[发明专利]超疏水性耐磨透明涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超疏水性耐磨透明涂层，所述涂层至少为三层，所述涂层包括浸涂成型的纳米二氧化硅层和改性聚硅氧烷层，其中纳米二氧化硅与改性聚硅氧烷的重量百分比为纳米二氧化硅：改性聚硅氧烷＝1～20％；该超疏水的涂层具有良好的耐磨性和透明性，提高涂层使用的耐久性，且制作方法简便，易于操作。

技术领域

本发明涉及超疏水的功能涂层，特别涉及超疏水性耐磨透明涂层及其制备方法。

背景技术

超疏水涂层是与水的接触角(WAC)>150°、滚动接触角(SA)<10°的涂层。超疏水涂层具有优异的表面性能，如自清洁、防水、防腐蚀、抗污染等，在工业和日常生活中有着巨大的应用前景，越来越受到广泛关注。常见的超疏水涂层的制备方法有溶胶-凝胶法、电化学沉积法、模板法、粒子填充发、自组装法等，虽然已经报道了多种方法制备超疏水涂层，但受其工艺条件限制很难实现大规模工业化应用，因此，研究一种方法简便、易于操作、可大规模生产的超疏水涂层及其制备方法具有重要的应用价值和实际意义。且现有技术中超疏水性是较容易实现的，但耐磨性是其现实应用中的一大阻碍，耐磨性直接决定着涂层使用的耐久性问题，同时现有的超疏水涂层也很难满足透明性的要求。

因此，为了克服现有超疏水涂层的耐磨性和透明性问题，不仅能实现超疏水功能，还极大地满足了该涂层对耐磨性和透明性的要求，同时具有方法简便，易于操作的特点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种超疏水性耐磨透明涂层及其制备方法，不仅能实现超疏水功能，还极大地满足了该涂层对耐磨性和透明性的要求，同时具有方法简便，易于操作的特点。

本发明的超疏水性耐磨透明涂层，所述涂层至少为三层，所述涂层包括浸涂成型的纳米二氧化硅层和改性聚硅氧烷层，其中纳米二氧化硅与改性聚硅氧烷的重量百分比为纳米二氧化硅：改性聚硅氧烷＝1～20％；

进一步，所述纳米二氧化硅层由纳米二氧化硅溶于溶剂中形成的浸涂液中浸涂成型，所述改性聚硅氧烷层由改性聚硅氧烷溶于溶剂中形成的浸涂液中浸涂成型，所述改性聚硅氧烷与溶剂的重量份比为改性聚硅氧烷：溶剂＝1:8～1:2，所述纳米二氧化硅与溶剂的重量份比为纳米二氧化硅：溶剂＝1:400～1：20；

进一步，所述改性聚硅氧烷与溶剂的重量份比为聚硅氧烷：溶剂＝1：4，所述纳米二氧化硅与溶剂的重量份比为纳米二氧化硅：溶剂＝0.75:40；

进一步，所述纳米二氧化硅为疏水型气相二氧化硅R106、疏水型气相二氧化硅R202、疏水型气相二氧化硅R812、疏水型气相二氧化硅R812S、疏水型气相二氧化硅R972、疏水型气相二氧化硅R974、疏水型气相二氧化硅LA-R649、疏水型气相二氧化硅LA-R669、疏水型气相二氧化硅TS-530、疏水型气相二氧化硅TS-610、疏水型气相二氧化硅TS-720中的一种或两种以上混合物；

进一步，所述改性聚硅氧烷为聚氨酯改性聚硅氧烷、含氟聚硅氧烷、含氢聚硅氧烷、丙烯酸改性聚硅氧烷、环氧聚硅氧烷中的一种或两种以上混合物；

进一步，所述溶剂为无水乙醇、丙酮、甲苯、四氢呋喃、乙酸乙酯中的一种或两种以上混合物；

进一步，将基材分别于含有纳米二氧化硅的浸涂液中和含有改性聚硅氧烷的浸涂液中多次浸涂固化形成至少具有3层涂层结构的超疏水性耐磨透明涂层。

本发明还公开超疏水性耐磨透明涂层的制备方法，包括以下步骤：

a.将改性聚硅氧烷和纳米二氧化硅分别与溶剂混合制成浸涂溶液1和浸涂溶液2；

b.将洗净的基材先于浸涂溶液1中浸涂，然后再在浸涂溶液2中浸涂，浸涂的总次数为至少三次；

进一步，超疏水性耐磨透明涂层的制备方法，步骤a中，将改性聚硅氧烷和纳米二氧化硅分别溶于溶剂中后先搅拌10～60分钟，然后在超声处理10～60分钟形成浸涂溶液1和浸涂溶液2；