一种两亲性透明防污涂层及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种两亲性透明防污涂层及其制备方法和应用，其中制备方法包括以下步骤：S1.选择硅酸四甲酯或硅酸四乙酯，以及选择烷氧基硅烷类的一种，将两者溶解于异丙醇溶液中，进行混合搅拌，得到溶液A；S2.将盐酸或冰乙酸或草酸滴加入到溶液A中，室温反应，得到液B；S3.将聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶解于另外的异丙醇溶液中，进行混合搅拌得到溶液C；S4.将溶液C以控制的速率加入到溶液B中，室温反应，得到溶液D；S5.将溶液D进行超声分散处理，然后涂覆在基材表面；S6.将基材在室温下暗处进行放置，形成均一的涂层。本发明专利技术制备的防污涂层具备高光学透明度、与基材附着力好、具备两亲性特性、优异防污性能的特点。优异防污性能的特点。优异防污性能的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种两亲性透明防污涂层及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及海洋防污涂层领域，具体涉及一种两亲性透明防污涂层及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着海洋资源的开发与利用过程的日益丰富，海洋探测设施与装备等表面因污损问题导致的探测精准度下降，信号传输失准失效的问题日益严重。当前使用的传统海洋防污涂层主要使用防污树脂加功能填料的方式制备，但这种制备方式会导致涂层损失透明的特性。因此，需要开发一种便捷的防污涂层制备技术，可涂覆在水下航行器的可视窗口、探测窗口、水下摄像头等对涂层具有高透明度要求的设备表面，保证窗口的可视性以及探测数据的准确性。
[0003]针对透明的海洋防污涂层，周峰在中国专利CN113004752A《一种透明海洋防污涂料及其制备方法和应用》中提出了一种制备透明海洋防污涂料的方法。该方法先制备了一种粘结树脂，然后将粘结树脂、硅烷偶联剂、增塑剂和醇醚溶剂混合，得到粘结树脂溶液，将所述粘结树脂溶液和防污剂水溶液混合，得到透明海洋防污涂料。该方法制备涂料的过程相对复杂，工艺流程不易控制。
[0004]单简文在中国专利CN105152546A《一种用于玻璃的透明防污涂层材料、透明防污涂层及其制备方法》中提出了一种应用于玻璃的透明防污涂层的制备方法，该方法先将气相二氧化硅在溶液中进行分散，然后将分散液加入低表面能粘结剂，再调节pH值至4
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5，后将混合分散液滴加到布条上，用布条去擦拭玻璃表面，然后使溶剂挥发后进行固化得到防污涂层。其制备工艺相对复杂，且其使用基材为玻璃片，限制了其在其他基材上的应用。
[0005]中国专利CN113754308A公开了一种超双疏防污透明涂层的制备方法：首先通过溶胶
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凝胶法制备了四边形中空二氧化硅粒子，然后将其与气相二氧化硅混合，构造出一个具有凹入微孔的粗糙结构，在硅烷偶联剂的作用下，使用1H，1H，2H，2H，全氟癸基三乙氧基硅烷对其进行改性，得到超双疏防污透明涂层。该专利技术制备的涂层表现出较好的透光率，且同时具备超双疏、自清洁、防污等优良性能。该专利技术通过溶胶
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凝胶法制备四边形中空二氧化硅粒子，其制备工艺相对复杂。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提出一种两亲性透明防污涂层及其制备方法和应用，本专利技术制备的防污涂层具备高光学透明度、与基材附着力好、具备两亲性特性、优异防污性能的特点。
[0007]所采用的技术方案为：
[0008]本专利技术的一种两亲性透明防污涂层的制备方法，包括以下步骤：
[0009]S1.选择硅酸四甲酯或硅酸四乙酯，以及选择R1基三甲氧基硅烷、R2基三乙氧基硅烷、R3，R4双取代基二甲氧基硅烷或R5，R6双取代基二乙氧基硅烷，将两者溶解于异丙醇溶
液中，进行混合搅拌，得到溶液A；其中R1、R2、R3、R4、R5和R6是甲基、乙基、丙基、丁基、己基、戊基、辛基、癸基、蒽基、乙烯基、氯甲基、烯丙基、环烷基、氨丙基、巯丙基中的一种；
[0010]S2.将一定浓度的盐酸或冰乙酸或草酸滴加入到溶液A中，室温反应，得到均一、透明的溶液B；
[0011]S3.将聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶解于另外的异丙醇溶液中，进行混合搅拌得到溶液C；
[0012]S4.将溶液C以控制的速率加入到溶液B中，室温反应，得到均一、透明的溶液D；
[0013]S5.将溶液D进行超声分散处理，然后将溶液D涂覆在基材表面；
[0014]S6.将涂覆溶液D的基材在室温下暗处进行放置，形成均一的涂层，即得。
[0015]进一步地，S1中，选择20
‑
80重量份的硅酸四甲酯或硅酸四乙酯，以及选择20
‑
80重量份的R1基三甲氧基硅烷或R2基三乙氧基硅烷或R3，R4双取代基二乙氧基硅烷或R5，R6双取代基二甲氧基硅烷，将两者加入到40
‑
400重量份的异丙醇溶液中，搅拌后得到溶液A。
[0016]进一步地，所述盐酸或冰乙酸或草酸的用量为1
‑
30重量份，浓度为0.1
‑
0.3mo l/L,室温下反应时间为1
‑
12h，得到溶液B。
[0017]进一步地，S3中，1
