[发明专利]一种复合纳米SiO2双疏涂料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，具体为复合纳米SiO₂双疏涂料的制备方法。 

背景技术

涂料，是指涂布于物体表面在一定的条件下能够形成薄膜而起保护、装潢或其他特殊功能，如绝缘、防锈、防霉、耐热等的一类液体或固体材料。因早期的涂料大多以植物油为主要原料，故又称作油漆。现在合成树脂已大部分或全部取代了植物油，故称为涂料。由于涂料的功能很多，目前市售涂料也有很多类型，双疏涂料就是其中之一。 

近年来，人们依据对自然界中自清洁仿生表面的研究的启示，展开了对新型功能材料和特殊材料表面制备的研究。人们在研究中所涉及的双疏涂料其涂层表面形成纳米尺寸几何形状互补（如凸与凹相间）的界面结构，由于纳米尺寸低凹的表面可使吸附气体分子稳定存在，相当于在宏观表面上有一层稳定的气体薄膜，使油或水无法与材料的表面直接接触，从而使材料表面呈现超常的双疏性。 

制备疏水疏油材料的方法有很多种，如：模板法、刻蚀法、气相沉积法、自组装法等。超疏水疏油自洁表面的研究已有较多的报道，但对于双疏材料的制备报道较少，尤其是国内的研究。赋予材料表面疏水疏油的性能，将极大地拓宽其应用范围。因此，提供一种同时具有疏水疏油特性涂料的制备方法一直是业界的渴望。本发明采用自组装法，将不同纳米级别SiO₂经过硅烷偶联剂改性后在一定条件下得到类似草莓结构SiO₂复合纳米粒子，再与水溶性或醇溶性清漆按一定比例混合制得双疏涂料。 

涂料的一般性能包括遮盖力、涂膜附着力、粘度、细度等，其中涂料的涂膜附着力和粘度是决定涂料性能好坏的两个关键因素。当涂料施工于底材上时，并在干燥和固化过程中附着力就形成了，附着力的大小取决于表面和粘结料（树脂、聚合物、基料）的性质。本发明通过控制聚合物和基料的量来控制涂膜附着力，经硅烷偶联剂改性后的涂料不仅附着力较好，产品外观也显得更加饱满、匀和。 

涂料的粘度大小影响施工性能，不同的施工方法要求涂料有不同的粘度。有的同时要求涂料具有触变性，上墙后不流淌，而抹压时又很容易。粘度的大小主要决定于涂料内的固体成分，即成膜物质和填料的性质及含量。本发明通过调节涂料的固含量以保证涂料具有较佳的粘度，兼顾触变性能，以提高涂料的综合性能。 

发明内容

本发明提供一种复合纳米SiO₂双疏涂料及其制备方法，目的是使其具有良好的疏水、疏油特性，扩大其应用范围。本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的。 

一种复合纳米SiO₂双疏涂料及其制备方法，其包括以下步骤： 

A. 溶胶-凝胶法制备复合纳米粒子

向酒精水溶液中按照10~20wt%加入氨水，使混合溶液PH=9~10；接着按照3~5wt%向混合溶液中加入正硅酸乙酯，在60~80℃搅拌，均质，得到SiO₂悬浮液；按照0.3~0.5wt%向SiO₂悬浮液中加入硅烷偶联剂KH-550，在室温搅拌10~12小时，得到经KH-550改性的SiO₂悬浮液。

按照5~8wt%的量将550nm~750nm的气相二氧化硅加入酒精水溶液中进行分散，分散均匀后按照4~8wt%加入硅烷偶联剂KH-560，在室温搅拌10~12小时，得到经KH-560改性的SiO₂悬浮液。 

将经KH-550改性的SiO₂悬浮液和经KH-560改性的SiO₂悬浮液按照质量比1:1混合搅拌，升温至80℃，保温4~6小时，得到类似草莓结构SiO₂复合纳米粒子的浓缩悬浮液。 

所述作为分散系的酒精水溶液含量为80~90 wt %，酒精水溶液按体积比酒精: 水=1: 1配置。 

所述正硅酸乙酯采用滴加方式，可以保持反应物的饥饿度，加速水解反应。 

所述混合溶液的均质过程在均质机中进行。 

B. 双疏涂料的制备 

将A步骤得到的类似草莓结构SiO₂复合纳米粒子的悬浮液与清漆按体积比1:1~5混合，搅拌均匀，得到复合纳米SiO₂双疏涂料。

所述清漆为水溶性清漆或醇溶性清漆。 

所述清漆的固含量大于70%。 

与现有技术相比较，本发明的涂料具有如下优势：