专利名称：一种超疏水无机有机纳米复合高分子涂层材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种超疏水涂层材料及其制备方法，公开了一种可通过涂覆法与衬底 材料共价结合形成具有超疏水结构和功能的无机有机纳米复合高分子涂层材料及其制备 方法。
背景技术：
复合材料(Composite materials)，是以一种材料为基体(Matrix)，另一种材料为 增强体(reinforcement)组合而成的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效 应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料中以纤维增 强材料应用最广、用量最大，其特点是比重小、比强度和比模量大，是无机有机复合材料的 代表。由于复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好 等特点，已逐步取代木材及金属合金，广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、健身器 材等领域，在近几年更是得到了飞速发展。由于纳米材料的特殊的性质，如小尺寸效应，表 面效应为复合材料的研究提供了新的研究方向。以纳米材料为填充材料的纳米复合高分子 材料，可使塑料的聚集态及结晶形态发生改变，从而使之具有新的性能，在克服传统材料刚 性与韧性难以相容的矛盾的同时，大大提高了材料的综合性能。例如，无机有机复合材料可 以把高分子聚合物的柔性、延展性、介电性和可加工性能等和无机物的刚性、高热稳定性等 结合起来，从而产生了很多特异性能，比如强度高，硬度大，重量轻，以及优越的机械性能和 耐热性能。无机有机纳米复合高分子材料在目前研究的着重点还在于用纳米材料来提高有 机高分子材料的机械性能，耐热性，耐腐蚀性；用于制备具有自清洁，耐污的超疏水研究的 处于起步阶段，因而本发明具有重要的意义。固体表面的水湿性是非常重要的表面性质之一，体现在水滴和该平坦表面的接触 角(CA)。当物体表面的CA超过150°时，这种表面通常被称为超级疏水表面。由于超级疏 水表面的水接触角非常高，所以水珠非常容易滚落，而且在滚落的过程中带走灰尘，因而， 超级疏水表面具有非常好的防沾，防污，和自清洁的功能。超疏水表面由于具有优异的超疏 水性能，在国防，工业生产和日常生活中都有着广泛的应用前景。例如，超疏水技术用在室 外天线上，可以防止积雪从而保证通讯质量；用在轮船和潜水艇的外壳上，可以减少船的动 力消耗，同时达到防污、防腐的效果。正是因为超疏水表面材料的应用前景，超疏水涂层材 料的研究得到了不断的发展和深入。目前的高分子复合材料的填料如玻纤，碳酸钙，氧化铝 都是亲水的，最终导致所得到的复合无机有机复合材料的表面易脏，不耐污，润湿性可调范 围小。特别是在厨房洁具，船体方面，汽车内外饰品，亲水的表面尤其不耐脏，因而制备疏水 的尤其是超疏水的涂层表面具有重要的意义。中国专利(CN101117713A)公开了采用浸入-自组装制备超疏水改性纳米二氧化 硅_聚氨酯复合涂层的方法。由于改性纳米二氧化硅_聚氨酯复合涂层仅仅成膜在具有粗 糙表面的铝合金基体材料上，其可应用性不强。另外该材料的超疏水稳定性未经测试。对于一般表面，不具有应用可行性，从而限制了它的应用范围。