(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 CN 110330839 A (43)申请公布日 2019.10.15 |
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(21)申请号 CN201910614090.6
(22)申请日 2019.07.09
(71)申请人 华南理工大学
地址 510640 广东省广州市天河区五山路381号
(72)发明人 瞿金清 王磊 郑佳蓉
(74)专利代理机构 广州市华学知识产权代理有限公司
代理人 向玉芳
(51)Int.CI
(54)发明名称
(57)摘要
本发明公开了用于木材、金属和塑料表面的高效不粘尘疏水涂料及其制备方法；以质量百分比计，其原料组成为：钛溶胶0.1‑15％、含氟聚合物纳米颗粒0.1‑15％、含氟硅烷偶联剂0.1‑5％、润湿剂0.1‑2％、稳定剂0.1‑2％、成膜助剂0.1‑5％，其余为无水乙醇；其中，钛溶胶为平均粒径120‑200nm的二氧化钛溶胶，其化学组成为二氧化钛的乙醇溶液；含氟聚合物纳米颗粒的平均粒径为10‑50纳米。本发明不粘尘疏水涂料使基材表面呈现亲疏交替结构，以疏水为主，涂层与水的接触角为116.3°能使基材的不粘尘性能提高至87.4％，本发明疏水不粘尘涂料具有组分较少，制备工艺简单，成本低廉等优点。 | |
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法律状态
法律状态公告日 | 法律状态信息 | 法律状态 |
2020-08-18 | 授权 | 授权 |
2019-11-08 | 实质审查的生效 | 实质审查的生效 |
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权 利 要 求 说 明 书
1.用于木材、金属和塑料表面的高效不粘尘疏水涂料，其特征在于，以质量百分比计，其原料组成为：钛溶胶0.1-15％、含氟聚合物纳米颗粒0.1-15％、含氟硅烷偶联剂0.1-5％、润湿剂0.1-2％、稳定剂0.1-2％、成膜助剂0.1-5％，其余为无水乙醇；其中，钛溶胶为平均粒径120-200nm的二氧化钛溶胶，其化学组成为二氧化钛的乙醇溶液；含氟聚合物纳米颗粒的平均粒径为10-50纳米。
2.根据权利要求1所述的用于木材、金属和塑料表面的高效不粘尘疏水涂料，其特征在于，所述的含氟聚合物纳米颗粒为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、氟化乙丙烯、聚四氟乙烯-乙烯共聚物、全氟烷氧基树脂、乙烯三氟氯乙烯、聚氟乙烯、聚三氟氯乙烯中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的用于木材、金属和塑料表面的高效不粘尘疏水涂料，其特征在于，所述的含氟硅烷偶联剂为1H,1H,2H,2H-全氟辛基三甲氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟癸基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的用于木材、金属和塑料表面的高效不粘尘疏水涂料，其特征在于，所述的润湿剂为聚醚改性有机硅如TEGO-245、TEGO-750、TEGO-760、TEGO-685、BYK-306、BYK-346、DC67和DC7244中的一种或两种以上。
5.根据权利要求1所述的用于木材、金属和塑料表面的高效不粘尘疏水涂料，其特征在于，所述的稳定剂为乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙酰丙酮中的一种或两种以上。
6.根据权利要求1所述的用于木材、金属和塑料表面的高效不粘尘疏水涂料，其特征在于，所
