【CN110041741A】一种高效集水自清洁超双疏涂层及其制备方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910272845.9

(22)申请日 2019.04.04

(71)申请人 东南大学

地址 210096 江苏省南京市玄武区四牌楼2

号

(72)发明人 张友法　汪希奎　曾佳　顾万诚　

余新泉　

(74)专利代理机构 南京经纬专利商标代理有限

公司 32200

代理人 唐循文

(51)Int.Cl.

C09D 5/16(2006.01)

C09D 127/14(2006.01)

C09D 133/04(2006.01)

C09D 183/04(2006.01)

C09D 7/62(2018.01)C09D 7/61(2018.01)

(54)发明名称一种高效集水自清洁超双疏涂层及其制备方法(57)摘要一种高效集水自清洁超双疏涂层及其制备方法，属于超浸润功能涂层材料制备领域。所述涂层为表面形成纳米多孔结构与亲水微米颗粒结构复合的多级微纳粗糙结构涂层。首先将碱化处理的链式水性硅溶胶加入到挥发性有机溶液中，然后进行表面疏水改性，获得超双疏面漆；再将微米级颗粒采用亲水聚合物包覆，并与超双疏面漆杂化，涂覆于基底表面并干燥，获得超双疏杂化涂层表面。所述涂层不仅具有优异的冷凝强化结露效果、良好的水滴自驱弹跳脱附效果、高效的水雾收集效果，而且具备超疏水和超疏油的超双疏特性，并展示了优异的自清洁、抗油污性能，在自清洁、水雾收集、脱盐、冷凝换热等方面具有广泛的应用，且设备工艺简单、易操作，适合

大规模制备生产。权利要求书2页 说明书8页 附图4页CN 110041741 A 2019.07.23

C N 110041741

A

1.一种高效集水自清洁超双疏涂层，其特征在于，所述高效集水自清洁超双疏涂层为表面形成纳米多孔结构与亲水微米颗粒结构复合的多级微纳粗糙结构涂层。

2.基于权利要求1所述的高效集水自清洁超双疏涂层的制备方法，其特征在于，所述方法步骤如下：

超双疏面漆配制：将酸性的链式水性硅溶胶分散于碱性水溶液中进行碱化处理，再加入到挥发性有机溶液中，或直接将碱性的链式水性硅溶胶加入到挥发性的有机溶液中，然后再加入正硅酸四乙酯、疏水处理剂进行表面疏水改性，经机械搅拌后获得超双疏面漆；

聚合物包裹颗粒：取待包裹颗粒，在机械搅拌状态下将颗粒分散于无水乙醇中，然后加入亲水性聚合物进行搅拌，形成亲水性聚合物包覆颗粒溶液，干燥后得到聚合物包裹颗粒；

底漆制备：将稀释剂、氟乙烯乙烯基醚氟碳树脂、疏水气相二氧化硅、清漆、氟碳树脂固化剂和清漆固化剂进行混合，机械搅拌后获得底漆悬浮液，喷涂于基底表面后常温固化即可获得底漆涂层；

高效集水自清洁超双疏涂层制备：将步骤（1）制备的超双疏面漆与步骤（2）制备的聚合物包裹颗粒进行搅拌混合，加入交联剂、阴离子型含氟丙烯酸表面活性剂后机械搅拌，获得可用于高效集水的自清洁超双疏乳液，涂覆于步骤（3）固化后的底漆涂层后干燥即可获得自清洁超双疏涂层。

3.根据权利要求2所述的高效集水自清洁超双疏涂层的制备方法，其特征在于，所述方法步骤如下：

（1）超双疏面漆配制：将1

~15体积份纳米硅溶胶、2

~

10体积份25-28 wt.%氨水、6

~

16体

积份去离子水、0.1

~1体积份正硅酸四乙酯、0.1

~

2体积份疏水处理剂分散于60

~

100体积份

无水乙醇中，在100-300 rpm转速下机械搅拌12

~48 h得到超双疏面漆；

（2）聚合物包裹颗粒：选择粒径为3～50 μm的待包覆颗粒，在100-300 rpm机械搅拌状态下将颗粒分散于无水乙醇中，获得0.3-2%质量比浓度溶液，随后加入亲水性聚合物对颗粒进行包裹，形成亲水性聚合物包裹颗粒溶液，并于80-90℃烘箱内干燥5-10 h获得亲水性

聚合物包覆颗粒粉体，其中亲水性聚合物与颗粒的质量比为(1

~5):29；

（3）底漆制备：将10-30质量份稀释剂，1-5质量份氟乙烯乙烯基醚氟碳树脂，0.1-0.3质量份疏水气相二氧化硅，0.1-0.5质量份清漆，0.5-2质量份氟碳树脂固化剂，0.1-0.3质量份清漆固化剂进行混合，在100-200 rpm转速下机械搅拌15-20 min，获得底漆悬浮液，喷涂于基底表面后常温固化1-2 h即可获得底漆涂层；

（4）高效集水自清洁超双疏涂层制备：将1-2质量份步骤（2）制备的树脂包覆颗粒粉体加入到300-500质量份步骤（1）制备的超双疏面漆中，在50-200 rpm转速下机械搅拌，并加入1-2质量份交联剂，再加入0.1-0.5质量份阴离子型含氟丙烯酸表面活性剂，机械搅拌10-30 min，获得可用于高效集水的自清洁超双疏乳液，涂覆于步骤（3）固化后的底漆涂层后在50-90℃温度下干燥即可获得自清洁超双疏涂层。

4.根据权利要求3所述的高效集水自清洁超双疏涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中疏水处理剂为氟硅烷或硫醇。

5.根据权利要求3所述的高效集水自清洁超双疏涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中待包裹颗粒为碳化硅、二硫化钼、铜颗粒和氮化硼颗粒中的至少一种。

6.根据权利要求3所述的高效集水自清洁超双疏涂层的制备方法，其特征在于，所述步

权　利　要　求　书1/2页

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