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50重量份聚醚改性聚二甲基硅氧烷加入到10
‑
50重量份异丙醇溶液中，得到溶液C。
[0018]进一步地，S4中，将溶液以0.1
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2滴/秒速度加入到溶液B中，反应12
‑
48h，得到溶液D。
[0019]进一步地，S5中，超声分散处理时间60
‑
300s，使用台式匀胶机将溶液D涂覆在基材表面；台式匀胶机的转速是100
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500转/分，处理10
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60秒，之后以1000
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3000转/分，处理10
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120秒。
[0020]进一步地，S5中，基材包括玻璃片、钢片、陶瓷片、聚甲基丙烯酸甲酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种或多种。
[0021]进一步地，S6中，涂层放置时间为3
‑
21天。
[0022]本专利技术的一种两亲性透明防污涂层，其是由上述的制备方法制备得到的。
[0023]本专利技术的一种两亲性透明防污涂层在水下航行器的包括可视窗口、探测窗口、水下摄像头在内的设备表面的应用。本专利技术制备的防污涂层可用于水下可视窗口、探测窗口和水下摄像头等高透明度设备表面的污损防护。
[0024]在上述的技术方案中，
[0025]步骤S1
‑
S2的技术说明：本制备方法是在酸性条件下，选择的硅酸四甲酯或硅酸四乙酯，与选择的R1基三甲氧基硅烷或R2基三乙氧基硅烷或R3，R4双取代基二乙氧基硅烷或R5，R6双取代基二甲氧基硅烷进行水解生成的硅酸根，然后硅酸根进行缩聚形成的硅基网络构成了基本结构。
[0026]步骤S3的技术说明：本制备方法使用的聚醚改性聚二甲基硅氧烷是一类同时具有亲水链段与疏水链段的聚合物，由该物质赋予了本方法合成的涂层的两亲性特性。经过充分溶解的聚醚改性聚二甲基硅氧烷才能在S2中形成的硅基网络形成良好的穿插，并实现制备均一透明的防污涂层。聚醚改性聚二甲基硅氧烷目前可市购得到。
[0027]步骤S4的技术说明:通过控制滴加速率，避免局部团聚导致的凝胶和沉淀现象，室温反应一段时间，保证聚醚改性聚二甲基硅氧烷可以均一的穿插于形成的硅基网络中。
[0028]步骤S5的技术说明:本制备方法使用超声分散处理是保证聚醚改性聚二甲基硅氧烷均匀分散在体系中，后续在涂层涂覆过程中才能形成均一的涂层结构。
[0029]步骤S6的技术说明：常规制备防污涂层的技术中，涂层固化条件基本采用了高温固化的方式。而本制备方法的防污涂层的固化方式采用了室温固化的方式，避免了因高温固化导致的能耗较高的问题。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种两亲性透明防污涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.选择硅酸四甲酯或硅酸四乙酯，以及选择R1基三甲氧基硅烷、R2基三乙氧基硅烷、R3，R4双取代基二甲氧基硅烷或R5，R6双取代基二乙氧基硅烷，将两者溶解于异丙醇溶液中，进行混合搅拌，得到溶液A；其中R1、R2、R3、R4、R5和R6是甲基、乙基、丙基、丁基、己基、戊基、辛基、癸基、蒽基、乙烯基、氯甲基、烯丙基、环烷基、氨丙基、巯丙基中的一种；S2.将一定浓度的盐酸或冰乙酸或草酸滴加入到溶液A中，室温反应，得到均一、透明的溶液B；S3.将聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶解于另外的异丙醇溶液中，进行混合搅拌得到溶液C；S4.将溶液C以控制的速率加入到溶液B中，室温反应，得到均一、透明的溶液D；S5.将溶液D进行超声分散处理，然后将溶液D涂覆在基材表面；S6.将涂覆溶液D的基材在室温下暗处进行放置，形成均一的涂层，即得。2.根据权利要求1所述的两亲性透明防污涂层的制备方法，其特征在于，S1中，选择20
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80重量份的硅酸四甲酯或硅酸四乙酯，以及选择20
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80重量份的R1基三甲氧基硅烷或R2基三乙氧基硅烷或R3，R4双取代基二乙氧基硅烷或R5，R6双取代基二甲氧基硅烷，将两者加入到40
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400重量份的异丙醇溶液中，搅拌后得到溶液A。3.根据权利要求1所述的两亲性透明防污涂层的制备方法，其特征在于，S2中，所述盐酸或冰乙酸或草酸的用量为1
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30重量份，浓度为0.1
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0.3mol/L,室温下反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：王君，张建伟，陈蓉蓉，刘婧媛，于静，刘琦，朱佳慧，李茹民，白雪峰，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：