CN105349036B

CN105349036B - 一种水性透明超双疏纳米涂料及其制备方法和应用

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Publication number: CN105349036B
Application number: CN201510854139.7A
Authority: CN
Inventors: 张友法; 朱海燕; 余新泉
Original assignee: Southeast University
Current assignee: Southeast University
Priority date: 2015-11-30
Filing date: 2015-11-30
Publication date: 2017-05-10
Anticipated expiration: 2035-11-30
Also published as: CN105349036A

Abstract

本发明涉及一种水性透明超双疏纳米涂料及其制备方法和应用。在室温条件下，以亲水性二氧化硅纳米颗粒和正硅酸乙酯或四氯化碳为原料合成出浓度为1～10mg/mL油性纳米颗粒；按体积比1:1将油性纳米颗粒与氟碳树脂复合，利用旋蒸仪，在60～90℃水浴条件下，旋蒸30～60min，获得浓度20～40mg/mL的高固含量油性纳米涂料浓缩液；加入水和表面活性剂，获得用于制备透明超双疏表面的水性纳米涂料；本发明制备的涂料为水溶性，制备工艺简单，适合大面积喷涂操作，对基材适应性强，透明度高，防护性好，可改善作业环境，节能环保。

Description

一种水性透明超双疏纳米涂料及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种简便的水性透明超双疏纳米涂料及其涂层制备技术。

背景技术

水性透明纳米涂料是一种新型的节能环保材料，不仅能保持基材较高的可见光透过率，而且以水为分散剂，降低或避免了有毒易挥发溶剂的使用，极大改善了施工作业条件。因其具有独特的物理化学性能和卓越的使用性能，成为当前科研领域和商业领域的新宠。

具有独特润湿性的水性透明超双疏纳米涂层，在自清洁、防水防油、抗雾抗冰、防污防腐、减阻耐磨等领域有着巨大的潜在应用价值，受到了科研工作者的广泛关注。制备超双疏纳米涂料的方法有很多，溶胶凝胶法、相分离法、电化学法、层层组装法、纳米粒子填充法等。吴旭等通过自由基聚合合成了硅/氟功能化聚丙烯酸酯，采用电泳沉积技术将其沉积在马口铁皮上，制得了疏水疏油耐腐蚀粘附力强的透明涂层。Doris Vollmer等将多孔蜡烛烟灰和二氧化硅复合成核壳结构的纳米颗粒，经高温煅烧、硅烷化处理后获得了透明的超双疏纳米涂层，该涂层防水防油耐磨性好。

目前，很多制备水性超双疏涂层的方法工艺都很复杂，要求设备精细，实验条件苛刻，成本高昂，因此，探索简便易行，省时省力，性能卓越的制备技术，仍是科研领域的难点和热点。

发明内容

本发明提供一种水性透明超双疏纳米涂料及其涂层制备方法，采用简单的合成工艺制备出水性的纳米涂料，通过设备轻便的喷涂技术，在多种基材表面获得超双疏的透明涂层。

本发明采用如下技术方案：一种水性透明超双疏纳米涂料，亲水性二氧化硅纳米颗粒乙醇溶液与正硅酸乙酯或四氯化硅反应，再加入硅烷偶联剂偶联后和氟硅烷反应得到油性纳米涂料，所述的亲水性二氧化硅纳米颗粒乙醇溶液与正硅酸乙酯或四氯化硅的体积比是20～40:1，所述硅烷偶联剂是KH570，所述的硅烷偶联剂和正硅酸乙酯或四氯化硅的摩尔比是2～4:1，所述的氟硅烷与正硅酸乙酯或是四氯化硅的摩尔比是2～4:1；按体积比(1～2.5):1的比例将油性纳米涂料和氟碳树脂混合均匀得到有机-无机杂化涂料，旋蒸浓缩至20～40mg/mL得到高固含量油性纳米涂料浓缩液；加水超声分散稀释至设定浓度得到水性透明超双疏纳米涂料。

