[发明专利]一种仿生保洁水性涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水性涂料及其制备方法，尤其涉及一种具有仿生自润滑作用的保洁水性涂料及其制备方法。

背景技术

自清洁涂层（保洁涂层）具有节水、节能、环保等优势，越来越受到人们的广泛关注，是目前材料学科研究的热点之一。目前，大都通过在表面构筑仿生超疏水涂层实现涂层自清洁功能，其主要通过在粗糙表面修饰低表面能物质和提高低表面能物质的粗糙度两种方式来实现。但目前报道的超疏水表面大都存在制备工艺复杂，条件苛刻，设备昂贵生产成本高、稳定性差等问题，大大降低其实用价值。除此之外，自清洁涂层大都采用含有机溶剂的材料制备而成。

随着环保意识的增强，世界各国都相继制订了挥发性有机物（VOC）排放的限量标准和法规。溶剂型涂料是VOC 的重要来源，对环境造成很大污染，对人体带来极大的危害，同时在施工、储藏、运输中存在易燃、易爆等安全隐患。水性涂料具有绿色、节能、安全、作用方便的特点，在世界各国得到了迅速发展。

仿生猪笼草自润滑表面具有抗有机液体、复杂液体(原油、血液等) 、冰以及生物膜黏附，抗压稳定性好，能够自修复等优点，近年来已成为自清洁新材料研究领域的一大热点。仿生猪笼草自润滑表面可达到分子尺度的光滑，能显著减小液滴滑动角和滞后角，能够高效抑制各种基材包括油脂、血液、冰以及生物膜的黏附，在自清洁涂料、海洋防污、防霜防覆冰、油水分离、生物医用领域具有广阔的应用前景。

基于以上分析，通过新型仿生手段，采用简单可控的工艺条件，使用操作简单的设备获得自清洁效果稳定性好且环保无污染的水性涂料，是自清洁涂层技术发展重点方向之一。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种具有仿生自润滑作用的保洁水性涂料，所制备的仿生保洁水性涂层具有自清洁效果稳定性好、环保无污染的特点。

本发明通过气凝胶负载硅油的方式，将具有润滑效果的硅油润滑液封进水性树脂涂料基材内部，结合气凝胶多孔结构的吸附和硅油在水性树脂表面的迁移行为，达到硅油润滑油在水性涂料基材表面的缓释作用，起到长久自润滑保洁的效果。

本发明的目的通过以下方式来完成：

一种仿生保洁水性涂料，其特征在于；主要由以下组分的原料制备而成：

水性树脂分散体 100质量份；

可缓释硅油功能浆料 3～100质量份；

去离子水 5～70质量份；

纳米材料 5～60质量份；

填料 0.5～80质量份；

功能助剂 0.5～80质量份；

其中，所述可缓释硅油功能浆料主要由以下按重量份数计的原料制备而成：

SiO₂气凝胶颗粒100质量份；

硅油 20～1000质量份；

表面活性剂 1～400质量份；

去离子水 50～1500质量份；

进一步的，所述功能助剂选用杀菌剂、成膜助剂、消泡剂、润湿剂、分散剂、流平剂、增稠剂、pH 调节剂、着色剂和固化剂的至少一种。

进一步的，所述的水性树脂分散体是丙烯酸树脂分散体、聚氨酯树脂分散体、聚酯树脂分散体、醇酸树脂分散体、环氧树脂分散体的至少一种。

进一步的，所述的杀菌剂为磺胺间二甲氧嘧啶、磺胺二甲嘧啶、甲氧苄氨嘧啶、二甲氧氨嘧啶、青霉素的至少一种。

进一步的，所述的纳米材料为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米级银粉的至少一种。

进一步的，所述的着色剂为有机颜料、染料、透明氧化铁、安巴粉、珠光颜料、金属颜料的至少一种。

进一步的，所述的固化剂为聚氮丙啶、碳化二亚胺、三聚氰胺的至少一种。

进一步的，所述的表面活性剂为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂的至少一种。

进一步的，所述的填料选用超细轻钙、滑石粉、沉淀硫酸钡、硅钙粉、硬脂酸锌的至少一种。

进一步的，所述的SiO₂气凝胶颗粒的密度为0.05~0.5g/ml，比表面积为300~1200m/g，粒径尺寸为0.5~1000μm。

为更好实现本发明，

所述的成膜助剂优选丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯的至少一种；

所述的消泡剂优选乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷的至少一种；

所述的润湿剂优选乙醇、甘油、吐温、丙二醇、聚乙二醇的至少一种；