技术简介：
本发明针对现有含氟表面处理剂在玻璃等材料上透明性差、接触角不足150°的问题，提出一种含氟有机硅氧烷、硅酸酯和全卤代乙烷的复合处理剂。通过特定配比和制备工艺，在材料表面形成纳米级凸凹结构，吸附气体形成稳定气膜，实现水/油接触角达150°以上，兼具超疏水疏油性与高透明性，可广泛用于防油防水及减阻领域。
关键词：超疏水疏油处理剂,纳米结构,表面减阻
专利名称：一种超双疏(疏水、疏油)表面处理剂和用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种超疏水、疏油的表面处理剂，特别涉及玻璃、陶瓷、织物、金属等表面的疏水疏油处理。
玻璃、陶瓷的表面疏水、疏油处理，一般都是使用含氟的表面处理剂。美国专利US 5688864报道了一种含氟的硅表面处理剂，用于处理玻璃等化合物的表面，从而使处理物的表面具有疏水疏油性；美国专利US5688309报道了一种疏水、疏油表面处理剂的组合物，主要成份为长链氟烷基的(甲基)丙烯酸酯和烷基的(甲基)丙烯酸酯及不饱和酸酐的共聚物，但上述处理剂在处理玻璃时，影响了玻璃原有的透明度。美国专利US4946992报道了用含氟的二元醇和二异氰酸酯反应，得到带有含氟基团的聚氨酯处理剂，这种处理剂适合织物类的疏水处理，能够得到比较好的手感，但是在疏油性和透明性方面还不好。中国专利CN 1189524A“防水组合物”和CN95193350“防油和防水的水性组合物”提供的方法匀不能同时具有良好的疏水、疏油性能和透明性，且上述专利对水和油的接触角在0-150°之间，未达到超疏水、疏油(对水或油的接触角在150°以上)的效果。
本发明的目的是克服已有技术中不能同时具有良好的疏水、疏油性能和透明性，不能达到超疏水、疏油的效果的缺点，而提供一种同时具有良好的疏水、疏油性能和透明性的表面处理剂，该处理剂适用于玻璃、陶瓷、金属、纸制品、塑料及纤维和纺织物表面的疏水疏油处理。
本发明一种超疏水、疏油表面处理剂的目的是通过以下组分和含量实现的(重量份数)(Ⅰ)氟烷基有机硅化合物40-80份上述化合物的结构为(CnF2n+1X)2N[CH2CH2N(CnF2n+1X)]yCH2CH2CH2Si(OR)3；其中y=0,1,2；n为2-10的整数R=CH3-,C2H5-X为-CH2CH2-或-SO2N(R1)CH2CH2-R1为H，或C1-C4的烷基(Ⅱ)硅酸酯(CH3)mSi(OR4)4-m4-12份其中R4=-CH3,-C2H5；m=0,1,2(Ⅲ)全卤代乙烷(CF2ClCFCl2,CF2ClCF2Cl,CFCl2CFCl2或CF3CF3)100-500份(Ⅳ)H2O 0-2份(Ⅴ)浓H2SO40-2份本发明一种超疏水、疏油表面处理剂的制备方法是将上述含有氟烷基的有机硅化合物40-80份，加硅酸酯(CH3)mSi(OR4)4-m4-12份，水0-2份，搅拌10分钟，滴加0-2份的浓硫酸，继续搅拌60分钟，加入全卤代乙烷100-500份，搅拌均匀，即得到一种超疏水、疏油表面处理剂。
本发明一种超疏水、疏油表面处理组合物的用途是用于处理玻璃、陶瓷、金属、纸制品、塑料、纤维和纺织物表面。经接触角仪测定，用本发明处理剂处理后的上述各类材料表面对水和油(正十六烷为标准)的接触角均达到150°-170°，即达到超疏水、疏油的效果，并能保持玻璃和塑料薄膜原有透明性。
经扫描隧道显微镜观察，上述表面处理剂可在所处理表面上形成纳米尺寸几何形状互补的(凸与凹相间)的表面结构。由于在纳米尺寸低凹的表面可吸附气体分子，所以在宏观表面上相当于有一层稳定的气体薄膜，使油或水无法与材料的表面直接接触，从而使材料的表面呈现超双疏性，即与水和油的接触角均达到150°以上。该超双疏性可广泛应用于玻璃、陶瓷、金属、纸制品、塑料、纤维和纺织物表面防油、防水处理。同时，由于上述表面处理剂可使物质表面稳定存在一层气体薄膜，则相当于气垫船的减阻原理，因而上述超疏水、疏油表面处理剂可用于各类输油、输水管道(钢铁或塑料表面)及鱼雷、舰船和潜艇(钢铁表面)的表面减阻处理。
权利要求1．一种超疏水、疏油表面处理剂，其特征在于所述的表面处理剂由以下组分和含量(重量份数)组成(1)氟代有机硅氧烷化合物40-80份；所述的氟代有机硅氧烷化合物的结构式为(CnF2n+1X)2N[CH2CH2N(CnF2n+1X)]yCH2CH2CH2Si(OR)3其中y=0,1,2；n=2-10的整数；R=-CH3,-C2H5；X=-CH2CH2-，或-SO2NR1CH2CH2-；R1为H，或C1-C4的烷基(2)硅酸酯(CH3)mSi(OR4)4-m4-12份其中R4=-CH3,-C2H5；m=0,1,2。(3)全卤代乙烷 100-500份(4)H2O 0-2份(5)浓H2SO40-2份
2．根据权利要求1所述的一种超疏水、疏油表面处理剂，其特征在于所述的全卤代乙烷为CF2ClCFCl2,CF2ClCF2Cl,CFCl2CFCl2或CF3CCl3。
3．根据权利要求1所述的一种超疏水、疏油表面处理剂的用途，其特征在于所述的表面处理剂用于玻璃、陶瓷、金属、纸制品、塑料或纤维和纺织物表面的防油、防水处理。
4．根据权利要求1所述的一种疏水、疏油表面处理剂的用途，其特征在于所述的表面处理剂用于输油、输水管道内表面减阻处理。
5．根据权利要求1所述的一种超疏水、疏油表面处理剂的用途，其特征在于所述的表面处理剂用于水中行驶物的表面减阻处理剂。
6．根据权利要求5所述的一种超疏水、疏油表面处理剂的用途，其特征在于所述的水中行驶物为鱼雷、舰船和潜艇。
全文摘要本发明一种超双疏(疏水、疏油)表面处理剂是由含氟有机硅氧烷化合物(C
文档编号C09K3/18GK1315483SQ0010357
公开日2001年10月3日 申请日期2000年3月29日 优先权日2000年3月29日
发明者刘必前, 宋延林, 江雷 申请人:中国科学院化学研究所