【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于涂层材料，具体涉及一种无氟透明自清洁固态润滑涂层及其制备方法。
技术介绍
1、太阳能光伏发电以其取之不尽、源源不断、低碳高效等优点而著称，为利用可再生能源实现净零排放，预计太阳能光伏发电将成为构建新型电力系统的关键部分，但在实际应用中，太阳能光伏板每年受到污染较为严重，尤其在一些沙尘暴频繁，风沙较大的地区，灰尘累计一个月会导致太阳能光伏板效率下降18.74％，严重影响了光伏组件的性能，降低了光电转化效率，影响了发电效益，因此，研究人员都在寻找一种具有自清洁和高透明度的特殊功能表面，用以保证太阳能光伏板的发电能力、减少光伏板的污染及降低维护成本。
2、现有技术中研究人员受莲花表面的不沾水特性的启发，仿照莲花表面的微观结构以及使用低表面能材料设计了仿生功能表面，即超疏水表面，这种表面具有防污、防腐蚀、防结冰、抗紫外线、抗菌、阻燃等优点，例如：专利cn118994688a公开的一种超疏水自清洁层的制备方法、柔性保护组件及其制备方法，采用微纳分级结构结合氟化硅烷-全氟聚醚混合物设计的自清洁涂层，但一方面，超疏水表面要求的微纳结构与光伏板需要的透光度相互矛盾，限制了超疏水涂层在光伏电池上的应用，因此，在保证高透明度的同时赋予表面防污性能是一个亟待解决的问题，另一方面，大多超疏水/疏水涂层为了达到疏水润滑的特性，需使用含氟物质修饰涂层，并且制备过程中使用大量有机试剂，不仅增加成本，也对环境造成危害，大量的voc排放不利于大规模的工业生产，为了满足可持续发展的要求，迫切需要探索无氟无voc排放更加环保的制备工艺，以减
3、为了提升涂层表面的疏水性，现有技术中还会在涂层表面引入疏水性二氧化硅，例如：专利cn118755322a公开的sio2/pvdf疏水自清洁涂层溶液及其制备方法和应用，利用ots对纳米sio2进行改性，并引入pvdf制备pvdf@ots-sio2涂层悬浮液，喷涂形成透明疏水涂层，疏水性二氧化硅虽然有良好的疏水效果，但会使用硅烷或氟化剂来使二氧化硅达到疏水的效果，一方面，制备过程较复杂繁琐，生产成本较高，另一方面，硅烷和氟化剂也会对环境造成危害，均将限制其商业化应用。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一，本专利技术提供一种无氟透明自清洁固态润滑涂层及其制备方法，涂层具有良好的光学透明度、出色的自清洁、疏水、稳定性和耐久性，制备方法简单环保，无氟无voc排放，使其可适用于太阳能板、建筑外墙、汽车表面等多个领域，具有广泛的商业化应用前景。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
3、一种无氟透明自清洁固态润滑涂层，所述固态润滑涂层由蜡基悬浮液涂覆在基底上固化形成，所述蜡基悬浮液由蜡微粉、疏水性黏合剂和亲水性纳米二氧化硅分散在溶剂中制成。
4、上述固态润滑涂层的透明自清洁润滑机理包括：
5、疏水性黏合剂既起到粘结基底的作用，又提供了涂层的疏水性，增强了涂层的耐湿性和抗污性，亲水性纳米二氧化硅的加入不仅提升了涂层的硬度，且通过其强烈的无机物质特性增强了涂层的结构稳定性；在涂层的初始状态下，亲水性纳米二氧化硅和主要为微米级圆球形状的蜡微粉被均匀分散于涂层中，无需采用硅烷和氟化剂修饰，可形成表面粗糙结构，这种粗糙结构被疏水性黏合剂覆盖，形成了被疏水性黏合剂覆盖的表面凸起，这些表面凸起提供了较为粗糙的表面，初期涂层的表面能并没有显著降低。
6、随着涂层加热至蜡微粉的软化或熔化温度，蜡微粉开始软化或熔化并在表面摊开，产生了额外的润滑效果，此时，微晶蜡的软化或熔化不仅填补了涂层表面的微观空隙，而且使得表面局部的高表面能区域得以降低，从而整体降低了涂层的表面能，同时随着蜡微粉的软化或熔化，涂层表面粗糙度得到了进一步的优化，使固态润滑涂层形成了较为平滑且透明度更高的涂层结构，提高整体疏水润滑特性，使尺寸上远大于表面凸起的灰尘、雨水等降落在涂层表面时，能够在表面张力作用下形成球状滑出涂层表面，进而赋予涂层表面防污性能，达到透明自清洁疏水润滑效果。
7、在优选的实施例中，所述蜡微粉的粒径为5～20μm，使用蜡微粉无需加热熔化蜡即可直接加入溶剂中，在室温下搅拌均匀分散，有利于降低能耗，进一步提高制备的简便性。
8、所述蜡微粉用于提供涂层一定的粗糙度和疏水性，但蜡微粉为白色粉末状，为进一步避免蜡微粉过量而损失涂层光学透明度，在优选的实施例中，所述蜡微粉在溶剂中的重量浓度为0.3wt％～2wt％，综合考虑涂层疏水性和透明度，可进一步优选为0.6wt％～1wt％。
