一种光伏组件用超疏水涂层及其制备方法与流程

1.本发明属于涂层领域，尤其涉及一种光伏组件用超疏水涂层及其制备方法。


背景技术：

2.当光伏组件在户外长期工作时，灰尘、雨水等污染物会堆积在组件玻璃表面，从而导致组件发热、透光率降低、功率降低等问题。同时海水和酸雨会对组件铝边框造成腐蚀，严重影响组件的可靠性。因此一种具有自清洁能力、使水快速通过组件的涂层将大大提升光伏组件的发电效率和可靠性，水快速通过组件的同时会带走大部分灰尘等污染物，同时避免铝边框腐蚀。当前有超疏水涂层和超亲水涂层两种技术方案，而目前这样的涂层在光伏领域应用较少，且大多成本较高、环境耐受性低、机械强度低。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的问题，本发明提供一种疏水性较高、具备组件自清洁效果的超疏水涂层。当水落在涂覆有本发明的超疏水涂层的光伏组件上时，可快速通过组件表面，同时带走组件表面上的灰尘等污染物，达到组件自清洁的效果，提升表面玻璃的透光率，避免因污染物造成组件电池发热，从而提高组件效率和可靠性；此外，海水或酸雨环境中，水快速通过组件边框，避免边框腐蚀，提高光伏组件的长期可靠性。
4.具体而言，本发明的第一方面提供一种光伏组件用超疏水涂层，所述超疏水涂层包括表面改性的研磨珍珠岩、丙烯酸树脂和二甲苯，其中，所述表面改性的研磨珍珠岩为表面经过聚甲基氢硅氧烷和/或硅烷醇流体改性的研磨珍珠岩，所述研磨珍珠岩的粒度为10-30微米，所述研磨珍珠岩具有不规则片状结构。
5.在一个或多个实施方案中，以所述超疏水涂层除表面改性剂以外的成分总重为100质量份计，所述超疏水涂层中，所述研磨珍珠岩的质量为5-95质量份。
6.在一个或多个实施方案中，所述研磨珍珠岩由空心球状珍珠岩经研磨得到。
7.在一个或多个实施方案中，所述空心球状珍珠岩的粒度为100-500微米。
8.在一个或多个实施方案中，所述空心球状珍珠岩为膨胀珍珠岩。
9.在一个或多个实施方案中，以所述超疏水涂层除表面改性剂以外的成分总重为100质量份计，所述超疏水涂层中，所述表面改性剂的质量为0.05-5质量份。
10.在一个或多个实施方案中，所述表面活性剂为聚甲基氢硅氧烷。
11.在一个或多个实施方案中，所述超疏水涂层中，所述聚甲基氢硅氧烷的质量为所述研磨珍珠岩质量的0.5％-1.5％。
12.在一个或多个实施方案中，所述表面活性剂为硅烷醇流体。
13.在一个或多个实施方案中，所述超疏水涂层中，所述硅烷醇流体的质量为所述研磨珍珠岩质量的3％-7％。
14.在一个或多个实施方案中，所述丙烯酸树脂选自甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂、丙烯酸丁酯树脂、甲基丙烯酸酯树脂、甲基丙烯酸甲酯树脂和甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯树脂
中的一种或多种。
15.在一个或多个实施方案中，以所述超疏水涂层除表面改性剂以外的成分总重为100质量份计，所述超疏水涂层中，所述丙烯酸树脂的质量为1-20质量份。
16.在一个或多个实施方案中，所述二甲苯选自间二甲苯、对二甲苯和邻二甲苯中的一种或多种。
17.在一个或多个实施方案中，所述二甲苯为间二甲苯、对二甲苯和邻二甲苯的混合物。
18.在一个或多个实施方案中，所述二甲苯由质量分数为45％～70％的间二甲苯、质量分数为15％～25％的对二甲苯和质量分数为10％～15％的邻二甲苯组成。
19.在一个或多个实施方案中，以所述超疏水涂层除表面改性剂以外的成分总重为100质量份计，所述超疏水涂层中，所述二甲苯的质量为3-80质量份。
20.在一个或多个实施方案中，所述超疏水涂层由表面改性的研磨珍珠岩、丙烯酸树脂和二甲苯组成。
21.本发明第二方面提供制备如本文任一实施方案所述的超疏水涂层的方法，所述方法包括以下步骤：
