一种高硬度、透明的无氟拒液涂层的制备方法

本发明属于高分子功能材料、聚合物涂层，具体涉及一种高硬度、透明的无氟拒液涂层的制备方法。

背景技术：

1、高硬度、透明的拒液表面在防污、自清洁、防冰、防腐蚀等方面具有广阔的应用前景，根据表面粗糙度的差异可以分为超疏液表面和光滑表面两大类。超疏液表面通常需要精细的表面结构设计以及大量极低表面能的长链含氟物质的引入才能实现双疏性，不仅成本高昂，而且不利于环保。而且微纳结构易受到外界机械磨损的影响而破坏，降低其耐用性。光滑表面主要分为两种，一种为注入润滑剂的多孔表面，这种表面通常需要构建多孔精细结构，以及润滑剂在实际应用中易于损失，导致其不经济且不耐用。另一种为光滑聚合物表面，通常是由大分子聚合物通过一系列的交联反应进行构筑，表层会有由高迁移率、低表面能的聚合物链形成润滑层，从而削弱与外界物质的相互作用，起到抗粘附的作用。

2、然而，光滑聚合物表面通常具有较低的机械强度，以及在构建聚合物基体时通常要进行多重合成步骤以构建合适的中间体，过程繁琐、原料成本高昂、产物产率低，还难以避免使用毒性高的溶剂。另外，过于复杂的有机聚合物将难以控制其与其他聚合物的相容性，导致难以共同构建出透明的涂层，限制了其在透明防护材料领域的应用。因此如何构建高机械强度、透明的环保拒液涂层成为当下一大难题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种透明、高硬度、不加入含氟物质就能实现优异拒液性能的光滑聚合物涂层的制备方法，同时制备过程简单易控，原料成本低廉，具有极高的大规模应用价值。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种高硬度、透明的无氟拒液涂层的制备方法，具体步骤如下：

4、（1）混合溶液的配制

5、将羟基硅油、聚醚改性硅油、环氧树脂、异氰酸酯衍生物和三聚氰胺甲醛树脂充分溶解在有机溶剂中。

6、（2）高硬度、透明的无氟拒液涂层的制备

7、将混合溶液涂布在清洁的基材上，加热固化。

8、进一步地，步骤（1）中所述的有机溶剂为酯类化合物或酮类化合物。

9、进一步地，步骤（1）中所述的羟基硅油、聚醚改性硅油、环氧树脂、异氰酸酯衍生物和三聚氰胺甲醛树脂的质量比为0.009~0.18:0.009~0.45:0.5:0.1~2:0.1~1。

10、进一步地，步骤（2）的涂布方式为滴涂、旋涂、浸涂中的任一种。

11、进一步地，步骤（2）的加热温度为130~210 ℃，时间为0.5~3 h。

12、羟基硅油不仅具有低表面能，助于防污、自清洁功能的实现，而且含有羟基官能团，可用于反应构建聚合物交联网络。环氧树脂价格低廉，其含有的环氧基和羟基可与异氰酸酯衍生物中的异氰酸酯基反应，构建出高机械强度的空间交联网络。三聚氰胺甲醛树脂具有较高的透明度、硬度，可作为环氧树脂的固化剂使用。上述物质有助于实现涂层的拒液性、高硬度、高透明度。

13、本发明的有益效果在于：

14、（1）原料成本低廉易得、一步法制备过程简单易控。

15、（2）涂层具有优异的拒液性，具备防污、自清洁的能力。

16、（3）涂层具有高透明度。

17、（4）涂层具有出色的硬度。

18、（5）涂层可以通过滴涂、旋涂、浸涂等方式涂布于玻璃、钢片等基底上。

技术特征：

1.一种高硬度、透明的无氟拒液涂层的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的有机溶剂为酯类化合物或酮类化合物。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的羟基硅油、聚醚改性硅油、环氧树脂、异氰酸酯衍生物和三聚氰胺甲醛树脂的质量比为0.045~0.36:0.009~0.18:0.5:0.1~2:0.1~1。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的羟基硅油为羟基封端的聚二甲基硅氧烷，异氰酸酯衍生物为六亚甲基二异氰酸酯三聚体，三聚氰胺甲醛树脂为甲基醚化高亚氨基三聚氰胺甲醛树脂。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）的涂布方式为滴涂、旋涂、浸涂中的任一种。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）的加热温度为130~210 ℃，时间为0.5~3 h。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的方法制得的高硬度、透明的无氟拒液涂层。

技术总结本发明公开了一种高硬度、透明的无氟拒液涂层的制备方法，属于高分子功能材料、聚合物涂层技术领域。将羟基硅油、环氧树脂、异氰酸酯衍生物、三聚氰胺甲醛树脂和聚醚改性硅油充分溶解在有机溶剂中，涂布于基底上，一步加热固化，得到高硬度、透明的无氟拒液涂层。本发明制得的涂层透明、拒液，具有出色的硬度，通过滴涂、浸涂、旋涂的涂布方式在基底上构建。原料廉价易得，制备过程无氟、可控，具有广阔的应用价值。技术研发人员：黄剑莹,吴少锋,赖跃坤受保护的技术使用者：福州大学技术研发日：技术公布日：2024/5/29