透明疏水疏油功能涂料及其形成的透明疏水疏油功能涂層制造技術

本發明專利技術提供一種透明疏水疏油功能涂料，包括含氟樹脂、二氧化硅顆粒和溶劑，所述含氟樹脂的質量濃度為5-15％，所述二氧化硅顆粒質量為含氟樹脂質量的1-5％；含氟樹脂包括含氟丙烯酸樹脂、氟碳樹脂、含氟丙烯酸改性聚氨酯樹脂、含氟丙烯酸改性有機硅樹脂中的至少一種，含氟樹脂的氟含量是10-50wt％；二氧化硅顆粒的粒徑是10-40納米，在改性用溶劑中由氟硅烷偶聯劑改性；溶劑包括乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸異戊酯、丁酸乙酯、丙酮、丁酮、環己酮、甲苯、二甲苯或九氟丁基醚。本發明專利技術還提供一種透明疏水疏油功能涂層，由上述的透明疏水疏油功能涂料制成。

Transparent hydrophobic and hydrophobic functional coatings and transparent hydrophobic and hydrophobic coatings formed by them

The present invention provides a transparent hydrophobic and oleophobic coatings, including fluorine resin, silica particles and solvent, the concentration of fluorine resin is 5-15%, the quality of silica particles containing fluorine resin quality 1-5%; fluorine resin including fluorinated acrylic resin, fluorocarbon resin, fluorine-containing acrylate modified fluorinated acrylic polyurethane resin, at least one of the silicone resin, the fluorine content of fluorine resin is 10-50wt%; silica particle size is 10-40 nm, in modified solvent by fluorine modified by silane coupling agents; solvents including ethyl acetate, butyl acetate, isoamyl acetate, ethyl butyrate, acetone, butanone cyclohexanone, toluene and xylene or nine fluorine butyl ether. The invention also provides a transparent hydrophobic and sparse oil functional coating, which is made of the transparent hydrophobic and sparse oil functional coating.