中国专利(CN1397668A)提供了一种具有超疏水性表面的聚合物纳米束的制备方 法，所制得的聚合物纳米纤维束表面不需要任何表面处理即表现为超疏水性。该方法在制 备超疏水表面过程中比较复杂，同时制备过程中的能耗也相对较高。中国专利(CN1397668A)公开了以疏水性聚合物作为前躯体，以不同孔径及密度 分布的多孔铝板作为模板，通过挤压聚合物熔体或溶液的方法，制备出具有超疏水性表面 的聚合物纳米材料。该方法所用的铝制模板易碎，价格较贵以及对聚合物进行熔体都需要 能耗。中国专利(CN1850927A)公开了一种水性纳米复合聚氨酯聚酯涂层材料及其制备 方法。该涂层材料的性能稳定，硬度好，耐磨性也好，但是，该材料的耐污能力差，容易脏，不 具有自清洁的作用。中国专利(CN1831070A)公开了一种耐蚀性的有机无机杂化涂层材料的制备方法 和应用。该方法采用具有缓蚀作用和鳌合作用的螯合剂为催化剂，与硅烷氧基化合物、水、 醇类溶剂、共混反应物制备有机_无机杂化涂层材料，该方法制得的有机无机复合材料具 有耐腐蚀、耐热性和化学稳定性。但是，该涂层材料不耐污，不具有自清洁的作用。中国专利(CN1690142A)公开了含氟纳米二氧化硅复合不粘性涂层材料制备方 法。该方法先将含氟丙烯酸酯与硅烷偶联剂和甲基丙烯酸甲酯共聚，然后用原位复合法引 进纳米二氧化硅微粒，制备了均勻透明的纳米二氧化硅复合材料。该方法的原材料涉及到 了含氟的原材料，价格比较昂贵；其次该涂层材料与衬底的结合方式为物理结合；再次，该 方法的使用范围窄。最后，含氟材料对环境和实验人员都有很大的危害。中国专利(CN1587299A)公开了有机无机杂化树脂及其涂层材料的制备方法。该 方法采用不同有机官能团的硅烷前驱物在一定条件下水解、缩合获得具有一定分子量的、 并在纳米尺寸范围内杂化的可常温下固化成膜的有机_无机杂化树脂和涂层材料。该材料 的涂层与基底材料的结合强度不很好，其耐污性能也达不到理想的效果。上述一些专利，大部分都是研究了无机有机高分子复合材料机械性能、耐热性能 以及硬度，但是对于无机有机纳米复合高分子材料的疏水性能的研究还是为数不多；有一 些涉及到无机有机纳米复合高分子材料的耐污性和不粘性研究，在研究过程中存在着涂层 与基底材料的黏着性差的问题，从而导致所制备的超疏水涂层材料的机械性能差、能耗高， 以及实际可用性也较差。基于上述无机有机纳米复合高分子材料疏水性研究的缺点，来寻 找一种较为经济，且有实用性的制备超疏水无机有机纳米复合高分子表面材料的方法。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的缺陷，提出一种无机有机纳米复合高分子 表面涂层材料的制备方法，该方法解决了当前制备超疏水涂层材料中超疏水性能不稳定， 机械性能差的问题，这些问题的解决为超疏水表面的应用提供了新的方向。本发明的另一 个目的在于利用涂覆_固化的方法制备出超疏水无机有机纳米复合高分子涂层材料。一方 面通过共价键将纳米材料永久固定在高分子复合材料中；另一方面通过纳米材料来复合高 分子材料，不仅可以利用纳米材料来调节复合材料的表面相对粗糙度，从而控制材料表面 的水湿性，而且还可以大大提高原有高分子材料的机械强度和力学强度，从而延长涂层材料的使用寿命。本发明的目的可以通过以下措施来实现一种超疏水无机有机纳米复合高分子涂层材料，该涂层材料由热固性高分子前聚体和表面功能化纳米粒子在固化剂作用下而成，其中各组分的质量百分比含量为热固性高分子前聚体30 98%表面功能化纳米粒子10 70%固化剂0 5%。