[发明专利]水性聚氨酯与疏水改性的无机纳米粒子复合制备超疏水涂层的方法

摘要

本发明为一种水性聚氨酯与疏水改性的无机纳米粒子复合制备超疏水涂层的方法。该方法包括以下步骤：把水性聚氨酯喷涂在基材上面，然后水平放置15～30分钟，再将步骤(2)得到的疏水改性的无机纳米粒子分散液喷涂在聚氨酯薄膜上面，在室温下进行干燥，最后得到水性聚氨酯与疏水改性的无机纳米粒子复合涂层。本发明方法简单无毒无污染，实现了有机无机相结合而形成分级微/纳米结构，可大规模生产。

主权项

1.一种水性聚氨酯与疏水改性的无机纳米粒子复合制备超疏水涂层的方法，其特征为该方法包括以下步骤：步骤（1）：向反应器中加入二元醇，在氮气保护下搅拌，并加热到75~85℃，然后加入二异氰酸酯和催化剂二月桂酸二丁基锡，保温0.5~1.5小时后，再加入用第一溶剂溶解的亲水性扩链剂2，2‑二羟甲基丙酸，反应1~2小时后，体系降温至60℃时，加入胺类化合物中和，反应0.5~1.5h得到水性聚氨酯预聚体，之后加1,4‑丁二醇与水的混合液，扩链、分散、乳化1~2h后，得到水性聚氨酯乳液；其中，摩尔比二元醇：二异氰酸酯=1：2~3.5；二月桂酸二丁基锡的质量为二异氰酸酯和二元醇总质量的0.5~1.5%；所述的2，2‑二羟甲基丙酸和胺类有机化合物的用量都为二异氰酸酯和二元醇总质量的4‑10%，第一溶剂用量为2，2‑二羟甲基丙酸的1.2‑3倍，水加入量为二异氰酸酯和二元醇总质量的1‑2倍；1,4‑丁二醇为二异氰酸酯和二元醇总质量的0.8‑2%；所述的第一溶剂为N,N‑二甲基甲酰胺、丙酮和N,N‑二甲基甲酰胺的一种或多种；步骤（2）：向质量浓度为1~10%的无机纳米粒子分散液中加入硅烷改性剂，搅拌6‑12小时，得到疏水改性的无机纳米粒子分散液；粒子的粒径范围为10‑200nm；其中，所述的硅烷改性剂的质量为分散液的0.5~4%；无机纳米粒子分散液的溶剂为第二溶剂，所述的第二溶剂为水、无水乙醇、三氯甲烷和丙酮中的一种或多种；步骤（3）：把水性聚氨酯喷涂在基材上面，然后水平放置15~30分钟，再将步骤（2）得到的疏水改性的无机纳米粒子分散液喷涂在聚氨酯薄膜上面，在室温下进行干燥，最后得到水性聚氨酯与疏水改性的无机纳米粒子复合涂层；其中，每18.75平方厘米基材喷涂1~4毫升水性聚氨酯、0.5~2毫升无机纳米粒子分散液。