[发明专利]一种多官能团嘌呤类化合物和车漆用的超疏水材料及其制备方法

说明书

本发明涉及超疏水材料领域，具体涉及一种多官能团嘌呤类化合物和车漆用的超疏水材料及其制备方法；本发明的多官能团嘌呤类化合物修饰纳米材料，能够大大提升超疏水纳米材料应用时的附着力，同时本化合物上还带有嘌呤基团，能够提升超疏水材料的耐久性，该化合物的硅烷基在酸或碱的催化下和纳米材料的羟基缩合形成疏水材料，利用上述性质可用本化合物修饰纳米氧化物材料得到超疏水材料，提升超疏水材料的附着力和耐久性；另外，同时硅烷基水解后也能形成羟基，也可与基底材料面的羟基进行缩合，还进一步增大本化合物附着在玻璃的牢固性。

技术领域

本发明涉及超疏水材料领域，尤其涉及一种多官能团嘌呤类化合物和车漆用的超疏水材料及其制备方法。

背景技术

据不完全统计，全世界的机车保有量截止2017年已经达到十几亿辆，而且每年还在以 3％-5％的比例增加。我国的汽车保有量也接近2亿，而且还在以每年10％的幅度增加。汽车带来生活便利的同时，由于洗车引起的水资源消耗和环境污染问题也日益严峻。因此，车漆表面的免清洗自清洁成了日趋关注的问题。

超疏水是指材料的表面与水之间的接触角＞150°，这种材料具有良好的疏水能力，可以像荷叶一样实现防污自洁、防水等多种功能，是近十几年来学术研究和产业化应用的热点之一。通过对荷叶、蝴蝶、壁虎等具有超疏水本领的植物和动物的超疏水部位进行研究，逐渐归纳出具有超疏水特性的表面所应该具备的两个重要条件：一是表面必须具备有粗糙的微纳结构；二是表面必须要有低表面能物质的修饰。理论上，在任何材料表面进行上述的修饰，都可以达到超疏水的效果。就人工合成的超疏水材料而言，一般用纳米或微米的材料构建粗糙的微纳结构，而表面能修饰材料多选用低表面能的蜡、硅油或氟化物等。

将超疏水材料应用在车漆表面，也可实现超疏水自清洁作用，可以实现车漆免清洗。然而在实际应用的过程中逐渐发现超疏水材料的附着力差，超疏水材料会脱落；此外耐紫外性能不佳，超疏水性能衰减较快。

发明内容

为解决上述问题本发明提供一种多官能团嘌呤类化合物，该化合物具有羟基，可通过羟基与纳米材料的羟基缩合，作为超疏水修饰剂修饰纳米材料，同时该化合物上的嘌呤基团可吸收90％以上的紫外线，可吸收紫外线的波长为250-385nm，被吸收的紫外光以热的形式辐射掉，进而保护修饰剂的其他有机基团不受紫外光破坏，有助于提高超疏水材料的耐久性。另外，本化合物带有羟基和羧基，能与车漆表面的酯基形成氢键，增加与漆面间的附着力。

一种多官能团嘌呤类化合物，其结构式如式I所示，

其中，R₁、R₂、R₃选自碳原子数小于6的烷基和-H，R₄为-F或-H，n＝0-100。

该化合物的羟基在酸或碱的催化下和纳米材料表面的氧化物的羟基缩合，进而对纳米材料进行稳固修饰，该化合物还可以通过中间六元环上的羟基和羧基与车漆的酯基缩合形成氢键，增加超疏水纳米材料在车漆上附着力；同时，一般用的聚丙烯酸酯类涂料富含酯基，本该化合物上也富含酯基，增加了化合物与漆面的相容性；另外，该化合物的嘌呤基团可以吸收紫外线防老化，修饰剂的紫外可见吸收范围为250-385nm，可以吸收90％以上的紫外光，然后以热的形式辐射掉，这样可以保护修饰剂的其它有机基团不受紫外线的破坏，有助于提升耐久性；该化合物的结构中，R₄选为-H或-F，其中为F原子时，疏水性更好；R₁、R₂、R₃均为碳原子数小于6的烷烃，均可以取得良好的疏水效果和附着力。

更为优选的，R₁为甲基，R₂为丙基，R₃为己基，R₄为F，n＝0-10。