CN110003794A - 一种具有自清洁功能的纯聚合物涂层的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有自清洁功能的纯聚合物涂层的制备方法，包括如下步骤：（1）配置A液和B液，所述A液是由1.5%的聚乙烯醇溶液、正辛基三氧基硅烷以及盐酸混合得到的，所述B液是γ‑巯丙基三乙氧基硅烷或者γ‑巯丙基三甲氧基硅烷、乙烯酰胺和盐酸的混合溶液；（2）将A液与B液在300‑1500r/min的转速下搅拌混合，采用氨水调节pH为7，即制备底涂液；（3）在基材表面印制步骤（2）所制备底涂液；（4）将步骤（3）所得基材在60℃下干燥2‑10 min，再在100℃下干燥1‑10 min，即得具有自清洁功能的纯聚合物涂层。本发明的有益效果为：通过调控A液和B液的相对含量控制表面粗糙度和表面能，得到具有自清洁功能的纯聚合物涂层。

Description

一种具有自清洁功能的纯聚合物涂层的制备方法
技术领域
本发明涉及涂层技术领域，特别是一种加工直臂销孔时所用的具有自清洁功能的纯聚合物涂层的制备方法。
背景技术
具有自清洁功能的纯聚合物涂层具有工艺流程简单、成本低廉、表面能低、附着力高和相容性好等优势，在涂料、军事、建筑、航天等众多领域具有潜在应用价值。
专利20181005389.1公开了一种超疏水性自清洁荧光涂层的制备方法，此法首先制备含氟的羧基聚合物粒子；将聚合物粒子在有机溶剂中分散，再与小分子配体和稀土化合物配位后进行涂布，得到超疏水荧光涂层。该方法制备的涂层接触角虽然能达到150°以上，具有自清洁功能，但氟化物的潜在毒性使其应用领域缩小。专利201810538964.X公开了一种长效型耐蚀自清洁涂层及其制备方法，此方法首先按质量配比称取无机粘结材料、钝化剂、无机耐蚀材料、纳米光催化材料和低表面能材料，再与去离子水共混，混合均匀后得到原料液。然后将原料液涂覆在预处理的机体表面，再经加热固化得到所述耐蚀自清洁涂层，该方法制备的涂层虽然具有低表面能特性，但工艺复杂。目前都是采用在低表面能的涂层中填充无机纳米颗粒，形成粗糙表面，本专利制备一种纯聚合物的涂层，且工艺易于控制、设备简单和成本低受到广泛关注。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有自清洁功能的纯聚合物涂层的制备方法，以解决现有技术中的不足，它能够使纯聚合物涂层具有自清洁功能，工艺简单、环保。
本发明提供了一种具有自清洁功能的纯聚合物涂层的制备方法，包括如下步骤：
（1）配置A液和B液，所述A液是由1.5%的聚乙烯醇溶液、正辛基三氧基硅烷以及盐酸混合得到的，所述B液是γ-巯丙基三乙氧基硅烷或者γ-巯丙基三甲氧基硅烷、乙烯酰胺和盐酸的混合溶液；
（2）将A液与B液在300-1500r/min的转速下搅拌混合，采用氨水调节pH为7，即制备底涂液；
（3）在基材表面印制步骤（2）所制备底涂液；
（4）将步骤（3）所得基材在60℃下干燥2-10 min，再在100℃下干燥1-10 min，即得具有自清洁功能的纯聚合物涂层。
优选的是，步骤（1）中所述A液中1.5%的聚乙烯醇溶液，正辛基三氧基硅烷和盐酸质量比为（30-150）:100:1.5。
优选的是，步骤（1）中所述B液中硅烷、乙烯酰胺和盐酸质量比为100:10:1.5。
优选的是，步骤（2）中所述A液和B液质量比为（50-150）:100。
优选的是，步骤（3）中所述基材为为聚合物、陶瓷、玻璃、金属中的至少一种。
优选的是，步骤（3）中所述底涂液印制方法为喷涂、打印、丝网印刷、刮涂、凹版印刷和旋涂中的至少一种。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明的制备方法可以通过调控A液和B液的相对含量控制表面粗糙度和表面能，得到具有自清洁功能的纯聚合物涂层。本发明的制备方法工艺简单，节能环保，无毒无害，可以工业化。
具体实施方式
一种具有自清洁功能的纯聚合物涂层的制备方法，包括如下步骤：
（1）配置A液和B液，所述A液是由1.5%的聚乙烯醇溶液、正辛基三氧基硅烷以及盐酸混合得到的，所述B液是γ-巯丙基三乙氧基硅烷或者γ-巯丙基三甲氧基硅烷、乙烯酰胺和盐酸的混合溶液；
（2）将A液与B液在300-1500r/min的转速下搅拌混合，采用氨水调节pH为7，即制备底涂液；
（3）在基材表面印制步骤（2）所制备底涂液；
