简介

一、技术背景
人们对于开发自清洁涂料的一个动机就是基材表面需要较少的维护、减少清洗时间而降低成本，其外观图如图1所示。正是这种需求，驱使技术人员开发出具有亲水、疏水、疏油、两疏性和多功能性的智能涂料。国外行研机构N-tech Research认为在自清洁涂层领域具有合理潜在可能性的技术趋势是：（1）纳米技术方法到有纹理的疏水性表面；（2）超疏水涂层。国外Nano Markets研究预测，未来全球市场对于智能涂料领域和自清洁涂料的需求将呈现出曲线式上升，到2021年智能涂料市场规模将超过100亿元，而自清洁涂料将突破50亿美元，如图2所示。就目前而言，市场规模已经显现出成倍增长的趋势。而国内市场尚未开启，市场的容量无法估量，少数内资企业开始联合国际技术布局国内市场。市场的飞速发展催生更多的资本与人才投身自清洁行业的发展洪流。

开发产品优异防水性能，无疑给诸多领域，如纺织品、汽车、纸张、尤其是电子元器件，带来产品的附加属性和市场关注度。例如，苹果公司9月发布的新产品Iphone 7, watch 2具有ip67和ip68等级的防水功能无疑又引起了全球消费者的关注，如图3所示。手机防水方案普遍采用的方法就是密封胶、橡胶圈、纳米涂层等。防水胶条和密封圈可以保证外屏、边框、后盖间无缝隙，从而起到防水的作用。此外，在耳机接口和USB接口的内部处理上，早期设计通常是在端口处采用防水脚塞来堵住，但是随着技术的不断进步，这种设计已逐渐被纳米薄膜取代。毫无疑问，由于苹果公司带来的技术引领风潮将推动纳米疏水涂层市场的未来新一轮发展。

另外，在政策方面上，为了迎合国家十三五经济发展提及的创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，涂料业的规划中，提出了对特种功能性涂料的需求，特别是在建材与车漆方面提到了将自清洁功能的材料作为重点研发项目。

二、技术介绍
本技术的疏水性自清洁涂料，以工业级气硅作为基础纳米颗粒，采用在流化床反应炉中直接进行气相环境改性纳米颗粒接枝含氟化学基团，采用静电喷枪施工基材表面，在基材表面上宏观表现出对水性成分和油性成分强烈的排斥状态而呈现出液体接触角＞150度，滚动角＜5度，达到荷叶自清洁效果。疏水性自清洁材料涂料产品的合成工艺流程如图4所示，其处理工艺流程如图5所示。

本技术产品正是利用荷叶原理，通过构筑粗糙多孔极低表面能的微纳米尺度颗粒层，经过特殊表面处理工艺将颗粒层很好的自组装附着在底层表面上，来实现超疏水自清洁效果，其疏水性机理示意图如图6所示。

三、应用影响
本技术具有生产过程连续性、能耗小、成本低、功能扩展性强、环保低VOC等突出特点。目前该技术的部分产品已得到众多客户的一致好评，并肯定了其在铝材、建材、军工等领域的适用性，可以预见该技术的市场前景是非常广阔的，其产品的市场竞争优势也是非常明显的。
四、应用范围

本技术适用于铝材，建材，军工等领域。

五、技术指标

目前，本技术正处于中试阶段，接下来进入生试阶段。另外，本项目技术的疏水性自清洁涂料采用连续在线生产法进行生产和当前市面上的同类产品采用液相合成工艺方法有很大的区别，另外在涂装工艺上不仅可用传统液相喷涂方法，还可采用粉末涂料中的静电喷涂方法。两者相比还具有以下非常明显的优势：
1) 通过连续在线生产法，可大幅度控制生产成本；
2) 生产过程不在液相环境中进行，实现低VOC排放；
3) 产品形式多样，不仅可将改性颗粒分散于液相溶剂环境中进行喷涂施工，还可选择粉末涂料形式进行静电喷涂施工；
4) 抗紫外老化性强，样品件在北京户外自然暴晒环境下，超过60天依然能够保持有效性。

工艺流程简介

技术特色

本技术具有以下优势：
有别于当前传统的方法，采用液相反应釜合成，此方法是通过采用工业级设备流化床反应炉，实现了连续性的24小时在线工作；
避免了生产过程中的易燃溶剂对设备的防爆性提出了要求，同时最大程度限制了溶剂的成本投入，还有效地控制了VOC排放；
此法能回收表面改性剂，对于采用昂贵的含氟改性剂而言，大大节省了成本。