述的成膜助剂为丙二醇单甲醚、丙二醇单丁醚、二丙二醇丁醚、异丙醇和异丁醇中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的用于木材、金属和塑料表面的高效不粘尘疏水涂料，其特征在于，所述的高效不粘尘疏水涂料为淡蓝透明液体，固体含量为1-15％，黏度为1-5mPa.s，室温贮存时间6-12月；涂料施工为喷涂或刷涂，得涂层。
8.根据权利要求7所述的用于木材、金属和塑料表面的高效不粘尘疏水涂料，其特征在于，所述的涂层先在常温下干燥5-30分钟，然后在50-80℃下干燥20-60分钟。
9.根据权利要求1所述的用于木材、金属和塑料表面的高效不粘尘疏水涂料，其特征在于，所述的高效不粘尘疏水涂料形成的涂膜外观透明平整，与水接触角100-120°，在工作环境下不粘尘性能保持时间为1年以上；在实验室中测得涂层不粘尘效率为87.4％；在500g/500次耐磨实验后仍能保持外观透明平整及不粘尘性能；
所述的不粘尘性能测试方法：在载玻片上制备涂层后，将痱子粉置于涂层上，静置1分钟，将载玻片有涂层的一面倒置，使未粘附在涂层上的痱子粉充分掉落，对比有涂层及无涂层粘附痱子粉后的外观，判断涂层的不粘尘效果；
所述的涂层不粘尘效率测试方法：在扇叶上制备涂层后，将扇叶置于风道中，开启风扇，并加入测试用标准灰于风道中，加速粘尘结束后，取出扇叶，将涂覆有涂层的扇叶及无涂层的空白扇叶上富集的灰尘分别收集；通过有涂层的扇叶表面的灰尘质量m<Sub>1</Sub>及无涂层的空白扇叶表面的灰尘质量m<Sub>2</Sub>；计算得到扇叶表面涂层的涂层不粘尘效率η＝(m<Sub>2</Sub>–m<Sub>1</Sub>)/m<Sub>2</Sub>。
<Claim>10.权利要求1-9任一项所述的用于木材、金属和塑料表面的高效不粘尘疏水涂料的制备方法，其特征在于，将含氟聚合物纳米颗粒分散于无水乙醇溶液中，然后加入钛溶胶中，再加入润湿剂、稳定剂、成膜助剂，室温下搅拌均匀，过滤包装。
说 明 书
技术领域
本发明涉及不粘尘涂料技术领域，尤其是涉及一种用于木材、金属和塑料表面的高效不粘尘疏水涂料及其制备方法。
背景技术
工业生产中木材、金属和塑料表面容易沾上各种灰尘，如工业管道、风扇扇叶或通风管道等。在一些管道或大型器械设备内，灰尘难以清洗，而且灰尘长时间附着在木材、金属和塑料表面后，即使将设备拆开清洗，也很难完全清洗木材、金属和塑料表面的灰尘。
此外，目前我国许多建筑物多年得不到清洗，造成很多建筑表面污渍横生，急需一种高效不粘尘涂料来解决这一问题。涂料的不粘尘性能很大程度上取决于成膜物质的不粘尘性能，通过设计构建涂层表面微观结构和表面性质是提高涂料不粘尘性能的关键。
早在上世纪70年代，国外科学家就发现自然界中的荷叶表面的特殊结构和性能具有自我清洁功能。荷花效应主要是指荷叶表面具有超疏水和自清洁的特性。荷叶表皮细胞会分泌一种蜡质结晶，在电子显微镜下观察，蜡质结晶呈现出线状或是毛发状的结构，在荷叶的正面和背面都有所分布；此外，在荷叶的表面上，还有着十分精细的微纳双重粗糙结构，第一个结构为微米级乳凸，微米级乳凸上面又形成一种纳米级的突起。表面覆有的蜡质及微纳米结构，使得荷叶表面呈现疏水状态，并对污泥有了易清洁作用，从而能够“出淤泥而不染”。由于荷叶具有疏水、不吸水的表面，落在叶面的雨水会因为表面张力的作用形成水珠，也就是说，水和叶面的接触角较高，只要叶面稍微倾斜，水珠就会滚离叶面。因此，即使刚刚下过大雨，
荷叶表面总是能保持干燥；此外，滚动的水珠可以把荷叶表面沾上的灰尘污泥等颗粒带走，达到自清洁的效果。因此，提高涂层的疏水性能，并在涂层表面构建凹凸不平的微纳结构，是制备具有高效不粘尘性能涂层的关键。
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