【技術實現步驟摘要】
透明疏水疏油功能涂料及其形成的透明疏水疏油功能涂層
本專利技術涉及涂料領域，具體為一種透明疏水疏油功能涂料及其形成的透明疏水疏油功能涂層。
技術介紹
荷花效應也叫作自清潔效應，可以應用到很多地方，比如防水、防油，玻璃表面自清潔等。通過用電子掃面顯微鏡觀察其荷葉表面，就會發現荷葉表面有一些微小的突起，這種微小的突起是微米級的，在這種微米級的突起上面又形成納米級的突起。荷花效應的產生主要就是由于這種微納結構的層疊交錯賦予了超疏水的表面，因此通過對這種結構的仿生模擬，可以制備出應用于防水防油的功能涂層。制備具有這種疏水疏油功能涂層的方法有很多種，常見的有物理法和化學法。物理法包括機械印壓、真空鍍膜等，化學法主要是含氟材料的涂覆等。機械印壓是采用特殊設備在所需的基材表面上壓出凸凹不平的形狀來構筑微納結構，這樣制備的基材表面的疏水性很好，表面不易破壞，并且不會因為隨著使用時間的增長而出現性能的下降。但是也存在著很多不足，首先對設備的要求和精度非常高，成本投入大，另外所得到的表面的疏油性能差。真空鍍膜是采用將鍍膜料在真空高溫環境下蒸發再沉積到基材的表面，形成一層均勻致密的鍍層。常見的鍍膜料有二氧化硅、氟硅烷等用來制備疏水鍍層。然而由于真空鍍膜是物理沉積，界面結合力較弱，易脫落，另外由于高溫的條件，限制了基材的使用范圍。化學方法由于操作簡單，成本低廉，基材適用范圍廣，另外由于填料粒子和基體樹脂的選擇和設計靈活，應用較為普遍。常見的化學方法有將如聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯等涂覆到基材的表面，形成疏水涂層，這種方式得到的基材表面的疏水疏油效果好，但是接觸角最大為120度，同時由于氟聚合物低的表面能，和基材之間的結合力相對較弱，難以制備較薄的涂層。在中國專利CN101992184A中公開了一種耐侵蝕超疏水涂層的制備方法，利用溶膠-凝膠方法在取樣針、探針等小內徑管狀制品的表面形成陶瓷、硅化合物、金屬氧化物或金屬氮化物涂層，改善了涂膜的機械性能。
技術實現思路
鑒于上述不足，本專利技術提供一種透明疏水疏油功能涂料，能夠在溫和的環境下，實現對材料表面的疏水疏油化處理，成本較低。本專利技術另外提供一種透明疏水疏油功能涂層。為了解決上述技術問題，本專利技術所采用的技術方案是：一種透明疏水疏油功能涂料，包括含氟樹脂、二氧化硅顆粒和溶劑，所述含氟樹脂的質量濃度為5-15％，所述二氧化硅顆粒質量為含氟樹脂質量的1-5％。進一步地，所述含氟樹脂包括含氟丙烯酸樹脂、氟碳樹脂、含氟丙烯酸改性聚氨酯樹脂、含氟丙烯酸改性有機硅樹脂中的至少一種。進一步地，所述含氟樹脂的氟含量是10-50wt％。進一步地，所述溶劑包括乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸異戊酯、丁酸乙酯、丙酮、丁酮、環己酮、甲苯、二甲苯或九氟丁基醚。進一步地，所述二氧化硅顆粒的粒徑是10-40納米。進一步地，所述二氧化硅顆粒在改性用溶劑中由氟硅烷偶聯劑改性。進一步地，所述氟硅烷偶聯劑包括十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷中的至少一種。進一步地，所述改性用溶劑包括甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇中的一種或多種。一種透明疏水疏油功能涂層，由上述的透明疏水疏油功能涂料制成。本專利技術的有益效果是，氟樹脂提供了成膜物質和疏油表面，氟硅烷改性的二氧化硅納米粒子提供了微納結構和疏水表面，使得涂層表面具有超疏水功能，另外由于操作方便，能夠在溫和的環境下，實現對材料表面的疏水疏油化處理，成本較低。具體實施方式為使本專利技術的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例作詳細說明如下。本專利技術提供一種透明疏水疏油功能涂料，包括含氟樹脂、二氧化硅顆粒和溶劑。1.含氟樹脂含氟樹脂包括含氟丙烯酸樹脂、氟碳樹脂、含氟丙烯酸改性聚氨酯樹脂、含氟丙烯酸改性有機硅樹脂，這些可以單獨或以其兩種以上的組合使用。其中，含氟樹脂的氟含量是10-50wt％，優選20-50wt％，更優選20-40wt％。相對于透明疏水疏油功能涂料的總質量，含氟樹脂的濃度是5-15wt％，優選5-12wt％，更優選7-12wt％。2.二氧化硅顆粒二氧化硅顆粒的粒徑是10-40納米，優選10-30納米，更優選10-20納米。相對于含氟樹脂的總質量，二氧化硅顆粒的含量是1-5wt％。