22.(1)将空心球状珍珠岩研磨得到研磨珍珠岩；
23.(2)使所述表面改性剂和所述研磨珍珠岩均匀分散在水中，再干燥去除水分，得到所述表面改性的珍珠岩；和
24.(3)将所述丙烯酸树脂和所述二甲苯混合均匀，将所述表面改性的珍珠岩加入所述丙烯酸树脂和所述二甲苯的混合物中混合均匀后，涂覆至玻璃表面，得到所述超疏水涂层。
25.在一个或多个实施方案中，所述步骤(3)中，所述涂覆的厚度为0.5-1mm。
附图说明
26.图1为实施例1-7的涂层在不同填料比例下接触角的变化曲线。
27.图2为实施例2的涂层在不同泡水时间下接触角(a)和滚动角(b)的变化曲线。
28.图3为实施例2的涂层的接触角和涂层重量(a)以及滚动角(b)随着摩擦强度(沙子重量)变化的变化曲线。其中，深色菱形表示角度，浅色方形表示涂层重量，涂层重量是指涂层占涂层和玻璃总重的质量百分比。
29.图4为实施例2的涂层在光学显微镜下的照片。
30.图5为实施例2的涂层在电子显微镜下的照片。
31.图6为实施例8-17的涂层在不同填料比例下接触角的变化曲线。
32.图7为实施例11的涂层在不同泡水时长下接触角(a)和滚动角(b)的变化曲线。
33.图8为实施例11的涂层的接触角和涂层重量(a)以及滚动角(b)随着摩擦强度(沙子重量)变化的变化曲线。其中，深色菱形表示角度，浅色方形表示涂层重量，涂层重量是指涂层占涂层和玻璃总重的质量百分比。
34.图9为实施例11的涂层在光学显微镜下的照片。
35.图10为实施例11的涂层在电子显微镜下的照片。
36.图11为实施例1-17中研磨前膨胀珍珠岩的光学显微镜照片。
37.图12为实施例1-17中研磨后珍珠岩的光学显微镜照片。
38.图13为实施例1-17中研磨前膨胀珍珠岩的粒度分析。
39.图14为实施例1-17中研磨后珍珠岩的粒度分析。
具体实施方式
40.为使本领域技术人员可了解本发明的特点及效果，以下谨就说明书及权利要求书中提及的术语及用语进行一般性的说明及定义。除非另有指明，否则文中使用的所有技术及科学上的字词，均为本领域技术人员对于本发明所了解的通常意义，当有冲突情形时，应以本说明书的定义为准。
41.本文描述和公开的理论或机制，无论是对或错，均不应以任何方式限制本发明的范围，即本发明内容可以在不为任何特定的理论或机制所限制的情况下实施。
42.本文中，“包含”、“包括”、“含有”以及类似的用语涵盖了“基本由
……
组成”和“由
……
组成”的意思，例如，当本文公开了“a包含b和c”时，“a基本由b和c组成”和“a由b和c组成”应当认为已被本文所公开。
43.在本文中，所有以数值范围或百分比范围形式界定的特征如数值、数量、含量与浓度仅是为了简洁及方便。据此，数值范围或百分比范围的描述应视为已涵盖且具体公开所有可能的次级范围及范围内的个别数值(包括整数与分数)。
44.本文中，若无特别说明，百分比是指质量百分比，比例是指质量比，份是指质量份。
45.本文中，当描述实施方案或实施例时，应理解，其并非用来将本发明限定于这些实施方案或实施例。相反地，本发明所描述的方法及材料的所有的替代物、改良物及均等物，均可涵盖于权利要求书所限定的范围内。
46.本文中，组合物各组分的百分含量之和为100％。
47.本文中，为使描述简洁，未对各个实施方案或实施例中的各个技术特征的所有可能的组合都进行描述。因此，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，各个实施方案或实施例中的各个技术特征可以进行任意的组合，所有可能的组合都应当认为是本说明书记载的范围。
48.发明人发现，使用表面改性剂对研磨珍珠岩改性来制备超疏水涂层，能够使该涂层与水接触时具有较大的接触角和较小的滚动角，具有很好的超疏水性能。例如，在一些优选的实施方案中，本发明涂层与水接触的接触角在130
°
以上、甚至达到150
°
左右，滚动角在10
