一种用于基材的疏水涂层及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种用于基材的疏水涂层，包括底层和表面层，底层涂布于基材上，表面层涂布于底层上，底层包括有机硅改性树脂和对应的固化剂，表面层包括硅烷偶联剂。本发明专利技术同时提供一种用于基材的疏水涂层的制备方法，包括如下步骤：1)将有机硅改性树脂和对应固化剂溶解在溶剂1中制备底层涂覆液，将该底层涂覆液涂布至基材上从而形成底层涂膜，该底层涂膜干燥后形成底层；2)将硅烷偶联剂溶解在溶剂2中水解制备表面层涂覆液，该表面层涂覆液的浓度为1-5wt％,将该表面层涂覆液涂布至上述底层从而形成表面层涂膜，该表面层涂膜干燥后形成表面层。

Hydrophobic coating for base material and preparation method thereof

The present invention provides a method for hydrophobic coating substrate, comprises a bottom layer and a surface layer, bottom layer coated on the substrate, the surface coating layer to the bottom layer, bottom layer including silicon modified resin and curing agent the surface layer comprising a silane coupling agent. The invention also provides a preparation method for the hydrophobic coating substrate, which comprises the following steps: 1) the silicone modified resin and the curing agent is dissolved in a solvent in the preparation of 1 bottom coating, the bottom coating liquid coating to a substrate to form a bottom coating, the bottom layer of coating film formed after drying the bottom 2); the silane coupling agent is dissolved in the solvent 2 hydrolysis preparation of coating liquid surface layer, the surface layer of the coating solution concentration is 1-5wt%, the surface layer of the coating liquid coating to the bottom to form a surface coating layer, the surface layer of film after drying to form the surface layer.

【技术实现步骤摘要】
一种用于基材的疏水涂层及其制备方法
本专利技术涉及涂料领域，具体为一种用于基材的疏水涂层及其制备方法。
技术介绍
当材料的表面接触角大于90时，水很难在其表面铺展和润湿，因此材料可以用来防水防污。当材料表面的接触角越大时，表面防水防污效果越好。用来增大材料表面疏水性的方法有很多种，其中在材料表面涂覆疏水涂料来构筑疏水涂层是最简单，最经济，也最有效的方法。现有技术是将有机硅涂料或者氟碳涂料涂覆于基材表面，利用硅和氟的表面迁移现象，在涂层最外层形成一层疏水层。然而，这种通过靠涂层中氟硅的迁移来实现疏水涂层，需要涂料中的氟硅含量较高，否则表面难以形成均匀致密的疏水层。但是，当氟硅含量较高时，涂层与基材的结合力就会降低，容易造成涂层的脱落，因此，这种光靠单层疏水涂料来实现疏水涂层的方法是有些缺陷和不足的。
技术实现思路
