透明度可调的超双疏涂料以及制备方法

摘要

本公开提出了一种用于制备透明度可调的超双疏涂料的方法以及利用该方法制备的超双疏涂料。所述方法包括：将纳米粒子搅拌分散于醇类溶液中，并加入表面处理剂进行搅拌反应；对搅拌后的溶液进行分离、干燥和碾磨，制得尺寸、形状可控的纳米粒子微团；将水性流平剂、水性分散剂、水性增稠剂、水性消泡剂、水性成膜剂、疏水疏油处理剂和去离子水加入反应釜中进行搅拌；将制得的纳米粒子微团加入反应釜，进行搅拌反应，制得超双疏涂料。利用上述方法，可以制备出水性环保的超双疏涂料，且其固化后的涂层具有超疏水和超疏油特性，而且涂层的透明性可调。

权利要求

1.一种用于制备透明度可调的超双疏涂料的方法，包括：将纳米粒子搅拌分散于醇类溶液中，并加入表面处理剂进行搅拌反应；

对搅拌后的溶液进行分离、干燥和碾磨，制得尺寸、形状可控的纳米粒子微团；

将水性流平剂、水性分散剂、水性增稠剂、水性消泡剂、水性成膜剂、疏水疏油处理剂和去离子水加入反应釜中进行搅拌；

将制得的纳米粒子微团加入反应釜，进行搅拌反应，制得超双疏涂料；

其中，通过表面处理剂对纳米粒子进行组装而形成尺寸、形状可控的纳米粒子微团，使得超双疏涂料的透明度可调，其中，组装后的纳米粒子微团的形状为球形、环形和条形中的至少一种；

其中，表面处理剂包括以下重量比的组分：

聚环氧乙烷或聚乙烯醚0.5‑8％；

油酸或油胺0.2‑2％；

酒石酸或水杨酸0.5‑2.5％；

苏氨酸或异亮氨酸0.05‑0.5％；

其余为二甲苯。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在将制得的纳米粒子微团加入反应釜进行搅拌反应时，将纳米键合剂加入反应釜进行搅拌反应，利用纳米键合剂来提高所制得的超双疏涂料的粘附力。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在将纳米粒子搅拌分散于醇类溶液中，并加入表面处理剂进行搅拌反应时，将醇类溶液的PH值设置为2～12以及温度为50℃～120℃，并设置搅拌反应时间为12h～96h。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，将纳米键合剂在反应釜进行搅拌反应的时间设置为24‑96h。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述的醇类溶液选自乙醇、异丙醇、甲醇、丁醇、丙醇中的一种或多种，其中，所述表面处理剂和纳米粒子的重量占比分别为0.06‑8％和

5‑25％，其余为醇类。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，纳米粒子的材料选自二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、碳酸钙中的一种或多种，所述纳米粒子的粒径为5nm～50nm；

组装后的纳米粒子微团的尺寸为150nm～20000nm。

7.根据权利要求2所述的方法，其中，各组分的重量比如下：水性流平剂0.05‑0.2％，水性分散剂0.03‑0.3％，水性增稠剂0.06‑0.6％，水性消泡剂

0.02‑0.2％，水性成膜剂0.04‑0.4％，疏水疏油处理剂0.05‑0.5％，纳米键合剂0.05‑12％，纳米粒子微团0.1‑20％，余量为去离子水。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，疏水疏油处理剂选自以下中的一种或多种：三氟丙基三氯硅烷、全氟己基三氯硅烷、全氟辛基三氯硅烷、三氟丙基三乙氧基硅烷、全氟己基三乙氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷、 十二氟庚基丙基三甲基氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷、和全氟癸基三乙氧基硅烷。

9.根据权利要求2所述的方法，其中，所述纳米键合剂包括以下重量比的组分:改性丙烯酸酯或改性聚氨酯5‑30％；

乙酸或草酸0.5‑2％；

硅烷偶联剂0.05‑0.5％；

硅醇1‑2.5％、乙二醇或丙三醇0.7‑3％；

固化剂0.5‑2.5％；

其余为乙醇或去离子水。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，硅烷偶联剂选自KH550、KH560、KH570中的一种或多种。

11.一种透明度可调的超双疏涂料，其根据权利要求1‑10任一项所述的方法而制备。

说明书

透明度可调的超双疏涂料以及制备方法

技术领域

[0001] 本公开涉及化工新材料及涂料技术领域，特别涉及一种透明性可调的超双疏涂料及其制备方法。

背景技术

[0002] 作为仿生学领域里备受关注的和最有应用前景的研究和应用对象之一，超双疏表面是指具有微纳米结构和低表面能的、可导致其表面的水滴或油滴可以在微扰动作用下自行滚落的固体表面，其对于水滴与油滴均具有大于150°接触角和小于10°滚动角。由于超双疏表面具有的独特纳米特性功能，在建筑、交通运输、生物医用材料、信息技术、能源技术等高技术领域和国防建设中都可以起到重要应用。