°
以下、甚至5
°
以下。当水落在光伏组件上可快速通过组件表面，同时带走表面的灰尘等污染物，实现组件自清洁、提升表面透光率，避免因污染物造成组件电池发热，从而提高组件效率和可靠性。此外，海水或酸雨环境中，水也可以快速通过组件边框，避免边框腐蚀，提高光伏组件的长期可靠性。因此，本发明提供一种光伏组件用超疏水涂层，所述超疏水涂层包括表面改性的研磨珍珠岩、丙烯酸树脂和二甲苯。
49.本发明中，研磨珍珠岩是指研磨后的珍珠岩。研磨珍珠岩的粒度优选为10-30微米，例如15微米、20微米、25微米。适用于本发明的研磨珍珠岩具有不规则片状结构。使用粒度为10-30微米并具有不规则片状结构的珍珠岩有利于改善涂层的超疏水性能。
50.本发明中，用于研磨的珍珠岩优选是空心球状珍珠岩，例如膨胀珍珠岩。膨胀珍珠岩的主要成分及其质量分数如下表1所示。空心球状珍珠岩(例如膨胀珍珠岩)的粒度可以
为100-500微米。
51.表1：膨胀珍珠岩主要成分(单位：wt％)
52.类型sio2al2o3fe2o3caok2ona2omgoh2o珍珠岩68～7411～130.5～3.60.7～1.02～34～50.32.3～6.4
53.研磨后的珍珠岩空间结构为不规则片状结构，呈平行或垂直或相交的排列方式，粒度为10-30微米，例如20微米左右。由于研磨珍珠岩为不规则片状结构，因此本发明涂层内部空间是由不规则的片状结构或平行、或垂直、或相交构成。不规则的片状结构、不规律的空间排列，从而造成了涂层表面的微米、亚微米级粗糙结构，为疏水涂层提供了基层材料。该粗糙结构将大大增加气固表面，当水落在涂层表面时，空气将水滴托起，从而达到高接触角、高滚动角。
54.本发明的超疏水涂层中，以超疏水涂层除表面改性剂以外的成分总重为100质量份计，珍珠岩的质量为5-95质量份，例如10质量份、20质量份、30质量份、40质量份、50质量份、60质量份、65质量份、70质量份、75质量份、80质量份、85质量份、90质量份。本发明中，如无特别说明，超疏水涂层中某一组分的质量份数是相对于超疏水涂层除表面改性剂以外的成分总重为100质量份而言。当涂层中研磨珍珠岩的比例较高(例如研磨珍珠岩质量份数≥60质量份、)时，这种微米、亚微米级粗糙结构将大大增加，不仅是同一平面上的粗糙结构增加，涂层中每一层均为该结构，大幅度提升涂层的疏水性能及耐磨性能。
55.对空心球状珍珠岩进行研磨的方法不受特别限制，只要能够获得所需粒度和不规则片状结构的研磨珍珠岩即可，例如可以使用研磨机研磨。
56.本发明的表面改性剂应为具有良好成膜性能的表面改性剂。优选地，表面改性剂选自聚甲基氢硅氧烷和/或硅烷醇流体，这有利于提升涂层的超疏水涂层。本发明的超疏水涂层中，以超疏水涂层除表面改性剂以外的成分总重为100质量份计，表面改性剂的质量可以为0.05-5质量份，例如0.1质量份、0.5质量份、1质量份、2质量份。表面改性剂的具体含量根据研磨珍珠岩的用量进行调整。表面改性剂为聚甲基氢硅氧烷时，超疏水涂层中聚甲基氢硅氧烷的质量优选为珍珠岩质量的0.5％-1.5％，例如1％。表面改性剂为硅烷醇流体时，超疏水涂层中硅烷醇的质量优选为研磨珍珠岩质量的3％-7％，例如4％、5％、6％。将表面改性剂的含量控制在前述范围内有利于提升涂层的超疏水性能。
57.通常，可以将表面改性剂加入研磨珍珠岩中，用水作溶剂使表面改性剂和研磨珍珠岩充分溶解并混合均匀，干燥使得水分完全蒸发后得到改性研磨珍珠岩。本发明使用的表面改性剂分子结构中具有活泼的化学键，在涂层体系中能与珍珠岩中的二氧化硅发生反应，降低体系的表面能，从而提高涂层的疏水性能。
