一种高附着力超疏水罩面漆及其制备方法技术领域
本发明涉及一种高附着力超疏水罩面漆及其制备方法的制备方法，应用在功能涂
料罩面领域里。
背景技术
材料在其成膜之后，接触角大于150°且滑动角小于10°被称之为超疏水现象。自然
界中，荷叶表面的水滴可以自由滚落，水黾可以在水面自由行走，蝉翼表面，水稻叶表面等
都是天然的超疏水现象。荷叶出淤泥而不染其特殊的自清洁效果受到了科学家们极大的研
究兴趣，在生活中具有广阔的应用价值。例如，Shen等在不锈钢表面制备了超疏水表面，可
以起到防腐的作用。将超疏表面用在室外天线上，可以防止积雪，从而可以保证通讯信号畅
通；用在在输送石油的管道内壁上或纺织衣物上，可防水、防污。如果将超疏水材料用在一
般建筑外墙上，能达到长久洁净、免于几年一修的效果。
目前超疏水在涂料上的应用已经有很大的进展，但还有不少的问题需要去解决，
比如说成本较高、对设备要求很高、反应苛刻且时间长都影响了超疏水涂层的工业化，其
次，从实际应用角度方面，现在所制备的超疏水表面虽然疏水效果好，但是其附着力不好，
持久性差，容易使漆膜表面的细微结构受到损坏，导致漆膜的超疏水性大大降低甚至丧失。
现虽有专利通过硅原子和硅氧烷搭配作用保证罩面在石材上的高附着力201010117828.7，
相比石材上有类似的硅氧烷，容易键合而言，普通基材(非石材)却没有，难以提升漆膜的附
着力。
因此提供一种适用于普通基材(非石材)的高附着力超疏水罩面漆及其制备方法
己成为当务之亟。
发明内容
本发明提供一种高附着力超疏水罩面漆及其制备方法，其克服了现有制备方法中
的工艺复杂、成本昂贵和耗时长等问题，具有工艺简单、成本低的优点，更具备超高附着力
的特点，利于保持漆膜的超疏水性，其漆膜接触角在150-160°之间，附着力在90-100％。
本发明的技术方案如下：
一种高附着力超疏水罩面漆，其包括：其由以下重量份的组分配制而成：
其中，疏水改性剂为多烷基三甲氧基硅烷或者多烷基三乙氧基硅烷。
现有的超疏水涂料制备有合成低表面能含氟高分子和添加低表面能含氟甲(乙)
氧基硅烷等等。这类合成过程中存在多种问题，如反应氛围要求严格、反应温度超过100℃、
反应时间超过24h等。目前基本没有工业化的超疏水涂料，主要是因为成本高和制备工艺繁
琐。本申请高附着力超疏水罩面漆通过向正硅酸乙酯中添加多氨基甲氧基硅烷或多氨基乙
氧基硅烷，正硅酸四乙酯与多氨基甲氧基硅烷或多氨基乙氧基硅烷相互作用形成微米级/
纳米级的粒子，形成多极性着力点，提高漆膜与普通基材(非石材)的附着力。使用低成本的
单氨基甲氧基硅烷或单氨基乙氧基硅烷与多氨基甲氧基硅烷或多氨基乙氧基硅烷配合使
用，能提供更多的界面键合位，从而大大提高漆膜对界面的附着力，保证罩面的持久性使
用；既可以保证极性，又可以降低成本，提升了该漆的性价比。该高附着力超疏水罩面漆具
有超高附着力，附着力的提升提高了该漆膜的耐候性、耐久性。
所述多氨基甲氧基硅烷为γ-二乙烯三胺丙基甲基二甲氧基硅烷，单氨基乙氧基
硅烷为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
γ-氨丙基三乙氧基硅烷与γ-二乙烯三胺丙基甲基二甲氧基硅烷的重量比例为
3:7-7:3。
γ-氨丙基三乙氧基硅烷与γ-二乙烯三胺丙基甲基二甲氧基硅烷的重量比例为
3:7。
草酸溶液的摩尔浓度为0.001mol/L。
多烷基三甲氧基硅烷为十六烷基三甲氧基硅烷，较低成本的十六烷基三甲氧基硅
烷作为疏水改性剂和其他硅烷偶联剂协同水解，嵌入十六烷，达到低表面能，达到良好的疏
水效果，保证漆膜的接触角在150-160°。
该高附着力超疏水罩面漆的制备方法包括以下依次进行的步骤：
①向正硅酸乙酯中加入乙醇搅拌并溶解，接着加入氨水，于40-70℃水浴并以400-
500rpm的转速搅拌60-90min，然后排除氨气，直到无氨气味道为止；
②向步骤①所制混合物中依次添加单氨基甲氧基硅烷或单氨基乙氧基硅烷、多氨
基甲氧基硅烷或多氨基乙氧基硅烷、0.0005-0.0015mol/L的草酸溶液，升温至80-100℃，以
400-500rpm的转速搅拌并反应30-60min，之后再加入疏水改性剂和水，以400-500rpm的转
速搅拌并反应3-6h，最后将混合物置于冰水中，待其完全冷却，即得高附着力超疏水罩面
漆。
所述步骤①和②的搅拌转速为450rpm。
