[发明专利]一种微纳米二氧化硅/含氟聚氨酯耐磨超疏水涂层的制备方法

权利要求书

1.一种微纳米二氧化硅/含氟聚氨酯耐磨超疏水涂层的制备方法，其特征在于步骤如下：

（1）NCO封端聚氨酯的合成：

a、先将聚碳酸酯二醇PCDL及1,4-丁二醇BDO放在真空干燥烘箱中干燥以除去原料中的水分；

b、将干燥除水后的聚碳酸酯二醇PCDL和1,4-丁二醇BDO加入到带有氮气、机械搅拌装置的烧瓶中，再将二异氰酸酯和催化剂添加到烧瓶中，机械搅拌，控温反应时间；反应过程中加入溶剂A调节体系黏度，制得NCO封端聚氨酯；

（2）含氟FPU预聚物的合成：降温，向步骤（1）所述反应器中开始滴加扩链剂反应；再滴加长支链氟醇反应，得到含氟FPU预聚物；

所述扩链剂为三羟甲基丙烷TMP；所述长支链氟醇为全氟己基己醇和/或全氟十醇；

（3）涂覆前板材预处理：将玻璃板放入丙酮中超声清洗，随后用溶剂B冲洗干净，干燥后放入浓硫酸和过氧化氢的混合溶液中浸泡，取出用去离子水冲洗，得到羟基化的玻璃基板；

（4）微纳米二氧化硅基板的制备：将白炭黑和二氧化硅加入到溶剂C中，室温下搅拌超声分散，得到二氧化硅悬浮液，在步骤（3）所得玻璃基板上滴涂，表干后再固化，制得微纳米二氧化硅基板；

（5）耐磨超疏水涂层的制备：取步骤（2）所得含氟FPU预聚物用溶剂D稀释，将稀释液涂覆在步骤（4）所得微纳米二氧化硅基板上，表干之后放入烘箱中烘，制得微纳米二氧化硅/含氟聚氨酯耐磨超疏水涂层样片。

2.根据权利要求1所述微纳米二氧化硅/含氟聚氨酯耐磨超疏水涂层的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述催化剂为二月桂酸二丁基锡和/或辛酸亚锡；

所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯TDI、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯MDI及异佛尔酮二异氰酸酯IPDI中的至少一种；

所述溶剂A为丙酮、丁酮及N,N-二甲基乙酰胺中的至少一种。

3.根据权利要求1所述微纳米二氧化硅/含氟聚氨酯耐磨超疏水涂层的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述溶剂B为乙醇、乙二醇及异丙醇中的至少一种；步骤（4）所述溶剂C具体为乙二醇、乙酸乙酯及乙二醇丁醚中的至少一种；步骤（5）所述溶剂D为乙酸乙酯和/或丙二醇乙醚。

4.根据权利要求1所述微纳米二氧化硅/含氟聚氨酯耐磨超疏水涂层的制备方法，其特征在于步骤（1）具体为：

a、先将聚碳酸酯二醇及1,4-丁二醇放在50-80℃的真空干燥烘箱中干燥1-2h，以除去原料中的水分；

b、将9-13g经干燥除水的聚碳酸酯二醇和1-1.5g 1,4-丁二醇加入到带有氮气、机械搅拌装置的烧瓶中，再将11.48-13.32g二异氰酸酯和0.01-0.03g催化剂添加到烧瓶中；机械搅拌器的转速控制在300-400r/min，70-85℃反应2-3h；反应过程中加入溶剂A调节体系黏度至1000-1300mPa·s，制得NCO封端聚氨酯。

5.根据权利要求1所述微纳米二氧化硅/含氟聚氨酯耐磨超疏水涂层的制备方法，其特征在于步骤（2）具体为：降温至60-75℃，向上述反应器中开始滴加2-2.68g扩链剂，反应2-3h；保持温度不变，再滴加20-22.41g长支链氟醇，反应2-3h，得到含氟FPU预聚物。

6.根据权利要求1所述微纳米二氧化硅/含氟聚氨酯耐磨超疏水涂层的制备方法，其特征在于步骤（3）具体为：将玻璃板放入丙酮中，20KHz超声清洗1-2h，随后用溶剂B冲洗干净，干燥后放入含有体积比为70%、浓度为98％的浓硫酸和体积比为30%、浓度为9.8mol/L过氧化氢混合溶液中，在60-80℃下浸泡1-2h；拿出后用去离子水冲洗，得到羟基化的玻璃基板。

7.根据权利要求1所述微纳米二氧化硅/含氟聚氨酯耐磨超疏水涂层的制备方法，其特征在于步骤（4）具体为：将1-2g白炭黑和1-2g的二氧化硅加入到20-25g的溶剂C中，室温下搅拌1-2h，40KHz超声分散20-40min，得到二氧化硅悬浮液；在步骤（3）所得玻璃基板上滴涂，表干后在100-120℃下固化1-2h，制得微纳米二氧化硅基板。