所述的亲水性二氧化硅纳米颗粒是气相团聚物、单分散微球或串珠状纳米链，浓度为1～10mg/mL。

含水量>50％v/v时，加入表面活性剂，表面活性剂的添加量占水性透明超双疏纳米涂料体积的1～90％。

所述表面活性剂是十二烷基硫酸钠、Span 80、Tween 20、Triton X-100或Surfynol 61中的任一种。

制备所述的水性透明超双疏纳米涂料的方法，步骤为：

(1)油性纳米涂料制备：20～30℃下，将亲水性二氧化硅纳米颗粒加入到EtOH中，超声波分散后，在磁力搅拌条件下，加入正硅酸乙酯或四氯化硅，随后，滴加用盐酸酸化或氨水碱化的乙醇与去离子水的混合液，滴入硅烷偶联剂，继续磁力搅拌偶联反应充分后，缓慢滴加氟硅烷，继续磁力搅拌反应充分后，即获得油性纳米涂料；

(2)有机-无机杂化涂料制备：首先，在油性纳米涂料中加入氟碳树脂溶液，获得油性有机-无机杂化涂料，随后将油性纳米涂料放入旋蒸仪旋蒸获得浓度20～40mg/mL的高固含量油性纳米涂料浓缩液；

(3)水性纳米涂料的制备：超声波分散，并机械搅拌条件下，将去离子水或去离子水和表面活性剂加入高固含量纳米涂料浓缩液分散均匀得到水性透明超双疏纳米涂料。

步骤(1)中相对于正硅酸乙酯，各物质物质体积配比为正硅酸乙酯:H₂O:EtOH:HCl/NH₄OH＝1:2～4:2～4:0.05～10，滴加速度0.1～0.5mL/s，反应24～48h。

步骤(2)中所述氟碳树脂溶液是将树脂及其固化剂超声分散于乙醇中，30～60min后获得的均匀溶液，

基于所述的水性透明超双疏纳米涂料的应用，包括下列步骤：

(1)喷涂法：选用喷嘴直径0.5～2mm的喷枪喷涂，以压缩空气为气源，首先调整喷斑为扇形，喷嘴距基材待喷涂表面10～20cm，从左至右以2～5cm/s的速度从上到下依次喷涂，喷涂压力为30～80psi，随后从上至下以2～5cm/s的速度从左到右依次喷涂，喷涂压力不变，如此重复两次至五次，水性透明超双疏纳米涂料中含水量大于60％(v/v)时，则先用热台将基材加热至60～80℃，再进行喷涂；

(2)涂层后处理：采用非挥发性表面活性剂或无表面活性剂时，将处理后的基材放入水中，常温浸泡1～2h后，取出晾干，即在基材表面获得透明超双疏涂层；在采用挥发性表面活性剂时，喷涂结束后即获得透明超双疏涂层。

所述基体是玻璃、瓷砖、混凝土、金属、纺织物、塑料、木材、复合材料中的任一种。

有益效果：

加入TEOS，水解交联后，可在原有二氧化硅纳米颗粒之间形成“-Si-”化学键，提高颗粒间的结合力，并降低颗粒团聚。

KH570为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，是一种有机官能团硅烷偶联剂，在SiO₂-TEOS-HCl/NH₄OH-H₂O的水解反应体系中，能在TEOS或SiCl₄水解交联后的SiO₂表面嫁接活性基团，促进与氟硅烷的化学反应。

加入氟碳树脂，可显著提高纳米颗粒间的结合力。

本发明提出的技术制备的有机-无机杂化油性涂料，基本无絮状沉淀物质产生，在乙醇中的分散性极好，不易沉降。

通过旋蒸技术，不但去除了多余的氨水/盐酸，降低了涂料的刺激性气味，浓缩液可根据需要，采用乙醇进行任意比例稀释，同时，也可直接加入体积比为1～50％比例的水，直接进行稀释，即可获得水性纳米涂料。

