本申请提供了一种无氟自清洁涂层及其制备方法与应用，涉及涂料技术领域，该涂层包括以下制备原料：A组分和B组分；A组分包括以下制备原料：巯基化合物、苯乙烯共聚物、引发剂和氨基硅油；B组分包括以下制备原料：环氧树脂、三聚氰胺甲醛树脂和固化剂。本申请的无氟自清洁涂层高透明、拒水拒油，具有高硬度、高耐磨性和基底附着力强，可以抵御多种机械磨损；涂层可以构建在刚性平面（如玻璃基底等）和/或柔性曲面上，在柔性曲面上构建的涂层具有出色的可弯曲能力；本申请涂层的制备过程无氟、可控，具有广阔的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及涂料，特别涉及一种无氟自清洁涂层及其制备方法与应用。
技术介绍
1、高透明、坚固、柔韧的拒液表面在自清洁、防污、防冰、防雾、防腐等方面具有广阔的应用，相关技术中拒液表面主要发展成为了超疏液表面和润滑表面两大类。超疏液表面的构建通常需要引入极低表面能物质——长链含氟物质，以及需要构建精细的表面微纳米结构，因而存在着环境毒性大、成本高昂、制备工艺复杂和耐用性差等诸多问题。
2、润滑表面主要有两种，一种为注入润滑剂的光滑表面，这种表面通常面临着构建多孔精细结构设计的问题以及润滑剂易于损失的问题，不经济且不耐用。另一种则为光滑聚合物表面，通常是由大分子聚合物构成，表层会有由高迁移率的聚合物链形成的润滑层，同时具有极低的表面粗糙度，便能轻易实现物质排斥的功能。
3、然而，光滑聚合物表面通常比较柔软，就会导致其耐磨性差，以及低表面能涂料通常存在着基底附着力差的问题，对于一些特殊的应用场景又将面临着高透明度、高柔韧性、环保等更进一步的性能要求。
技术实现思路
1、本申请是鉴于上述课题而进行的，其目的在于，提供一种无氟清洁涂层，该涂层的拒液效果优异。
2、本申请第一方面提供了一种无氟自清洁涂层，包括以下制备原料：
3、a组分和b组分；
4、a组分包括以下制备原料：
5、巯基化合物、苯乙烯共聚物、引发剂和氨基硅油；
6、b组分包括以下制备原料：
7、环氧树脂、三聚氰胺甲醛树脂和固化剂；
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p>8、所述巯基化合物为巯基功能化的笼型多面体低聚倍半硅氧烷；9、所述巯基化合物的制备原料包括：
10、（3-巯基丙基）三甲氧基硅烷、醇和酸；
11、所述巯基化合物的制备方法，包括以下步骤：
12、将（3-巯基丙基）三甲氧基硅烷、醇和酸混合后反应，反应的温度为80℃~100℃，反应的时间为20h~30h；
13、所述（3-巯基丙基）三甲氧基硅烷、醇和酸的体积比为：（1~4）：（15~65）：（2~8）。
14、本申请利用巯基化合物中的巯基与苯乙烯共聚物（柔性聚合物链）在引发剂的作用下形成第一交联网络；而环氧树脂进行热固化反应构建第二交联网络，从而实现了对巯基化合物、苯乙烯共聚物、氨基硅油、环氧树脂和三聚氰胺甲醛树脂的有效衔接，最终形成具有良好拒水性和拒液性的无氟自清洁涂层，具有防污和自清洁能力。
15、本申请中利用氨基硅油具有低表面能，从而进一步提升防污能力；环氧树脂价格低廉，其固化物具有优异的机械性能和耐腐蚀性，而三聚氰胺甲醛树脂具有较高的透明度、硬度；上述物质间的协同作用有助于实现涂层的高透明度、坚固性、柔韧性、拒液性。
16、巯基功能化的笼形多面体低聚倍半硅氧烷材料通过各种特殊官能团（如环氧基、氨基和/或巯基）将柔性聚合物链（苯乙烯共聚物）共价接枝到刚性的无机硅核上从而实现刚性与柔性的结合。
17、可选地，所述引发剂为自由基型引发剂。
18、自由基型引发剂在光照条件下产生自由基，引发交联，形成交联网络；且自由基型引发剂的引发速度快，能够极大加速交联网络的形成。
19、可选地，所述固化剂为异氰酸酯衍生物。
20、异氰酸酯衍生物是一种含有异氰酸酯基团的化合物，具有高效的反应活性和良好的稳定性；异氰酸酯基团能够和环氧树脂中的环氧基团发生反应，形成交联结构，从而使环氧树脂固化；且在固化过程中，异氰酸酯衍生物起到催化剂的作用，能够使环氧树脂在较低的温度下快速固化。