（4）将步骤（3）所得基材在60℃下干燥2-10 min，再在100℃下干燥1-10 min，即得具有自清洁功能的纯聚合物涂层。
在蒸发成膜过程中，B溶液中的相溶剂含量少，先成膜，A中的水含量高，后蒸发且成膜厚度较B要薄，所以形成低表面能粗糙的结构，且可通过A、B相对含量控制表面粗糙度；另外，乙烯酰胺的沸点较高，在亲油相先成膜后才能挥发，会增加亲油相表面粗糙度。
步骤（1）中所述A液中1.5%的聚乙烯醇溶液，正辛基三氧基硅烷和盐酸质量比为（30-150）:100:1.5。
步骤（1）中所述B液中硅烷、乙烯酰胺和盐酸质量比为100:10:1.5。
步骤（2）中所述A液和B液质量比为（50-150）:100。
步骤（3）中所述基材为为聚合物、陶瓷、玻璃、金属中的至少一种。
步骤（3）中所述底涂液印制方法为喷涂、打印、丝网印刷、刮涂、凹版印刷和旋涂中的至少一种。
本发明的实施例1：
一种具有自清洁功能的纯聚合物涂层的制备方法，包括如下步骤：
将1.5%的聚乙烯醇溶液、正辛基三氧基硅烷以及盐酸按照质量比为30：100：1.5的比例混合得到A液，将γ-巯丙基三乙氧基硅烷、乙烯酰胺和盐酸按照质量比为100：10：1.5的比例混合得到B液。将A液与B液按1：2比例在300r/min的转速下搅拌混合，采用氨水调节pH为7，即制备底涂液。采用喷涂工艺在聚合物基材表面印制底涂液，在60℃下干燥2min，再在100℃下干燥10min，即得具有自清洁功能的聚合物涂层。
采用该方法制备的涂层对水的接触角为135°，滚动角为4°；对植物油接触角为138°，滚动角为5°。
本发明的实施例2：
一种具有自清洁功能的纯聚合物涂层的制备方法，包括如下步骤：
将1.5%的聚乙烯醇溶液、正辛基三氧基硅烷以及盐酸按照质量比为60：100：1.5的比例混合得到A液，将γ-巯丙基三乙氧基硅烷、乙烯酰胺和盐酸按照质量比为100：10：1.5的比例混合得到B液。将A液与B液按3：4的比例在600r/min的转速下搅拌混合，采用氨水调节pH为7，即制备底涂液。采用丝网印刷工艺在陶瓷表面印制底涂液，在60℃下干燥4min，再在100℃下干燥8min，即得具有自清洁功能的陶瓷涂层。
采用该方法制备的涂层对水的接触角为140°，滚动角为3°；对植物油接触角为141°，滚动角为5°。
本发明的实施例3：
一种具有自清洁功能的纯聚合物涂层的制备方法，包括如下步骤：
将1.5%的聚乙烯醇溶液、正辛基三氧基硅烷以及盐酸按照质量比为90：100：1.5的比例混合得到A液，将γ-巯丙基三乙氧基硅烷、乙烯酰胺和盐酸按照质量比为100：10：1.5的比例混合得到B液。将A液与B液按1：1的比例在900r/min的转速下搅拌混合，采用氨水调节pH为7，即制备底涂液。采用刮涂工艺在玻璃表面印制底涂液，在60℃下干燥6min，再在100℃下干燥6min，即得具有自清洁功能的玻璃涂层。
采用该方法制备的涂层对水的接触角为137°，滚动角为7°；对植物油接触角为135°，滚动角为5°。
本发明的实施例4：
一种具有自清洁功能的纯聚合物涂层的制备方法，包括如下步骤：
将1.5%的聚乙烯醇溶液、正辛基三氧基硅烷以及盐酸按照质量比为120：100：1.5的比例混合得到A液，将γ-巯丙基三乙氧基硅烷、乙烯酰胺和盐酸按照质量比为100：10：1.5的比例混合得到B液。将A液与B液按5：4的比例在1200r/min的转速下搅拌混合，采用氨水调节pH为7，即制备底涂液。采用凹版印刷工艺在金属表面印制底涂液，在60℃下干燥8min，再在100℃下干燥3min，即得具有自清洁功能的金属涂层。
采用该方法制备的涂层对水的接触角为132°，滚动角为6°；对植物油接触角为140°，滚动角为4°。
本发明的实施例5：
一种具有自清洁功能的纯聚合物涂层的制备方法，包括如下步骤：
将1.5%的聚乙烯醇溶液、正辛基三氧基硅烷以及盐酸按照质量比为150：100：1.5的比例混合得到A液，将γ-巯丙基三乙氧基硅烷、乙烯酰胺和盐酸按照质量比为100：10：1.5的比例混合得到B液。将A液与B液按3：2的比例在1500r/min的转速下搅拌混合，采用氨水调节pH为7，即制备底涂液。采用旋涂工艺在聚合物基材表面印制底涂液，在60℃下干燥10min，再在100℃下干燥1min，即得具有自清洁功能的聚合物涂层。
采用该方法制备的涂层对水的接触角为132°，滚动角为6°；对植物油接触角为136°，滚动角为8°。