有机-无机杂化固相物质具有疏水性，在水性涂料中呈团聚状分布，团聚物尺寸仍然小于500nm，可直接喷涂，获得均匀膜层，且团聚颗粒物具有较强的结合力，不但增加了膜层的粗糙度，形成多尺度多孔纳米结构，提高了膜层的超疏油特性，而且提高了膜层的强度。

表面活性剂的加入，使得固相团聚物能均匀分散在水中，水含量高达90％时，仍能稳定分散，可直接连续喷涂。

使用挥发性表面活性剂Surfynol 61时，水性纳米涂料喷涂获得的涂层无需后处理，即可获得超双疏特性。

水性涂料不燃、危险性低、成本低，同时便于储藏、运输和施工作业，具有很好的应用前景。

附图说明

图1为实施例3不含表面活性剂含水量20％水性透明超双疏纳米涂层SEM形貌。

图2为实施例3不含表面活性剂含水量20％水性透明超双疏纳米涂层高倍SEM形貌。

图3实施例3含表面活性剂含水量80％水性透明超双疏纳米涂层SEM形貌。

图4为实施例3含表面活性剂含水量80％水性透明超双疏纳米涂层高倍SEM形貌。

图5为实施例4含有0.5％Triton X100的含水量90％的水性涂料制备膜层后处理前的接触角测量照片(18.6°)。

图6为实施例4含有0.5％Triton X100的含水量90％的水性涂料制备膜层水浸泡处理后的接触角测量照片(171.5°)。

具体实施方式

一种透明超双疏表面层原位喷涂反应制备技术，以正硅酸乙酯或四氯化硅为原料合成出油性纳米颗粒；然后将油性纳米颗粒与氟碳树脂复合，制备出有机-无机杂化涂料；将该杂化涂料浓缩后，加入一定比例的水和表面活性剂，即可制得水性纳米涂料，采用易于操作的喷涂技术将得到的水性纳米涂料喷涂在基体上，经简单的后处理即获得透明超双疏涂层。所述技术具体包括以下步骤：

油性纳米涂料制备：20～30℃室温条件下，将亲水性二氧化硅纳米颗粒加入到乙醇(EtOH)中，40kHz频率超声波分散30min后，在500～1000rpm磁力搅拌条件下，按体积比(20～40):1加入正硅酸乙酯(TEOS)或四氯化硅(SiCl4)，随后，滴加用盐酸(HCl)酸化或氨水(NH₄OH)碱化的乙醇与去离子水的混合液催化活化，使纳米粒子能加速与偶联剂及氟硅烷以及偶联剂与氟硅烷的反应，相对于TEOS，各物质物质体积配比为TEOS:H₂O:EtOH:HCl/NH₄OH＝1:(2～4):(2～4):(0.05～10)，滴加速度0.1～0.5mL/s，反应24～48h后，滴入硅烷偶联剂KH570，按摩尔比为KH570:TEOS＝(2～4):1，滴加速度0.5～1mL/s，继续磁力搅拌1h后，缓慢滴加氟硅烷(FAS)，摩尔比FAS:TEOS＝(2～4):1，滴加速度0.1～0.5mL/s，继续磁力搅拌24h后，即获得油性纳米涂料。亲水性二氧化硅纳米颗粒可以是气相团聚物、单分散微球或串珠状纳米链市售成品，浓度为1～10mg/mL。

有机-无机杂化涂料制备：首先，按体积比(1～2.5):1，在油性纳米涂料中加入氟碳树脂溶液，获得油性有机-无机杂化涂料，随后将油性纳米涂料放入旋蒸仪，60～90℃水浴，100～300rmp条件，蒸发30～60min后，获得浓度20～40mg/mL的高固含量油性纳米涂料浓缩液。所述氟碳树脂溶液是将树脂及其固化剂超声分散于乙醇中，30～60min后获得的均匀溶液。

