一种超耐水氟化自清洁增透涂层材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超耐水氟化自清洁增透涂层材料及其制备方法，属于功能材料技术领域；所述涂层材料的原料按重量份计包括：甲基丙烯酸甲酯30～50份、丙烯酸丁酯20～30份、硅单体5～10份、氟单体10～20份、氯代引发剂1～5份及碳酸丙烯酯50～100份；称取各原料并混合，加热反应即得所述涂层材料；本发明专利技术所提供的氟化自清洁增透涂层材料具有良好的疏水性能和增透性能，并具有优异的耐水性能和自清洁性能，且制备工艺简单，成本低，不含有毒物质，适于广泛推广。于广泛推广。于广泛推广。

【技术实现步骤摘要】
一种超耐水氟化自清洁增透涂层材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于功能材料
，具体涉及一种超耐水氟化自清洁增透涂层材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]“碳达峰”与“碳中和”不仅要增强环境对CO2的吸收，也要降低CO2的排放。太阳能作为新能源的代表将逐步替代传统能源的地位，光伏领域也将在未来大放异彩。在室外环境中，传统的透明涂料特别容易受到污染(水渍、灰尘等)，从而减少了光的透射，每年花在光伏太阳能发电板日常维护的费用大大增加了光伏发电的成本。
[0003]目前制备的低表面能材料主要依靠表面的疏水基团降低其表面能从而达到疏水的效果，当表面被破坏后材料会丧失疏水性能。因此耐磨性、耐水性、附着力与硬度对于户外使用的透明疏水膜来说极其重要。
[0004]现在使用较多的透明疏水涂层大多使用的有机硅或有机氟作为疏水基团，提供疏水效果，然而有机氟单体因为氟化基团表面富集的问题一直限制着其在工业中的应用。氟化基团的表面富集会导致涂层表面出现亲疏水相间的两亲型结构，使涂层具有优异的疏水性能，达到自清洁的目的。然而在水性环境下，传统有机氟改性丙烯酸树脂表面富集的氟化基团会发生重排，使树脂涂层变为白色，影响树脂涂层的透光性能和疏水性能，大大降低涂层的自清洁性能。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中的上述问题，本专利技术提供了一种超耐水氟化自清洁增透涂层材料及其制备方法，该增透涂层结构和性能稳定、耐水性能优异、自清洁性能好并具有增透功能，其制备工艺流程简单、成本低廉，原料不含有毒成分，适于广泛推广。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种超耐水氟化自清洁增透涂层材料，原料按重量份计包括：甲基丙烯酸甲酯30～50份、丙烯酸丁酯20～30份、硅单体5～10份、氟单体10～20份、氯代引发剂1～5份及碳酸丙烯酯50～100份。
[0008]进一步地，所述硅单体为硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂包括γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)和/或乙烯基三甲氧基硅烷(A171)。
[0009]进一步地，所述氟单体包括全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯。
[0010]进一步地，所述氯代引发剂的制备方法为：向400～500份溶剂中加入10～20份微纳米粒子和0.5～1份催化剂二乙醇胺，降温至0℃，加入0.5～1.5份引发剂中间体2
‑
氯丙酰氯，之后在0℃下反应24h，即得所述氯代引发剂。
[0011]进一步地，所述溶剂包括碳酸丙烯酯或二甲苯，所述微纳米粒子包括SiO2、TiO2或Al2O3。
[0012]本专利技术还提供了一种上述所述的超耐水氟化自清洁增透涂层材料的制备方法，包
括以下步骤：称取各原料并混合得到混合液，加热反应即得所述超耐水氟化自清洁增透涂层材料。
[0013]进一步地，所述反应温度为90～120℃，时间为12h。
[0014]本专利技术中，采用KH570为硅单体时，制备超耐水氟化自清洁增透涂层材料的反应原理如下：
[0015][0016]本专利技术同时提供了上述所述的超耐水氟化自清洁增透涂层材料在水下探测设备中的应用。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0018]本专利技术所得氟化自清洁增透涂层材料具有良好的疏水性能和增透性能，并具有优异的耐水性能和自清洁性能，且制备工艺简单，成本低，不含有毒物质，适于广泛推广。
[0019]本专利技术氟化自清洁增透涂层材料的超耐水性能体现在：采用新型氯取代原位聚合
引发剂作为聚合反应引发剂，使各单体在引发剂表面原位聚合，降低有机/无机界面能；此外，有机氟链极易在氟化聚合物表面富集使其具有很低的表面能，而本专利技术所述氟化自清洁涂层构筑利用原位聚合和空间位阻效应，能将氟化基团有效隔开，避免氟化基团在聚合物表面富集，从而达到抑制氟化基团重排的目的，使所得氟化自清洁涂层具有优异的耐水性能，在水下探测设备的应用方面具有广阔的前景。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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。
[0021]图1为实施例1所得超耐水氟化自清洁增透涂层材料的红外谱图；
[0022]图2为实施例1所得超耐水氟化自清洁增透涂层材料喷涂于玻璃载体上(对应图中的涂层+玻璃)测得的可见光透过率和玻璃载体本身的可见光透过率；
[0023]图3为采用实施例2所得超耐水氟化自清洁增透涂层材料制备的涂层的静态水接触角示意图；
[0024]图4为采用实施例3所得超耐水氟化自清洁增透涂层材料制备的涂层的实物图。
具体实施方式
[0025]现详细说明本专利技术的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本专利技术的限制，而应理解为是对本专利技术的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。应理解本专利技术中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本专利技术。
[0026]另外，对于本专利技术中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本专利技术内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
[0027]除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本专利技术所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本专利技术仅描述了优选的方法和材料，但是在本专利技术的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
[0028]在不背离本专利技术的范围或精神的情况下，可对本专利技术说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本专利技术的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本专利技术说明书和实施例仅是示例性的。
[0029]关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
[0030]本专利技术中所述的“份”如无特别说明，均按重量份计。
[0031]以下实施例及对比例中，所采用的氯代引发剂的制备方法为：
[0032]在双层夹套反应瓶中加入15份纳米Al2O3粒子(粒径范围为100～500nm)、0.7份二
乙醇胺和450份二甲苯，充分搅拌均匀形成浊液。连通循环冷却水，使悬浊液温度降低至0℃，缓慢滴入1份2
‑
氯丙酰氯，在0℃下持续搅拌反应24h得到浅绿色悬浊液。将浅绿色悬浊液离心，分别对所得固体用去离子水、乙醇清洗2次后，在60℃下干燥24h制备得到氯代引发剂。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超耐水氟化自清洁增透涂层材料，其特征在于，原料按重量份计包括：甲基丙烯酸甲酯30～50份、丙烯酸丁酯20～30份、硅单体5～10份、氟单体10～20份、氯代引发剂1～5份及碳酸丙烯酯50～100份。2.根据权利要求1所述的超耐水氟化自清洁增透涂层材料，其特征在于，所述硅单体为硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂包括γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和/或乙烯基三甲氧基硅烷。3.根据权利要求1所述的超耐水氟化自清洁增透涂层材料，其特征在于，所述氟单体包括全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯。4.根据权利要求1所述的超耐水氟化自清洁增透涂层，其特征在于，所述氯代引发剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱本峰，卫国英，陈思安，杨雨萌，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：