鉴于上述不足，本专利技术提供一种用于基材的疏水涂层及其制备方法，其具有良好的基材附着力，解决了传统疏水涂层良好疏水性与基材不润湿的矛盾，赋予基材表面疏水功能，提高了基材的耐腐蚀性。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：一种用于基材的疏水涂层，包括底层和表面层，所述底层涂布于基材上，所述表面层涂布于所述底层上，所述底层包括有机硅改性树脂和对应的固化剂，所述表面层包括硅烷偶联剂。进一步地，所述有机硅改性树脂包括有机硅改性环氧树脂、有机硅改性丙烯酸树脂或有机硅改性聚氨酯树脂。进一步地，所述硅烷偶联剂包括具有3-17个氟原子的氟硅烷偶联剂。进一步地，所述氟硅烷偶联剂包括十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷、三十七氟硅烷偶联剂中的一种或多种。进一步地，所述基材包括金属、陶瓷或塑料。一种用于基材的疏水涂层的制备方法，包括如下步骤：1)将有机硅改性树脂和对应固化剂溶解在溶剂1中制备底层涂覆液，将该底层涂覆液涂布至基材上从而形成底层涂膜，该底层涂膜干燥后形成底层；2)将硅烷偶联剂溶解在溶剂2中水解制备表面层涂覆液，该表面层涂覆液的浓度为1-5wt％,将该表面层涂覆液涂布至上述底层从而形成表面层涂膜，该表面层涂膜干燥后形成表面层。进一步地，所述溶剂1为酯类、酮类或苯类溶剂，酯类溶剂包括甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸异丙酯、甲酸丁酯、甲酸异戊酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、乙酸异戊酯、乙酸环己酯、乙酸正丙酯、丙酸丙酯、丙酸丁酯、丁酸乙酯，优选乙酸丁酯；酮类溶剂包括丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、丁酮、环己酮、环戊酮，优选环己酮；苯类溶剂包括苯、甲苯、二甲苯，优选甲苯。进一步地，所述溶剂2为醇类溶剂，包括甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、环己醇。进一步地，所述涂布方法包括浸涂法、喷涂法、旋涂法、刮涂法、丝网涂布法，优选喷涂法。进一步地，所述制备方法的步骤2)中，将硅烷偶联剂溶解在溶剂2中的水解时间为2小时，温度为室温。本专利技术的有益效果是，提供一种疏水涂层结构，采用两层结构来构筑疏水涂层，一方面保证了底层与基材良好的结合，另一方面底层上的反应性官能团和表面层上的反应性官能团通过化学反应形成致密的疏水层，对改善疏水层与底材的结合力有较好的改善作用，解决了传统疏水涂层良好疏水性与基材不润湿的矛盾，赋予基材表面疏水功能，提高了基材的耐腐蚀性。具体实施方式为使本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例作详细说明如下。本专利技术提供一种用于基材的疏水涂层结构，其由底层和涂布在所述底层上的表面层组成。底层是有机硅改性树脂与固化剂通过在基材表面固化后形成，为了使底层中剩余可与表面层中硅烷偶联剂反应的硅氧烷基团，底层的固化反应程度为表干后，即可涂覆表面层。有机硅改性树脂包括有机硅改性环氧树脂、有机硅改性丙烯酸树脂、有机硅改性聚氨酯树脂，具体没有特殊说明，通用的有机硅改性树脂与固化剂都可以作为本专利技术制备底层的原料。表面层是形成疏水性能的主要涂层，是硅烷偶联剂，尤其是氟硅烷偶联剂，包括十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷、三十七氟硅烷偶联剂中的一种或多种，混合物的比例不限，其中优选十七氟癸基三甲氧基硅烷。本专利技术提供一种用于基材的疏水涂层的制备方法，通过以下步骤来实现：(1)将有机硅改性树脂和固化剂溶解在溶剂1中制备底层涂覆液，将该底层涂覆液涂布至基材上从而形成底层涂膜，该底层涂膜干燥后形成底层；(2)将硅烷偶联剂溶解在溶剂2中水解制备表面层涂覆液，该表面层涂覆液的浓度为1-5wt％,将该表面层涂覆液涂布至上述底层从而形成表面层涂膜，该表面层涂膜干燥后形成表面层。溶剂1为酯类、酮类或苯类溶剂，其中酯类溶剂包括甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸异丙酯、甲酸丁酯、甲酸异戊酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、乙酸异戊酯、乙酸环己酯、乙酸正丙酯、丙酸丙酯、丙酸丁酯、丁酸乙酯，优选乙酸丁酯；酮类溶剂包括丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、丁酮、环己酮、环戊酮，优选环己酮；苯类溶剂包括苯、甲苯、二甲苯，优选甲苯。