水性纳米涂料的制备：40kHz频率超声波分散，并于500～1000rpm机械搅拌条件下，将去离子水缓慢加入高固含量纳米涂料浓缩液，水的添加量为涂料的1～90vol.％，随后立刻将表面活性剂加入，添加量为水性涂料的0.01～1vol.％，30～60min后，即可获得用于制备透明超双疏表面的水性纳米涂料。所述表面活性剂是指十二烷基硫酸钠、Span 80、Tween 20、Triton X-100或Surfynol 61。

喷涂技术：喷涂前用干净棉布、刷子或无尘纸将基体擦拭干净，或在乙醇中超声清洗5～15min，取出吹干后即可使用。所述基体为玻璃、瓷砖、混凝土、金属、纺织物、塑料、木材、复合材料等。选用喷嘴直径0.5～2mm的喷枪喷涂，以压缩空气为气源，首先调整喷斑为扇形，喷嘴距基材待喷涂表面10～20cm，从左至右以2～5cm/s的速度从上到下依次喷涂，喷涂压力为30～80psi，随后从上至下以2～5cm/s的速度从左到右依次喷涂，喷涂压力不变，如此重复两次至五次，水性纳米涂料中含水量大于60％时，需要先用热台将基材加热至60～80℃，再进行喷涂。采用易于操作的喷涂技术将水性纳米涂料纵横交错式喷涂基体上，经简单的后处理即可在基材表面获得透明超双疏涂层。

涂层后处理：将处理后的基材放入水中，常温浸泡1～2h后，取出晾干，即可在基材表面获得透明超双疏涂层。

实施例1

在25℃室温条件下，将亲水性二氧化硅纳米颗粒加入到乙醇(EtOH)中，40kHz频率超声波分散30min后，在800rpm磁力搅拌条件下，按体积比20:1加入正硅酸乙酯(TEOS)，随后，滴加用氨水(NH₄OH)碱化的乙醇与去离子水的混合液，滴加速度0.2mL/s，反应12h后，滴入硅烷偶联剂，按摩尔比为KH570:TEOS＝2:1，滴加速度0.5mL/s，继续磁力搅拌1h后，缓慢滴加氟硅烷(FAS)，摩尔比FAS:TEOS＝2:1，滴加速度0.5mL/s，继续磁力搅拌24h后，即获得浓度为1mg/mL油性纳米涂料。按体积比1:1，在油性纳米涂料中加入氟碳树脂溶液，获得油性有机-无机杂化涂料，随后将油性纳米涂料放入旋蒸仪，60℃水浴，150rmp条件，蒸发50min后，获得浓度25mg/mL的高固含量油性纳米涂料浓缩液。将50％(水/涂料，v/v)去离子水缓慢加入高固含量纳米涂料浓缩液，不加表面活性剂，40kHz频率超声波分散，600rpm机械搅拌，50min后，获得用于制备透明超双疏表面的水性纳米涂料。

将含表面活性剂的水性纳米涂料喷涂在载玻片上。喷涂前用干净棉布将载玻片擦拭干净，乙醇中超声清洗5min，取出吹干。选用喷嘴直径0.5～2mm的喷枪喷涂，以压缩空气为气源，首先调整喷斑为扇形，喷嘴距载玻片待喷涂表面10～20cm，从左至右以2～5cm/s的速度从上到下依次喷涂，喷涂压力为60psi，随后从上至下以2～5cm/s的速度从左到右依次喷涂，喷涂压力不变，如此重复五次。获得无添加剂含水量50％水性纳米涂料的透明超双疏涂层。

实施例2

油性纳米涂料制备：20℃室温条件下，将亲水性二氧化硅纳米颗粒加入到乙醇(EtOH)中，40kHz频率超声波分散30min后，在500rpm磁力搅拌条件下，按体积比30:1加入正硅酸乙酯(TEOS)，随后，滴加用盐酸(HCl)酸化的乙醇与去离子水的混合液，滴加速度0.3mL/s，反应24h后，滴入硅烷偶联剂，按摩尔比为KH570:TEOS＝3:1，滴加速度0.5mL/s，继续磁力搅拌1h后，缓慢滴加氟硅烷(FAS)，摩尔比FAS:TEOS＝3:1，滴加速度0.3mL/s，继续磁力搅拌24h后，即获得6mg/mL油性纳米涂料。

