一种超疏水聚氨酯/氧化物纳米粒子杂化涂层材料及其制备方法

摘要

本发明涉及一种超疏水聚氨酯/氧化物纳米粒子杂化涂层及其制备方法；选用了原料广泛易得的氧化物纳米粒子、硅烷偶联剂和聚氨酯利用自组装法制备了接触角为140°-168°，滚动角为1-20°，可见光透过性好的超疏水涂层。本发明解决了当前制备透明超疏水涂层中多需极低表面能的全氟硅烷修饰、生产成本高、工艺复杂、不能规模化生产的问题。该方法所用工艺简单、原料易得、成本低廉，制备的超疏水涂层可作为玻璃等固体表面的防尘、防雾保护涂层，也可以作为微电子器件、传感器等中的防水绝缘层使用。

主权项

一种超疏水聚氨酯/氧化物纳米粒子杂化涂层材料，其特征在于所述杂化涂层材料的表面水接触角为140°‑168°，滚动角为1°‑20°；其原料组分为改性超疏水氧化物纳米粒子溶液和聚氨酯溶液；其中聚氨酯和改性超疏水氧化物纳米粒子的质量比为1‑8：1；所述的聚氨酯溶液的质量固含量为1‑15%；所述的改性超疏水氧化物纳米粒子溶液由以下步骤制得：A. 氧化物纳米粒子预处理：称取氧化物纳米粒子于烘箱中干燥后与溶剂混合，超声分散均匀后加入反应器，升温至60‑100℃，随后加入硅烷偶联剂，搅拌均匀升温至100‑140℃回流反应6‑12小时；最后将产物经无水乙醇洗涤并离心分离，经真空干燥得改性氧化物纳米粒子，置于干燥器中备用；其中所述的氧化物纳米粒子为纳米二氧化硅、纳米三氧化二铝、纳米二氧化钛或纳米二氧化锆；粒径1‑1000 nm；所述的溶剂为甲苯、二甲苯、N,N‑二甲基甲酰胺、环己烷、二氯甲烷中的一种或几种；溶剂用量为氧化物纳米粒子重量的10‑50倍；所述的硅烷偶联剂为γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、聚二甲基硅氧烷中的一种或几种，偶联剂用量为氧化物纳米粒子重量的0.5‑5倍；B．超疏水氧化物纳米粒子溶液的制备：取上述改性氧化物纳米粒子超声分散于溶剂A中配成氧化物纳米粒子溶液；随后将为改性氧化物纳米粒子重量的0.75‑2倍的含疏水链化学物质分散在溶剂B中，在磁力搅拌下加至氧化物纳米粒子溶液中，制得超疏水氧化物纳米粒子混合溶液，控制混合溶液的质量固含量为1‑5%；所述的含疏水链化学物质为C8‑C22的酰胺、C8‑C22的烷基三氯硅烷、C8‑C22的烷基三烷氧基硅烷或C6‑C12的含氟脂肪酸中的一种或几种。