專(zhuān)利名稱(chēng)：含納米粒子的超疏水水性氟硅丙涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種涂料組合物，尤其涉及一種含納米粒子的水性氟硅丙涂料。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，建筑與其配套的裝飾裝修業(yè)也同步進(jìn)入前所未有的高速 發(fā)展時(shí)代。,國(guó)人把建筑視為百年大計(jì)，要求外墻裝飾經(jīng)久耐用，普遍強(qiáng)調(diào)外墻涂料耐候 耐久的重要性，企望一經(jīng)涂裝永不落脫，而比較忽視涂料的耐玷污性能。其實(shí)作為外墻 裝飾涂料，耐玷污性與耐候性是一個(gè)問(wèn)題的兩個(gè)方面，具有同等重要性。如果涂料的耐 候性好，耐玷污性差，即便涂層百年不脫落，建筑物很快就骯臟陳舊，不能體現(xiàn)涂料對(duì)建 筑的裝飾效果；同樣，耐坫污性好，耐候性差，再亮麗的建筑外墻涂裝，也會(huì)因材料的 "老化"而不能持久。因此，外墻涂料的技術(shù)攻關(guān)應(yīng)將耐候性與耐玷污性結(jié)合起來(lái)進(jìn)行 研究。只有這樣外墻涂料的研究開(kāi)發(fā)才有出路，才有活力。
通常，疏水材料或者涂層的特征是具有90度或更大的靜態(tài)水接觸角(e)。諸如聚四 氟乙烯(PTFE)或者聚丙烯(PP)的疏水高分子材料已經(jīng)應(yīng)用了數(shù)十年，這些材料與工 程材料或者高度交聯(lián)的涂層相比，疏水性有限而且力學(xué)性能差。例如，PP的靜態(tài)水接觸 角約為IOO度，而作為已知表面能最低的高分子材料聚四氟乙烯的靜態(tài)水接觸角約為112 度。在本領(lǐng)域，某些疏水涂層被稱(chēng)之為超疏水涂層。超疏水涂層通常被定義為靜態(tài)水接 觸角大于150度的涂層。由于水珠在超疏水表面的接觸面積非常小，可以有效地抑制表 面的氧化、腐蝕、霜凍、電流傳導(dǎo)等現(xiàn)象；另外，超疏水表面的水滴不能在表面穩(wěn)定停 留，稍微傾斜表面便會(huì)從表面滾落而不留下任何痕跡。同時(shí)借助于滾落水珠的表面能而 帶走原表面集落的灰塵污垢，從而使表面具有自清潔能力。因此超疏水表面在工農(nóng)業(yè)生 產(chǎn)和人們的日常生活中都有著極其廣闊的應(yīng)用前景。例如，它可以用來(lái)減少覆冰量、防 污染、防污閃、抗氧化以及防止電流傳導(dǎo)等。此外，由于超疏水表面與水的親和力弱， 從而可以減少水對(duì)表面的摩擦阻力，這種特殊的用途可以為船舶的行駛減少更多的阻力， 并且其防腐性能也同樣是優(yōu)異的。
自然界中已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)有超疏水性質(zhì)的表面，例如蓮葉或者甘藍(lán)葉。在葉子的粗糙表 面上暗含的蠟減弱了水和污染粒子對(duì)葉子的粘附力，沉積在葉子片上的水滴只是滾落， 在此過(guò)程中匯集污垢粒子并清潔葉片。植物葉表面的自清潔效果引起了人們的很大的興趣。Barthlott和Neihuis通過(guò)觀察植物表面的微觀結(jié)構(gòu)，認(rèn)為這種自清潔的特征是由粗糙 表面上微米結(jié)構(gòu)的乳突以及表面蠟狀物的存在共同引起的，但是這并不全面。中國(guó)科學(xué) 家江雷通過(guò)對(duì)荷葉表面進(jìn)行環(huán)境掃描電鏡觀察，認(rèn)為粗燥的荷葉表面不單單具有微米結(jié) 構(gòu)，在這些微米級(jí)的乳突上還存在著納米級(jí)的結(jié)構(gòu)。這種微米結(jié)構(gòu)與納米結(jié)構(gòu)相結(jié)合的 階層二元結(jié)構(gòu)是引起表面超疏水的根本原因，并且由此產(chǎn)生的超疏水表面具有較大的接 觸角及較小的滾動(dòng)角。由于超疏水涂層易清潔以及具有低表面能，因而其在諸如顯示屏、 服裝、醫(yī)療器械、炊具等許多領(lǐng)域的應(yīng)用正變得日益常見(jiàn)。