有机-无机杂化涂料制备：首先，按体积比1:1，在油性纳米涂料中加入氟碳树脂溶液，获得油性有机-无机杂化涂料，随后将油性纳米涂料放入旋蒸仪，90℃水浴，200rmp条件，蒸发45min后，获得浓度30mg/mL的高固含量油性纳米涂料浓缩液。

水性纳米涂料的制备：40kHz频率超声波分散，并于1000rpm机械搅拌条件下，将90％(水/涂料，v/v)去离子水缓慢加入高固含量纳米涂料浓缩液，水的添加量为涂料的，随后分别立刻加入表面活性剂十二烷基硫酸钠、Span 80、Tween 20、Surfynol 61和TritonX100，添加量为水性涂料的1vol.％，30min后，即可获得用于制备透明超双疏表面的水性纳米涂料。

将含表面活性剂的水性纳米涂料喷涂在铜片上。喷涂前用干净棉布将铜片擦拭干净，乙醇中超声清洗5min，取出吹干。用热台将铜片加热至60℃，选用喷嘴直径0.5～2mm的喷枪喷涂，以压缩空气为气源，首先调整喷斑为扇形，喷嘴距铜片待喷涂表面10～20cm，从左至右以2～5cm/s的速度从上到下依次喷涂，喷涂压力为80psi，随后从上至下以2～5cm/s的速度从左到右依次喷涂，喷涂压力不变，如此重复五次。将使用含Tween 20和Triton X100的水性纳米颗粒涂料喷涂的铜片放入水中，常温浸泡1h后，取出晾干，即可在铜片表面获得透明超双疏涂层。使用含Surfynol 61的水性纳米颗粒涂料喷涂的铜片无需后处理即可得到超双疏透明涂层。

表1为实例2添加表面活性剂含水量90％的水性涂料涂层后处理前后润湿性变化。从表中可以看出采用油性有机-无机杂化涂料喷涂后的表面无需后处理就可实现超疏水，接触角为172.6±2.7°，滚动角为2±1°。而加过表面活性剂十二烷基硫酸钠、Span 80、Tween 20和Triton X 100的水性纳米涂料喷涂后不经后处理时，涂层均为亲水，但经后处理后涂层由亲水变为超疏水。因为表面活性剂Surfynol 61具有挥发性，所以不需后处理也可以实现很好的超疏水性能。接触角为167.5±1.4°，滚动角为2±1°。

表1采用添加表面活性剂的含水量90％的水性涂料涂层后处理前后润湿性变化

实施例3

在30℃室温条件下，将亲水性二氧化硅纳米颗粒加入到乙醇(EtOH)中，40kHz频率超声波分散30min后，在500rpm磁力搅拌条件下，按体积比25:1加入四氯化硅(SiCl₄)，随后，滴加用氨水(NH₄OH)碱化的乙醇与去离子水的混合液，滴加速度0.1mL/s，反应36h后，滴入硅烷偶联剂，按摩尔比为KH570:TEOS＝2:1，滴加速度0.5mL/s，继续磁力搅拌1h后，缓慢滴加氟硅烷(FAS)，摩尔比FAS:TEOS＝2:1，滴加速度0.2mL/s，继续磁力搅拌24h后，即获得3mg/mL油性纳米涂料。按体积比2:1，在油性纳米涂料中加入氟碳树脂溶液，获得油性有机-无机杂化涂料，随后将油性纳米涂料放入旋蒸仪，60℃水浴，100rmp条件，蒸发40min后，获得浓度40mg/mL的高固含量油性纳米涂料浓缩液。分别将80％、60％、40％、20％(水/涂料，v/v)去离子水缓慢加入高固含量纳米涂料浓缩液，其中，含水量80％、60％的水性涂料加表面活性剂，含水量40％、20％的水性涂料中不加表面活性剂，40kHz频率超声波分散，500rpm机械搅拌，60min后，获得用于制备透明超双疏表面的水性纳米涂料。