溶剂2为醇类溶剂，主要目的是为了防止表面层涂覆液中的溶剂造成对底层的咬底和溶解，包括甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、环己醇等，优选乙醇。涂布方法包括浸涂法、喷涂法、旋涂法、刮涂法、丝网涂布法等，鉴于均匀涂布，优选喷涂法。本专利技术的疏水涂层适用于金属、塑料、陶瓷等基材的表面疏水改性。实施例1将有机硅改性丙烯酸树脂和端异氰酸酯聚醚固化剂按照固化配比配好，用醋酸丁酯稀释至涂-4粘度计约25秒的喷涂粘度，得到底层涂覆液，喷涂到基材马口铁上，等表干后形成底层。然后将十七氟癸基三甲氧基硅烷溶解在乙醇中，配制成2％浓度的乙醇溶液，室温搅拌水解2小时后得到表面层涂覆液，喷涂于底层表面，干燥后得到表面层。实施例2将有机硅改性环氧树脂和三亚乙基四胺固化剂按照固化配比配好，用甲苯稀释至涂-4粘度计约25秒的喷涂粘度，得到底层涂覆液，喷涂到基材马口铁上，等表干后形成底层；然后将十七氟癸基三甲氧基硅烷溶解在正丙醇中，配制成1％浓度的正丙醇溶液，室温搅拌水解2小时后得到表面层涂覆液，喷涂于底层表面，干燥后得到表面层。实施例3将有机硅改性聚氨酯树脂和聚酯多元醇固化剂按照固化配比配好，用环己酮稀释至涂-4粘度计约25秒的喷涂粘度，得到底层涂覆液，浸喷涂到基材马口铁上，等表干后形成底层；然后将十三氟辛基三甲氧基硅烷与十七氟癸基三甲氧基硅烷溶解在乙醇中，配制成5％浓度的乙醇溶液，室温搅拌水解2小时后得到表面层涂覆液，浸涂于底层表面，干燥后得到表面层。实施例4将有机硅改性环氧树脂和端氨基聚醚固化剂按照固化配比配好，用甲苯稀释至涂-4粘度计约25秒的喷涂粘度，得到底层涂覆液，旋涂到基材马口铁上，等表干后形成底层；然后将十七氟癸基三甲氧基硅烷溶解在环己醇中，配制成4％浓度的环己醇溶液，室温搅拌水解2小时后得到表面层涂覆液，旋涂于底层表面，干燥后得到表面层。实施例5将有机硅改性丙烯酸树脂和端异氰酸酯聚酯固化剂按照固化配比配好，用醋酸丁酯稀释至涂-4粘度计约25秒的喷涂粘度，得到底层涂覆液，喷涂到基材PET塑料上，等表干后形成底层；然后将十七氟癸基三甲氧基硅烷溶解在乙醇中，配制成2％浓度的乙醇溶液，室温搅拌水解2小时后得到表面层涂覆液，喷涂于底层表面，干燥后得到表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于基材的疏水涂层，包括底层和表面层，所述底层涂布于基材上，所述表面层涂布于所述底层上，所述底层包括有机硅改性树脂和对应的固化剂，所述表面层包括硅烷偶联剂。

【技术特征摘要】
1.一种用于基材的疏水涂层，包括底层和表面层，所述底层涂布于基材上，所述表面层涂布于所述底层上，所述底层包括有机硅改性树脂和对应的固化剂，所述表面层包括硅烷偶联剂。2.根据权利要求1所述的疏水涂层，其特征在于，所述有机硅改性树脂包括有机硅改性环氧树脂、有机硅改性丙烯酸树脂或有机硅改性聚氨酯树脂。3.根据权利要求1所述的疏水涂层，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括具有3-17个氟原子的氟硅烷偶联剂。4.根据权利要求3所述的疏水涂层，其特征在于，所述氟硅烷偶联剂包括十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷、三十七氟硅烷偶联剂中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的疏水涂层，其特征在于，所述基材包括金属、陶瓷或塑料。6.一种用于基材的疏水涂层的制备方法，包括如下步骤：1)将有机硅改性树脂和对应固化剂溶解在溶剂1中制备底层涂覆液，将该底层涂覆液涂布至基材上从而形成底层涂膜，该底层涂膜干燥后形成底层；2)将硅烷偶联剂溶解在溶剂2中...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑冬琛，
申请(专利权)人：北京奥托米特电子有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11