一般來(lái)說(shuō)，超疏水性表面可以通過(guò)兩種方式來(lái)制備 一種是在疏水材料表面構(gòu)建粗 糙結(jié)構(gòu)；另一種是在粗糙表面上修飾低表面能的物質(zhì)。目前，許多制備粗糙表面的方法 己有報(bào)道，例如熔融垸基正乙烯酮二聚體(AKD， 一種石蠟)的固化；聚四氟乙烯存在 時(shí)聚丙烯的等離子體聚合或刻蝕；微波等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法；陽(yáng)極氧化法，即 將多孔氧化鋁凝膠浸入沸水中，將升華材料與硅石或鋁石混合；相分離法以及模板法等。 為了有效地得到超疏水表面，用低表面能物質(zhì)，如氟硅烷(FAS)對(duì)表面進(jìn)行修飾也是很 必要的，但是這種先構(gòu)造粗糙表面結(jié)構(gòu)再進(jìn)行氟硅烷表面修飾的兩步法存在一個(gè)很大的 問(wèn)題，要不是需要特殊的加工設(shè)備(如等離子體、激光等設(shè)備)，要不就是使用昂貴的材 料(如表面能極低的氟硅烷)，因而不能規(guī)?；褂?。
在US 6068911美國(guó)專(zhuān)利中公開(kāi)了同樣基于表面粗糙度原則的通過(guò)UV光固化含非反 應(yīng)性納米粒子和氟聚合物的樹(shù)脂而制備的超疏水涂層。其涂料的配方是由至少兩種溶劑 組成的，最易揮發(fā)的溶劑的蒸發(fā)將氟聚合物帶至表面，使其具有疏水性。惰性的非反應(yīng) 性納米粒子的存在導(dǎo)致表面粗糙并使整個(gè)涂層呈現(xiàn)超疏水性。因?yàn)樾枰猆V光固化，所 以該方法的使用也受到了很大的限制。另外，該法得到的涂層其超疏水性的耐久性還有 待改善。
在WO 01/92179國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)中通過(guò)氣相沉積法將氟聚合物擴(kuò)散通過(guò)無(wú)機(jī)層并覆蓋 表面，因而形成再生的表面層。這樣得到了具有大水接觸角和非常小滾動(dòng)角的硬的、光 學(xué)透明表面。然而，通過(guò)氣相沉積法制作這樣復(fù)雜的結(jié)構(gòu)非常地費(fèi)時(shí)費(fèi)力，并且可以涂 布的面積有限，可以擴(kuò)散的氟聚合物的釋放和洗脫也是不利于環(huán)保的。
在WO 2004/104116國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)中公開(kāi)了使用反應(yīng)性納米粒子與反應(yīng)性稀釋劑的 ,涂料組合物得到了具有各種性質(zhì)的疏水涂層，包括從具有低表面能的粗糙度的硬涂層到 具有高表面粗糙度的超疏水涂層。所謂反應(yīng)性納米粒子是通過(guò)與氟硅烷和其它帶有反應(yīng) 性官能基團(tuán)的硅垸共同反應(yīng)結(jié)合到納米粒子上，使得納米粒子同時(shí)具有可以跟稀釋劑或其它納米豐立子間交聯(lián)反應(yīng)，又使得納米粒子具有了很好的疏水性。納米粒子的形態(tài)則是 使用了長(zhǎng)徑比大于5或10的彎曲狀的納米粒子，成分上可以是金屬氧化物也可以是有機(jī) 納米粒子。另一方面，所用的反應(yīng)性稀釋劑優(yōu)選非極性的多反應(yīng)基團(tuán)含氟類(lèi)或者是二甲 基硅烷類(lèi)，例如聚全氟烷基二丙烯酸酯和聚二甲氧基硅氧烷二丙烯酸酯。由于使用了價(jià) 格昂貴的氟硅烷和多步的反應(yīng)性納米粒子的制備修飾，從而使得該方法在成本上不具有 可以大規(guī)模使用的現(xiàn)實(shí)性。另外該方法所用到的是有機(jī)溶劑體系，這也與當(dāng)今綠色環(huán)保 涂料的趨勢(shì)相背，在這些方面都是其仍需進(jìn)一步完善的。
