一种防污涂料、防污涂层及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种防污涂料、防污涂层及其制备方法，涉及功能材料技术领域。该防污涂料，原料包括：六亚甲基二异氰酸酯三聚体、氨基封端聚二甲基硅氧烷、N，N

【技术实现步骤摘要】
一种防污涂料、防污涂层及其制备方法


[0001]本专利技术涉及功能材料
，具体涉及一种防污涂料、防污涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]防污涂料具有很多潜在的应用价值，例如，用于高层建筑的玻璃墙可以长久地保持墙体清洁，避免人工高空擦洗而发生事故以及产生水资源的浪费；作为汽车的顶漆，可以避免雨天泥水污染车身，同时雨水可以轻易冲刷掉车体灰尘，减少人为洗车次数，节约水资源；用于汽车、飞机、船舶的挡风玻璃，能够改善交通工具在行驶过程中的视野，提高驾驶安全性；用于太阳能电池板可以减少灰尘的堆积，增大转换效率。
[0003]近年来，研究者对该类材料的研究无论从研究领域还是制备方法均有较大的发展。目前该类材料按照制备方法可分为三类：第一类是依赖于微纳米粗糙形貌和低表面能的超疏结构，超疏表面对液体具有很高的接触角(＞150
°
)，较低的滚动角(＜10
°
)，然而超疏性与高透明性是相互制约的，且粗糙结构容易被机械性损坏而失效；第二类是将低表面能润滑液注入到事先构筑好的多孔表面，形成油浸渍表面，但是随着润滑液的流失，该表面会失去防污性，难以达到高透明且易被机械损伤的问题也依然存在；第三类是利用在光滑表面接枝液态柔性聚合物链而制备的超光滑、透明防污表面，这种表面不需要精细的结构设计，稳定性较好，因为该表面光滑而光线不易被散射，容易达到高透明，且机械耐久性易被调节。第三类方法已经引起了人们的广泛关注，相对于前两类制备方法具有更广阔的应用前景。
[0004]目前虽然有一些性能较好的超光滑、透明防污材料的报道(ACS applied materials&interfaces，2018，10(14)：11406
‑
11413；2021，13(8)：10467
‑
10479；)，但是其复杂的制备方法和原料高昂的成本严重制约了其在实际中的应用，而且还含有对环境有害的氟化物。因此，专利技术出制备工艺简单易行，成本低廉，无氟化物，固化后具有高透明度、高硬度和耐磨而又稳定的自清洁防污涂料是极为必要的，对于自清洁涂料的推广和应用也具有重要意义并且有着潜在的巨大市场。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种成本低廉、无氟化物、性能稳定、光滑、具有高透明度、高硬度、柔韧性，耐酸碱盐、防腐性的防污涂料、防污涂层及其制备方法。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种防污涂料，原料包括：六亚甲基二异氰酸酯三聚体、氨基封端聚二甲基硅氧烷、N，N
‑
二甲基甲酰胺、甲醚化三聚氰胺甲醛树脂和对甲苯磺酸水溶液。
[0007]进一步地，按重量份数计，原料包括：六亚甲基二异氰酸酯三聚体25～50份、氨基封端聚二甲基硅氧烷1～11份、N，N
‑
二甲基甲酰胺45～207份、甲醚化三聚氰胺甲醛树脂54～100份和对甲苯磺酸水溶液0.5～1.5份。
[0008]进一步地，按重量份数计，原料包括：六亚甲基二异氰酸酯三聚体50份、氨基封端
聚二甲基硅氧烷10.5份、N，N
‑
二甲基甲酰胺190份、甲醚化三聚氰胺甲醛树脂100份和对甲苯磺酸水溶液0.5份。
[0009]进一步地，按重量份数计，原料包括：六亚甲基二异氰酸酯三聚体35份、氨基封端聚二甲基硅氧烷3份、N，N
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二甲基甲酰胺135份、甲醚化三聚氰胺甲醛树脂55份和对甲苯磺酸水溶液0.5份。
[0010]进一步地，所述对甲苯磺酸水溶液的pH值为2～3。
[0011]第二方面，本专利技术提供所述的防污涂料的制备方法，包括如下步骤：
[0012](1)将六亚甲基二异氰酸酯三聚体和氨基封端聚二甲基硅氧烷溶于N，N
‑
二甲基甲酰胺中，搅拌，发生反应；
[0013](2)向步骤(1)得到的反应液中加入甲醚化三聚氰胺甲醛树脂和对甲苯磺酸水溶液搅拌均匀后得到所述防污涂料。
[0014]进一步地，在步骤(1)中，搅拌时间3h。
