CN106497406A - 一种纳米超疏水涂层及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纳米超疏水涂层，该涂层由以下材料按照质量百分比组成：纳米二氧化硅50‑350份、六甲基二硅氮烷20‑120份、溶剂350‑600份、有机硅树脂200‑450份和固化剂5‑25份，其中固化剂为脂肪族多胺，溶剂为无水乙醇、正丙醇、异丙醇、丙酮、四氢呋喃、N，N‑ 二甲基乙酰胺或N，N‑ 二甲基甲酰胺、甲苯和二甲苯中的一种或多种的组合，其生产工艺包括S1.制取填料溶液、S2.制取超疏水溶液和S3.制取超疏水涂层。本发明所采用的原料简单易得、制备过程流程简易，生产成本低，制取的超疏水涂层具有接触角大、滚动角小、透光率高等优点，而且使用寿命长，附着力强，因此具有广泛应用的前景。

Description

一种纳米超疏水涂层及其生产工艺
技术领域
本发明涉及超疏水涂层技术领域，具体为一种纳米超疏水涂层及其生产工艺。
背景技术
超疏水材料具有表面不沾水的特性，可以用于防止金属表面生锈，有利于船舶较小水的阻力，用于室外电线上也能够防止积雪减少维护费用，用于光伏、光热领域其自洁功能可防止灰尘泥土附着在玻璃盖板上，大幅度提高了光伏和热伏设备的转化率。
超疏水材料通常具有两个要求：一是水滴在材料表面的接触角需要达到150°以上，二是水滴在材料表面的滚动角需要小于10°。而要使制备的超疏水材料达到这样的要求需要满足两个关键性的条件：一是材料表面需要具备足够的粗糙度，二是材料表面要具有足够低的表面能。以上条件限制了超疏水材料的研究和制备，因此使得超疏水材料难以大范围应用，为此我们提供了一种新型纳米超疏水材料及其生产工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纳米超疏水涂层及其生产工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种纳米超疏水涂层，该涂层由以下材料按照质量百分比组成：纳米二氧化硅50-350份、六甲基二硅氮烷20-120份、溶剂350-600份、有机硅树脂200-450份和固化剂5-25份。
优选的，该涂层由以下材料按照质量百分比组成：纳米二氧化硅60-300份、六甲基二硅氮烷15-120份、溶剂400-450份、有机硅树脂220-300份和固化剂10-20份。
优选的，该涂层由以下材料按照质量百分比组成：纳米二氧化硅180份、六甲基二硅氮烷120份、溶剂450份、有机硅树脂420份和固化剂8份。
优选的，所述固化剂为脂肪族多胺。
优选的，所述溶剂为无水乙醇、正丙醇、异丙醇、丙酮、四氢呋喃、N，N- 二甲基乙酰胺或N，N- 二甲基甲酰胺、甲苯和二甲苯中的一种或多种的组合。
一种纳米超疏水涂层及的生产工艺，包括以下步骤：
S1：制取填料溶液：将纳米二氧化硅和六甲基二硅氮烷加入溶剂中稀释，经超声搅拌10-20分钟或高速球磨30-300分钟，并静置反应18-48小时得到填料溶液；
S2：制取超疏水溶液：将填料溶液和有机硅树脂混合后加入固化剂搅拌20-50分钟制成超疏水溶液；
S3：制取超疏水涂层：采用旋涂或者浸涂的方式将超疏水溶液涂覆与玻璃、塑料、陶瓷、金属基材上，并在50-80度环境中烘干制得超疏水涂层。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明所采用的原料简单易得、制备过程流程简易，生产成本低，制取的超疏水涂层具有接触角大、滚动角小、透光率高等优点，而且使用寿命长，附着力强，因此具有广泛应用的前景。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种纳米超疏水涂层及其生产工艺技术方案：
实施例1
一种纳米超疏水涂层，该涂层由以下材料按照质量百分比组成：纳米二氧化硅180份、六甲基二硅氮烷120份、溶剂450份、有机硅树脂420份和固化剂8份，其中纳米二氧化硅的粒径在10-30纳米，所述固化剂为脂肪族多胺，所述溶剂为无水乙醇、正丙醇、异丙醇、丙酮、四氢呋喃、N，N- 二甲基乙酰胺或N，N- 二甲基甲酰胺、甲苯和二甲苯中的一种或多种的组合。
一种纳米超疏水涂层及的生产工艺，包括以下步骤：
S1：制取填料溶液：将纳米二氧化硅和六甲基二硅氮烷加入溶剂中稀释，经超声搅拌15分钟或高速球磨60分钟，并静置反应24小时得到填料溶液；