CN 101007304A號(hào)中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)文獻(xiàn)中公開(kāi)了一種利用硝酸及硝酸的銅鹽和鎳鹽在 100攝氏度下對(duì)鋁板進(jìn)行腐蝕，得到超疏水的鋁及鋁合金表面的方法。該方法首先必須對(duì) 鋁表面進(jìn)行砂紙打磨，拋光膏打磨，反復(fù)于超聲中水洗、丙酮洗，最后于高溫下腐蝕。 盡管原材一斗成本不高，但是過(guò)程復(fù)雜成本未必可以很好的控制，而且經(jīng)腐蝕得到的表面 其穩(wěn)定性和耐久性是需要加強(qiáng)的。
CN 101117713A號(hào)中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)文獻(xiàn)中公開(kāi)了一種浸入-自組裝制備超疏水改性
Si02-聚氨酯復(fù)合涂層的方法，該方法通過(guò)在Si02表面利用胺基硅垸偶聯(lián)劑進(jìn)行修飾后，
制備得到改性Si02的二甲苯溶液；然后在基材上制備一層阿羅丁膜后，再刷制一層聚氨 酯涂層；最后將其浸入到改性Si02的二甲苯溶液中制得具有超疏水性的改性Si02-聚氨 酯復(fù)合涂層。該方法涉及到Si02表面修飾和有機(jī)溶液的浸制，所以也存在成本和環(huán)保等 問(wèn)題。
CN 101157809A號(hào)中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)文獻(xiàn)中公開(kāi)了一種超疏水EVA涂層的制備方法，利 '用將熱熔膠EVA溶解于芳香族溶劑中(如二甲苯、甲苯、苯)，再混以納米級(jí)的碳酸氫 銨，采用流延法將添加了碳酸氫銨的EVA溶液流布在基底上，在相對(duì)濕度為60%~75%， 室溫大氣環(huán)境下干燥18~30小時(shí)，得到了白色的超疏水涂層。該方法同樣用到了高度毒 性的芳香族溶劑和特殊化學(xué)試劑納米級(jí)的碳酸氫銨，同樣存在成本和環(huán)保等問(wèn)題。
蘭州化學(xué)所的張招柱研究員等人近期取得了突破性的成果，他們利用簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、 實(shí)用的復(fù)合有機(jī)涂層材料于鋁、銅、鋼等金屬材料表面構(gòu)筑出了具有微/納米結(jié)構(gòu)的超疏 水表面功能涂層材料，解決了超疏水涂層材料在工程應(yīng)用中構(gòu)筑方法復(fù)雜、工程實(shí)用困 難的要害技術(shù)問(wèn)題。該研究結(jié)果發(fā)表于近期出版的《先進(jìn)材料》G^vam^/A/加m'fl&, 2008, 20, 970-974)?？墒撬麄兝玫氖歉邷毓袒臒崴苄怨こ虡?shù)脂聚苯硫醚混以聚四氟乙烯， ..所以要成騁必須在350攝氏度的溫度以上。這樣的高溫條件對(duì)于其產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)仍然存 在著挑戰(zhàn)，而且聚苯硫醚也是一種價(jià)格不菲的工程塑料，然而其仍然不失為一種非常有前途的方法。但可以說(shuō)迄今為止，仍然沒(méi)有一種可以應(yīng)用于規(guī)?；a(chǎn)與施工，且成本
低廉、又環(huán)保的實(shí)現(xiàn)這種超疏水性質(zhì)的表面性能的涂料化的產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種成本低廉、制備方法簡(jiǎn) 單、環(huán)境友好、耐候、耐腐蝕、耐坫污且效果好的含納米粒子的超疏水水性氟硅丙涂料。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為一種含納米粒子的超疏水水性氟硅 丙涂料，其特征在于所述涂料是由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分混合配制而成-
水 30%~65%
硅丙乳液 10%~40%