[0003] 超双疏涂料由于具备防水、防油、防尘、抗露、减阻、耐蚀等优异的综合性能，已经成为一种创新型的涂料产品，其应用将日趋广泛。然而，目前对于超双疏涂料真正实现大规模产业化及应用，还存在很多有待解决的问题。

[0004] 例如，在现有的研究成果中，尽管提出了形成超双疏涂层的众多方法：例如，利用化学气相沉积方法形成超双疏涂层、通过在等离子体刻蚀在玻璃表面形成超双疏涂层、利用等离子体增强化学气相沉积方法形成超双疏涂层、以及利用磁控溅射和阳极氧化形成超双疏涂层。然而，上述的形成超双疏涂层的方法都需要特殊的专用设备及封闭的真空环境，不适于现场生产及大面积制备超双疏涂层。

[0005] 又例如，针对目前的制备的超双疏涂层由于粘附力不够导致实用性不够理想的问题，现有研究成果提出了在配方中增加粘结剂来提高粘附力，然而，由于粘结剂的固化不能在室温环境下完成，而需要进行加热处理，这极大地限制了这种方式的应用。此外，也有研究人员提出了在超双疏涂料的配方中增加有机溶剂，然而有机溶剂的使用容易导致环境污染。

[0006] 此外，针对超双疏涂层的各种不同应用领域，可能需要在超双疏涂层固化后呈现出不同的透明度，然而，现有技术中尚未存在能够制备透明度可调的超双疏涂料的方法。

发明内容

[0007] 针对上述缺陷，本公开提出了一种用于制备透明度可调的超双疏涂料的方法以及利用该方法制备的超双疏涂料。

[0008] 根据本公开的一方面，提出了一种用于制备透明度可调的超双疏涂料的方法，包括：

[0009] 将纳米粒子搅拌分散于醇类溶液中，并加入表面处理剂进行搅拌反应；

[0010] 对搅拌后的溶液进行分离、干燥和碾磨，制得尺寸、形状可控的纳米粒子微团；

[0011] 将水性流平剂、水性分散剂、水性增稠剂、水性消泡剂、水性成膜剂、疏水疏油处理剂和去离子水加入反应釜中进行搅拌；

[0012] 将制得的纳米粒子微团加入反应釜，进行搅拌反应，制得超双疏涂料；

[0013] 其中，通过表面处理剂对纳米粒子进行组装而形成尺寸、形状可控的纳米粒子微团，使得超双疏涂料的透明度可调。

[0014] 可选地，所述方法还包括：在将制得的纳米粒子微团加入反应釜进行搅拌反应时，将纳米键合剂加入反应釜进行搅拌反应，利用纳米键合剂来提高所制得的超双疏涂料的粘附力。

[0015] 可选地，在将纳米粒子搅拌分散于醇类溶液中，并加入表面处理剂进行搅拌反应时，将醇类溶液的PH值设置为2～12以及温度为50℃～120℃，并设置搅拌反应时间为12h～96h。

[0016] 可选地，将纳米键合剂在反应釜进行搅拌反应的时间设置为24‑96h。

[0017] 可选地，所述的醇类溶液选自乙醇、异丙醇、甲醇、丁醇、丙醇中的一种或多种，其中，所述表面处理剂和纳米粒子的重量占比分别为0.06‑8％和5‑25％，其余为醇类。

[0018] 可选地，表面处理剂包括以下重量比的组分：聚环氧乙烷或聚乙烯醚(0.5‑8％)；油酸或油胺(0.2‑2％)；酒石酸或水杨酸(0.5‑2.5％)；苏氨酸或异亮氨酸(0.05‑0.5％)；其余为二甲苯。

[0019] 可选地，纳米粒子的材料选自二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、碳酸钙中的一种或多种，所述纳米粒子的粒径为5nm～50nm；组装后的纳米粒子微团的尺寸为150nm～20000nm，其形状为球形、环形和条形中的至少一种。

[0020] 可选地，各组分的重量比如下：水性流平剂0.05‑0.2％，水性分散剂0.03‑0.3％，水性增稠剂0.06‑0.6％，水性消泡剂0.02‑0.2％，水性成膜剂0.04‑0.4％，疏水疏油处理剂0.05‑0.5％，纳米键合剂0.05‑12％，纳米粒子微团0.1‑20％，余量为去离子水。

