一种梯度复合结构透明超疏水涂层及其制备方法

摘要

本发明涉及到一种以烷基烷氧基硅烷为载体，环氧树脂和三甲基氯硅烷为改性剂的功能梯度复合结构透明超疏水涂层的制备方法。涂层的梯度复合结构为：环氧底面粘结层、烷基烷氧基硅烷疏水中间层、表面改性功能层。首先在基板上涂覆环氧底面粘结层，再涂覆烷基烷氧基硅烷疏水中间层，最后利用三甲基氯硅烷进一步改善疏水性。涂层表面纳米颗粒均匀；接触角大于150°、滚动角小于2°；具有良好的疏水性能；机械性能良好，能耐受50次5Kpa下丝巾摩擦；透光性良好。此本发明提供的制备方法工艺简单，易操作，常压下进行大面积制膜，且对基底材料要求不高，成本较低，可用在高层建筑的窗户、车辆的挡风玻璃等透明材料的防水防污方面。

主权项

一种梯度复合结构透明超疏水涂层的制备方法，其特征是采用以下的方法制备一种由自上而下依次排列的环氧底面粘结层、烷基烷氧基硅烷疏水中间层、表面改性功能层组成的梯度复合结构透明超疏水涂层，其步骤包括：A.环氧底面粘结层溶液的制备：将环氧树脂溶解在有机溶剂中，搅拌后充分溶解，并加入环氧树脂固化剂，固化后得到环氧底面粘结层溶液；所述的溶解环氧树脂的有机溶剂是丙酮或甲苯，环氧树脂是环氧树脂E51，固化剂是环氧树脂E51固化剂，环氧树脂的体积分数为10％‑20％，环氧树脂E51与环氧树脂E51固化剂体积比为1:20；B.烷基烷氧基硅烷疏水中间层溶液的制备：(1)将烷基烷氧基硅烷溶于有机溶剂中，在常温下充分搅拌使其溶解，形成溶液，(2)将体积百分比浓度为5％的草酸溶液加入到上述溶液中，反应24～48小时后形成水解预聚合体，(3)加入催化剂，使水解预聚合体缩合8～48小时，形成凝胶，其为烷基烷氧基硅烷疏水中间层溶液；所述的催化剂为氨水，氨水的体积与烷基烷氧基硅烷疏水中间层溶液体积比为1:30到1:15；C.表面改性功能层溶液的制备：将三甲基氯硅烷溶解在有机溶剂中，充分搅拌后充分分散，得到表面改性功能层溶液；所述的溶解三甲基氯硅烷的有机溶剂是正己烷、苯或乙醚；三甲基氯硅烷溶液中，三甲基氯硅烷的体积分数为10％‑60％；D.梯度复合结构透明超疏水涂层的制备：(1)通过浸渍提拉镀膜、旋转涂膜或者刷涂方法将环氧底面粘结层溶液涂覆在基板上，室温下干燥5～10分钟，得到环氧底面粘结层；(2)用与步骤(1)相同的涂覆方法将烷基烷氧基硅烷疏水中间层溶液涂覆到底面环氧环氧底面粘结层上，涂覆次数为1‑3次，室温下干燥5～10分钟，得到环氧改性硅氧烷复合涂层；(3)用与步骤(1)相同的涂覆方法将表面改性功能层溶液涂覆到步骤(2)中复合涂层上，挥发后退火处理后得到所述的梯度复合结构透明超疏水涂层。