水性氟樹(shù)脂乳液 10%~40%
納米氧化物粒子 1%~10%
無(wú)機(jī)^孔化合物 1%~15%
無(wú)機(jī)酸 余量。
上述組分中的水主要起稀釋作用；上述組分中的硅丙乳液可以為常規(guī)的硅丙乳液， 因?yàn)楣璞哂袠O好的耐候性與成膜穩(wěn)定性，所述硅丙乳液的固形物含量可控制在 30%~80%。
上述水性氟樹(shù)脂乳液可以為聚四氟乙烯乳液(PTFE)、四氟乙烯與全氟乙烯基醚共 聚物乳液(PFA)、四氟乙烯與六氟丙烯的共聚物乳液(FEP)、偏氟乙二烯的聚合物乳液 (PVDF)、四氟乙烯與乙烯的共聚物乳液(ETFE)中的一種或多種的混合物，所述水性 氟樹(shù)脂乳液的乳液粒子直徑為50~500納米，所述水性氟樹(shù)脂乳液的固形物含量可控制在 30%~800/"
上述納米氧化物粒子可以為二氧化硅(Si02)、 二氧化鈦(Ti02)、 二氧化鋯(Zr02)、 氧化鋁(A1203)、氧化鋅(ZnO)中的一種或多種的混合物，所述納米氧化物粒子的粒徑 為1~100納米。
上述無(wú)機(jī)制孔化合物為碳酸鹽，所述碳酸鹽可以為碳酸銨、碳酸氫銨、碳酸鈉、碳 酸氫鈉、碳酸鉀、碳酸氫鉀中的一種或多種的混合物。
由于上述涂料組合物中用到的硅丙乳液和水性氟樹(shù)脂乳液的pH值并不都是一樣的，
其穩(wěn)定的區(qū)間也各不相同，因此為了保證乳液的穩(wěn)定性，必須加入適當(dāng)?shù)臒o(wú)機(jī)酸來(lái)調(diào)節(jié)
組合物的pH值，pH值的控制范圍滿足7 11即可，該無(wú)機(jī)酸可以為鹽酸、硝酸、硫酸或 磷酸中的7種或多種的混合物。一種用上述的超疏水水性氟硅丙涂料制備得到的超疏水水性氟硅丙涂層，其特征在 于該涂層是由上述超疏水水性氟硅丙涂料經(jīng)涂布、干燥成膜后制備得到，所述涂層的水 靜態(tài)接觸角在150度以上，滾動(dòng)角在5度以下。
用所述的超疏水水性氟硅丙涂料制備上述涂層時(shí)，干燥成膜溫度控制在50~150'C， 干燥成膜時(shí)間應(yīng)不小于5 min，具體時(shí)間應(yīng)根據(jù)干燥成膜的溫度進(jìn)行掌握和控制。
將上述超疏水水性氟硅丙涂料涂布在不同的基材上可得到不同的涂層物品，所述的 基材可以為玻璃、金屬、石材、高分子聚合物或者涂料的底涂。也可以將上述超疏水水 性氟硅丙涂料涂布在己有的普通涂料制備的疏水涂層上，以得到復(fù)合涂層物品。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于提供了一種可廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)、內(nèi)外墻涂 料、汽車(chē)工業(yè)、船舶涂料、圖形媒體、交通標(biāo)識(shí)、顯示器工業(yè)、電力通訊設(shè)備等行業(yè)的 超疏水水性氟硅丙涂料。首先，該涂料所用到的原料均可在市場(chǎng)上任意購(gòu)得，而且是全 水性的，不需要對(duì)原料進(jìn)行特殊處理，也無(wú)須對(duì)原料進(jìn)行額外加工，因此本發(fā)明涂料的 原材料來(lái)源廣泛、成本低廉且簡(jiǎn)單易得，而現(xiàn)有技術(shù)中絕大多數(shù)的涂料都需要用到昂貴 的氟硅垸，而且也需要一些比較苛刻的反應(yīng)條件，所以成本會(huì)相當(dāng)?shù)母甙?。其次，根?jù) 常理可知一般不含有機(jī)溶劑的涂料都是相對(duì)環(huán)保的涂料，從本發(fā)明所使用的原料配方的 化學(xué)性質(zhì)就可以推斷出本發(fā)明涂料的環(huán)保性。
