[发明专利]一种阻燃抗菌透明的超双疏涂料及其制备方法和应用有效

专利信息
申请号: 201910489344.6 申请日: 2019-06-06
公开(公告)号: CN110283529B 公开(公告)日: 2020-12-29
发明(设计)人: 王玉忠;王芳;宋飞;李敬豫;皮静 申请(专利权)人: 四川大学
主分类号: C09D183/08 分类号: C09D183/08;C09D5/18;C09D5/14;C09D7/62
代理公司: 成都科海专利事务有限责任公司 51202 代理人: 唐丽蓉
地址: 610065 四川*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 一种 阻燃 抗菌 透明 超双疏 涂料 及其 制备 方法 应用
【说明书】:

发明公开了一种阻燃抗菌透明超双疏涂料及其制备方法和应用,该阻燃抗菌透明超双疏涂料是先制备含氮正离子类硅烷偶联剂改性的无机/有机纳米粒子,然后将其与阻燃剂颗粒和含氟硅烷偶联剂一起分散于溶剂中进行反应即可。采用喷涂法、刷涂或浸涂法将该涂料涂覆于金属材料基材、无机材料基材或有机高分子材料基材表面获得的涂层不仅用量少,能有效的保证基材表面颜色、纹理、孔隙、透气率等特征不变,且还能获得优异、稳定的超双疏性能、阻燃性能和抗菌性能,同时制备简单,原料廉价易得,不使用任何有毒有机溶剂,制备条件温和,皆在常温常态下进行,环境友好,制备成本低,不仅可大规模生产,且有利于工业化应用推广。

技术领域

本发明属于涂料及其制备方法和应用技术领域,具体涉及一种阻燃抗菌透明超双疏涂料及其制备方法和应用。

背景技术

受自然界中多种生物表面特殊浸润现象的启发,如荷叶表面的超疏水自清洁现象,水黾能在水面快速移动现象,以及跳虫表面优异的拒水拒油现象,人们成功制备了一系列具有特殊浸润性的材料,例如具有超亲水,超亲油,超疏水,超疏油,以及超两亲或超双疏性的材料。其中,超双疏表面是指水和油在其表面静态接触角均大于150°而滚动角小于10°的表面,能够同时达到超疏水,超疏油的材料可称为超双疏材料。与单一的超疏水表面材料不同,超双疏表面材料还可以在复杂环境中排斥更多低表面能的液体,如油,有机溶剂等。因此,基于超双疏材料表面对水与油优异的排斥性能,其在工业生产,日常生活,国防等领域具有巨大的应用前景,如自清洁材料,拒水拒油防护服,轮船减阻,防污防腐材料,液体运输管道,防水防油电子器件与可穿戴设备等。

然而,相较于单一的超疏水表面材料,制备超双疏表面材料则对其表面特殊的微纳结构要求更高,除此之外,还需要极低的表面自由能。目前披露的可成功制备超双疏表面的方法,包括等离子体处理法、物理刻蚀法、光刻法、模板辅助沉积法、溅射法等,但这些方法往往需要复杂的仪器设备,且步骤繁琐,成本较高,并且基材选择单一,不具备普适性,也无法大面积制备,这极大地限制了现有超双疏表面材料的工业应用。而涂层法则是通过在基材表面涂覆一层新的具有粗糙结构与低表面能的物质能来改性基材,并赋予其超双疏性能,其方法不仅简便,且还可扩大基材的选择范围。因此,基于涂层法的优点,采用涂层法制备超双疏涂层引起了人们的高度关注。

为此,CN108659600A公开了一种超双疏、自清洁氟硅涂层材料及其制备方法,该涂层材料是由氨基烷基硅烷偶联剂和六氟含氧丙烷三聚体反应制得的氟硅双疏处理剂,以及由醇类或水醇混合剂组成的溶剂,该涂层材料可通过喷涂或刷涂的方法改性基材得到具有超双疏自清洁的涂层。虽然其制备过程简单,所需原材料种类较少,但是其反应条件苛刻,需要在惰性气氛下反应。

CN106893454A公开了一种可喷涂且耐久的超双疏涂层的制备方法,所述的制备方法包括以下步骤:首先对基材表面进行清洗和喷砂粗化处理,其次用树脂胶粘剂与第一溶剂制备树脂溶液,并将亚微米粒子、纳米粒子经超声搅拌分散于第二溶剂中,加入氟硅烷后再经超声搅拌后得粒子复合悬浮液,然后将所得的树脂溶液喷涂于处理后的基材表面后将该基材干燥,使树脂胶进行半固化之后,再将所得的粒子复合悬浮液喷涂到经过树脂改性并半固化的基材表面,最后待该基材烘干完全固化后经过冲洗,即可得到可喷涂且耐久的超双疏涂层。该涂层虽具有良好的耐久性和牢固性,但是该方法的制备过程复杂,步骤较多,且需要对基材表面进行粗化处理,不具普适性。

CN108047773A公开了一种可喷涂透明超双疏涂料的制备方法,所述的制备方法包括以下步骤:先将硅源在400-1200℃温度条件下锻烧得到二氧化硅聚集体,其后将所得的二氧化硅聚集体通过气相沉积或液相缩合进行改性并干燥得到二氧化硅聚集体,然后将改性后干燥得到的二氧化硅聚集体中加入溶剂即得到超双疏涂料。其制备方法简单,得到的超双疏涂层具备超疏水超疏油性,同时还具有高透明度、绿色环保等优良性能。但是该法反应条件苛刻,硅源需要在400℃以上煅烧,不仅麻烦且又耗能。

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