一种超双疏自清洁增亮复合涂料及其制备方法

1.本发明涉及新型材料技术领域，具体是一种超双疏自清洁增亮复合涂料及其制备方法。


背景技术：

2.我国是一个多山的国家，75％左右的国土是山地，在山区公路建设中必须应用到隧道，然而在大规模的建设过程中，国内隧道建设也暴露出一些不足。在隧道的照明方面，常常是面临着由亮到暗再到亮的过程，这就会对驾驶人的视觉产生影响，导致很多事故的发生，大量使用照明设备，会使运营成本大量增加，只简单利用照明加反光材料，照明效果不好，影响驾驶的视觉。
3.因此，为了解决现在存在的问题和降低运营成本，开发一种利用漫反射自清洁增亮复合涂层是非常有必要的，利用一些增亮，反光和疏水自清洁材料，应用于隧道内壁，改善隧道内照明的均匀度，给驾驶带来舒适的享受，并且利用自清洁特性，实现后期无维护成本，保护隧道交通安全。
4.当前隧道内壁的处理方法主要有6种，一是混凝土不做任何装饰、二是一些普通涂料、三是一些亮的瓷砖、四是带有涂层的纤维混凝土板、五是复合材料的铝板，六是搪瓷钢板等。上面的六种方法均存在一定的缺点，混凝土不做任何装饰的隧道，隧道内壁会吸收灯光导致照明不足，影响驾驶员的视觉；一些普通涂料提高隧道内的照名度的作用非常小，并且表面很容易被污染、并且表面产生开裂、脱落等不良现象，难以清洗，影响增亮的效果；装饰材料易出现反光、眩光、灯影等不良现象，影响驾驶员视觉而造成交通安全隐患；且这类材料易燃、易碎、修复复杂、造价高、工期长等一系列问题。因此，采用一种能增加隧道内部亮度的超双疏自清洁增亮涂料材是最直接、有效和最实用的解决方式。