利用本發(fā)明的超疏水水性氟硅丙涂料經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的原料混合、涂布，再于準(zhǔn)室溫條件 下自然干燥成膜或經(jīng)高溫干燥就可以制備得到性能優(yōu)異的超疏水水性氟硅丙涂層，該涂 層的制備不僅工藝簡(jiǎn)單、重復(fù)性好，而且無(wú)需額外的反應(yīng)和昂貴的設(shè)備，無(wú)需任何化學(xué) 處理。制備得到的超疏水水性氟硅丙涂層為半透明或者白色涂層，涂層的水靜態(tài)接觸角 在150度以上，在配方合適的條件下可以達(dá)到160度以上，水滴在涂層上的滾動(dòng)角為5 ..度以下。該超疏水水性氟硅丙涂層的性質(zhì)穩(wěn)定，在50'C環(huán)境下將該涂層浸泡在lmol/L的 鹽酸或者是1N的氫氧化鈉溶液中150小時(shí)，其超疏水的性質(zhì)沒(méi)有發(fā)生變化。此外，原料 中用到的水性氟樹(shù)脂和硅丙樹(shù)脂保證了本發(fā)明涂層的耐候性，而納米氧化物粒子的穩(wěn)定 性也是眾所周知，我們所進(jìn)行的戶外耐玷污對(duì)照實(shí)驗(yàn)證明了本發(fā)明的涂層還具有良好的 耐玷污性。可見(jiàn)，本發(fā)明涂料制備得到的涂層結(jié)合了超疏水性、優(yōu)異的力學(xué)性能及易加 工性等優(yōu)點(diǎn)，具備像荷葉那樣的自清潔性功能。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制得的超疏水水性氟硅丙涂層的原子力顯微鏡圖(AFM); 圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制得的超疏水水性氟硅丙涂層的掃描電鏡圖(SEM);圖3為本發(fā)明實(shí)施例1制得的超疏水水性氟硅丙涂層與水的接觸角測(cè)試圖4為本發(fā)明實(shí)施例1制得的超疏水水性氟硅丙涂層與普通涂層(左)在戶外耐玷
污對(duì)照實(shí)驗(yàn)下的對(duì)比照片(45度傾斜戶外暴曬架，4個(gè)月)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例h
于攪拌下混合15g去離子水、10g硅丙乳液(固含量35%)、 7g聚四氟乙烯乳液(固 含量55%)、 3g納米二氧化硅水分散液(直徑5nm，固含量15%)和2g碳酸氫銨，用濃 鹽酸調(diào)節(jié)該混合物的pH值為8~10，攪拌均勻后得到含納米粒子的超疏水水性氟硅丙涂 料。
充分?jǐn)嚢枭鲜鲋频玫耐苛希?0微米厚度的濕膜制備器將涂料均勻涂布于玻璃表面， 在80'C下干燥15分鐘，所得白色涂層即為超疏水水性氟硅丙涂層(見(jiàn)圖1和圖2)。從 圖l和圖2我們可以看到，該超疏水水性氟硅丙涂層表面同時(shí)具有微米-納米的二元結(jié)構(gòu)， 在納米尺度上存在著120-130納米的顆粒(見(jiàn)圖1)，而在微米的尺度上我們可以看到涂 層確實(shí)有幾個(gè)微米大小的粗糙結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖2)。正是這樣的微米-納米的二元表面結(jié)構(gòu)為實(shí) 現(xiàn)超疏水提供了必要的條件。在圖3中，我們可以很清晰地看到超疏水水性氟硅丙涂層 的超疏水效果，用接觸角測(cè)試儀測(cè)試該涂層表面的潤(rùn)濕性，結(jié)果表明該表面與水的接觸 角為156±2°，滾動(dòng)角2±2°。
將本實(shí)施例的超疏水水性氟硅丙涂層產(chǎn)品和普通涂料的涂層產(chǎn)品進(jìn)行戶外耐坫污對(duì) 照實(shí)驗(yàn)，在戶外45度暴曬架上老化四個(gè)月，并對(duì)比各自的自清潔效果，從圖4可以清晰 地看到本實(shí)施例的涂層產(chǎn)品有著非常優(yōu)異的自清潔性能。
實(shí)施例2:
于攪拌下混合15g去離子水、15g硅丙乳液(固含量35%)、 9g四氟乙烯與全氟乙烯 .基醚共聚物乳液(固含量50%)、 lg納米二氧化鈦(直徑15nm)和2g碳酸氫銨，用濃 鹽酸調(diào)節(jié)該混合物的pH值為8~10，攪拌均勻后得到含納米粒子的超疏水水性氟硅丙涂 料。
