[发明专利]一种水性光固化超疏水涂料及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种水性光固化超疏水涂料及其制备方法与应用，属于水性防水涂料领域。该水性光固化超疏水涂料，原料组分及其质量百分比为光固化涂料1～10％，纳米颗粒水相分散液0.5～5％，余量为水；其中，光固化涂料的原料包括疏水剂、交联剂、光引发剂。本发明采用无溶剂法制备，无论是加工过程还是产品应用，都符合国家环保要求，制备方法简单，对设备要求不高，且成本极低，黏度适中，适合多种功能性整理工艺和基底材料，表面张力较低，且涂层的防护耐久性好。

技术领域

本发明涉及水性防水涂料技术领域，尤其是指一种水性光固化超疏水涂料及其制备方法与应用。

背景技术

超疏水涂料因其优异的表面防护性能，如自清洁、防污、防雾、防冰、防腐等，在很多领域得到应用。超疏水涂料通常由较低的表面张力和层次结构粗糙度组成，但是疏水剂通常需要有机溶剂溶解，且疏水涂层包括颗粒，对基底材料粘附力弱，在使用过程中，涂层易脱落和加速流失，而失去表面的超疏水性。随着国家对环保性的要求，水性涂料、光固化涂料和粉末涂料等是国家大力主推的方向，然而粉末涂料因其较高成本、特定的应用领域以及整理条件的苛刻而受到一定的限制。因此，对于大力发展简单、短流程和性能优异的环保型的水性、光固化涂料的要求是迫切的。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种水性光固化超疏水涂料及其制备方法与应用。该涂料避免了有机溶剂的使用，可适用于多种基底材料，适合工业加工生产，表面疏水性能优异，耐久性优异。

本发明的第一个目的是提供一种水性光固化超疏水涂料，原料组分及其质量百分比为光固化涂料1～10％，纳米颗粒水相分散液0.5～5％，余量为水；其中，光固化涂料的原料包括疏水剂、交联剂、光引发剂；所述疏水剂为不饱和，且具有较低HLB值的表面活性剂。

在本发明的一个实施例中，所述表面活性剂为季戊四醇油酸酯，单取代、双取代和三取代的季戊四醇油酸酯及衍生物，单取代、双取代和三取代的甘油油酸酯及衍生物，单取代和双取代的聚乙二醇油酸酯及衍生物中的一种或多种。

在本发明的一个实施例中，所述交联剂为巯基衍生物，包括3-巯丙基三乙氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷、2-巯基乙基三乙氧基硅烷、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯中的一种或多种。

在本发明的一个实施例中，所述纳米颗粒为聚四氟乙烯、二氧化硅、氧化锌、碳纳米管、各向异性纳米银中的一种或多种。

在本发明的一个实施例中，所述光引发剂为光引发剂1173、光引发剂651、光引发剂184和光引发剂TPO中的一种或多种。

在本发明的一个实施例中，疏水剂、交联剂、光引发剂的质量比为5：2～4：0.5～5。

本发明的第二个目的是提供一种水性光固化超疏水涂料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将疏水剂、交联剂、光引发剂按配比搅拌共混，然后置于紫外光源下照射，得到光固化涂料；

(2)将步骤(1)得到的光固化涂料加入水中，搅拌分散，得到乳白色的均相溶液，后加入纳米颗粒水相分散液，再次搅拌分散，得到所述水性光固化超疏水涂料。

在本发明的一个实施例中，在步骤(1)中，所述照射的时间为2～8h，光照的强度为0.5～5mW cm^-2。

本发明的第三个目的是应用所述的水性光固化超疏水涂料在涂层中的应用，包括以下步骤：通过浸涂、轧烘焙、旋涂或喷涂工艺，将所述水性光固化超疏水涂料整理到基底材料表面，得到涂层产品。

在本发明的一个实施例中，所述基底材料为软基底材料和硬基底材料；其中，软基底材料为纤维素纤维、蛋白质纤维、合成纤维及其混纺织物、海绵或滤膜；硬基底材料为玻璃、金属、木板、盒子或钢化膜；所述软基底材料适用于浸涂整理，硬基底材料适用于旋涂或喷涂整理。