技术实现要素：

5.本发明为克服上述情况不足，旨在提供一种能解决上述问题的技术方案。
6.一种超双疏自清洁增亮复合涂料，由甲组分、乙组分组成，按质量份数包括以下成分：
7.甲组分：树脂10份、反光材料35～40份、偶联剂2～4份、氟硅烷剂0.5～1份、助剂35～40份；
8.乙组分：固化剂10份；
9.其中，助剂包括触变剂、分散剂、消泡剂。
10.可选的，树脂为环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸脂、苯乙烯丙烯腈中的至少一种。
11.可选的，反光材料为玻璃球微珠粉、钛白粉、珍珠粉、硫酸钡粉中的至少一种。
12.可选的，偶联剂为无机偶联剂、有机硅类偶联剂、有机磷类偶联剂、铝类偶联剂中的至少一种。
13.可选的，氟硅烷剂为全氟葵基三氯硅烷、全氟辛基三甲氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷、全氟葵基三甲氧基硅烷、全氟葵基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
14.本发明还提供了一种超双疏自清洁增亮复合涂料的制备方法，包括以下步骤：
15.s1：取树脂、助剂加入20份的有机溶剂中，在温度20℃下，以转速200rpm进搅拌；
16.s2：分三阶段向步骤s1的搅拌容器中加入反光材料，每个阶段后搅拌10min；
17.s3：在温度50℃下进行超声波分散0.5h；
18.s4：加入偶联剂、氟硅烷剂，并在在温度50℃下进行超声波分散1h，得到甲组分原液；
19.s5：将步骤s4中得到的甲组分原液置于50℃下恒温水浴搅拌2h，得到甲组分；
20.s6：取树脂固化剂作为乙组分与甲组分搅拌混合，得到复合涂料。
21.与现有技术相比，本发明取得的有益效果为：
22.(1)本发明提供的超双疏自清洁增亮复合涂料，具有高度的疏水，疏油，耐热，耐寒，耐腐蚀和耐候性的效果；
23.(2)本发明提供的超双疏自清洁增亮复合涂料，不但能够减缓对基底材质表面的腐蚀，保护基底，而且具有极强的附着力和高度耐磨性；
24.(3)本发明提供的超双疏自清洁增亮复合涂料，能够有效的增加反光率和漫反射，能够达到很强的增亮的效果，并让人感觉到舒适；
25.(4)本发明提供的超双疏自清洁增亮复合涂料，能够有效增加表面的粗糙度，并结合牢固，有很强的的疏水效果，同时长期不会龟裂，脱落好，且拥有自清洁能力；
26.(5)本发明提供的超双疏自清洁增亮复合涂料，能够达到有效抗划痕，摩擦，压力和形变，能有效抵抗大部分物体的冲击破坏。
27.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本发明一种超双疏自清洁增亮复合涂料的微观结构示意图。
30.图2为本发明一种超双疏自清洁增亮复合涂料的冷水疏水特性效果图。
31.图3为本发明一种超双疏自清洁增亮复合涂料的热水疏水特性效果图。
32.图4为本发明一种超双疏自清洁增亮复合涂料的疏油特性效果图。
具体实施方式
33.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.为克服背景技术中存在的许多不足，本发明提供了一种超双疏自清洁增亮复合涂料，以环氧树脂和固化剂为涂料提供强大的结合力，耐磨性和良好的机械性能，通过在里面添加晶态光学材料、非晶态光学材料、反光材料、偶联剂、纳米材料、低表面能材料等功能性材料料，利用基底本身凹凸表面产生漫反射和涂层自身的光介质材料吸收或散射改变光线的强度和光谱成分，使汽车的灯光照射光在涂层表面进行多次漫反射和折射，改变光线的方向，从而实现光源在涂层表面聚集，达到聚光增亮的效果。同时，环氧树脂包裹着微米的晶态光学材料和纳米材料，在加热烘干后，涂层表面可以形成粗糙度非常好的微纳复合结构，并且与基底结合力非常好，由于低表面能的材料的作用，使其表面形成了超双疏表面，灰尘和油污在其表面附着不牢，并且非常容易被清除，具有优异的自清洁和增亮作用。
35.针对现有的一些技术在无法在隧道照明中和其他的照明环境中提高光的反射和利用率，容易出现反光和光线太暗导致浪费能源，并且非常容易被污染，污染过后反光效果急速下降，影响后面使用的效果，导致成本和后期保养成本高。为此，本发明提供了一种自超双疏自清洁增亮复合涂料的制备方法，通过在凹凸纹理的基底上面或者平面的基底上面喷涂一层特殊且经过疏水处理的反光材料，经过烘干，表面形成了很强的微纳复合的结构，在实现光的漫反射的同时实现了超疏水和疏油，并且反射率可超过70％，接触角大于150
°
，滚动角小于5
°
，具有很强自清洁功能，涂层的结合力强，后期无维护成本。
36.如图2～3所示分别为本发明一种超双疏自清洁增亮复合涂料在应对冷水、热水、油时的疏水/疏油特性效果图。
37.一种超双疏自清洁增亮复合涂料，由甲组分、乙组分组成，按质量份数包括以下成分：
38.甲组分：树脂10份、反光材料35～40份、偶联剂2～4份、氟硅烷剂0.5～1份、助剂35～40份；
39.乙组分：固化剂10份；
40.其中，助剂包括触变剂、分散剂、消泡剂。