将含表面活性剂的水性纳米涂料喷涂在铝片上。喷涂前用干净棉布将铝片擦拭干净，乙醇中超声清洗5min，取出吹干。用热台将铝片加热至60℃，选用喷嘴直径0.5～2mm的喷枪喷涂，以压缩空气为气源，首先调整喷斑为扇形，喷嘴距铝片待喷涂表面10～20cm，从左至右以2～5cm/s的速度从上到下依次喷涂，喷涂压力为30psi，随后从上至下以2～5cm/s的速度从左到右依次喷涂，喷涂压力不变，分别将含水量为80％和60％的水性纳米涂料喷涂在加热的铝片表面，如此重复五次。含水量为40％和20％的水性纳米涂料采用上述相同喷涂工艺喷涂在未加热的铝片表面。从而在铝片表面获得了不同含量水性纳米涂料的透明超双疏涂层。

图1和2分别为不含表面活性剂含水量20％水性透明超双疏纳米涂层SEM照片和高倍SEM照片，从两张图片可以看出涂层表面由尺寸均匀的云状微米突起组成，这些突起由纳米级的颗粒组成。图3和4是含表面活性剂含水量80％水性透明超双疏纳米涂层SEM照片和高倍SEM形貌照片，图中显示纳米颗粒聚集成凹槽或凸台，进而形成了20～30μm左右的丘陵状的突起，正是这种微纳复合结构赋予了涂层优异的超双疏性能。

实施例4

油性纳米涂料制备：20℃室温条件下，将亲水性二氧化硅纳米颗粒加入到乙醇(EtOH)中，40kHz频率超声波分散30min后，在500rpm磁力搅拌条件下，按体积比40:1加入正硅酸乙酯(TEOS)，随后，滴加用盐酸(HCl)酸化的乙醇与去离子水的混合液，滴加速度0.5mL/s，反应48h后，滴入硅烷偶联剂，按摩尔比为KH570:TEOS＝4:1，滴加速度0.5mL/s，继续磁力搅拌1h后，缓慢滴加氟硅烷(FAS)，摩尔比FAS:TEOS＝4:1，滴加速度0.1mL/s，继续磁力搅拌24h后，即获得10mg/mL油性纳米涂料。

有机-无机杂化涂料制备：首先，按体积比2.5:1，在油性纳米涂料中加入氟碳树脂溶液，获得油性有机-无机杂化涂料，随后将油性纳米涂料放入旋蒸仪，80℃水浴，300rmp条件，蒸发30min后，获得浓度20mg/mL的高固含量油性纳米涂料浓缩液。

水性纳米涂料的制备：40kHz频率超声波分散，并于1000rpm机械搅拌条件下，将90％(水/涂料，v/v)去离子水缓慢加入高固含量纳米涂料浓缩液，水的添加量为涂料的，随后立刻加入表面活性剂Triton X100，添加量为水性涂料的0.5vol.％，30min后，即可获得用于制备透明超双疏表面的水性纳米涂料。

将含表面活性剂的水性纳米涂料喷涂在铝板上。喷涂前用干净棉布将铝板擦拭干净，乙醇中超声清洗5min，取出吹干。用热台将铜片加热至60℃，选用喷嘴直径0.5～2mm的喷枪喷涂，以压缩空气为气源，首先调整喷斑为扇形，喷嘴距铜片待喷涂表面10～20cm，从左至右以2～5cm/s的速度从上到下依次喷涂，喷涂压力为50psi，随后从上至下以2～5cm/s的速度从左到右依次喷涂，喷涂压力不变，如此重复五次。将喷涂好的铝板放入水中，常温浸泡1h后，取出晾干，即可在铜片表面获得透明超双疏涂层。