58.适用于本发明的丙烯酸树脂可以选自甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂、丙烯酸丁酯树脂、甲基丙烯酸酯树脂、甲基丙烯酸甲酯树脂和甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯树脂中的一种或多种。其中，甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂是一种透明、无毒的热塑性树脂，具有良好的加工流动性、耐候性、抗冲击强度、低吸湿性、优异的光学性能和透光率。使用前述丙烯酸树脂能够在涂层体系中更好地保护疏水基层。
59.本发明的超疏水涂层中，以超疏水涂层除表面改性剂以外的成分总重为100质量份计，丙烯酸树脂的质量可以为1-20质量份，例如2质量份、5质量份、10质量份、15质量份。
60.二甲苯为无色透明、流动性好的液体。适用于本发明的二甲苯可以选自间二甲苯、
对二甲苯或邻二甲苯中的一种或多种。优选地，本发明使用的二甲苯为上述三种二甲苯异构体的混合物，这有利于提升涂层的超疏水性能。在一些优选的实施方案中，二甲苯由质量分数为45％-70％的间二甲苯、质量分数为15％-25％的对二甲苯和质量分数为10％-15％的邻二甲苯组成。使用二甲苯在体系中作为丙烯酸树脂的溶剂，可以充分溶解丙烯酸树脂，使其与研磨珍珠岩充分混合。
61.本发明的超疏水涂层中，以超疏水涂层除表面改性剂以外的成分总重为100质量份计，二甲苯的质量可以为3-80质量份，例如10质量份、20质量份、30质量份、40质量份、50质量份、60质量份、70质量份。
62.在一些实施方案中，以超疏水涂层除表面改性剂以外的成分总重为100质量份计，超疏水涂层含有：
63.研磨珍珠岩，5-95质量份，
64.表面改性剂，0.05-5质量份，
65.二甲苯，3-80质量份，和
66.丙烯酸树脂，1-20质量份。
67.本发明的超疏水涂层可以采用包括以下步骤的方法制备得到：
68.(1)将空心球状珍珠岩研磨得到研磨珍珠岩；
69.(2)使表面改性剂和研磨珍珠岩均匀分散在水中，再干燥去除水分，得到表面改性的珍珠岩；和
70.(3)将丙烯酸树脂和二甲苯混合均匀，将表面改性的珍珠岩加入丙烯酸树脂和二甲苯的混合物中混合均匀后，涂覆至玻璃表面，得到本发明的超疏水涂层。
71.在步骤(3)中，涂覆的厚度可以为0.5-1mm。
72.本发明具有以下有益效果：
73.本发明可使光伏组件达到自清洁效果，提高组件表面透光率、避免边框腐蚀、提升组件效率和长期可靠性。同时，本发明的超疏水涂层配方简单、成本低、疏水性强，且环境耐受性高。
74.以下将以具体实施例的方式对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅仅是阐述性的，并非用于限制本发明的范围。本发明所用的膨胀珍珠岩购自信阳市俊成矿业有限公司。实施例中的二甲苯均由质量分数65％的间二甲苯、质量分数20％的对二甲苯和质量分数15％的邻二甲苯组成。实施例中的甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂为b-880。实施例中所用到的方法和试剂，除非另有说明，否则为本领域的常规方法和试剂。
75.实施例1
76.用研磨机将膨胀珍珠岩研磨到粒度为20微米后，将0.85质量份的聚甲基氢硅氧烷加入85质量份的研磨珍珠岩中，用超纯水做溶剂，使聚甲基氢硅氧烷和研磨珍珠岩充分溶解并混合。放入干燥室，使水分完全蒸发，样品变成完全干燥的改性研磨珍珠岩。将3质量份的甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂加入到12质量份的二甲苯中，使其充分混合并溶解。将改性研磨珍珠岩加入到甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂和二甲苯的混合物中，充分混合并溶解后，将其涂覆到玻璃表面，厚度在0.5mm。
77.实施例2
78.用研磨机将膨胀珍珠岩研磨到粒度为20微米后，将0.75质量份的聚甲基氢硅氧烷