[0021] 可选地，疏水疏油处理剂选自以下中的一种或多种：三氟丙基三氯硅烷、全氟己基三氯硅烷、全氟辛基三氯硅烷、三氟丙基三乙氧基硅烷、全氟己基三乙氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷十二氟庚基丙基三甲基氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷、和全氟癸基三乙氧基硅烷。

[0022] 可选地，所述纳米键合剂包括以下重量比的组分:改性丙烯酸酯或改性聚氨酯(5‑30％)；乙酸或草酸(0.5‑2％)；硅烷偶联剂(0.05‑0.5％)；硅醇(1‑2.5％)、乙二醇或丙三醇(0.7‑3％)；固化剂(0.5‑2.5％)；其余为乙醇或去离子水。

[0023] 可选地，硅烷偶联剂选自KH550、KH560、KH570中的一种或多种。

[0024] 根据本公开的另一方面，提出了根据上述方法制备的一种透明度可调的超双疏涂料。

[0025] 利用本公开提出的用于制备透明度可调的超双疏涂料的方法，可以制备出水性环保的超双疏涂料，其可通过喷涂、浸涂、刷涂或辊涂方式成膜，固化后的涂层具有超疏水和超疏油特性，而且涂层的透明性可调。

[0026] 本公开提出了用于制备透明度可调的超双疏涂料的方法，采用新的微纳结构合成工艺，将纳米粒子组装成尺寸、形状可控的微团，实现微米和纳米双尺度结构的成形，从而使得使涂层同时具备超疏水和超疏油特性。

[0027] 此外，通过在上述微纳结构合成工艺中调整工艺参数，实现微团的尺寸及形状的变化，从而使得固化后涂层外观的透明性可调，既可表现为完全透明、半透明或不透明等特性。

[0028] 另外，由于本公开提出了采用强力纳米键合工艺，通过在纳米粒子及其微团结构中引入化学键，极大地提高它们之间的结合力，使得在室温(20℃～25℃)条件下，涂层进行固化24h即可具备高粘附力、高耐磨、高耐候性等特性。

附图说明

[0029] 图1为本公开提出的用于制备透明度可调的超双疏涂料的方法的总体流程的示意图。

[0030] 图2为本公开提出的方法制备的透明度可调的超双疏涂层表面上的水滴的接触角测量结果。

[0031] 图3为本公开提出的方法制备的透明度可调的超双疏涂层表面上的正十六烷滴的接触角测量结果。

[0032] 图4为本公开提出的方法制备的透明度可调的超双疏涂层在玻璃基底喷涂后，水滴、油滴和正十六烷液滴在涂层表面的形貌示意图。

具体实施方式

[0033] 为了制备一种具有较好透明性、水性环保和较高耐磨性的超双疏涂料，本公开提出了一种用于制备透明性可调的、水性、超双疏涂料的方法。如图1所示，该方法主要包括：将纳米粒子搅拌分散于醇类溶液中，并加入表面处理剂进行搅拌反应；对搅拌后的溶液进行分离、干燥和碾磨，制得尺寸、形状可控的纳米粒子微团；将水性流平剂、水性分散剂、水性增稠剂、水性消泡剂、水性成膜剂、疏水疏油处理剂和去离子水加入反应釜中进行搅拌；
将制得的纳米粒子微团加入反应釜，进行搅拌反应，制得超双疏涂料；其中，通过表面处理剂对纳米粒子进行组装而形成尺寸、形状可控的纳米粒子微团，使得超双疏涂料的透明度可调。

[0034] 以下实施例只为说明本公开的技术构思和特点，不应理解为本公开的限制。在不背离本公开精神和实质的情况下，对本公开方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本公开的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段

[0035] 具体地，作为示例，所述制备透明性可调的、水性、超双疏涂料的方法包括以下步骤：

[0036] (1)将纳米粒子通过搅拌(例如，磁力搅拌)分散于醇类溶液中，调节溶液的PH值为2～12以及温度为50℃～120℃，再滴加表面处理剂，搅拌反应时间为12h～96h，最后依次进行分离、干燥(去除聚合物、有机物、溶剂等)和碾磨，从而将纳米粒子组装成尺寸、形状可控的纳米粒子微团；

[0037] (2)在反应温度为40℃～80℃下，将水性流平剂、水性分散剂、水性增稠剂、水性消泡剂、水性成膜剂、疏水疏油处理剂和去离子水加入反应釜中搅拌均匀，然后将上述所得的纳米粒子微团分散于其中，搅拌均匀；最后加入纳米键合剂，搅拌反应24‑96h，制得透明性可调的、水性、超双疏涂料。