各组分之和为100%。上述各组分的质量含量优选为高分子前聚体的量为30 70%，纳米粒子的含量 为20 60%，固化剂的用量为1 4%，各组分之和为100%。各组分的质量含量进一步优 选为高分子前聚体的量为40 60% ；所述纳米粒子的含量为30 50% ；固化剂的用量 为1.5 3%，各组分之和为100%。本发明所述的高分子前聚体为具有可交联功能团的高分子材料或其单体，该类高 分子前聚体通过固化交联形成热固性高分子材料，进一步地热固性高分子前聚体为具有反 应活性中心的热固性高分子或其单体，所述的反应活性中心为烯基、羟基或环氧乙烷基。如 不饱合聚酯类(或其单体)和环氧树脂类(或其单体)，优选不饱和聚酯类(或其单体)，再 优选为佰良材型不饱和聚酯(或其单体)，进一步优选邻苯型不饱和聚酯、间苯型不饱和聚 酯或乙烯型不饱和聚酯，更优选间苯型不饱和聚酯(或其单体)。具体如甲基丙烯酸环氧 丙基双酚A缩聚树脂、邻苯二甲酸马来酸甘油酯共聚物、聚环氧丙烷双酚A富马酸酯树脂、 聚甲基丙烯酸甲酯、间苯二酸马来酸酐缩水1，3-异戊二醇共聚物、对苯二酸/马来酸酐乙 二醇共聚物、间苯二酸/马来酸1，3-丙二醇共缩聚物、聚二甲基硅氧烷前聚体，丁烯二酸/ 邻、间苯二酸甘油酯共聚物等。表面功能化纳米粒子为表面具有改性的功能团的纳米粒子，其中纳米粒子选自纳 米级二氧化硅、二氧化钛、四氧化三铁、三氧化二铁、氧化锌或银中的一种或几种，优选为二 氧化钛、二氧化硅、氧化锌或银，更优选为二氧化硅、二氧化钛或氧化锌；其中二氧化硅的经 济性较好，二氧化钛对表面的自清洁性能有很大的提高，性能也更加稳定。所述表面功能 化是指纳米粒子表面具有改性的功能团，所述改性的功能团为羟基、羧基、氨基或乙烯基， 优选羧基、羟基或乙烯基，更优选乙烯基。功能团的引进可通过硅烷偶联剂获得，如APTES， KH570,乙烯基三乙氧基硅烷及类似的硅烷偶联剂。具体改性方法可根据文献中的方法通过 表面硅烷化获得的。表面功能化纳米粒子的粒径为10 800nm，优选10 500nm，更优选30 200nm。本发明所述的固化剂对不饱树脂类为可引发前聚体聚合的引发剂和/或促进剂， 其中引发剂优选过氧化甲乙酮，过氧化苯甲酰，过硫酸铵。所述的促进剂为能够促进引发速 率的化合物，优选环烷酸钴，碳酸钾，更优选环烷酸钴。对于环氧类树脂，其固化剂为氨类， 如所用的纳米粒子选用含有氨基基团，则对于环氧类不需要特殊的固化剂，纳米粒子本身 就可充当固化剂，故固化剂的用量可以为0%。本发明以高分子前聚体和功能化的纳米粒子为涂层原料，在涂层时加入固化剂， 使得高分子前聚体和纳米粒子通过化学反应形成无机有机纳米复合高分子涂层材料，超疏 水材料的表面水接触角为120 180°，滚动角1 20°。水滴从高处落下可在其表面弹起并能自由滚动，水滴的形状呈球形。本发明的超疏水无机有机纳米复合高分子涂层材料的制备方法如下将热固性高分子前聚体和表面功能化纳米粒子直接混合或者于溶剂中混合，再加入固体剂，混合均勻，混合物涂覆在衬底材料上，最后在20 150°C下进行热固化处理。为保证涂层材料的均勻性，纳米材料必须通过机械搅拌与高分子前聚体充分混 合。在混合过程中，对于不饱和聚酯材料，通常用苯乙烯(溶剂及反应物)对其进行稀释， 由于苯乙烯在固化过程中和不饱和聚酯共同反应，并不挥发到空气中，因而，苯乙烯的加入 并不影响材料的性能，并且为材料的充分混合提供了保证。对于不饱和聚酯材料，引发剂和 促进剂必不可少，二者共同成为固化剂。