充分?jǐn)嚢枭鲜鲋频玫耐苛?，?0微米厚度的濕膜制備器將涂料均勻涂布于聚對(duì)苯二 甲酸乙二酯(PET)表面，在5(TC下干燥15小時(shí)，所得白色涂層即為超疏水水性氟硅丙 涂層。用接觸角測(cè)試儀測(cè)試該涂層表面的潤(rùn)濕性，結(jié)果表明該表面與水的接觸角為152
±2°，滾動(dòng)角4士r。
實(shí)施例3:于攪拌下混合15g去離子水、8g硅丙乳液(固含量35%)、 12g四氟乙烯與六氟丙烯 的共聚物乳液(固含量58%)、 4g納米二氧化硅水分散液(直徑4nm，固含量15%)和 3g碳酸氫銨，用濃鹽酸調(diào)節(jié)該混合物的pH值為7 9，攪拌均勻后得到含納米粒子的超疏 水水性氟硅丙涂料。
充分?jǐn)嚢枭鲜鲋频玫耐苛希?0微米厚度的濕膜制備器將涂料均勻涂布于不銹鋼板 表面，在80'C下干燥15分鐘，所得白色涂層即為超疏水水性氟硅丙涂層。用接觸角測(cè)試 儀測(cè)試該涂層表面的潤(rùn)濕性，結(jié)果表明該表面與水的接觸角為153±2°，滾動(dòng)角3±2°。
實(shí)施例4:
于攪拌下混合15g去離子水、10g硅丙乳液(固含量35%)、 15g偏氟乙二烯的聚合 物乳液(固含量61%)、 3g納米三氧化二鋁(直徑90nm)和4g碳酸氫銨，用濃鹽酸調(diào) 節(jié)該混合物的pH值為7~9，攪拌均勻后得到含納米粒子的超疏水水性氟硅丙涂料。
充分?jǐn)嚢枭鲜鲋频玫耐苛希妹⒚缀穸鹊臐衲ぶ苽淦鲗⑼苛暇鶆蛲坎加阡X板表面， 在15(TC下干燥5分鐘，所得白色涂層即為超疏水水性氟硅丙涂層。用接觸角測(cè)試儀測(cè)試 該涂層表面的潤(rùn)濕性，結(jié)果表明該表面與水的接觸角為158±2°,滾動(dòng)角2土245。
實(shí)施例5:
于攪拌下混合15g去離子水、10g硅丙乳液(固含量35%)、 17g四氟乙烯與乙烯的 共聚物乳液(固含量55%)、 3g納米二氧化硅水分散液(直徑90nm，固含量15%)和3g 碳酸氫銨，用濃鹽酸調(diào)節(jié)該混合物的pH值為8~10，攪拌均勻后得到含納米粒子的超疏 水水性氟硅丙涂料。
充分?jǐn)嚢枭鲜鲋频玫耐苛?，?0微米厚度的濕膜制備器將涂料均勻涂布于聚碳酸酯 表面，在8(TC下干燥15分鐘，所得白色涂層即為超疏水水性氟硅丙涂層。用接觸角測(cè)試 儀測(cè)試該涂層表面的潤(rùn)濕性，結(jié)果表明該表面與水的接觸角為156±2°，滾動(dòng)角4±2°。
實(shí)施例6:
于攪f下混合15g去離子水、10g硅丙乳液(固含量35。/。)、 10g聚四氟乙烯乳液(固 含量55%)、 2g納米二氧化硅水分散液(直徑15nm，固含量50%)和3g碳酸氫銨，用 濃鹽酸調(diào)節(jié)該混合物的pH值為9~11，攪拌均勻后得到含納米粒子的超疏水水性氟硅丙 涂料。
充分?jǐn)嚢枭鲜鲋频玫耐苛?，?0微米厚度的濕膜制備器將涂料均勻涂布于聚氯乙烯 表面，在50'C下干燥15小時(shí)，所得白色涂層即為超疏水水性氟硅丙涂層。用接觸角測(cè)試 儀測(cè)試該涂層表面的潤(rùn)濕性，結(jié)果表明該表面與水的接觸角為161±2°，滾動(dòng)角3±2°。實(shí)施例7:
于攪拌下混合20g去離子水、14g硅丙乳液(固含量35。/。)、 12g聚四氟乙烯乳液(固 含量38%)、 2g納米二氧化硅水分散液(直徑15nm，固含量10%)和3g碳酸氫銨，用 濃鹽酸調(diào)節(jié)該混合物的pH值為9~11，攪拌均勻后得到含納米粒子的超疏水水性氟硅丙 涂料。
充分?jǐn)嚢枭鲜鲋频玫耐苛?，?0微米厚度的濕膜制備器將涂料均勻涂布于聚對(duì)苯二 '甲酸乙二醇酯表面，在IO(TC下干燥15分鐘，所得白色涂層即為超疏水水性氟硅丙涂層。 用接觸角測(cè)試儀測(cè)試該涂層表面的潤(rùn)濕性，結(jié)果表明該表面與水的接觸角為152±2°，滾
動(dòng)角4土1。
權(quán)利要求