[0038] 可选地，步骤(1)中，所述的醇类溶液为乙醇、异丙醇、甲醇、丁醇、丙醇等等的一种或多种，硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH570等等中的一种或多种；表面处理剂和纳米粒子的重量占比分别为0.06‑8％和5‑25％，其余为醇类。

[0039] 可选地，步骤(1)中，表面处理剂包括聚环氧乙烷或聚乙烯醚等(0.5‑8％)、油酸或油胺等(0.2‑2％)、酒石酸或水杨酸等(0.5‑2.5％)、苏氨酸或异亮氨酸等(0.05‑0.5％)、，其余为二甲苯。

[0040] 可选地，步骤(1)中，所述的纳米粒子为二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、碳酸钙等中的一种或多种，其粒径为5nm～50nm；通过表面处理剂对纳米粒子进行组装后的纳米粒子微团的尺寸为150nm～20000nm，其形状可为球形、环形、条形等。其组装机理是：当处于聚合物大分子(如聚环氧乙烷或聚乙烯醚)以及少量蛋白质分子混合溶液中的纳米粒子在搅拌过程中逐渐接近时，通过特定酸的催化(如油酸与酒石酸)，将使得纳米粒子附件产生渗透压‑‑负压，这个负压又进一步将存在于纳米粒子之间的聚合物以及蛋白质大分子排挤出去，从而使得纳米粒子更加接近，最终在纳米粒子之间仅仅存在极少数的溶剂，即形成纳米粒子的组装。负压的大小和区域形状与纳米粒子的尺寸、聚合物大分子与蛋白质分子的大小及数量比例、溶液PH值、组装时间、温度等因素直接相关，由此可通过改变上述因素来调节纳米粒子组装的尺寸和形状。同时，纳米粒子微团尺寸的变化可使固化后涂层外观表现为完全透明、半透明或不透明等，例如当纳米粒子微团尺寸及表面粗糙度较小时(如分别小于150nm及30nm)，涂层外观为透明；而纳米粒子微团尺寸及表面粗糙度较大时(如分别大于900nm及200nm)，涂层外观为不透明；当纳米粒子微团尺寸及表面粗糙度适中时(如分别为
500nm及100nm)，涂层为半透明。

[0041] 可选地，步骤(2)中，各组分的重量占比如下：水性流平剂0.05‑0.2％，水性分散剂0.03‑0.3％，水性增稠剂0.06‑0.6％，水性消泡剂0.02‑0.2％，水性成膜剂0.04‑0.4％，疏水疏油处理剂0.05‑0.5％，纳米键合剂0.05‑12％，纳米粒子微团0.1‑20％，余量为去离子水，总计为100％。

[0042] 可选地，步骤(2)中，疏水疏油处理剂为三氟丙基三氯硅烷、全氟己基三氯硅烷、全氟辛基三氯硅烷、三氟丙基三乙氧基硅烷、全氟己基三乙氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷十二氟庚基丙基三甲基氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷、和全氟癸基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

[0043] 可选地，步骤(2)中，纳米键合剂包括改性丙烯酸酯或改性聚氨酯等(5‑30％)、乙酸或草酸等(0.5‑2％)、硅烷偶联剂(0.05‑0.5％)、硅醇(1‑2.5％)、乙二醇或丙三醇等(0.7‑3％)和固化剂(0.5‑2.5％)，其余为乙醇或去离子水。其中，改性丙烯酸酯或改性聚氨酯具有很好的耐候性及粘附力，再通过硅烷偶联剂的无机基团和有机基团分别键合无机纳米粒子和改性丙烯酸酯或改性聚氨酯，在纳米粒子及其纳米粒子微团结构中引入化学键，极大地提高它们之间的结合力，从而使得固化后的涂层具备高粘附力、高耐磨、高耐候性特性。

[0044] 在具体应用时，可以将所述方法制备的涂料通过喷涂、浸涂、刷涂或辊涂方式在建筑物外墙、玻璃、金属、陶瓷、石材、混凝土和塑料等硬质基底和塑料膜、纸张、无纺布、各类织物(如棉织物、涤纶织物、腈纶织物、丙纶织物等)、复合薄膜、海绵等柔性基底表面形成膜，在室温(20℃～25℃)条件下固化24h，从而形成具备高粘附力、高耐磨、高耐候性特性的超双疏涂层。当环境温度低于室温时，其固化时间将相应地延长。

[0045] 本涂料在上述基材表面固化后，即可获得水滴接触角大于150°、油滴接触角(包括正十六烷)大于150°，且其滚动角小于5°的超疏水和超疏油涂层。

[0046] 作为另一示例，本公开提供了一种形成超双疏涂层的方法，包括以下步骤：

[0047] (1)将纳米粒子通过搅拌(例如，磁力搅拌)分散于醇类溶液中，调节溶液的PH值为2～12以及温度为50℃～120℃，再滴加表面处理剂，搅拌反应时间为12h～96h，最后依次进行分离、干燥(去除聚合物、有机物、溶剂等)和碾磨，从而将纳米粒子组装成尺寸、形状可控的纳米粒子微团；