加入75质量份的研磨珍珠岩中，用超纯水做溶剂，使聚甲基氢硅氧烷和研磨珍珠岩充分溶解并混合。放入干燥室，使水分完全蒸发，样品变成完全干燥的改性研磨珍珠岩。将5质量份的甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂加入到20质量份的二甲苯中，使其充分混合并溶解。将改性研磨珍珠岩加入到甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂和二甲苯的混合物中，充分混合并溶解后，将其涂覆到玻璃表面，厚度在0.5mm。
79.实施例3
80.用研磨机将膨胀珍珠岩研磨到粒度为20微米后，将0.65质量份的聚甲基氢硅氧烷加入65质量份的研磨珍珠岩中，用超纯水做溶剂，使聚甲基氢硅氧烷和研磨珍珠岩充分溶解并混合。放入干燥室，使水分完全蒸发，样品变成完全干燥的改性研磨珍珠岩。将7质量份的甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂加入到28质量份的二甲苯中，使其充分混合并溶解。将改性研磨珍珠岩加入到甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂和二甲苯的混合物中，充分混合并溶解后，将其涂覆到玻璃表面，厚度在0.5mm。
81.实施例4
82.用研磨机将膨胀珍珠岩研磨到粒度为20微米后，将0.55质量份的聚甲基氢硅氧烷加入55质量份的研磨珍珠岩中，用超纯水做溶剂，使聚甲基氢硅氧烷和研磨珍珠岩充分溶解并混合。放入干燥室，使水分完全蒸发，样品变成完全干燥的改性研磨珍珠岩。将9质量份的甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂加入到36质量份的二甲苯中，使其充分混合并溶解。将改性研磨珍珠岩加入到甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂和二甲苯的混合物中，充分混合并溶解后，将其涂覆到玻璃表面，厚度在0.5mm。
83.实施例5
84.用研磨机将膨胀珍珠岩研磨到粒度为20微米后，将0.45质量份的聚甲基氢硅氧烷加入45质量份的研磨珍珠岩中，用超纯水做溶剂，使聚甲基氢硅氧烷和研磨珍珠岩充分溶解并混合。放入干燥室，使水分完全蒸发，样品变成完全干燥的改性研磨珍珠岩。将11质量份的甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂加入到44质量份的二甲苯中，使其充分混合并溶解。将改性研磨珍珠岩加入到甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂和二甲苯的混合物中，充分混合并溶解后，将其涂覆到玻璃表面，厚度在0.5mm。
85.实施例6
86.用研磨机将膨胀珍珠岩研磨到粒度为20微米后，将0.35质量份的聚甲基氢硅氧烷加入35质量份的研磨珍珠岩中，用超纯水做溶剂，使聚甲基氢硅氧烷和研磨珍珠岩充分溶解并混合。放入干燥室，使水分完全蒸发，样品变成完全干燥的改性研磨珍珠岩。将13质量份的甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂加入到52质量份的二甲苯中，使其充分混合并溶解。将改性研磨珍珠岩加入到甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂和二甲苯的混合物中，充分混合并溶解后，将其涂覆到玻璃表面，厚度在0.5mm。
87.实施例7