21、可选地，所述a组分包括以下重量份数的制备原料：
22、巯基化合物 5份~20份、苯乙烯共聚物 50份~70份、引发剂5份~20份和氨基硅油2份~10份。
23、可选地，所述b组分包括以下重量份数的制备原料：
24、环氧树脂1份、三聚氰胺甲醛树脂0.1份~5份和固化剂0.1份~5份。
25、本申请第二方面提供了上述无氟自清洁涂层的制备方法，包括以下步骤：
26、将所述a组分和溶剂混合，制得溶液a；将所述b组分和溶剂混合，制得溶液b；
27、将a溶液和b溶液混合后涂布、光固化和热固化。
28、可选地，所述光固化为紫外光固化。
29、本申请中通过紫外光固化实现了涂层的初步固化，形成第一交联网络；通过环氧树脂的热固化构建第二交联网络，从而实现了多种功能组分的有效衔接，最终制得了性能优异的无氟自清洁涂层。
30、可选地，所述热固化的温度为150℃~200℃。
31、热固化温度会影响到环氧树脂分子之间化学键的紧密程度，在一定温度范围内，热固化温度升高，可以进一步提升环氧树脂固化后形成结构的硬度和强度；但温度过高，环氧树脂固化后收缩率变大，从而影响到固化后涂层的性能；因而，本申请通过将热固化的温度控制在一定范围内，从而进一步提升无氟自清洁涂层的性能。
32、本申请第三方面提供了上述无氟自清洁涂层在制备防污材料中的应用。
33、本申请第四方面提供了上述无氟自清洁涂层在制备玻璃自清洁涂层中的应用。
34、笼形多面体低聚倍半硅氧烷材料可以通过端点的各种特殊官能团将柔性聚合物链如苯乙烯共聚物共价接枝到刚性的无机硅核上从而实现刚性与柔性的结合。氨基硅油具有低表面能，有助于防污功能的实现。环氧树脂价格低廉，其固化物具有优异的机械性能和耐腐蚀性，而异氰酸酯衍生物可用作其固化剂。三聚氰胺甲醛树脂具有较高的透明度、硬度。上述物质有助于实现涂层的高透明度、坚固性、柔韧性、拒液性。
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【技术保护点】
1.一种无氟自清洁涂层，其特征在于，包括以下制备原料：
2.如权利要求1所述的无氟自清洁涂层，其特征在于，所述引发剂为自由基型引发剂。
3.如权利要求1所述的无氟自清洁涂层，其特征在于，所述固化剂为异氰酸酯衍生物。
4.如权利要求1至3任一项所述的无氟自清洁涂层，其特征在于，所述A组分包括以下重量份数的制备原料：
5.如权利要求4所述的无氟自清洁涂层，其特征在于，所述B组分包括以下重量份数的制备原料：
6.一种如权利要求1至5任一项所述的无氟自清洁涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述光固化为紫外光固化。
8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述热固化的温度为150℃~200℃。
9.一种如权利要求1至5任一项所述的无氟自清洁涂层在制备防污材料中的应用。
10.一种如权利要求1至5任一项所述的无氟自清洁涂层在制备玻璃自清洁涂层中的应用。
【技术特征摘要】
1.一种无氟自清洁涂层，其特征在于，包括以下制备原料：
2.如权利要求1所述的无氟自清洁涂层，其特征在于，所述引发剂为自由基型引发剂。
3.如权利要求1所述的无氟自清洁涂层，其特征在于，所述固化剂为异氰酸酯衍生物。
4.如权利要求1至3任一项所述的无氟自清洁涂层，其特征在于，所述a组分包括以下重量份数的制备原料：
5.如权利要求4所述的无氟自清洁涂层，其特征在于，所述b组分包括以下重量份数的制备原料：
【专利技术属性】
技术研发人员：何燕芳，黄环宇，徐跃锋，郑艺武，方洋，皮少文，吴少锋，黄剑莹，赖跃坤，
申请(专利权)人：湖南旗滨光能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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