[0048] (2)在反应温度为40℃～80℃下，将水性流平剂(聚酯改性有机硅氧烷、聚醚改性有机硅的至少一种)、水性分散剂(纤维素硫磺酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠或焦磷酸钠中的至少一种)、水性增稠剂(明胶、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇或聚丙烯酰胺中的至少一种)、水性消泡剂(乳化硅油或聚二甲基硅氧烷的至少一种)、水性成膜剂(丙二醇丁醚、乙二醇丁醚、2.2.4三甲基‑1.3‑戊二醇单异丁酸酯的至少一种)、疏水疏油处理剂和去离子水加入反应釜中搅拌均匀，然后将上述所得的纳米粒子纳米粒子微团分散于其中，搅拌均匀；最后加入纳米键合剂，搅拌反应24‑96h，制得透明性可调的、水性、超双疏涂料。

[0049] (3)将上述方法制备的涂料通过喷涂、浸涂、刷涂或辊涂方式在建筑物外墙、玻璃、金属、陶瓷、石材、混凝土和塑料等硬质基底和塑料膜、纸张、无纺布、各类织物(如棉织物、涤纶织物、腈纶织物、丙纶织物等)、复合薄膜、海绵等柔性基底表面均可成膜，在室温(20℃～25℃)条件下固化24h而形成具备高粘附力、高耐磨、高耐候性特性的超双疏涂层。当环境温度低于室温时，其固化时间将相应地延长。

[0050] 可选地，步骤(1)中，所述的醇类溶液为乙醇、异丙醇、甲醇、丁醇、丙醇等等的一种或多种，硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH570等等中的一种或多种；表面处理剂和纳米粒子的重量占比分别为0.06‑8％和5‑25％，其余为醇类。

[0051] 可选地，步骤(1)中，表面处理剂包括聚环氧乙烷或聚乙烯醚等(0.5‑8％)、油酸或油胺等(0.2‑2％)、酒石酸或水杨酸等(0.5‑2.5％)、苏氨酸或异亮氨酸等(0.05‑0.5％)、，其余为二甲苯。

[0052] 可选地，步骤(1)中，所述的纳米粒子为二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、碳酸钙等中的一种或多种，其粒径为5nm～50nm；通过表面处理剂对纳米粒子进行组装后的纳米粒子微团的尺寸为150nm～20000nm，其形状可为球形、环形、条形等。其组装机理是：当处于聚合物大分子(如聚环氧乙烷或聚乙烯醚)以及少量蛋白质分子混合溶液中的纳米粒子在搅拌过程中逐渐接近时，通过特定酸的催化(如油酸与酒石酸)，将使得纳米粒子附件产生渗透压‑‑负压，这个负压又进一步将存在于纳米粒子之间的聚合物以及蛋白质大分子排挤出去，从而使得纳米粒子更加接近，最终在纳米粒子之间仅仅存在极少数的溶剂，即形成纳米粒子的组装。负压的大小和区域形状与纳米粒子的尺寸、聚合物大分子与蛋白质分子的大小及数量比例、溶液PH值、组装时间、温度等因素直接相关，由此可通过改变上述因素来调节纳米粒子组装的尺寸和形状。同时，纳米粒子微团尺寸的变化可使固化后涂层外观表现为完全透明、半透明或不透明等，例如当纳米粒子微团尺寸及表面粗糙度较小时(如分别小于150nm及30nm)，涂层外观为透明；而纳米粒子微团尺寸及表面粗糙度较大时(如分别大于900nm及200nm)，涂层外观为不透明；当纳米粒子微团尺寸及表面粗糙度适中时(如分别为
500nm及100nm)，涂层为半透明。

[0053] 可选地，步骤(2)中，各组分的重量占比如下：水性流平剂0.05‑0.2％，水性分散剂0.03‑0.3％，水性增稠剂0.06‑0.6％，水性消泡剂0.02‑0.2％，水性成膜剂0.04‑0.4％，疏水疏油处理剂0.05‑0.5％，纳米键合剂0.05‑12％，纳米粒子0.1‑20％，余量为去离子水，总计为100％。

[0054] 可选地，步骤(2)中，疏水疏油处理剂为三氟丙基三氯硅烷、全氟己基三氯硅烷、全氟辛基三氯硅烷、三氟丙基三乙氧基硅烷、全氟己基三乙氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷十二氟庚基丙基三甲基氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷、和全氟癸基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