41.可选的，树脂为环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸脂、苯乙烯丙烯腈中的至少一种。
42.可选的，反光材料为玻璃球微珠粉、钛白粉、珍珠粉、硫酸钡粉中的至少一种。
43.可选的，偶联剂为无机偶联剂、有机硅类偶联剂、有机磷类偶联剂、铝类偶联剂中的至少一种。
44.可选的，氟硅烷剂为全氟葵基三氯硅烷、全氟辛基三甲氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷、全氟葵基三甲氧基硅烷、全氟葵基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
45.本发明还提供了一种超双疏自清洁增亮复合涂料的制备方法，包括以下步骤：
46.s1：取树脂、助剂加入20份的有机溶剂中，以转速200rpm进搅拌；
47.s2：分三阶段向步骤s1的搅拌容器中加入反光材料，每个阶段后搅拌10min；
48.s3：进行超声波分散0.5h；
49.s4：加入偶联剂、氟硅烷剂，并进行超声波分散1h，得到甲组分原液；
50.s5：将步骤s4中得到的甲组分原液置于50℃下恒温水浴搅拌2h，得到甲组分；
51.s6：取树脂固化剂作为乙组分与甲组分搅拌混合，得到复合涂料。
52.【实施例一】
53.甲组分：将10份的环氧树脂分散于20份的无水乙醇溶液中，在转速200rpm条件下，40℃下搅拌10min，随后加入27份玻璃微珠粉，继续搅拌10min后加入6份珠光粉，继续搅拌10min，加入2份钛白粉，搅拌10min，在50℃下超声分散0.5h，超声波分散完成后依次加入2份偶联剂、5份氨水、5份正硅酸乙酯、0.5份全氟葵基三乙氧基硅烷、5份去离子水，在50℃下超声波分散1h后，置于50℃下恒温水浴搅拌2h，制得甲组分。
54.乙组分的组成成分为10份的树脂固化剂。
55.【实施例二】
56.甲组分：将10份的环氧树脂分散于20份的醋酸乙酯溶液中，在转速200rpm条件下，20℃机械搅拌10min，随后加入27份玻璃微珠粉，继续搅拌10min后加入6份珠光粉，继续搅拌10min，加入2份钛白粉，搅拌10min后，在20℃下超声波分散0.5h，依次加入2份偶联剂、5份氨水、5份正硅酸乙酯、0.5份全氟葵基三乙氧基硅烷、5份去离子水，超声波分散1h后，置于20℃下恒温水浴搅拌2h，制得甲组分。
57.乙组分的组成成分为10份的树脂固化剂。
58.【实施例三】
59.甲组分：将27份玻璃微珠粉加入20份的无水乙醇中，超声波分散10min后加入6份珠光粉，超声波分散10min，加入2份钛白粉，超声波分散10min，依次加入2份偶联剂、5份氨水、0.5份全氟葵基三乙氧基硅烷、5份去离子水，在50℃下超声波分散1h后，置于50℃下恒温水浴搅拌2h，然后将10份的环氧树脂分散于前面的溶液中，并用保鲜膜密封，在转速200rpm条件下，40℃下搅拌10min，随后加入制得甲组分。
60.乙组分的组成成分为10份的树脂固化剂。
61.【实施例四】
62.甲组份的组成成分为：将27份玻璃微珠粉加入20份的无水乙醇中，超声波分散10min后加入6份珠光粉，超声波分散10min，加入2份钛白粉，超声波分散10min后，加入2份偶联剂、5份氨水、2份硬脂酸、5份去离子水，在50℃下超声波分散1h后，置于50℃下恒温水浴搅拌2h，然后将10份的环氧树脂分散于前面的溶液中，并用保鲜膜密封，在转速200rpm条件下，40℃下搅拌10min，随后加入制得甲组分。
63.乙组分的组成成分为10份的树脂固化剂。
64.【实施例五】
65.甲组分：将27份玻璃微珠粉加入20份的无水乙醇中，超声波分散10min后加入6份珠光粉，超声波分散10min，加入2份钛白粉，超声波分散10min后，依次加入2份偶联剂、5份氨水、0.5份全氟葵基三乙氧基硅烷、2份硬脂酸、5份去离子水，在50℃下超声波分散1h后，置于50℃下恒温水浴搅拌2h，然后将10份的环氧树脂分散于前面的溶液中，并用保鲜膜密封，在转速200rpm条件下，40℃下搅拌10min，随后加入制得甲组分。
66.乙组分的组成成分为10份的树脂固化剂。
67.本发明提供的超双疏自清洁增亮复合涂料具有以下有益效果：
68.(1)本发明提供的超双疏自清洁增亮复合涂料，具有高度的疏水，疏油，耐热，耐寒，耐腐蚀和耐候性的效果；
69.(2)本发明提供的超双疏自清洁增亮复合涂料，不但能够减缓对基底材质表面的腐蚀，保护基底，而且具有极强的附着力和高度耐磨性；
70.(3)本发明提供的超双疏自清洁增亮复合涂料，能够有效的增加反光率和漫反射，能够达到很强的增亮的效果，并让人感觉到舒适；
71.(4)本发明提供的超双疏自清洁增亮复合涂料，能够有效增加表面的粗糙度，并结合牢固，有很强的的疏水效果，同时长期不会龟裂，脱落好，且拥有自清洁能力；
72.(5)本发明提供的超双疏自清洁增亮复合涂料，能够达到有效抗划痕，摩擦，压力和形变，能有效抵抗大部分物体的冲击破坏。
73.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。