[发明专利]空气中亲水亲油-水下疏油-油下疏水涂料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于油水分离材料技术领域，具体涉及一种空气中亲水亲油‑水下疏油‑油下疏水涂料及其制备方法和应用。所述涂料由A组分和B组分组成，A组分和B组分混合或分开储存；涂料以水和/或有机溶剂作为溶剂，以溶剂体积计，包括以下浓度的原料：低表面能小分子化合物0.01‑2g/100mL、聚合物0.5‑2.0g/100mL、固化剂0‑0.1g/100mL、亲水亲油表面活性剂0‑5g/100mL。本发明制备的涂料处理后的基材不仅涂层牢度高，手感舒适，还具有良好的光泽及韧性，方法简单，实用性高，实现了空气中亲水亲油‑水下疏油‑油下疏水的效果。

技术领域

本发明属于具有特殊润湿性纤维材料表面处理技术领域，该涂层技术可用于油水分离材料领域，具体涉及一种空气中亲水亲油-水下疏油-油下疏水涂料及其制备方法和应用。

背景技术

在自然界，许多生物在空气中和水中润湿状态不同。如鱼鳞，由于其表面存在微纳米级粗糙度以及黏液层中存在-OH、-NH₂和-CO官能团，亲水性大于亲油性，在空气中亲水亲油，但在水下就会排斥油。所以基材表面的润湿状态并不是恒定不变的，受环境介质的影响，基材的润湿性会发生变化。

直接决定液体铺展性能的是基材独特的化学性质(表面能、基团)，此外，粗糙度也会影响润湿性，所以液下双疏类基材可以通过改变其表面性质及提高粗糙度来构筑。从热力学角度，基材同时达到水下疏油和油下疏水状态，需要表面既排斥另一液体又不会被其取代，即处于亚稳定态，通过调整完全相反的亲水和疏水成分比例，可以达到亚稳定态。处理后的基材由于表面存在亲水及亲油基团，水和油可以渗透和滞留在微观结构，阻隔另一液体与基材表面接触(基材本身的粗糙结构有时也会起到一定的阻隔作用并增大其润湿性)。

液下双疏材料在油/水分离、液体收集及传输领域可以发挥重要作用，其分离油包水、水包油乳液及溶液时不需要切换材料，具有独特的优势。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种空气中亲水亲油-水下疏油-油下疏水涂料，该涂料处理的基材不仅涂层牢度高，手感舒适，还具有良好的光泽及韧性，方法简单，实用性高，具有空气中亲水亲油-水下疏油-油下疏水的效果；本发明还提供其制备方法和应用。

本发明所述的空气中亲水亲油-水下疏油-油下疏水涂料，由A组分和B组分组成，A组分和B组分混合或分开储存；

当A组分和B组分混合储存时，所述涂料以水和/或有机溶剂作为溶剂，以溶剂体积为100mL计，还包括以下浓度的原料：低表面能小分子化合物0.01-2g/100mL、聚合物0.5-2.0g/100mL、固化剂0-0.1g/100mL、亲水亲油表面活性剂0-5g/100mL；

当A组分和B组分分开储存时，所述涂料由A组分和B组分组成，其中A组分以有机溶剂作为溶剂，以溶剂体积为100mL计，包括以下浓度的原料：低表面能小分子化合物0.01-2g/100mL；B组分以有机溶剂或水作为溶剂，以溶剂体积为100mL计，包括以下浓度的原料：聚合物0.5-2.0g/100mL、固化剂0-0.1g/100mL、亲水亲油表面活性剂0-5g/100mL。

本发明中，所述聚合物优选为水性聚氨酯、丙烯酸树脂或环烯烃共聚物(如COC)，但不限于以上物质。所选用的聚合物要求具有高粘附性，与基材结合后涂层耐久性好。

当聚合物为水性聚氨酯时，固化剂为异氰酸酯或氮吡啶，固化剂添加量为0.01-0.1g/100mL溶剂；当聚合物为丙烯酸树脂或环烯烃共聚物时，不添加固化剂。

当聚合物为水性聚氨酯或丙烯酸树脂等水溶性聚合物时，采用水作为溶剂；当聚合物为环烯烃共聚物(如COC)等不溶于水的聚合物时，采用有机溶剂作为溶剂。

本发明中，所述低表面能小分子化合物优选为氟硅烷类化合物、十八烷基胺(ODA)或聚二甲基硅氧烷，但不限于以上物质。