[0055] 可选地，步骤(2)中，纳米键合剂包括改性丙烯酸酯或改性聚氨酯等(5‑30％)、乙酸或草酸等(0.5‑2％)、硅烷偶联剂(0.05‑0.5％)、硅醇(1‑2.5％)、乙二醇或丙三醇等(0.7‑3％)和固化剂(0.5‑2.5％)，其余为乙醇或去离子水。其中，改性丙烯酸酯或改性聚氨酯具有很好的耐候性及粘附力，再通过硅烷偶联剂的无机基团和有机基团分别键合无机纳米粒子和改性丙烯酸酯或改性聚氨酯，在纳米粒子及其纳米粒子微团结构中引入化学键，极大地提高它们之间的结合力，从而使得固化后的涂层具备高粘附力、高耐磨、高耐候性特性；

[0056] 本涂料在上述基材表面固化后，即可获得水滴接触角大于150°、油滴接触角(包括正十六烷)大于150°，且其滚动角小于5°的超疏水和超疏油涂层。

[0057] 图2示出了根据本公开提出的方法制备的透明度可调的超双疏涂层表面上的水滴的接触角测量结果；图3示出了根据本公开提出的方法制备的透明度可调的超双疏涂层表面上的正十六烷滴的接触角测量结果；图4示出了根据本公开提出的方法制备的透明度可调的超双疏涂层在玻璃基底喷涂后，水滴、油滴和正十六烷液滴在涂层表面的形貌示意图。

[0058] 为了便于理解本公开提出的制备超双疏涂料的方法，以下采用实施例的方式进行详细说明。应理解，本公开的实施例仅仅是为了说明技术方案的原理而作出的说明，而不旨在以任何方式限制本发明的保护范围。

[0059] 实施例1

[0060] 步骤1，将二氧化硅纳米粒子(5‑10nm，2g)通过搅拌(例如磁力搅拌)分散于异丙醇和丙醇(80ml:40ml)的醇类溶液中，调节溶液的PH值为8以及温度为50℃，再滴加表面处理剂0.5g(聚环氧乙烷1％、油酸0.5％、酒石酸0.5％、苏氨酸0.1％、其余为二甲苯)，搅拌速率为800r/min，搅拌反应时间为24h，最后依次进行分离、干燥(去除聚合物、有机物、溶剂等)和碾磨，从而将二氧化硅纳米粒子组装成二氧化硅纳米粒子微团(粒径100‑150nm)；

[0061] 步骤2，在反应温度为40℃下，将水性流平剂(流平剂为聚醚0.05g)、水性分散剂(分散剂为纤维素硫磺酸钠0.03g)、水性增稠剂(0.04g)、水性消泡剂(0.03g)、水性成膜剂(0.06g)、疏水疏油处理剂(全氟己基三乙氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷十二氟庚基丙基三甲基氧基硅烷，各0.02g)和去离子水(110g)加入反应釜中搅拌均匀，然后将上述所得的二氧化硅纳米粒子微团分散于其中，搅拌均匀；最后加入纳米键合剂0.06g(改性丙烯酸酯5％、乙酸0.5％、硅烷偶联剂0.1％、硅醇1％、乙二醇0.7％、固化剂0.5％，其余为乙醇)，搅拌速率为600r/min，搅拌反应24h，制得水性、乳状超双疏涂料。

[0062] 可选地，将上述所得水性、乳状超双疏涂料喷涂于玻璃基底表面，室温20℃固化24h，即得透明的、高粘附力、高耐磨、高耐候性特性的超双疏涂层。

[0063] 本实施例中，通过接触角测量仪测出，该涂层对水滴接触角为152°、正十六烷接触角150°，滚动角4.7°。

[0064] 实施例2

[0065] 步骤1，将二氧化硅纳米粒子(20‑30nm，2g)通过搅拌(例如，磁力搅拌)分散于异丙醇和丙醇(60ml:60ml)的醇类溶液中，调节溶液的PH值为5以及温度为80℃，再滴加表面处理剂0.7g(聚环氧乙烷3％、油酸1％、酒石酸1％、苏氨酸0.2％、其余为二甲苯)，搅拌速率为600r/min，搅拌反应时间为48h，最后依次进行分离、干燥(去除聚合物、有机物、溶剂等)和碾磨，从而将二氧化硅纳米粒子组装成二氧化硅纳米粒子微团(粒径350‑500nm)；

