本發(fā)明屬于功能材料，具體涉及一種透明超疏水可剝離復(fù)合涂層及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、材料、儀器和零部件等器材在運輸、貯存、加工以及組裝的過程中，容易被擦傷、磨損、污染，也容易受到鹽霧、潮氣、酸雨、微生物等的侵蝕，進而發(fā)生化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕等，影響器材的外觀形貌，甚至導(dǎo)致性能下降。為減少這些損害，延長器材的使用壽命，通常會在其表面施加涂層，然而，傳統(tǒng)涂層通常不能通過剝離、拉扯或簡單的物理或化學(xué)方法去除。

2、可剝離涂料作為一種特殊的功能型涂料，刷涂到材料工件表面，干燥后可形成封閉的保護膜，發(fā)揮臨時保護作用。完成保護任務(wù)后，涂膜即可手工完全剝離，工件表面依舊保持原有的外觀和性能?，F(xiàn)有的可剝離涂料主要包括溶劑型和水性兩類。其中，溶劑型可剝離涂料應(yīng)用普遍，但缺點是含有大量揮發(fā)性有機物(voc)，安全性差，對環(huán)境有污染；水性可剝離涂料具有低voc、綠色環(huán)保、便于施工等優(yōu)點，但受環(huán)境影響較大，例如在高溫高濕的條件下，涂層的防護性能可能會受到較大影響，進而影響產(chǎn)品表面的漆或損壞產(chǎn)品表面。

3、透明可剝離涂層在保護物品表面的同時，不影響其整體美觀效果。采用透明涂層可清晰展現(xiàn)物品內(nèi)部的狀況，便于用戶或檢測人員觀察物品的狀態(tài)；在電子產(chǎn)品等領(lǐng)域，透明涂層可用于保護電路板等內(nèi)部元件，同時便于檢測和維修。

4、目前，大部分透明可剝離涂層都是親水性的，容易導(dǎo)致吸水膨脹、起泡等問題，進而影響其附著力和剝離性能。特別是在潮濕環(huán)境中，將導(dǎo)致涂層的穩(wěn)定性進一步降低。有研究采用雙層涂層設(shè)計以改善可剝離涂層表面的疏水性能；然而在透明的底漆上噴涂透明的面漆后，受涂料成分與反應(yīng)、涂層厚度與干燥、污染與雜質(zhì)、底漆與面漆的相容性、涂層表面狀態(tài)以及環(huán)境等多種因素的影響，容易導(dǎo)致薄膜透明度顯著下降等問題。在保持可剝離涂層透明度的基礎(chǔ)上，進一步構(gòu)建超疏水性能是一項具有挑戰(zhàn)性的難題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種超疏水透明可剝離復(fù)合涂層，可兼顧良好的光透過率、疏水性及可剝離性能，有望應(yīng)用于太陽能電池板、窗戶與玻璃幕墻、汽車擋風(fēng)玻璃、文物保護等領(lǐng)域；且涉及的制備方法簡便易行、反應(yīng)條件溫和、環(huán)境友好，可規(guī)?；茝V應(yīng)用。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

3、一種透明超疏水可剝離復(fù)合涂層，它包括透明可剝離底層和透明超疏水面層，其中，透明超疏水面層采用的面漆中，各組分及其所占體積份數(shù)包括：sio2透明分散液100份，低表面能修飾劑0.3～3份，第一硅烷偶聯(lián)劑1～4份；透明可剝離底層采用的底漆中，各組分及其所占重量份數(shù)包括：水性樹脂15～20份，親水性顆粒0.1～0.3份，第二硅烷偶聯(lián)劑0.2～0.5份，成膜劑0.3～0.5份，消泡劑0.3～0.6份，濕潤劑0.3～0.5份。

4、上述方案中，所述水性樹脂可選用水性聚氨酯、水性聚氨酯、水性纖維素、水性改性聚丁二烯、水性丙烯酸等中的一種以上。

5、上述方案中，所述親水性顆粒為親水性氣相二氧化硅、二氧化鈦、氫氧化鐵中的一種以上；其平均粒徑為15～50nm。

6、上述方案中，所述第一硅烷偶聯(lián)劑和第二偶聯(lián)劑分別為kh550、kh560、kh570等中以上的一種。

7、進一步地，所述第一硅烷偶聯(lián)劑使用前采用醇溶劑進行稀釋。

8、進一步地，所述第一硅烷偶聯(lián)劑與醇溶劑的體積比為1:0.5～1。

9、進一步地，所述消泡劑可選用破泡聚硅氧烷消泡劑、聚甲基烷基硅氧烷消泡劑、聚二甲基硅氧烷消泡劑等中的一種以上。

10、上述方案中，所述濕潤劑為丙二醇甲醚醋酸酯、聚醚改性聚硅氧烷、聚丙烯酰胺、聚乙二醇中的一種以上。

11、上述方案中，所述成膜劑為二丙二醇甲醚(dpm)、丙烯酸樹脂、聚氨酯成膜劑等中的一種以上。

12、上述方案中，所述低表面能修飾劑為六甲基二硅氨烷、甲基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、全氟癸基三甲氧基硅烷等中的一種以上。