该高附着力超疏水罩面漆通过简单的溶胶-凝胶法合成具有微纳米结构的高附着
力超疏水罩面漆，不同于目前工艺的反应苛刻、工艺复杂、时间冗长，不仅制备出的罩面漆
具有超疏水性能，同时制备工艺简单，耗时短，成本低，其反应时间较短、反应温度适合工业
化。
与现有技术相比，本发明申请具有以下优点：
1)超高附着力和超疏水性，漆膜接触角在150-160°之间，附着力在90-100％；
2)工艺简单、成本低，区别于其他专利的多步骤、多条件合成法，可工业化。
具体实施方式
下面结合各实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
原料来源：
水：普通自来水；
正硅酸四乙酯：阿拉丁生产，分析纯；
乙醇：阿拉丁生产，分析纯；
氨水：西陇化工股份有限公司生产，分析纯；
γ-氨丙基三乙氧基硅烷：广州市龙凯化工有限公司生产，工业级；
γ-二乙烯三胺丙基甲基二甲氧基硅烷：广州市龙凯化工有限公司生产，工业级；
十六烷基三甲氧基硅烷：广州市龙凯化工有限公司生产，工业级；
草酸：阿拉丁生产，分析纯。
实施例1
一种高附着力超疏水罩面漆，其由以下重量份的组分配制而成：
该高附着力超疏水罩面漆的制备方法，其包括以下依次进行的步骤：
①向正硅酸乙酯中加入乙醇搅拌并溶解，接着加入氨水，于60℃水浴并以450rpm
的转速搅拌80min，然后排除氨气，直到无氨气味道为止；
②向步骤①所制混合物中依次添加γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-二乙烯三胺丙基
甲基二甲氧基硅烷、0.001mol/L的草酸溶液，升温至80℃，以450rpm的转速搅拌并反应
45min，之后再加入十六烷基三甲氧基硅烷和水，以450rpm的转速搅拌并反应4.5h，最后将
混合物置于冰水中，待其完全冷却，即得高附着力超疏水罩面漆。
实施例2
一种高附着力超疏水罩面漆，其由以下重量份的组分配制而成：
该高附着力超疏水罩面漆的制备方法，其包括以下依次进行的步骤：
①向正硅酸乙酯中加入乙醇搅拌并溶解，接着加入氨水，于60℃水浴并以400rpm
的转速搅拌80min，然后排除氨气，直到无氨气味道为止；
②向步骤①所制混合物中依次添加γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-二乙烯三胺丙基
甲基二甲氧基硅烷、0.001mol/L的草酸溶液，升温至80℃，以500rpm的转速搅拌并反应
45min，之后再加入多烷基三甲氧基硅烷和水，以400rpm的转速搅拌并反应4.5h，最后将混
合物置于冰水中，待其完全冷却，即得高附着力超疏水罩面漆。
实施例3
一种高附着力超疏水罩面漆，其由以下重量份的组分配制而成：
该高附着力超疏水罩面漆的制备方法，其包括以下依次进行的步骤：
①向正硅酸乙酯中加入乙醇搅拌并溶解，接着加入氨水，于60℃水浴并以500rpm
的转速搅拌80min，然后排除氨气，直到无氨气味道为止；
②向步骤①所制混合物中依次添加单氨基甲氧基硅烷或单氨基乙氧基硅烷、多氨
基甲氧基硅烷或多氨基乙氧基硅烷、0.001mol/L的草酸溶液，升温至80℃，以400rpm的转速
搅拌并反应45min，之后再加入多烷基三乙氧基硅烷和水，以500rpm的转速搅拌并反应
4.5h，最后将混合物置于冰水中，待其完全冷却，即得高附着力超疏水罩面漆。
实施例4
其与实施例1的区别在于：其由以下重量份的组分配制而成：
实施例5
其与实施例2的区别在于：其由以下重量份的组分配制而成：
实施例6
其与实施例3的区别在于：
其由以下重量份的组分配制而成：
实验数据
接触角
附着力
|
实施例1
152°
96％
实施例2
155°
93％
实施例3
159°
90％
实施例4
153°
91％
实施例5
152°
92％
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实施例6
153°
92％
综上所述，本发明所制备的高附着力超疏水罩面漆不仅能够保持极高的疏水性
能，接触角在150-160°，而且该涂层具有高的附着力，脱离面积小于10％。对施工应用提供
了一定的理论基础。
发明所述的高附着力超疏水罩面漆及其制备方法并不只仅仅局限于上述实施例，
凡是依据本发明原理的任何改进或替换，均应在本发明的保护范围之内。