88.用研磨机将膨胀珍珠岩研磨到粒度为20微米后，将0.25质量份的聚甲基氢硅氧烷加入25质量份的研磨珍珠岩中，用超纯水做溶剂，使聚甲基氢硅氧烷和研磨珍珠岩充分溶解并混合。放入干燥室，使水分完全蒸发，样品变成完全干燥的改性研磨珍珠岩。将15质量份的甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂加入到60质量份的二甲苯中，使其充分混合并溶解。将改性研磨珍珠岩加入到甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂和二甲苯的混合物中，充分混合并
溶解后，将其涂覆到玻璃表面，厚度在0.5mm。
89.实施例8
90.用研磨机将膨胀珍珠岩研磨到粒度为20微米后，将4.75质量份的硅烷醇流体加入95质量份的研磨珍珠岩中，用超纯水做溶剂，使硅烷醇流体和研磨珍珠岩充分溶解并混合。放入干燥室，使水分完全蒸发，样品变成完全干燥的改性研磨珍珠岩。将1质量份的甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂加入到4质量份的二甲苯中，使其充分混合并溶解。将改性研磨珍珠岩加入到甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂和二甲苯的混合物中，充分混合并溶解后，将其涂覆到玻璃表面，厚度在0.5mm。
91.实施例9
92.用研磨机将膨胀珍珠岩研磨到粒度为20微米后，将4.25质量份的硅烷醇流体加入85质量份的研磨珍珠岩中，用超纯水做溶剂，使硅烷醇流体和研磨珍珠岩充分溶解并混合。放入干燥室，使水分完全蒸发，样品变成完全干燥的改性研磨珍珠岩。将3质量份的甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂加入到12质量份的二甲苯中，使其充分混合并溶解。将改性研磨珍珠岩加入到甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂和二甲苯的混合物中，充分混合并溶解后，将其涂覆到玻璃表面，厚度在0.5mm。
93.实施例10
94.用研磨机将膨胀珍珠岩研磨到粒度为20微米后，将3.75质量份的硅烷醇流体加入75质量份的研磨珍珠岩中，用超纯水做溶剂，使硅烷醇流体和研磨珍珠岩充分溶解并混合。放入干燥室，使水分完全蒸发，样品变成完全干燥的改性研磨珍珠岩。将5质量份的甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂加入到20质量份的二甲苯中，使其充分混合并溶解。将改性研磨珍珠岩加入到甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂和二甲苯的混合物中，充分混合并溶解后，将其涂覆到玻璃表面，厚度在0.5mm。
95.实施例11
96.用研磨机将膨胀珍珠岩研磨到粒度为20微米后，将3.25质量份的硅烷醇流体加入65质量份的研磨珍珠岩中，用超纯水做溶剂，使硅烷醇流体和研磨珍珠岩充分溶解并混合。放入干燥室，使水分完全蒸发，样品变成完全干燥的改性研磨珍珠岩。将7质量份的甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂加入到28质量份的二甲苯中，使其充分混合并溶解。将改性研磨珍珠岩加入到甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂和二甲苯的混合物中，充分混合并溶解后，将其涂覆到玻璃表面，厚度在0.5mm。
97.实施例12
98.用研磨机将膨胀珍珠岩研磨到粒度为20微米后，将2.75质量份的硅烷醇流体加入55质量份的研磨珍珠岩中，用超纯水做溶剂，使硅烷醇流体和研磨珍珠岩充分溶解并混合。放入干燥室，使水分完全蒸发，样品变成完全干燥的改性研磨珍珠岩。将9质量份的甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂加入到36质量份的二甲苯中，使其充分混合并溶解。将改性研磨珍珠岩加入到甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂和二甲苯的混合物中，充分混合并溶解后，将其涂覆到玻璃表面，厚度在0.5mm。