Claims (6)

1.一种具有自清洁功能的纯聚合物涂层的制备方法，其特征在于：包括包括如下步骤：
（1）配置A液和B液，所述A液是由1.5%的聚乙烯醇溶液、正辛基三氧基硅烷以及盐酸混合得到的，所述B液是γ-巯丙基三乙氧基硅烷或者γ-巯丙基三甲氧基硅烷、乙烯酰胺和盐酸的混合溶液；
（2）将A液与B液在300-1500r/min的转速下搅拌混合，采用氨水调节pH为7，即制备底涂液；
（3）在基材表面印制步骤（2）所制备底涂液；
（4）将步骤（3）所得基材在60℃下干燥2-10 min，再在100℃下干燥1-10 min，即得具有自清洁功能的纯聚合物涂层。
2.根据权利要求1所述的具有自清洁功能的纯聚合物涂层的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述A液中1.5%的聚乙烯醇溶液，正辛基三氧基硅烷和盐酸质量比为（30-150）:100:1.5。
3.根据权利要求1所述的具有自清洁功能的纯聚合物涂层的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述B液中硅烷、乙烯酰胺和盐酸质量比为100:10:1.5。
4.根据权利要求1所述的具有自清洁功能的纯聚合物涂层的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述A液和B液质量比为（50-150）:100。
5.根据权利要求1所述的具有自清洁功能的纯聚合物涂层的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述基材为为聚合物、陶瓷、玻璃、金属中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的具有自清洁功能的纯聚合物涂层的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述底涂液印制方法为喷涂、打印、丝网印刷、刮涂、凹版印刷和旋涂中的至少一种。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1186640A2 (de) * 2000-09-07 2002-03-13 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Beschichtungsmaterial für multifunktionelle superphobe Schichten
CN101555385A (zh) * 2009-05-07 2009-10-14 中国科学院广州化学研究所 一种水稀释型有机硅涂料及其制备方法

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