[发明专利]一种疏水涂料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种水接触角大于150°的超疏水涂料及其制备方法，包括以下步骤：向乙醇溶液中加入全氟辛基三乙氧基硅烷，用乙酸调节pH值小于7，搅拌；加入TiO₂，搅拌，离心分离，干燥，制得氟硅烷疏水改性的TiO₂粒子；向二甲苯和乙酸乙酯溶液中加入氟硅烷疏水改性的TiO₂粒子、分散剂、改性树脂和固化剂；搅拌，调节粘度，制得超疏水涂料。该超疏水涂料性能稳定，无机粒子的引入，提高了涂层的耐磨性，同时低表面能物质氟硅烷的引入，进一步降低了涂料的表面张力。

技术领域

本发明涉及涂料领域，更具体地，涉及一种疏水涂料及其制备方法。

背景技术

结冰、结霜现象广泛存在于制冷系统(如空调的防冰霜)、输电线路、风机叶片表面、建筑外墙表面、飞机表面(如机翼、进气道、挡风玻璃的表面)等。冰(霜)层的存在使设备传热率降低，压损增加，对系统产生较大的影响；风机叶片表面则需要承受各种强风沙、雨水、冰霜、紫外线辐射等自然因素的侵蚀以及高速运转的磨蚀；输电线路、建筑外墙表面、飞机表面等的防覆冰性能也至关重要。

现有疏水产品使用的成膜物均为低表面能物质构成，大都含有氟，使得界面的结合力较差，不能长久使用，而且在多次结冰-融冰循环中，疏水性能下降明显，有些涂层的耐磨性较差，粒子易从表面脱落而失去疏水效果。

因此，急需研究一种疏水性能稳定以及耐磨性好的涂料。

发明内容

为了解决上述问题，本发明采用氟硅烷对微米和纳米粒径的TiO₂粒子进行表面改性，并使用乙酸促进氟硅烷的水解，使纳米粒子的表面带有疏水基团，赋予其表面超疏水性质，保持超疏水性能的稳定，同时选用成膜性较好的改性树脂，提高涂层的耐磨性，并且在纳米粒子改性时引入低表面能物质，进一步降低涂料的表面张力。

本发明提供了一种制备疏水涂料的方法，包括以下步骤：向乙醇溶液中加入氟硅烷，用乙酸调节pH，搅拌；加入TiO₂，搅拌，离心分离，干燥，制得氟硅烷疏水改性的TiO₂粒子；向二甲苯和乙酸乙酯溶液中加入所述氟硅烷疏水改性的TiO₂粒子、分散剂、改性树脂和固化剂；以及搅拌，调节粘度，制得疏水涂料。

在上述方法中，疏水涂料为水接触角大于150°的超疏水涂料。

在上述方法中，氟硅烷、TiO₂、分散剂、改性树脂和固化剂的质量比为2～8：4～12：6～40：7～60：9。

在上述方法中，氟硅烷为全氟辛基三乙氧基硅烷或全氟癸基三乙氧基硅烷。

在上述方法中，全氟辛基三乙氧基硅烷或全氟癸基三乙氧基硅烷在乙醇溶液中的质量分数为1～3％。

在上述方法中，全氟辛基三乙氧基硅烷或全氟癸基三乙氧基硅烷在乙醇溶液中的质量分数为2％。

在上述方法中，用质量分数为36％～38％的乙酸调节溶液pH值小于7。

在上述方法中，TiO₂为10～30nm粒径的TiO₂和150～250nm粒径的TiO₂的不同粒径的TiO₂；优选20nm粒径的TiO₂和200nm粒径的TiO₂。

在上述方法中，10～30nm粒径的TiO₂和150～250nm粒径的TiO₂的质量比为1:1。

在上述方法中，二甲苯和乙酸乙酯溶液的二甲苯和乙酸乙酯的体积比为1:1。

在上述方法中，乙醇溶液和二甲苯和乙酸乙酯溶液的体积比为1:0.7～0.8。