[发明专利]超疏水涂层用两亲性颗粒及其制备方法、和超疏水涂层

权利要求书

1.一种制备超疏水性涂层用两亲性颗粒的方法，包括：

a)将乳化剂溶于水中作为水相，将第一硅前驱体和第二硅前驱体溶于溶剂中作为油相，将油相加入到水相中，通过剪切乳化得到乳液，所述乳化剂包括第一乳化剂和第二乳化剂，其中，所述第一乳化剂为水解的苯乙烯马来酸酐共聚物，所述第二乳化剂为聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯Tween-80、聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯Tween-20、脱水山梨醇单硬脂酸酯聚氧乙烯醚Tween-60和嵌段聚醚F127中的至少一种，所述第一硅前驱体为氨丙基三甲氧基硅烷APTMS、氨丙基三乙氧基硅烷APTES、苯基三乙氧基硅烷PTES、辛基三乙氧基硅烷OTES和3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷MPS中的至少一种，所述第二硅前驱体为正硅酸乙酯TEOS和正硅酸甲酯TMOS中的至少一种；

b)将所述乳液在第一温度下反应第一时间，经离心、洗涤后得到一侧为具有多个突起部的亲水侧且另一侧为平滑的疏水侧的两亲性颗粒A；

c)将两亲性颗粒A的亲水侧用引发剂改性、以及通过引发剂聚合接枝疏水性的聚合物，得到一侧为具有多个聚合物突起部的疏水侧且另一侧为平滑的疏水侧的颗粒B；以及

d)将所述颗粒B的平滑疏水侧用硅烷偶联剂改性，得到一侧为具有多个聚合物突起部的疏水侧且另一侧为平滑的亲水侧的超疏水性涂层用两亲性颗粒。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤d)中所使用的硅烷偶联剂是咪唑类。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，步骤d)中所使用的硅烷偶联剂是N-[3-(三乙氧硅烷基)丙基]-4,5-双氢咪唑。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤b)中，所述乳液在65～75℃下反应10～20小时。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤c)包括：

将两亲性颗粒A分散在溶剂中，并加入催化剂和引发剂后，在-3～5℃下搅拌20～60min，然后在20～30℃下反应8～16小时；以及

将所得到的粒子和疏水性聚合物单体分散在溶剂中，并加入催化剂，在真空条件下于55～65℃下反应8～16小时，经过离心分离、洗涤，即得到颗粒B。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，步骤c)包括：

将两亲性颗粒A分散在二氯甲烷中，并加入三乙胺和α-溴代异丁酰溴后，在-3～5℃下搅拌20～60min，然后在20～30℃下反应8～16小时；以及

将所得到的粒子和作为疏水性聚合物单体的苯乙烯、丙烯酸酯或氯乙烯分散在甲苯中，并加入溴化亚铜，在真空条件下于55～65℃下反应8～16小时，经过离心分离、洗涤，即得到颗粒B。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤d)包括：

将颗粒B分散在溶剂中，然后加入硅烷偶联剂，并在55～65℃下反应8～16小时；以及

将所得到的产物离心分离、洗涤，即得到一侧为具有多个聚合物突起部的疏水侧且另一侧为平滑的亲水侧的超疏水性涂层用两亲性颗粒。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，步骤d)包括：

所述溶剂为乙醇，所述硅烷偶联剂为N-[3-(三乙氧硅烷基)丙基]-4,5-双氢咪唑。

9.一种超疏水性涂层用两亲性颗粒，其中，所述两亲性颗粒是由权利要求1-8中任一项所述的方法来制备的，所述两亲性颗粒的亲水侧为平面结构且疏水侧具有多个纳米突起部。

10.根据权利要求9所述的超疏水性涂层用两亲性颗粒，其中，所述两亲性颗粒的尺寸在300nm～1μm范围之间，且所述纳米突起部的尺寸在20nm～100nm之间。

11.一种制备超疏水涂层的方法，包括：

将由权利要求9或10所述的两亲性颗粒分散于水中，得到两亲性颗粒的水基涂料；以及

将水基涂料涂布于基底上，经干燥或加热固化，即得超疏水性涂层。