二氧化硅顆粒可以按其本身使用，或其表面可以由氟硅烷偶聯劑改性。氟硅烷偶聯劑包括十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷中的至少一種，其中優選十七氟癸基三甲氧基硅烷和十七氟癸基三乙氧基硅烷，這些可以單獨或以其兩種以上的組合使用。二氧化硅納米粒子的表面改性處理可以通過以下來進行，將二氧化硅超聲分散在改性用溶劑中，然后將氟硅烷偶聯劑加入到該溶劑中，室溫攪拌水解2-6小時。其中，該溶劑選自甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇中的一種或多種。3.溶劑溶劑包括乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸異戊酯、丁酸乙酯、丙酮、丁酮、環己酮、甲苯、二甲苯、九氟丁基醚，其中優選乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸異戊酯、丁酸乙酯。本專利技術另外提供一種透明疏水疏油功能涂層，其由上述透明疏水疏油功能涂料制成。實施例實施例1：將含氟丙烯酸樹脂(含氟量10％)溶于乙酸丁酯，配制成5％的質量濃度。將粒徑為10nm的二氧化硅用十三氟辛基三甲氧基硅烷的乙醇溶液進行處理，水解時間2小時后離心出二氧化硅，真空干燥烘干。將改性了的二氧化硅按樹脂重量的1％加入到5％濃度的樹脂溶液中，經過超聲30min后，得到均勻透明的分散液。將基材不銹鋼片表面清洗干凈，采用浸涂法將分散液涂覆到不銹鋼表面，待表面干燥后于60℃烘干，得到疏水疏油涂膜。實施例2將含氟丙烯酸樹脂(含氟量30％)溶于甲苯，配制成10％的質量濃度。將粒徑為25nm的二氧化硅用十三氟辛基三乙氧基硅烷的異丙醇溶液進行處理，水解時間2小時后離心出二氧化硅，真空干燥烘干。將改性了的二氧化硅按樹脂重量的2％加入到10％濃度的樹脂溶液中，經過超聲40min后，得到均勻透明的分散液。將基材不銹鋼片表面清洗干凈，采用浸涂法將分散液涂覆到不銹鋼表面，待表面干燥后于60℃烘干，得到疏水疏油涂膜。實施例3將氟碳樹脂(含氟量50％)溶于丁酮，配制成5％的質量濃度。將粒徑為40nm的二氧化硅用十七氟辛基三甲氧基硅烷的正丁醇溶液進行處理，水解時間2小時后離心出二氧化硅，真空干燥烘干。將改性了的二氧化硅按樹脂重量的1％加入到5％濃度的樹脂溶液中，經過超聲30min后，得到均勻透明的分散液。將基材聚酰亞胺(PI)塑料表面清洗干凈，采用浸涂法將分散液涂覆到PI表面，待表面干燥后于80℃烘干，得到疏水疏油涂膜。實施例4將氟碳樹脂(含氟量30％)溶于九氟丁基醚，配制成15％的質量濃度。將粒徑為20nm二氧化硅用十七氟辛基三乙氧基硅烷的甲醇溶液進行處理，水解時間2小時后離心出二氧化硅，真空干燥烘干。將改性了的二氧化硅按樹脂重量的3％加入到15％濃度的樹脂溶液中，經過超聲40min后，得到均勻透明的分散液。將基材不銹鋼表面清洗干凈，采用浸涂法將分散液涂覆到不銹鋼表面，待表面干燥后于80℃烘干，得到疏水疏油涂膜。實施例5將含氟丙烯酸改性聚氨酯(含氟量25％)樹脂溶于丁酮，配制成10％的質量濃度。將粒徑為10nm二氧化硅用十七氟辛基三甲氧基硅烷和十三氟辛基三甲氧基硅本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種透明疏水疏油功能涂料，包括含氟樹脂、二氧化硅顆粒和溶劑，所述含氟樹脂的質量濃度為5?15％，所述二氧化硅顆粒質量為含氟樹脂質量的1?5％。

【技術特征摘要】
1.一種透明疏水疏油功能涂料，包括含氟樹脂、二氧化硅顆粒和溶劑，所述含氟樹脂的質量濃度為5-15％，所述二氧化硅顆粒質量為含氟樹脂質量的1-5％。2.根據權利要求1所述的透明疏水疏油功能涂料，其特征在于，所述含氟樹脂包括含氟丙烯酸樹脂、氟碳樹脂、含氟丙烯酸改性聚氨酯樹脂、含氟丙烯酸改性有機硅樹脂中的至少一種。3.根據權利要求1或2所述的透明疏水疏油功能涂料，其特征在于，所述含氟樹脂的氟含量是10-50wt％。4.根據權利要求1所述的透明疏水疏油功能涂料，其特征在于，所述溶劑包括乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸異戊酯、丁酸乙酯、丙酮、丁酮、環己酮、甲苯、二甲苯或九氟丁基醚。5.根據權利要...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭冬琛，
申請(專利權)人：北京奧托米特電子有限公司，
類型：發明
國別省市：北京,11