9、在优选的实施例中，所述疏水性黏合剂为pdms，聚二甲基硅氧烷是一种高分子有机硅化合物，可提供一定疏水性，同时也在涂层中充当粘合剂的作用，可使蜡微粉与亲水性纳米二氧化硅之间形成稳定的界面活性体系，并且pdms本身具有高透明度，不会影响涂层的透明度。
10、为兼顾pdms的疏水性和粘合剂作用，并进一步避免pdms过量而对顺利喷涂不利，在优选的实施例中，所述pdms在溶剂中的重量浓度为5wt％～40wt％，综合考虑涂层疏水性和透明度，可进一步优选为20wt％～30wt％。
11、为兼顾亲水性纳米二氧化硅增加涂层硬度、一定水接触角的作用，并进一步避免亲水性纳米二氧化硅过量而损失涂层疏水性和光学透明度，在优选的实施例中，所述亲水性纳米二氧化硅在溶剂中的重量浓度为0.3wt％～1wt％，综合考虑涂层疏水性和透明度，可进一步优选为0.5wt％～0.7wt％。
12、在优选的实施例中，所述亲水性纳米二氧化硅的粒径≤20nm，为进一步控制材料成本，可进一步优选为10～20nm。
13、在优选的实施例中，所述溶剂为乙酸乙酯溶液，对pdms具有良好的溶解性。
14、一种无氟透明自清洁固态润滑涂层的制备方法，其制备方法包括：
15、制备蜡基悬浮液：取蜡微粉加入溶剂中，再加入疏水性黏合剂和亲水性纳米二氧化硅分散均匀制备蜡基悬浮液；
16、制备自清洁润滑涂层：将所述蜡基悬浮液喷涂于基底表面，固化获得自清洁润滑涂层。
17、上述制备方法中采用蜡微粉作为添加剂直接加入溶剂中，可免除加热融化蜡的步骤，可在室温下均匀分散，降低能耗，提高操作简便性，同时通过与疏水性黏合剂和亲水性纳米二氧化硅制备蜡基悬浮液，解决传统蜡颗粒在溶液中的分散问题，可避免由于熔化蜡后喷涂时溶液温度迅速下降而导致蜡析出、喷枪堵塞的困扰，从而确保了喷涂过程的顺利进行，使添加量不再受到局限，能够灵活调整，有利于提升制备方法的稳定性和可操作性。
18、为快速获得粒径均匀细小的蜡微粉，在优选的实施例中，其制备方法包括：
19、制备蜡微粉：取微晶蜡加热溶解后通过喷枪喷出，收集形成球状蜡微粉。
20、在优选的实施例中，制备蜡微粉时采用水浴加热溶解微晶蜡，可提高溶解均匀性和平稳性。
21、在优选的实施例中，制备蜡基悬浮液时采用磁性本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无氟透明自清洁固态润滑涂层，其特征在于，所述固态润滑涂层由蜡基悬浮液涂覆在基底上固化形成，所述蜡基悬浮液由蜡微粉、疏水性黏合剂和亲水性纳米二氧化硅分散在溶剂中制成。
2.根据权利要求1所述的无氟透明自清洁固态润滑涂层，其特征在于，所述蜡微粉的粒径为5～20μm，所述蜡微粉在溶剂中的重量浓度为0.3wt％～2wt％。
3.根据权利要求1所述的无氟透明自清洁固态润滑涂层，其特征在于，所述疏水性黏合剂为PDMS，所述PDMS在溶剂中的重量浓度为5wt％～40wt％。
4.根据权利要求1所述的无氟透明自清洁固态润滑涂层，其特征在于，所述亲水性纳米二氧化硅在溶剂中的重量浓度为0.3wt％～1wt％。
5.根据权利要求1所述的无氟透明自清洁固态润滑涂层，其特征在于，所述溶剂为乙酸乙酯溶液。
6.根据权利要求1～5任意一项所述的无氟透明自清洁固态润滑涂层的制备方法，其特征在于，其制备方法包括：
7.根据权利要求6所述的无氟透明自清洁固态润滑涂层的制备方法，其特征在于，其制备方法包括：
8.根据权利要求6
9.根据权利要求6所述的无氟透明自清洁固态润滑涂层的制备方法，其特征在于，制备自清洁润滑涂层时喷涂前采用无水乙醇清洗基底表面，采用鼓风干燥固化。
10.根据权利要求1～5任意一项所述的无氟透明自清洁固态润滑涂层的应用，其特征在于，包括将所述固态润滑涂层用于太阳能板、建筑外墙、汽车表面。
...【技术特征摘要】
1.一种无氟透明自清洁固态润滑涂层，其特征在于，所述固态润滑涂层由蜡基悬浮液涂覆在基底上固化形成，所述蜡基悬浮液由蜡微粉、疏水性黏合剂和亲水性纳米二氧化硅分散在溶剂中制成。
2.根据权利要求1所述的无氟透明自清洁固态润滑涂层，其特征在于，所述蜡微粉的粒径为5～20μm，所述蜡微粉在溶剂中的重量浓度为0.3wt％～2wt％。
3.根据权利要求1所述的无氟透明自清洁固态润滑涂层，其特征在于，所述疏水性黏合剂为pdms，所述pdms在溶剂中的重量浓度为5wt％～40wt％。
4.根据权利要求1所述的无氟透明自清洁固态润滑涂层，其特征在于，所述亲水性纳米二氧化硅在溶剂中的重量浓度为0.3wt％～1wt％。
5.根据权利要求1所述的无氟透明自清洁固态润滑涂...
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