[发明专利]一种字画防沾污用透明超疏水涂料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种字画防沾污用透明超疏水涂料及其制备方法与应用，所述的方法为：在乙醇和水的混合液中加入无机纳米颗粒混合均匀，再向所得溶液中加入杂化硅氧烷、含氟硅氧烷，在室温下搅拌10～30min，然后用球磨仪球磨4～6h后得到超疏水涂料。本发明所述的字画防沾污用透明超疏水涂料作为字或画超疏水涂料的应用，所述的应用为：将所述的超疏水涂料涂覆在所述字或画的基底上，在80‑150℃下固化，即得超疏水防沾污涂层。该涂层表面具有很强的抗饮料甚至墨水/墨汁污染能力，以及一定的抗高温能力。同时本发明将二氧化硅的含量控制在一定范围内，可以达到很好的透明效果，不影响字画的外观。

一、技术领域

本发明涉及涂料技术领域，特别涉及一种字画防沾污用透明超疏水涂料及其制备方法与应用。

二、背景技术

纸是我们生活中非常普遍而且重要的材料，然而相比塑料，纸不能防水，而且容易受到外界的污染和破坏。近年来，超疏水涂料因其优异的性能如自清洁、抗高温、防污等，已应用到了各领域。超疏水涂料应用到纸张表面，可使纸张具有防水、防污、自清洁等性能[Applied Surface Science,2016,389,354-360；Langmuir,2012,28,4605-4608]。肖惠宁等将两种或两种以上具有不同熔点的蜡质进行热融混合，在融合、乳化、干燥后形成超疏水涂层[发明专利CN201310697984.9]。赵兴源等利用硅烷试剂、氟醚、氧化硅制成超疏水涂料应用到铜版纸，达到很好的超疏水效果[发明专利CN201710780548.6]。

然后，目前超疏水研究主要集中在空白纸，很少有文献对字画、油画等含有不同颜料的纸质材料进行研究。主要有三方面原因，一是因字画表面的墨汁和颜料成分复杂[Analytical Chemistry,2016,88,10971-10978；Journal Of Analytical And AppliedPyrolysis,2011,91,147-153]，成分中含有无机颜料颗粒、动物胶、香料及其他添加剂。其中动物胶作为活性剂，在墨汁和颜料中起着分散和粘附的作用，由多种不同的氨基酸组成，其中的胺基会影响超疏水涂层在其表面的形成。二是因超疏水字画需要很高的透明性，如透明性不佳，会影响字画的外观，而失去了保护的意义。三是因字画可能经常会接触外界的污染(如饮料污染、墨水污染、墨汁污染等)，而且字画一般需要高温熨烫后装裱，因此对于超疏水涂料的抗污性能、抗高温要求较高。综合以上因素，现有的超疏水涂料对于字画实现超疏水都存在一定的局限性。

三、发明内容

本发明的目的是提供一种用于字画防沾污的透明超疏水涂料及其制备方法，该涂料生产工艺简单、成本低、生产和涂装过程均环境友好，可以应用在不同类型宣纸(生宣、熟宣、半熟宣)为基底的字画作品，使字画具有防水、防污、抗高温、高机械稳定性等性能，并且该涂料还可以应用于纸张防水、织物防水等领域。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种字画防沾污用透明超疏水涂料，其特征在于：所述的超疏水涂料按照如下方法进行制备：

在乙醇和水的混合液中加入无机纳米颗粒混合均匀，再向所得溶液中加入杂化硅氧烷、含氟硅氧烷，在室温下搅拌10～30min，然后用球磨机球磨4～6h(优选4h)后得到超疏水涂料；所述的杂化硅氧烷的端基为能与字画颜料中的骨胶发生化学反应或形成氢键作用的环氧基和胺基；所述的含氟硅氧烷为R链上含有-CF₃或链段中含有-CF₂的氟硅烷；所述的乙醇、水、无机纳米颗粒、杂化硅氧烷、含氟硅氧烷的投料比为30～150mL：0～120mL：1～5g：1～5mL：1～5mL，优选为60～120mL：30～90mL：2～3g：2～3mL：2～3mL。

进一步，所述的无机纳米颗粒可选自下列一种或任意几种的组合：二氧化硅、碳酸钙、二氧化钛、氧化硼或碳酸镁(优选为二氧化硅)。