温下快速合成超疏水材料，通过简单的滚涂工艺就能实现大面积的施工，合成条件简单，快速，条件温和，避免了加热等步骤，节约能源。

附图说明

图1为本发明实施例1的超疏水复合涂层与水滴的接触角图片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。

实施例1

室温下，将0.2g脂环族二元伯胺加入到1.0g聚氨酯改性双酚a型环氧树脂中，搅拌均匀。随后将其均匀涂抹在玻璃基材表面，并将疏水二氧化硅颗粒涂布在其表面，保持二氧化硅颗粒厚度少于5微米。随后通过悬挂和振荡方式除去表面多余的二氧化硅颗粒，即得到超疏水玻璃。

实施例2

室温下，将0.1g脂环族二元伯胺加入到0.5g聚氨酯改性双酚a型环氧树脂中，搅拌均匀。随后将其均匀涂抹在玻璃基材表面，并将疏水二氧化硅颗粒涂布在其表面，保持二氧化硅颗粒厚度少于5微米。随后通过悬挂和振荡方式除去表面多余的二氧化硅颗粒，即得到超疏水玻璃。

实施例3

室温下，将0.4g脂环族二元伯胺加入到2.0g聚氨酯改性双酚a型环氧树脂中，搅拌均匀。随后将其均匀涂抹在玻璃基材表面，并将疏水二氧化硅颗粒涂布在其表面，保持二氧化硅颗粒厚度少于5微米。随后通过悬挂和振荡方式除去表面多余的二氧化硅颗粒，即得到超疏水玻璃。

采用中国东莞市普赛特检测设备有限公司生产的整体倾斜接触角测量仪对本发明实施例1的疏水性能进行表征。

以实施例1为代表，对本发明所制备的透明超疏水材料进行分析，其它实施例分析结果基本同实施例1，不一一提供。

超疏水性能测试：

图1为本发明实施例1的超疏水复合涂层与水滴的接触角图片。

从图1中可以看出，本发明的制备制得的超疏水复合涂层涂抹到玻璃表面，水在超疏水玻璃表面的接触角为151.9o，大于150o，说明材料具有超疏水性能。

本发明的制备方法，采用原料为脂环族二元伯胺、聚氨酯改性双酚a型环氧树脂和疏水二氧化硅粒子，反应过程无需使用任何溶剂，也无需进行加热及长时间的固化，只需要将原料混合后均匀涂布在玻璃材质上，再在上面铺上一层疏水二氧化硅粒子，即可迅速获得超疏水复合涂层。本发明制得的玻璃对水滴具有超疏水性能，水在其表面的接触角大于151.9o，滚动角小于0.3o。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种常温免溶剂快速制备超疏水复合涂层的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)、常温下，先将脂环族二元伯胺加入到聚氨酯改性双酚a型环氧树脂中，混合并搅拌均匀，得到混合液；

(2)、常温下，先将步骤(1)中制得的混合液涂抹在玻璃基材上，再在混合液上涂布疏水二氧化硅颗粒；

(3)、将步骤(2)所得到的玻璃基材通过悬挂和振荡手段除去表面多余的疏水二氧化硅颗粒，即得到超疏水复合涂层。

2.根据权利要求1所述的常温免溶剂快速制备超疏水复合涂层的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的搅拌时间为1-10分钟。

3.根据权利要求1所述的常温免溶剂快速制备超疏水复合涂层的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的疏水二氧化硅颗粒的厚度小于5μm。

4.根据权利要求1所述的常温免溶剂快速制备超疏水复合涂层的方法，其特征在于，所述步骤(3)中悬挂和振荡的时间为1-10分钟。

5.根据权利要求1所述的常温免溶剂快速制备超疏水复合涂层的方法，其特征在于，所述脂环族二元伯胺和聚氨酯改性双酚a型环氧树脂的质量比为1:(2-10)。

技术总结
本发明涉及一种常温免溶剂快速制备超疏水复合涂层的方法，包括如下步骤：(1)、常温下，先将脂环族二元伯胺加入到聚氨酯改性双酚A型环氧树脂中，混合并搅拌均匀，得到混合液；(2)、常温下，先将步骤(1)中制得的混合液涂抹在玻璃基材上，再在混合液上涂布疏水二氧化硅颗粒；(3)、将步骤(2)所得到的玻璃基材通过悬挂和振荡手段除去表面多余的疏水二氧化硅颗粒，即得到超疏水复合涂层。本申请的制备方法，与现有技术相比，整个制备过程无需添加溶剂、无需进行加热、且反应时间较短；所制备的超疏水复合涂层具有良好的超疏水性能。

技术研发人员：欧阳芳;闫志强;石罡;周凌杰
受保护的技术使用者：几何智慧城市科技(广州)有限公司
技术研发日：2020.06.29
技术公布日：2020.10.16