[0015]第三方面，本专利技术提供一种防污涂层，由所述的防污涂料或者所述的制备方法得到的防污涂料形成。
[0016]第四方面，本专利技术提供一种所述的防污涂层的制备方法，包括：将所述防污涂料刷涂于基材表面，固化，得到所述防污涂层。
[0017]进一步地，固化温度不低于130℃，固化时间1h。
[0018]进一步地，所述基材包括玻璃、陶瓷、金属、塑料或木材中的至少一种。
[0019]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0020]1.本专利技术提供的防污涂料，所用原料易得，制备方法简单，成本低廉，不含对环境有害的氟化物，环境友好；应用范围广，可用于多种类型的基材上，得到的涂层高透明性不会影响基材外观，可用于玻璃、陶瓷、金属等固体表面，不受基底大小和形状限制，不会改变基底原来的光泽，例如可用于高层建筑玻璃墙、汽车等交通工具挡风玻璃、太阳能电池等，也可作为汽车顶漆、船体防水生物粘附防腐涂料、金属的防腐漆等。
[0021]2.本专利技术提供的防污涂层，具有较好的自清洁性能，涂层表面的灰尘等污染物很容易被水和一些非水性的液滴冲洗干净，且该涂层对各种水性或油性污染液体如泥水、水性墨水、咖啡、长链烷烃、乙醇和N，N
‑
二甲基甲酰胺等均具有良好的防污效果，该涂层对各种烷烃的滑动角小于3
°
。
[0022]3.本专利技术提供的防污涂层，具有高透明度，在可见光范围内透光率约为98.8％；具有高光滑度，表面粗糙度为388pm；具有高硬度，铅笔硬度为8H；性能稳定，柔韧，耐磨、耐酸碱盐、防腐蚀、抗紫外辐照，有很好的环境耐久性。
[0023]4.本专利技术通过六亚甲基二异氰酸酯三聚体中的异氰酸酯与氨基封端聚二甲基硅氧烷中的氨基发生加成反应，将低表面能的聚二甲基硅氧烷共价接枝到六亚甲基二异氰酸酯三聚体上，后续在高温条件和对甲苯磺酸的催化下，一方面甲醚化三聚氰胺甲醛树脂发生自缩聚合，同时六亚甲基二异氰酸酯也与甲醚化三聚氰胺甲醛树脂发生反应，形成高度交联的聚合物基质，在涂层固化过程中低表面能的聚二甲基硅氧烷自发富集到涂层表面，为涂层提供防污性。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1是本专利技术实施例1制备的防污涂料应用到玻璃上形成防污涂层的自清洁效果图。
具体实施方式
[0026]提供下述实施例是为了更好地进一步理解本专利技术，并不局限于所述最佳实施方式，不对本专利技术的内容和保护范围构成限制，任何人在本专利技术的启示下或是将本专利技术与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本专利技术相同或相近似的产品，均落在本专利技术的保本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防污涂料，其特征在于，原料包括：六亚甲基二异氰酸酯三聚体、氨基封端聚二甲基硅氧烷、N，N
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二甲基甲酰胺、甲醚化三聚氰胺甲醛树脂和对甲苯磺酸水溶液。2.根据权利要求1所述的防污涂料，其特征在于，按重量份数计，原料包括：六亚甲基二异氰酸酯三聚体25～50份、氨基封端聚二甲基硅氧烷1～11份、N，N
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二甲基甲酰胺45～207份、甲醚化三聚氰胺甲醛树脂54～100份和对甲苯磺酸水溶液0.5～1.5份，优选的，原料包括：六亚甲基二异氰酸酯三聚体50份、氨基封端聚二甲基硅氧烷10.5份、N，N
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二甲基甲酰胺190份、甲醚化三聚氰胺甲醛树脂100份和对甲苯磺酸水溶液0.5份；或者原料包括：六亚甲基二异氰酸酯三聚体35份、氨基封端聚二甲基硅氧烷3份、N，N
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二甲基甲酰胺135份、甲醚化三聚氰胺甲醛树脂55份和对甲苯磺酸水溶液0.5份。3.根据权利要求1或2所述的防...

【专利技术属性】
技术研发人员：门学虎，高鹏，王晶，王福山，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：