一种全面疏液的仿生防污自清洁涂层及其制备方法 .pdfVIP

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN105670348A

(43)申请公布日2016.06.15

(21)申请号CN201510843106.2

(22)申请日2015.11.27

(71)申请人浙江大学

地址310027浙江省杭州市西湖区浙大路38号

(72)发明人张庆华韦存茜詹晓力陈丰秋

(74)专利代理机构杭州宇信知识产权代理事务所(普通合伙)

代理人张宇娟

(51)Int.CI

C09D1/00

C09D7/12

C09D5/16

C03C17/34

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

一种全面疏液的仿生防污自清洁涂

层及其制备方法

(57)摘要

本发明公开了一种全面疏液的仿生

防污自清洁涂层及其制备方法。其制备的

原料包括两种组分。第一组分按照质量百

分比，原料包括硅烷偶联剂3-10%、短氟

碳链取代的硅烷偶联剂3-10%、硅溶胶10-

40%、溶剂10-30%以及水30-60%；第二

组分为全氟润滑油。第一组份先通过溶胶-

凝胶法制备出疏水涂层材料，将其涂覆在

基材表面形成具有纳/微结构的涂层；将涂

层表面浸润第二组分全氟润滑油，从而使

涂层获得全面疏液、防污、自清洁、防霜

防覆冰、自修复等性能。本发明适合大面

积施工，具有耐久性好、稳定性好、自清

洁性高等优点，可应用在玻璃、瓷砖、塑

料、金属等表面。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.一种全面疏液的仿生防污自清洁涂层，其特征在于包括：

a）通过溶胶凝胶法在基材表面由二氧化硅颗粒以及短氟碳链取代的硅烷偶联剂构

建具有纳/微粗糙结构的含氟表面的第一涂层；

b）将所述第一涂层在全氟润滑油中浸润获得的第二涂层。

2.制备如权利要求1所述的全面疏液的仿生防污自清洁涂层的方法，其特征在于，

包括：

1）第一组分通过溶胶-凝胶法制备出疏水涂层材料，将其涂覆在基材表面形成具有

纳/微结构的所述第一涂层；

2）将所述第一涂层浸润在第二组分中，得到所述第二涂层；

其中，所述第一组分包括：硅烷偶联剂3-10%、短氟碳链取代的硅烷偶联剂3-10%、

硅溶胶10-40%、溶剂10-30%以及水30-60%；各百分比为质量百分比；

所述第二组分为全氟润滑油。

3.根据权利要求2所述的一种全面疏液的仿生防污自清洁涂层的制备方法，其特征

在于，所述第一涂层的形成步骤如下：

1）在氮气保护下，将所述第一组分包括的硅烷偶联剂、短氟碳链取代的硅烷偶联

剂、硅溶胶以及溶剂在10℃~50℃下混合均匀，边反应边滴加水，水解缩合反应1-

5小时，得所述第一涂层的涂料；

2）将步骤1）制得的疏水涂料，涂覆到基材表面，再在80~160℃下热处理1~5小

时，得到所述第一涂层。

4.根据权利要求2所述的一种全面疏液的仿生防污自清洁涂层的制备方法，其特征

在于所述的硅烷偶联剂结构通式为:

或

其中，a、b为1~4的整数；X、Y为烷基或者苯基；硅烷偶联剂为其中一种或几种

的混合物。

5.根据权利要求2所述的一种全面疏液的仿生防污自清洁涂层的制备方法，其特征

在于，所述的短氟碳链取代的硅烷偶联剂结构通式为：

其中，c为2～6的整数，d为1～4的整数；Z为链状或者环装的亚烷基、亚芳基、

磺酰胺基、磺酰基、碳酰胺基和碳氧基其中的一种或者几种的组合。

6.根据权利要求2所述的一种全面疏液的防污自清洁涂层的制备方法，其特征在于：

所述的硅溶胶是以醇类为溶剂、二氧化硅为溶质的酸性硅溶胶，溶胶pH为2~6，

固含量为5%~50%，二氧化硅颗粒的粒径为10~300nm。

7.根据权利要求2所述的一种全面疏液的仿生防污自清洁涂层的制备方法，其特征

在于：所述的溶剂