衬底材料在涂覆前一般需在表面进行物理化学处理(即清洗及活化处理)，以提 高该衬底表面的分子水平粗糙度和反应活性，从而使涂层材料以化学键或者分子间相互作 用力与衬底材料相结合。将含有高分子前聚体和纳米粒子的混合液与固化剂混合后，通过 涂层法涂覆于衬底表面后，将自然形成超疏水表面涂层。本发明所述衬底材料，可以为无机材料如钢铁，陶瓷，玻璃，木材，纸，高分子材料， 不饱和聚酯树脂材料以及含有上述材料的复合材料。其中钢铁陶瓷，玻璃材料需要等离子 体表面活化，木材纸张由于表面上带有羟基，可以不活化就可与涂层通过共价结合。一般的衬底材料在被涂覆前先进行清洗及活化处理，如用超声波清洗来除去表面 上物理吸附的灰尘、杂质或油垢；所述活化处理为等离子体表面处理，处理气体环境为氧 气、氮气、空气或氩气，优选氮气、氧气或氩气，更优选氮气；等离子体表面处理时的气体的 流量为5 300SCCM，优选50 250SCCM，更优选75 150SCCM ；等离子体表面处理的功率 为10-600瓦，优选30-300瓦，更优选50-200瓦。涂层过程的选择可根据被处理的衬底材料的大小和几何形状进行选择，其中所说 的涂覆法可为喷涂法，旋转涂覆法，直接浸入法，或刷涂法。涂覆过程的选择是基于被处理 面的大小来决定的。喷涂法和刷涂法适用于较大处理面且不受处理面几何形状的限制；旋 涂法适用于相对较小的平面；直接浸入法受被处理面几何形状的限制也较小。涂覆后的衬 底材料放在烘箱中进行热固化处理或直接暴露在空气中进行常温固化。本发明的一种具体的技术方案如下A、将衬底材料进行预处理(即清洗和/或活 化)；B、将含有高分子前聚体和功能化纳米粒子的混合液与固化剂进行混合，通过涂层法 涂覆于衬底表面；C、然后对涂层表面进行处理放在烘箱中进行热固化处理或直接暴露在 空气中进行常温固化。本发明的无机有机纳米复合高分子涂层材料的表面水接触角为120° 180°， 滚动角1 20°。该无机有机纳米复合高分子涂层材料用途广泛且易于推广，特别是用在 玻璃钢轮船的表面来减少水的阻力和防污、防腐，厨房洁具，人造大理石，汽车内外饰品等。本发明与现有技术相比具有以下优点本发明的超疏水无机有机纳米复合高分子涂层材料的制备方法工艺简单，无复杂 参数的控制，制备过程中不产生污染，较环保；本发明制备出的涂层材料超疏水性能稳定，重现性好，同时还不需要成本较高的 设备，故具有良好的工业应用前景；本发明的超疏水无机有机纳米复合高分子涂层材料相对于含氟材料或全氟材料更加环保，且成本更低；本发明的超疏水无机有机纳米复合高分子涂层材料与衬底材料通过共价键结合， 因而涂层的粘结牢度较好。同时纳米粒子表面的有机物和高分子前聚体之间也是通过共价 键结合，因此整个涂层材料的机械强度也相应增强；本发明制备的超疏水表面涂层材料具有很好的耐污和自清洁功能，是一种新型的 环保材料，可以广泛应用于高分子材料，玻璃，木材，可以应用于材料基体也可以作为台面 及其涂层，起到耐污和自清洁的作用。
图1.一个体积为5μ L的水滴在例1上的接触角照片。该接触角为159°。图2.—个体积为5 μ L的水滴在例4上的接触角照片。该接触角为156°。图3.—个体积为5 μ L的水滴在例7上的接触角照片。该接触角为157°。