S2：制取超疏水溶液：将填料溶液和有机硅树脂混合后加入固化剂搅拌35分钟制成超疏水溶液；
S3：制取超疏水涂层：采用旋涂或者浸涂的方式将超疏水溶液涂覆与玻璃、塑料、陶瓷、金属等基材上，并在70度环境中烘干制得超疏水涂层。
实施列2
一种纳米超疏水涂层，该涂层由以下材料按照质量百分比组成：纳米二氧化硅200份、六甲基二硅氮烷100份、溶剂450份、有机硅树脂420份和固化剂8份，其中纳米二氧化硅的粒径在20-50纳米，所述固化剂为脂肪族多胺，所述溶剂为无水乙醇、正丙醇、异丙醇、丙酮、四氢呋喃、N，N- 二甲基乙酰胺或N，N- 二甲基甲酰胺、甲苯和二甲苯中的一种或多种的组合。
一种纳米超疏水涂层及的生产工艺，包括以下步骤：
S1：制取填料溶液：将纳米二氧化硅和六甲基二硅氮烷加入溶剂中稀释，经超声搅拌20分钟或高速球磨100分钟，并静置反应30小时得到填料溶液；
S2：制取超疏水溶液：将填料溶液和有机硅树脂混合后加入固化剂搅拌35分钟制成超疏水溶液；
S3：制取超疏水涂层：采用旋涂或者浸涂的方式将超疏水溶液涂覆与玻璃、塑料、陶瓷、金属等基材上，并在65度环境中烘干制得超疏水涂层。
实施例3
一种纳米超疏水涂层，该涂层由以下材料按照质量百分比组成：纳米二氧化硅180份、六甲基二硅氮烷120份、溶剂450份、有机硅树脂420份和固化剂8份，其中纳米二氧化硅的粒径在40-60纳米，所述固化剂为脂肪族多胺，所述溶剂为无水乙醇、正丙醇、异丙醇、丙酮、四氢呋喃、N，N- 二甲基乙酰胺或N，N- 二甲基甲酰胺、甲苯和二甲苯中的一种或多种的组合。
一种纳米超疏水涂层及的生产工艺，包括以下步骤：
S1：制取填料溶液：将纳米二氧化硅和六甲基二硅氮烷加入溶剂中稀释，经超声搅拌20分钟或高速球磨120分钟，并静置反应30小时得到填料溶液；
S2：制取超疏水溶液：将填料溶液和有机硅树脂混合后加入固化剂搅拌35分钟制成超疏水溶液；
S3：制取超疏水涂层：采用旋涂或者浸涂的方式将超疏水溶液涂覆与玻璃、塑料、陶瓷、金属等基材上，并在75度环境中烘干制得超疏水涂层。
表1为各按照上述各实施例制取的纳米涂层的物理性能与市面上常用的超疏水材料物理性能对比。
表1 超疏水材料物理性能
本发明制取的超疏水涂层具有接触角大153-161°、滚动角小1-7°、透光率高87-94%等优点，而且其硬度采用铅笔硬度仪测试可达5H，附着能力强，PH值约为8，人工老化试验测试的使用寿命可达4-6年。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种纳米超疏水涂层，其特征在于，该涂层由以下材料按照质量百分比组成：纳米二氧化硅50-350份、六甲基二硅氮烷20-120份、溶剂350-600份、有机硅树脂200-450份和固化剂5-25份。
2.根据权利要求1所述的一种纳米超疏水涂层，其特征在于，该涂层由以下材料按照质量百分比组成：纳米二氧化硅60-300份、六甲基二硅氮烷15-120份、溶剂400-450份、有机硅树脂220-300份和固化剂10-20份。
3.根据权利要求1所述的一种纳米超疏水涂层，其特征在于，该涂层由以下材料按照质量百分比组成：纳米二氧化硅180份、六甲基二硅氮烷120份、溶剂450份、有机硅树脂420份和固化剂8份。
4.根据权利要求1所述的一种纳米超疏水涂层，其特征在于：所述固化剂为脂肪族多胺。
5.根据权利要求1所述的一种纳米超疏水涂层，其特征在于：所述溶剂为无水乙醇、正丙醇、异丙醇、丙酮、四氢呋喃、N，N- 二甲基乙酰胺或N，N- 二甲基甲酰胺、甲苯和二甲苯中的一种或多种的组合。
6.一种如权利要求1所述的纳米超疏水涂层的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1：制取填料溶液：将纳米二氧化硅和六甲基二硅氮烷加入溶剂中稀释，经超声搅拌10-20分钟或高速球磨30-300分钟，并静置反应18-48小时得到填料溶液；
S2：制取超疏水溶液：将填料溶液和有机硅树脂混合后加入固化剂搅拌20-50分钟制成超疏水溶液；
S3：制取超疏水涂层：采用旋涂或者浸涂的方式将超疏水溶液涂覆与玻璃、塑料、陶瓷、金属基材上，并在50-80度环境中烘干制得超疏水涂层。
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