图5和图6分别为含有0.5％Triton X100的含水量90％的水性涂料涂层进行后处理前后的接触角测量照片，从图5中可以看出制备的涂层不经水浸泡处理的水静态接触角为18.6°，从图6中可以看到经后处理后涂层的水静态接触角为171.5°，显示出优异的超疏水性。

Claims

1.一种水性透明超双疏纳米涂料，其特征在于，亲水性二氧化硅纳米颗粒乙醇溶液与正硅酸乙酯或四氯化硅反应，再加入硅烷偶联剂偶联后和氟硅烷反应得到油性纳米涂料，所述的亲水性二氧化硅纳米颗粒乙醇溶液与正硅酸乙酯或四氯化硅的体积比是20～40:1，所述硅烷偶联剂是KH570，所述的硅烷偶联剂和正硅酸乙酯或四氯化硅的摩尔比是2～4:1，所述的氟硅烷与正硅酸乙酯或四氯化硅的摩尔比是2～4:1；按体积比1～2.5:1的比例将油性纳米涂料和氟碳树脂混合均匀得到有机-无机杂化涂料，旋蒸浓缩至20～40mg/mL得到高固含量油性纳米涂料浓缩液；加水超声分散稀释至设定浓度得到水性透明超双疏纳米涂料。

2.如权利要求1所述的水性透明超双疏纳米涂料，其特征在于，所述的亲水性二氧化硅纳米颗粒是气相团聚物、单分散微球或串珠状纳米链，浓度为1～10mg/mL。

3.如权利要求1或2所述的水性透明超双疏纳米涂料，其特征在于，含水量>50％v/v时，加入表面活性剂，表面活性剂的添加量占水性透明超双疏纳米涂料体积的1～90％。

4.如权利要求3所述的水性透明超双疏纳米涂料，其特征在于，所述表面活性剂是十二烷基硫酸钠、Span 80、Tween 20、Triton X-100或Surfynol 61中的任一种。

5.制备权利要求1、2或4任一所述的水性透明超双疏纳米涂料的方法，其特征在于，步骤为：

(3)水性纳米涂料的制备：超声波分散，并在机械搅拌条件下，将去离子水或去离子水和表面活性剂加入高固含量纳米涂料浓缩液分散均匀得到水性透明超双疏纳米涂料。

6.如权利要求5所述的制备水性透明超双疏纳米涂料的方法，其特征在于，步骤(1)中相对于正硅酸乙酯，各物质体积配比为正硅酸乙酯:水:EtOH:盐酸/氨水＝1:2～4:2～4:0.05～10，滴加速度0.1～0.5mL/s，反应24～48h。

7.如权利要求5所述的制备水性透明超双疏纳米涂料的方法，其特征在于，步骤(2)中所述氟碳树脂溶液是将树脂及其固化剂超声分散于乙醇中，30～60min后获得的均匀溶液。

8.基于权利要求1、2或4任一所述的水性透明超双疏纳米涂料的应用，其特征在于，包括下列步骤：

(1)喷涂法：选用喷嘴直径0.5～2mm的喷枪喷涂，以压缩空气为气源，首先调整喷斑为扇形，喷嘴距基材待喷涂表面10～20cm，从左至右以2～5cm/s的速度从上到下依次喷涂，喷涂压力为30～80psi，随后从上至下以2～5cm/s的速度从左到右依次喷涂，喷涂压力不变，如此重复两次至五次，水性透明超双疏纳米涂料中含水量大于60％时，则先用热台将基材加热至60～80℃，再进行喷涂；

9.如权利要求8所述的基于水性透明超双疏纳米涂料的应用，其特征在于，所述基材是玻璃、瓷砖、混凝土、金属、纺织物、塑料、木材、复合材料中的任一种。