具体实施例方式实施实例1将玻璃片放在去离子水中进行超声清洗，干燥。然后氧气等离子体清洗，处理条件 为氧气流量为200SCCM，功率为300瓦，时间为600秒，获得具有活性反映中心的表面。取 10 20g甲基丙烯酸环氧丙基双酚A缩聚树脂溶于5. 0 IOg苯乙烯中，然后将5 30g 500nm氨基改性的纳米二氧化硅加入其中，通过机械搅拌混合均勻。加入2%的过氧化甲乙 酮，0. 5%环烷酸钴到混合后纳米复合材料中，然后搅拌均勻。将其喷涂在预先处理过的玻 璃片上，然后放在40 70°C烘箱中固化。测得固化后涂层材料的接触角为159°，滚动角 为9°，然后将涂层放置数天后，测其接触角几乎不变，再者用布将涂层摩擦20次后，其接 触角无明显减小。可见，涂层的机械性能和耐磨性都很好，且疏水性能也很稳定。实施实例2将普通打印纸放在60°C烘箱中干燥。取10 40克邻苯二甲酸马来酸甘油酯共 聚物溶于10 20g苯乙烯中，然后将5. 0 30g 200nm乙烯基三乙氧基硅烷改性的纳米二 氧化钛加入其中，通过机械搅拌混合均勻。取2%的碳酸钾和0. 1-1%过氧化苯甲酰加入到 混合后的母液中，然后搅拌均勻。将其喷涂在预先处理过的普通打印纸上，然后放在40 60°C烘箱中固化。测得固化后涂层材料的接触角为157°，滚动角为14°，然后将涂层放置 数天后，测其接触角几乎不变，再者用布将涂层摩擦20次后，其接触角无明显减小。可见， 涂层的机械性能和耐磨性都很好，且疏水性能也很好。实施实例3将陶瓷片放在去离子水中进行超声清洗，然后氧气等离子体清洗，处理条件为氧气流量为200SCCM，功率为300瓦，时间为400秒。取10 20g聚环氧丙烷双酚A富马酸酯 树脂溶于7 10克苯乙烯中，然后将10 50g IOnm氨丙基三乙氧基硅烷改性的纳米四氧 化三铁加入其中，加入2 3%的过氧化甲乙酮，0. 2-1%的环烷酸钴，通过机械搅拌混合均 勻。将其涂覆于预先处理过的陶瓷片上，然后放在40 70°C烘箱中固化。测得固化后涂层 材料的接触角为152°，滚动角为13°，然后将涂层放置数天后，测其接触角几乎不变，再 者用布将涂层摩擦20次后，其接触角无明显减小。可见，涂层的机械性能和耐磨性都很好，且疏水性能也很好。实施实例4将玻璃片放在去离子水中进行超声清洗，然后氧气等离子体清洗，处理条件为氧 气流量为200SCCM，功率为600瓦，时间为200秒。取10 20g甲基丙烯酸甲酯，然后将 2. 5 10. 0g 200nm乙烯基三乙氧基硅烷改性的纳米二氧化硅加入其中，通过机械搅拌混 合均勻。取2%的过氧化苯甲酰和0. 5-1%环烷酸钴加入到混合后的母液中，然后搅拌均 勻。将其喷涂于预先处理过的玻璃片上，然后放在40 70°C烘箱中固化。测得固化后涂层 材料的接触角为156°，然后将涂层放置数天后，测其接触角几乎不变，再者用布将涂层摩 擦20次后，其接触角无明显减小。可见，涂层的机械性能和耐磨性都很好，且疏水性能也很 好。实施实例5将棉布放在去离子水中进行超声清洗，然后在氧气为100SCCM，25W等离子体处理 10秒。取5g间苯二酸马来酸酐缩水1，3_异戊二醇共聚物5g苯乙烯中，然后将5g lOOnm 乙烯基三乙氧基硅烷改性的纳米二氧化钛加入其中，通过机械搅拌混合均勻。取1-2%过 氧化甲乙酮加入到混合后的母液中，然后搅拌均勻。将其喷涂在预先处理过的棉布上，然后 放在40 70°C烘箱中固化。测得固化后涂层材料的接触角为158°，然后将涂层放置数天 后，测其接触角几乎不变，再者用布将涂层摩擦20次后，其接触角无明显减小。可见，涂层 的机械性能和耐磨性都很好，且疏水性能也很好。实施实例6将不锈钢片放在去离子水中进行超声清洗，干燥，然后氩气等离子体清洗条件为 氩气流量为150SCCM，功率为300W，时间为5分钟。