13、上述方案中，sio2透明分散液將硅源、堿液和第一表面活性劑加入醇溶劑中進行攪拌處理得到。

14、上述方案中，所述堿液為naoh溶液、koh溶液或氨水溶液，其中naoh溶液和koh溶液的濃度為1～1.8mol/l，氨水濃度為25～29wt％。

15、上述方案中，所述硅源為正硅酸四乙酯、正硅酸四丁酯、硅酸丙酯、硅酸丁酯、親水氣相二氧化硅顆粒中的一種以上。

16、上述方案中，所述醇溶劑為乙醇、甲醇、異丙醇等中的一種以上。

17、上述方案中，所述sio2透明分散液的制備過程中，醇溶劑、堿液、硅源、第一硅烷偶聯(lián)劑的體積比為(80～100):(0.1～0.5):(3～5):(1～4)。

18、進一步地，硅源與堿液中引入的oh-的摩爾比為100:0.3～0.5。

19、上述方案中，所述攪拌處理時間為1h～24h。

20、進一步地，硅源選用正硅酸四乙酯、正硅酸四丁酯、硅酸丙酯、硅酸丁酯中的一種以上時，先進行水解反應(yīng)(12～24h)，再進行陳化(1～3d)。

21、進一步地，所述硅源選用親水氣相二氧化硅顆粒時，采用的攪拌處理時間為1～2h。

22、上述一種透明超疏水可剝離涂層材料的制備方法，包括如下步驟：

23、(1)在醇溶劑中加入堿液、硅源、第一硅烷偶聯(lián)劑進行混合，水解反應(yīng)，得到透明sio2分散液；

24、(2)向步驟(1)所得透明sio2分散液中加入低表面能修飾劑，進行攪拌反應(yīng)，即得到透明超疏水sio2基面漆；

25、(3)向水性樹脂中加入親水性顆粒、第二硅烷偶聯(lián)劑、消泡劑、濕潤劑、成膜劑，攪拌均勻，得到透明剝離底漆；

26、(4)將所得透明剝離底漆涂覆在基底表面，待其表干后，向其表面噴涂所得透明超疏水sio2基面漆，干燥，即得所述透明超疏水可剝離復(fù)合涂層。

27、上述方案中，步驟(1)～(4)的制備過程中，環(huán)境溫度均為室溫。

28、上述方案中，步驟(2)所述攪拌反應(yīng)時間為6～12h。

29、上述方案中，步驟(3)所述攪拌時間為0.5～1h。

30、上述方案中，所述透明剝離底漆的涂覆手段具體可采用刷涂或噴涂工藝等。

31、進一步地，透明剝離底層涂料采用噴涂工藝時，具體參數(shù)條件包括：噴槍口徑為0.8～1.0mm，氣壓為0.4～0.7mpa；噴涂角度垂直于基材；噴涂距離為15～20cm；噴幅：10～15cm。

32、進一步地，采用上述參數(shù)條件噴涂2次以上。

33、進一步地，所述透明可剝離底層的厚度為15～25μm。

34、上述方案中，面漆噴涂需在底漆表干后施工，底漆噴涂結(jié)束后20～30min后噴涂面漆。

35、進一步地，所述透明超疏水sio2基面漆的噴涂工藝參數(shù)包括：噴槍口徑為0.8～1.0mm，氣壓為0.4～0.7mpa；噴涂角度垂直于基材；噴涂距離25～30cm；噴幅：10～15cm。

36、進一步地，所述透明超疏水sio2分散液的噴涂次數(shù)為1～2遍。

37、進一步地，所述透明超疏水面層的實干厚度為15～25μm。

38、上述方案中，步驟(4)是將步驟(2)中制備的透明超疏水/超雙疏sio2分散液噴涂到步驟(3)中制備的可剝離透明涂層上，得到透明超疏水/超雙疏可剝離涂層。

39、本發(fā)明的原理為：

40、本發(fā)明對所述透明超疏水/超雙疏可剝離涂層材料進行分層設(shè)計：底漆以水性樹脂為主要原料，引入少量的親水性顆粒和硅烷偶聯(lián)劑，可促進增加底漆和面漆的結(jié)合能力，同時有利于提高所得漆膜的透過率、剝離性以及強度；面漆以sio2透明分散液、低表面能修飾劑和硅烷偶聯(lián)劑為主要原料，并結(jié)合噴涂工藝，可在透明可剝離底層表面進一步構(gòu)建具有較好超疏水性能的透明面層，保證較好的可見光透過率，并可進一步實現(xiàn)增透效果，有望應(yīng)用于太陽能電池板、窗戶與玻璃幕墻、汽車擋風(fēng)玻璃、文物保護等領(lǐng)域。

41、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

42、1)本發(fā)明首次將透明超疏水面層與透明可剝離底層進行結(jié)合，所得復(fù)合涂層能夠在保持高光透過率的同時，兼顧良好的超疏水性能和可剝離性能；

43、2)采用的水性可剝離底漆具有低voc、綠色環(huán)保、便于施工等優(yōu)點，環(huán)境友好；

44、3)本發(fā)明涉及的制備方法簡單，反應(yīng)條件溫和，操作簡單，成本低廉，可大批量生產(chǎn)。