一种超亲水硅质纳米微结构增透涂料及其制备和使用方法技术

本发明专利技术公开了一种超亲水硅质纳米微结构增透涂料及其制备和使用方法。该超亲水硅质纳米微结构增透涂料，按重量份数，包括如下原料：聚合物微球1～20份、聚硅氮烷5～30份、有机溶剂50～94份。本发明专利技术将上述涂料涂布到基材表面，经高温烧结制孔后得到超亲水硅质纳米微结构增透涂层，该涂层具有更低的亲水角度、更好的硬度、更高的透光率、耐老化、耐酸碱及耐磨等优异性能；通过改变聚合物微球的粒径大小，可以获得亲水效果及增透效果不同的涂层材料，可适用于自清洁、防雾、防污、油水分离及光学、半导体电子学等领域；本发明专利技术的制备工艺简单，有利于实现工业化连续生产。

【技术实现步骤摘要】
一种超亲水硅质纳米微结构增透涂料及其制备和使用方法
本专利技术涉及涂料
，特别涉及一种超亲水硅质纳米微结构增透涂料及其制备和使用方法。
技术介绍
超亲水涂层和水之间存在较强的相互作用力，将水滴滴在涂层表面可以观察到其在很短时间内能够完全铺展，使水的接触角等于或者接近于0°，在自清洁、防雾、防污、油水分离等领域中有着十分广阔的应用前景。目前实现涂层超亲水的方法主要有两大类：其一是在高表面能物质的表面上构造粗糙度实现超亲水，其二是光致实现超亲水；超亲水涂层的主要制备方法：如溶胶-凝胶法、气相沉积法、模板法、相分离法和层层自组装法等。超亲水涂层在实际应用过程中仍然受到很多因素的制约，主要包括以下几方面内容：①目前常用的超亲水涂层制备工艺复杂、设备昂贵，难以实现大面积超亲水涂层的制备；②超亲水涂层受外部环境的影响较大(如光、热、氧等)，长期使用亲水性能会逐渐变差；③超亲水涂层的长效性是限制其推广应用的重要因素，由于超亲水涂层具有较高的表面能，易向低表面能方向转化达到稳定态，致使其亲水性能丧失；④超亲水表面的耐磨性能很差，这也是制约其推广使用的另一个重要因素。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种超亲水硅质纳米微结构增透涂料及其制备和使用方法，以解决上述技术问题。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：第一方面，本专利技术提供的一种超亲水硅质纳米微结构增透涂料，按重量份数，包括如下原料：聚合物微球1～20份、聚硅氮烷5～30份、有机溶剂50～94份。优选的，所述聚合物微球选自聚苯乙烯微球、聚甲基丙烯酸甲酯微球、炭黑微球中的一种或多种。优选的，所述聚合物微球的平均粒径为0.01～5.0μm。进一步优选的，所述聚合物微球的平均粒径为0.01～1.0μm。优选的，在所述超亲水硅质纳米微结构增透涂料中聚合物微球的用量为5～15份。优选的，所述聚硅氮烷选自无机聚硅氮烷、有机聚硅氮烷和改性聚硅氮烷中的一种或多种。进一步优选的，所述无机聚硅氮烷为全氢聚硅氮烷；所述有机聚硅氮烷选自甲基聚硅氮烷、二甲基聚硅氮烷、甲基乙烯基聚硅氮烷中的一种或多种；所述改性聚硅氮烷选自乙烯基硅油改性聚硅氮烷、含氟改性聚硅氮烷、硼改性聚硅氮烷和过渡金属元素改性聚硅氮烷中的一种或多种。优选的，在所述超亲水硅质纳米微结构增透涂料中聚硅氮烷的用量为5～25份。优选的，所述聚硅氮烷的数均分子量为150～150000g/moL。优选的，所述有机溶剂选自乙酸乙酯、甲苯、二甲苯、D40溶剂油、乙酸丁酯、正辛烷、环己烷、甲基环己烷、正丁醚和四氢呋喃中的一种或多种；优选的，所述超亲水硅质纳米微结构增透涂料还包含有机助剂，所述有机助剂选自流平剂和分散剂中的一种或两种。进一步优选的，在所述超亲水硅质纳米微结构增透涂料中流平剂的用量为0.1～10份。更进一步优选的，在所述超亲水硅质纳米微结构增透涂料中流平剂的用量为0.1～5份。进一步优选的，所述流平剂选自流平剂BYK-333、流平剂BYK-306和流平剂Tego-450中的一种或多种。进一步优选的，在所述超亲水硅质纳米微结构增透涂料中分散剂的用量为0.1～10份。更进一步优选的，在所述超亲水硅质纳米微结构增透涂料中分散剂的用量为0.1～5份。进一步优选的，所述分散剂选自分散剂BYK-130、分散剂BYK-170、分散剂BYK-P104S和分散剂BYK-2009中的一种或多种。优选的，所述超亲水硅质纳米微结构增透涂料，按重量份数，包括如下原料：聚苯乙烯微球6～8份、含氟改性聚硅氮烷5～20份、有机溶剂74～87份、流平剂0.15份、分散剂0.3份。优选的，所述超亲水硅质纳米微结构增透涂料，按重量份数，包括如下原料：聚甲基丙烯酸甲酯微球8份、乙烯基硅油改性聚硅氮烷10～20份、有机溶剂72～82份、流平剂0.1份、分散剂0.3份。优选的，所述超亲水硅质纳米微结构增透涂料，按重量份数，包括如下原料：炭黑微球8～10份、二甲基聚硅氮烷15～20份、有机溶剂70～77份、流平剂0.2份、分散剂0.25份。第二方面，本专利技术提供的一种如第一方面所述的超亲水硅质纳米微结构增透涂料的制备方法，包括如下步骤：将聚合物微球、聚硅氮烷、有机溶剂以及有机助剂混合分散均匀即得。优选的，所述混合分散的方法选自机械搅拌法、超声分散法和球磨分散法中的一种或多种。优选的，所述混合分散时间为15～60min。第三方面，本专利技术提供的一种如第一方面所述的超亲水硅质纳米微结构增透涂料的使用方法，包括如下步骤：将超亲水硅质纳米微结构增透涂料涂布在基材表面，120～200℃烘烤固化，最后通过高温烧结来排除聚合物微球，得到具有超亲水效果的硅质纳米微结构增透涂层。优选的，所述涂布的方法选自浸涂、淋涂、擦涂、刮涂、辊涂和喷涂中一种或多种。进一步优选的，所述涂布的方法为喷涂。优选的，所述基材选自玻璃、光学镜片、大理石、不锈钢和马口铁中的一种或多种。优选地，所述烘烤固化的温度为150℃，固化时间为1～3h；优选地，聚合物微球高温烧结的温度为400～500℃，时间为1～2h。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术提供的超亲水硅质纳米微结构增透涂料主要由聚合物微球、聚硅氮烷和有机溶剂制备得到，将上述涂料涂布到基材表面，经高温烧结制孔后得到超亲水硅质纳米微结构增透涂层，该涂层具有更低的亲水角度、更好的硬度、更高的透光率、耐老化、耐酸碱及耐磨等优异性能；通过改变聚合物微球的粒径大小，可以获得亲水效果及增透效果不同的涂层材料，可适用于自清洁、防雾、防污、油水分离及光学、半导体电子学等领域；(2)本专利技术的超亲水硅质纳米微结构增透涂料制备工艺简单，有利于实现工业化连续生产。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本专利技术，但并不构成对本专利技术的限定。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。实施例1本实施例提供的超亲水硅质纳米微结构增透涂料的制备和使用方法，包括如下步骤：(1)称取下述按重量份数的原料：聚苯乙烯微球6份、含氟改性聚硅氮烷20份、流平剂BYK-3330.15份、分散剂BYK-1300.3份、乙酸丁酯74份，其中，聚苯乙烯微球的平均粒径为0.1μm；(2)将聚苯乙烯微球加入到乙酸丁酯中，然后在上述混合溶液中加入含氟改性聚硅氮烷，最后加入流平剂BYK-333及分散剂BYK-130，采用高速搅拌机以1000rpm的搅拌速率搅拌30min，至聚苯乙烯微球混合分散均匀，得到超亲水硅质纳米微结构物增透涂料；(3)将步骤(2)制备得到的超亲水硅质纳米微结构增透涂料喷涂在玻璃表面，在150℃条件下固化3h；然后冷却至室温，最后在450℃的高温下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超亲水硅质纳米微结构增透涂料，其特征在于，按重量份数，包括如下原料：聚合物微球1～20份、聚硅氮烷5～30份、有机溶剂50～94份。/n