1、一種含納米粒子的超疏水水性氟硅丙涂料，其特征在于所述涂料是由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分混合配制而成水 30％～65％硅丙乳液 10％～40％水性氟樹(shù)脂乳液 10％～40％納米氧化物粒子 1％～10％無(wú)機(jī)制孔化合物 1％～15％無(wú)機(jī)酸 余量。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含納米粒子的超疏水水性氟硅丙涂料，其特征在于所述水 性氟樹(shù)脂乳液為聚四氟乙烯乳液、四氟乙烯與全氟乙烯基醚共聚物乳液、四氟乙烯與六 氟丙烯的共聚物乳液、偏氟乙二烯的聚合物乳液、四氟乙烯與乙烯的共聚物乳液中的一 種或多種的混合物，所述水性氟樹(shù)脂乳液的乳液粒子直徑為50~500納米。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含納米粒子的超疏水水性氟硅丙涂料，其特征在于所述納 米氧化物粒子為二氧化硅、二氧化鈦、二氧化鋯、氧化鋁、氧化鋅中的一種或多種的混 合物，所述納米氧化物粒子的粒徑為1~100納米。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含納米粒子的超疏水水性氟硅丙涂料，其特征在于所述無(wú) 機(jī)制孔化合物為碳酸鹽。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的含納米粒子的超疏水水性氟硅丙涂料，其特征在于所述碳 酸鹽為碳酸銨、碳酸氫銨、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀、碳酸氳鉀中的一種或多種的混 合物。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含納米粒子的超疏水水性氟硅丙涂料，其特征在于所述無(wú) 機(jī)酸為鹽酸、硝酸、硫酸或磷酸中的一種或多種的混合物。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含納米粒子的超疏水水性氟硅丙涂料，其特征在于所述硅 丙乳液、水性氟樹(shù)脂乳液的固形物含量均控制在30%~80% 。
8、 一種用權(quán)利要求1~7中任意一項(xiàng)所述的超疏水水性氟硅丙涂料制備得到的超疏水 水性氟硅丙涂層，其特征在于該涂層是由超疏水水性氟硅丙涂料經(jīng)涂布、干燥成膜后制 備得到，所述涂層的水靜態(tài)接觸角在150度以上，滾動(dòng)角在5度以下。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的超疏水水性氟硅丙涂層，其特征在于干燥成膜溫度控制在 50~150°C ，干燥成膜時(shí)間不小于5 min。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種含納米粒子的超疏水水性氟硅丙涂料，該涂料是由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分混合配制而成水30％～65％，硅丙乳液10％～40％，水性氟樹(shù)脂乳液10％～40％，納米氧化物粒子1％～10％，無(wú)機(jī)制孔化合物1％～15％，還有少量的無(wú)機(jī)酸用于調(diào)節(jié)pH值。本發(fā)明還公開(kāi)了一種用該涂料制備得到的超疏水水性氟硅丙涂層，該涂層的水靜態(tài)接觸角在150度以上，滾動(dòng)角在5度以下。利用本發(fā)明的涂料制備得到的涂層結(jié)合了超疏水性、優(yōu)異的力學(xué)性能及易加工性等優(yōu)點(diǎn)，具備像荷葉那樣的自清潔性功能。
文檔編號(hào)C09D127/18GK101307210SQ200810031648
公開(kāi)日2008年11月19日 申請(qǐng)日期2008年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月2日
發(fā)明者碩 胡 申請(qǐng)人:碩 胡