取10g甲基丙烯酸甲酯，然后将20g 200nm乙烯基三乙氧基硅烷改性的纳米四氧化三铁加入其中，通过机械搅拌混合均勻。取 2%的过氧化甲乙酮加入到混合后的母液中，加入的环烷酸钴，搅拌均勻。将其旋涂于 预先处理过的不锈钢片上，室温固化。测得固化后涂层材料的接触角为153°，然后将涂层 放置数天后，测其接触角几乎不变，再者用布将涂层摩擦20次后，其接触角无明显减小。可 见，涂层的机械性能和耐磨性都很好，且疏水性能稳定。实施实例7将木头片放在去离子水中进行超声清洗，干燥，然后等离子体清洗，条件为氧气流 量为100SCCM，25W等离子体处理10秒。取5g对苯二酸/马来酸酐乙二醇共聚物溶于10 克苯乙烯中，然后将10g 500nm KH570硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅加入其中，通过机械 搅拌混合均勻。取2%的过氧化苯甲酰加入到混合后的母液中，然后搅拌均勻。将其垂直 涂覆于预先处理过的木头片上，室温固化。测得固化后涂层材料的接触角为157°，然后将 涂层放置数天后，测其接触角几乎不变，再者，用布将涂层摩擦20次后，其接触角无明显减 小。可见，涂层的机械性能和耐磨性都很好，且疏水性能也很好。实施实例8将人造大理石放在去离子水中进行超声清洗，干燥。然后等离子体清洗，条件为氧 气流量为200SCCM，功率为300瓦，处理时间为5分钟。取10 20g间苯二酸/马来酸1，3 丙二醇共缩聚物溶于15-30克苯乙烯中，然后将1. 530nm乙烯基三乙氧基硅烷改性的纳米 二氧化钛，20克300纳米乙烯基三乙氧基硅烷改性的纳米二氧化硅加入其中，通过机械搅拌混合均勻。取2%的过氧化甲乙酮加入到混合后的母液中，然后搅拌均勻。将其喷涂于预 先处理过的人造大理石上，然后放在25 70°C烘箱中固化。测得固化后涂层材料的接触角 为152°，然后将涂层放置数天后，测其接触角几乎不变，再者用布将涂层摩擦20次后，其 接触角无明显减小。可见，涂层的机械性能和耐磨性都很好，且疏水性能也很好。实施实例9将玻璃片放在去离子水中进行超声清洗，然后氧气等离子体清洗，处理条件为氧 气流量为200SCCM，功率为200瓦，时间为200秒。取10g聚二甲基硅氧烷前聚体(Sylgard 184)，然后加入10克300nm乙烯基改性的纳米银，2克固化剂(Sylgard 184curing agent) 通过机械搅拌混合均勻。将其旋涂于预先处理过的玻璃片上，然后放在25 70°C烘箱中 固化。测得固化后涂层材料的接触角为151°，然后将涂层放置数天后，测其接触角几乎不 变，再者，用布将涂层摩擦20次后，其接触角无明显减小。可见，涂层的机械性能和耐磨性 都很好，且疏水性能稳定。以上9个实例并不表明本专利的有限的应用范围。正如专利前文所阐述的，对于 不同的衬底材料，选择的配方可能会不同。本领域的技术人员可以对本发明的超疏水表面 涂层材料及其制备方法进行改动和变性，但是其修改和变型属于本发明的权利要求及其等 同的技术范围之内。
9
权利要求
一种超疏水无机有机纳米复合高分子涂层材料，其特征在于该涂层材料由热固性高分子前聚体和表面功能化纳米粒子在固化剂作用下而成，其中各组分的质量百分比含量为热固性高分子前聚体30～98％表面功能化纳米粒子10～70％固化剂0～5％。
