[发明专利]超疏水水性涂料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种超疏水水性涂料，以重量份计，包括水性树脂60‑80份，改性POSS超疏水改性剂10‑20份，其他添加剂5‑10份。通过在水性涂料中添加改性POSS超疏水改性剂，改善水性涂料的超疏水性。其中，所使用的改性POSS超疏水改性剂是通过聚合接枝的方式引入表面活性剂基团，确保了POSS在水性涂料中的分散均匀性和润湿性，使得涂料膜的成膜性和附着力得到明显改善。相比于传统的在涂料中直接添加润湿剂或表面活性剂的方法，本发明直接将表面活性剂基团通过聚合接枝的方式连接在超疏水改性剂上，使得超疏水改性剂在水性涂料中的分散均匀性和润湿性的改善更有利。

技术领域

本发明属于水性涂料领域，具体涉及一种超疏水水性涂料及其制备方法。

背景技术

水性涂料常用于各类待装饰或保护的物体表面。目前，研究和使用最多的水性涂料是丙烯酸类水性涂料和聚氨酯类水性涂料。通常，这些水性涂料都具有一定的疏水性。而且，还可以通过在涂料中添加各种疏水改性剂来增强涂料的疏水性，获得超疏水效果。

超疏水效果是基于所形成的涂料膜所具备的超疏水表面获得的，涂料膜的超疏水表面可以通过在涂料中添加无机纳米颗粒来实现，如纳米二氧化硅、纳米二氧化钛等，也可以在涂料中添加氟代烷烃，氟代硅氧烷等有机物来实现。

然而，对于水性涂料，直接在其中添加无机纳米颗粒，会存在无机纳米颗粒的分散均匀性不佳，涂料膜的附着力差的缺陷。氟代烷烃、氟代硅氧烷等低表面能物质在水性涂料中的分散性也不加，成膜性不足，难以与水性涂料一起使用。

因此，针对现有的水性涂料中所存在的上述问题，本发明旨在提供一种成膜性、分散均匀性、超疏水性优异的超疏水水性涂料。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种超疏水水性涂料，通过在水性涂料中添加改性POSS超疏水改性剂，改善水性涂料的超疏水性。同时，由于POSS经过了表面活性剂基团的聚合接枝改性，使其在水性涂料中的分散均匀性、润湿性得到改善，确保了涂料膜的成膜性和附着稳定性。

一种超疏水水性涂料，以重量份计，包括水性树脂60-80份，改性POSS超疏水改性剂10-20份，其他添加剂5-10份。

其中，所述改性POSS超疏水改性剂的制备方法为：

将式（I）所示的同时带有活性基团和氟代烷基的笼型聚倍半硅氧烷与式（II）所示的具有双键结构的表面活性剂反应制备同时含有氟代烷基和表面活性剂基团的POSS；式（I）所示的同时带有活性基团和氟代烷基的笼型聚倍半硅氧烷与式（II）所示的具有双键结构的表面活性剂的摩尔比为1：（3~5）；将式（I）所示的同时带有活性基团和氟代烷基的笼型聚倍半硅氧烷溶解在溶剂中，然后加入催化剂，和式（II）所示的具有双键结构的表面活性剂进行加热反应，反应温度为40~80℃，反应时间为3~8h，反应完毕后，进行减压蒸馏去除溶剂即可。

（I）

（II）

其中，R¹~R⁸独立地选自氟代烷基或活性基团，且R¹~R⁸中含有至少3个氟代烷基且含有至少3个活性基团；

所述活性基团是指能够与双键反应的官能团，包括但不限于巯基、乙烯基、丙烯酸酯基；

其中，R⁹为C1~C10的烷基，R¹⁰为C1~C10的亚烷基，R¹¹为C2~C4的亚烷基，R¹²为C1~C4的亚烷基，X为磺酸盐基、磷酸盐基、苯磺酸盐基中的一种。

进一步地，所述磺酸盐基、磷酸盐基、苯磺酸盐基中的盐是指钾盐、钠盐、铵盐中的一种或多种。