[0066] 步骤2，在反应温度为60℃下，将水性流平剂(0.06g)、水性分散剂(0.04g)、水性增稠剂(0.04g)、水性消泡剂(0.05g)、水性成膜剂(0.07g)、疏水疏油处理剂(三氟丙基三氯硅烷、全氟己基三氯硅烷，各0.03g)和去离子水(110g)加入反应釜中搅拌均匀，然后将上述所得的二氧化硅纳米粒子微团分散于其中，搅拌均匀；最后加入纳米键合剂0.08g(改性丙烯酸酯8％、乙酸0.9％、硅烷偶联剂0.2％、硅醇1.5％、乙二醇1.5％、固化剂1.5％，其余为乙醇)，搅拌速率为800r/min，搅拌反应72h，制得水性、乳状超双疏涂料。

[0067] 可选地，将上述所得水性、乳状超双疏涂料喷涂于玻璃基底表面，室温20℃固化24h，即得半透明的、高粘附力、高耐磨、高耐候性特性的超双疏涂层。

[0068] 本实施例中，通过接触角测量仪测出，该涂层对水滴接触角为158°、正十六烷接触角154°，滚动角4.5°。

[0069] 实施例3

[0070] 步骤1，将二氧化硅纳米粒子(35‑50nm，2g)通过搅拌(例如，磁力搅拌)分散于异丙醇和丙醇(40ml:80ml)的醇类溶液中，调节溶液的PH值为3以及温度为120℃，再滴加表面处理剂0.9g(聚环氧乙烷8％、油酸2％、酒石酸2％、苏氨酸0.5％、其余为二甲苯)，搅拌速率为400r/min，搅拌反应时间为48h，最后依次进行分离、干燥(去除聚合物、有机物、溶剂等)和碾磨，从而将二氧化硅纳米粒子组装成二氧化硅纳米粒子微团(粒径1000‑1350nm)；

[0071] 步骤2，在反应温度为80℃下，将水性流平剂(0.08g)、水性分散剂(0.04g)、水性增稠剂(0.02g)、水性消泡剂(0.05g)、水性成膜剂(0.07g)、疏水疏油处理剂(三氟丙基三乙氧基硅烷、全氟己基三乙氧基硅烷，各0.015g)和去离子水(110g)加入反应釜中搅拌均匀，然后将上述所得的二氧化硅纳米粒子微团分散于其中，搅拌均匀；最后加入纳米键合剂0.09g(改性丙烯酸酯15％、乙酸1.5％、硅烷偶联剂0.5％、硅醇2.5％、乙二醇2.5％、固化剂2％，其余为乙醇)，搅拌速率为1000r/min，搅拌反应96h，制得水性、乳状超双疏涂料。

[0072] 可选地，将上述所得水性、乳状超双疏涂料喷涂于玻璃基底表面，室温20℃固化24h，即得不透明的、高粘附力、高耐磨、高耐候性特性的超双疏涂层。

[0073] 本实施例中，通过接触角测量仪测出，该涂层对水滴接触角为160°、正十六烷接触角155°，滚动角4.3°。

[0074] 利用本公开提出的用于制备透明度可调的超双疏涂料的方法，可以制备出水性环保的超双疏涂料，其可通过喷涂、浸涂、刷涂或辊涂方式成膜，固化后的涂层具有超疏水和超疏油特性，而且涂层的透明性可调。

[0075] 此外，通过在上述微纳结构合成工艺中调整工艺参数，实现微团的尺寸及形状的变化，从而使得固化后涂层外观的透明性可调，既可表现为完全透明、半透明或不透明等特性。

[0076] 根据另一方面，本公开还提出了制备一种彩色超双疏涂料的方法。以下采用实施例的方式进行详细说明，其中为简明和清楚起见，与上述制备透明度可调的超双疏涂料所采用的类似/相同的步骤和/或原料不再进行详细描述。应理解，本公开的实施例仅仅是为了说明技术方案的原理而作出的说明，而不旨在以任何方式限制本发明的保护范围。

[0077] 实施例4

[0078] 步骤1，将二氧化硅纳米粒子(5‑10nm，5g)通过搅拌(例如，磁力搅拌)分散于异丙醇和丙醇(80ml:40ml)的醇类溶液中，调节溶液的PH值为8以及温度为50℃，再滴加表面处理剂1.5g(聚环氧乙烷1％、油酸0.5％、酒石酸0.5％、苏氨酸0.1％、其余为二甲苯)，搅拌速率为800r/min，搅拌反应时间为24h，最后依次进行分离、干燥(去除聚合物、有机物、溶剂等)和碾磨，从而将二氧化硅纳米粒子组装成二氧化硅纳米粒子微团(粒径200‑350nm)；

