[发明专利]一种耐磨高附着力超疏水涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种耐磨高附着力超疏水涂层，其特征在于，所述耐磨高附着力超疏水涂层由环氧改性聚丙烯酸酯、氨基改性微米二氧化硅/聚丙烯酸酯复合物、氟改性纳米二氧化硅/聚丙烯酸酯复合物组成；所述氨基改性微米二氧化硅/聚丙烯酸酯复合物中氨基改性微米二氧化硅与聚丙烯酸酯的质量比为1:1～1:20，所述氨基改性微米二氧化硅的粒径为0.5～50μm；所述氟改性纳米二氧化硅/聚丙烯酸酯复合物中氟改性纳米二氧化硅与聚丙烯酸酯的质量比为1:0.5～1:4，所述氟改性纳米二氧化硅的粒径为5～300nm；

所述耐磨高附着力超疏水涂层通过在基材表面依次喷涂环氧改性聚丙烯酸酯、氨基改性微米二氧化硅/聚丙烯酸酯复合物、氟改性纳米二氧化硅/聚丙烯酸酯复合物制备而成，其具体步骤为：

(1)往环氧改性的聚丙烯酸酯溶液中加入固化剂，搅拌均匀后喷涂在基材表面，并置于烘箱中干燥；

(2)往环氧改性的聚丙烯酸酯溶液中加入氨基改性微米二氧化硅溶液和固化剂，搅拌均匀后喷涂在步骤(1)的样品表面，并置于烘箱中干燥；

(3)往环氧改性的聚丙烯酸酯溶液中加入氟改性纳米二氧化硅溶液和固化剂，搅拌均匀后喷涂在步骤(2)的样品表面，并置于烘箱中干燥至恒重，得到耐磨高附着力超疏水涂层；

所述环氧改性聚丙烯酸酯的玻璃化转变温度为-50℃～0℃。

2.根据权利要求1所述的耐磨高附着力超疏水涂层，其特征在于，所述环氧改性的聚丙烯酸酯溶液采用溶液聚合工艺制备，其具体步骤为：

将5～45份硬单体、55～80份软单体、3～10份甲基丙烯酸缩水甘油酯、2～8份功能性单体、30～60份甲苯、30～90份丙酮混合均匀后，升温至65～80℃，加入0.4～2份偶氮二异丁腈，反应3～5h后，加入0.2～1份偶氮二异丁腈，继续反应2～3h后，得到环氧改性的聚丙烯酸酯溶液。

3.根据权利要求2所述的耐磨高附着力超疏水涂层，其特征在于，所述硬单体为甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、醋酸乙烯酯、丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯中的一种；所述软单体是丙烯酸丁酯或丙烯酸异辛酯中的一种；所述功能性单体为丙烯酸与丙烯酸羟乙酯，其中丙烯酸与丙烯酸羟乙酯的质量比为1:0.1～1:0.5。

4.根据权利要求1所述的耐磨高附着力超疏水涂层，其特征在于，所述氨基改性微米二氧化硅溶液通过以下方法制备：

将微米二氧化硅分散在丙酮水溶液中，超声波分散后，采用pH调节剂调节体系pH至2～5，然后添加γ-氨丙基三乙氧基硅烷后升温至50-60℃，反应12-24h后，得到氨基改性微米二氧化硅溶液；

所述微米二氧化硅的粒径为0.5～50μm；

所述微米二氧化硅与丙酮水溶液的质量比为1:99～1:9；

所述丙酮水溶液中丙酮与水的比例为99:1～95:5；

所述pH调节剂为盐酸、硫酸、硝酸与醋酸溶液的一种；

所述微米二氧化硅与γ-氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为1:0.1～1:1.2。

5.根据权利要求1所述的耐磨高附着力超疏水涂层，其特征在于，所述氟改性纳米二氧化硅溶液通过以下方法制备：

将纳米二氧化硅分散在丙酮水溶液中，超声波分散后，采用pH调节剂调节体系pH至2～5，然后添加含氟硅烷偶联剂后升温至50-60℃，反应12-24h后，得到氟改性纳米二氧化硅溶液；

所述纳米二氧化硅的粒径为5～300nm；

所述纳米二氧化硅与丙酮水溶液的质量比为1:99～1:9；

所述丙酮水溶液中丙酮与水的比例为99:1～95:5；

所述纳米二氧化硅与含氟硅烷偶联剂的质量比为1:0.1～1:1.2。

6.根据权利要求5所述的耐磨高附着力超疏水涂层，其特征在于，所述含氟硅烷偶联剂为十七氟癸基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷中的一种；所述pH调节剂为盐酸、硫酸、硝酸与醋酸溶液的一种。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的耐磨高附着力超疏水涂层的制备方法，其特征在于，所述耐磨高附着力超疏水涂层通过在基材表面依次喷涂环氧改性聚丙烯酸酯、氨基改性微米二氧化硅/聚丙烯酸酯复合物、氟改性纳米二氧化硅/聚丙烯酸酯复合物制备而成，其具体步骤为：

(1)往环氧改性的聚丙烯酸酯溶液中加入固化剂，搅拌均匀后喷涂在基材表面，并置于烘箱中干燥；

(2)往环氧改性的聚丙烯酸酯溶液中加入氨基改性微米二氧化硅溶液和固化剂，搅拌均匀后喷涂在步骤(1)的样品表面，并置于烘箱中干燥；

(3)往环氧改性的聚丙烯酸酯溶液中加入氟改性纳米二氧化硅溶液和固化剂，搅拌均匀后喷涂在步骤(2)的样品表面，并置于烘箱中干燥至恒重，得到耐磨高附着力超疏水涂层。