【技术特征摘要】
1.一种超亲水硅质纳米微结构增透涂料，其特征在于，按重量份数，包括如下原料：聚合物微球1～20份、聚硅氮烷5～30份、有机溶剂50～94份。


2.根据权利要求1所述的超亲水硅质纳米微结构增透涂料，其特征在于，所述聚合物微球选自聚苯乙烯微球、聚甲基丙烯酸甲酯微球、炭黑微球中的一种或多种。


3.根据权利要求1所述的超亲水硅质纳米微结构增透涂料，其特征在于，所述聚合物微球的平均粒径为0.01～5.0μm。


4.根据权利要求1所述的超亲水硅质纳米微结构增透涂料，其特征在于，所述聚硅氮烷选自无机聚硅氮烷、有机聚硅氮烷和改性聚硅氮烷中的一种或多种。


5.根据权利要求4所述的超亲水硅质纳米微结构增透涂料，其特征在于，所述无机聚硅氮烷为全氢聚硅氮烷；所述有机聚硅氮烷选自甲基聚硅氮烷、二甲基聚硅氮烷、甲基乙烯基聚硅氮烷中的一种或多种；所述改性聚硅氮烷选自乙烯基硅油改性聚硅氮烷、含氟改性聚硅氮烷、硼改性聚硅氮烷和过渡金属元素改性聚硅氮烷中的一种或多种。


6.根据权利要求1所述的超亲水硅质纳米微结构增透涂料，其特征在于，所述有机溶剂选自乙酸乙酯、甲苯、二甲苯、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王元兵，余逊，王姝淇，
申请(专利权)人：广州弘海化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44