[0079] 步骤2，在反应温度为70℃下，将水性流平剂(流平剂为聚醚0.15g)、水性分散剂(分散剂为纤维素硫磺酸钠0.07g)、水性增稠剂(0.1g)、水性消泡剂(0.08g)、水性成膜剂(0.18g)、疏水疏油处理剂(全氟己基三乙氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷十二氟庚基丙基三甲基氧基硅烷，各0.04g)、染色剂(亚甲基蓝，15g)和去离子水(100g)加入反应釜中搅拌均匀，然后将上述所得的二氧化硅纳米粒子微团分散于其中，搅拌均匀；最后加入纳米键合剂0.15g(改性丙烯酸酯5％、乙酸0.5％、硅烷偶联剂0.1％、硅醇1％、乙二醇0.7％、固化剂0.5％，其余为乙醇)，搅拌速率为600r/min，搅拌反应24h，制得水性、蓝色超双疏涂料。

[0080] 可选地，将上述所得水性、蓝色超双疏涂料喷涂于无纺布基底表面，室温20℃固化24h，即得高粘附力、高耐磨、高耐候性特性的蓝色超双疏涂层。

[0081] 本实施例中，通过接触角测量仪测出，该蓝色超双疏涂层对水滴接触角为162°、正十六烷接触角152°，滚动角4.9°。

[0082] 实施例5

[0083] 步骤1，将二氧化硅纳米粒子(5‑10nm，5g)通过搅拌(例如，磁力搅拌)分散于异丙醇和丙醇(80ml:40ml)的醇类溶液中，调节溶液的PH值为9以及温度为60℃，再滴加表面处理剂2g(聚环氧乙烷1％、油酸0.3％、酒石酸0.3％、苏氨酸0.1％、其余为二甲苯)，搅拌速率为900r/min，搅拌反应时间为24h，最后依次进行分离、干燥(去除聚合物、有机物、溶剂等)和碾磨，从而将二氧化硅纳米粒子组装成二氧化硅纳米粒子微团(粒径200‑350nm)；

[0084] 步骤2，在反应温度为90℃下，将水性流平剂(流平剂为聚醚0.2g)、水性分散剂(分散剂为纤维素硫磺酸钠0.1g)、水性增稠剂(0.15g)、水性消泡剂(0.1g)、水性成膜剂(0.15g)、疏水疏油处理剂(全氟己基三乙氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷十二氟庚基丙基三甲基氧基硅烷，各0.03g)、染色剂(品红，15g)和去离子水(100g)加入反应釜中搅拌均匀，然后将上述所得的二氧化硅纳米粒子微团分散于其中，搅拌均匀；最后加入纳米键合剂0.15g(改性丙烯酸酯5％、乙酸0.5％、硅烷偶联剂0.1％、硅醇1％、乙二醇0.7％、固化剂
0.5％，其余为乙醇)，搅拌速率为600r/min，搅拌反应24h，制得水性、红色超双疏涂料。

[0085] 可选地，将上述所得水性、红色超双疏涂料喷涂于无纺布基底表面，室温20℃固化24h，即得高粘附力、高耐磨、高耐候性特性的红色超双疏涂层。

[0086] 本实施例中，通过接触角测量仪测出，该红色超双疏涂层对水滴接触角为161°、正十六烷接触角150°，滚动角4.8°。

[0087] 利用本公开提出的用于制备彩色超双疏涂料的方法，可以制备出水性环保的超双疏涂料，其可通过喷涂、浸涂、刷涂或辊涂方式成膜，固化后的涂层具有超疏水和超疏油特性，而且涂层可根据需要具备不同的颜色。

[0088] 本公开提出了用于制备彩色超双疏涂料的方法，采用新的微纳结构合成工艺，将纳米粒子组装成纳米粒子微团，实现微米和纳米双尺度结构的成形，从而使得使涂层同时具备超疏水和超疏油特性。

[0089] 另外，由于本公开提出了采用强力纳米键合工艺，通过在纳米粒子及其微团结构中引入化学键，极大地提高它们之间的结合力，使得在室温(20℃～25℃)条件下，涂层进行固化24h即可具备高粘附力、高耐磨、高耐候性等特性。

[0090] 以上所述仅表示本公开的可选实施方式，任何人在不脱离本公开的原理下而做出的结构变形、改进和润饰等，这些变形、改进和润饰等均视为在本公开的保护范围内。

[0091] 已经描述了多个实现方式。然而，应当理解，可以进行各种修改。例如，可以组合、补充、修改或移除不同实现方式的要素，以产生其他实现方式。此外，本领域技术人员将理解的是，其他结构和处理可以代替所公开的那些结构和处理，所得到的实现方式将以与所公开的实现方式以至少基本相同的方式，执行与所公开的实现方式至少基本相同的功能，以实现与所公开的实现方式至少基本相同的效果。相应地，由本申请想到了这些以及其他实现方式。