2.根据权利要求1所述的超疏水无机有机纳米复合高分子涂层材料，其特征在于该涂 层材料中，所述高分子前聚体的量为30 70%，优选为40 60%;所述纳米粒子的含量为 20 60%，优选为30 50% ；固化剂的用量为1 4%，优选1. 5 3%。
3.根据权利要求1或2所述的超疏水无机有机纳米复合高分子涂层材料，其特征在于 所述的热固性高分子前聚体为具有反应活性中心的热固性高分子或其单体，所述的反应活 性中心为烯基、羟基或环氧乙烷基。
4.根据权利要求3所述的超疏水无机有机纳米复合高分子涂层材料，其特征在于所述 的热固性高分子前聚体为佰良材型不饱和聚酯，优选邻苯型不饱和聚酯、间苯型不饱和聚 酯或乙烯型不饱和聚酯，更优选间苯型不饱和聚酯。
5.根据权利要求1或2所述的超疏水无机有机纳米复合高分子涂层材料，其特征在于 所述的表面功能化纳米粒子中的纳米粒子选自纳米级二氧化硅、二氧化钛、四氧化三铁、三 氧化二铁、氧化锌或银中的一种或几种，优选为二氧化钛、二氧化硅、氧化锌或银，更优选为 二氧化硅、二氧化钛或氧化锌；所述表面功能化是指纳米粒子表面具有改性的功能团，所述 改性的功能团为羟基、羧基、氨基或乙烯基，优选羧基、羟基或乙烯基，更优选乙烯基。
6.根据权利要求5所述的超疏水无机有机纳米复合高分子涂层材料，其特征在于所述 的表面功能化纳米粒子的粒径为10 800nm，优选10 500nm，更优选30 200nm。
7.根据权利要求1或2所述的超疏水无机有机纳米复合高分子涂层材料，其特征在于 所述的固化剂为引发剂和/或促进剂，所述引发剂为过氧化甲乙酮、过氧化氢、过氧化苯甲 酰、过硫酸铵或偶氮二异丁腈盐酸盐，所述促进剂为环烷酸钴或碳酸钾。
8.根据权利要求1所述的超疏水无机有机纳米复合高分子涂层材料，其特征在于所述 的超疏水无机有机纳米复合高分子涂层材料的表面水接触角为120° 180°，滚动角1 20° ο
9.权利要求1所述的超疏水无机有机纳米复合高分子涂层材料的制备方法，其特征在 于将热固性高分子前聚体和表面功能化纳米粒子直接混合或者于溶剂中混合，再加入固体 齐 ，混合均勻，混合物涂覆在衬底材料上，最后在20 150°C下进行热固化处理。
10.根据权利要求9所述的超疏水无机有机纳米复合高分子涂层材料的制备方法，其 特征在于所述衬底材料在被涂覆前先进行清洗及活化处理，所述活化处理为等离子体表面 处理，处理气体环境为氧气、氮气、空气或氩气，优选氮气、氧气或氩气，更优选氮气；等离子 体表面处理时的气体的流量为5 300SCCM，优选50 250SCCM，更优选75 150SCCM ；等 离子体表面处理的功率为10-600瓦，优选30-300瓦，更优选50-200瓦。
全文摘要
本发明公开了一种超疏水无机有机纳米复合高分子涂层材料及其制备方法，该涂层材料由热固性高分子前聚体和表面功能化纳米粒子在固化剂作用下而成，其中各组分的质量百分比含量为热固性高分子前聚体30～98％，表面功能化纳米粒子10～70％，固化剂0～5％。该材料所获得表面的水接触角为120°～180°，滚动角为1～20°，水滴从高处落下可在其表面弹起并能自由滚动，水滴的形状呈球形。该方法的特点是制备过程简单，利用溶液中的高分子前聚体和改性纳米粒子表面的有机基团之间发生的化学反应。该涂层材料具有耐污，防尘及自清洁功能。
文档编号B05D3/02GK101824278SQ20101014026
公开日2010年9月8日 申请日期2010年4月6日 优先权日2010年4月6日
发明者何涛, 李广录, 李雪梅, 贾丽凤, 郝天歌, 魏星 申请人:南京工业大学