99.实施例13
100.用研磨机将膨胀珍珠岩研磨到粒度为20微米后，将2.25质量份的硅烷醇流体加入45质量份的研磨珍珠岩中，用超纯水做溶剂，使硅烷醇流体和研磨珍珠岩充分溶解并混合。
放入干燥室，使水分完全蒸发，样品变成完全干燥的改性研磨珍珠岩。将11质量份的甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂加入到44质量份的二甲苯中，使其充分混合并溶解。将改性研磨珍珠岩加入到甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂和二甲苯的混合物中，充分混合并溶解后，将其涂覆到玻璃表面，厚度在0.5mm。
101.实施例14
102.用研磨机将膨胀珍珠岩研磨到粒度为20微米后，将1.75质量份的硅烷醇流体加入35质量份的研磨珍珠岩中，用超纯水做溶剂，使硅烷醇流体和研磨珍珠岩充分溶解并混合。放入干燥室，使水分完全蒸发，样品变成完全干燥的改性研磨珍珠岩。将13质量份的甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂加入到52质量份的二甲苯中，使其充分混合并溶解。将改性研磨珍珠岩加入到甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂和二甲苯的混合物中，充分混合并溶解后，将其涂覆到玻璃表面，厚度在0.5mm。
103.实施例15
104.用研磨机将膨胀珍珠岩研磨到粒度为20微米后，将1.25质量份的硅烷醇流体加入25质量份的研磨珍珠岩中，用超纯水做溶剂，使硅烷醇流体和研磨珍珠岩充分溶解并混合。放入干燥室，使水分完全蒸发，样品变成完全干燥的改性研磨珍珠岩。将15质量份的甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂加入到60质量份的二甲苯中，使其充分混合并溶解。将改性研磨珍珠岩加入到甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂和二甲苯的混合物中，充分混合并溶解后，将其涂覆到玻璃表面，厚度在0.5mm。
105.实施例16
106.用研磨机将膨胀珍珠岩研磨到粒度为20微米后，将0.75质量份的硅烷醇流体加入15质量份的研磨珍珠岩中，用超纯水做溶剂，使硅烷醇流体和研磨珍珠岩充分溶解并混合。放入干燥室，使水分完全蒸发，样品变成完全干燥的改性研磨珍珠岩。将17质量份的甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂加入到68质量份的二甲苯中，使其充分混合并溶解。将改性研磨珍珠岩加入到甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂和二甲苯的混合物中，充分混合并溶解后，将其涂覆到玻璃表面，厚度在0.5mm。
107.实施例17
108.用研磨机将膨胀珍珠岩研磨到粒度为20微米后，将0.25质量份的硅烷醇流体加入5质量份的研磨珍珠岩中，用超纯水做溶剂，使硅烷醇流体和研磨珍珠岩充分溶解并混合。放入干燥室，使水分完全蒸发，样品变成完全干燥的改性研磨珍珠岩。将19质量份的甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂加入到76质量份的二甲苯中，使其充分混合并溶解。将改性研磨珍珠岩加入到甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂和二甲苯的混合物中，充分混合并溶解后，将其涂覆到玻璃表面，厚度在0.5mm。
109.对比例1
110.将0.75质量份的聚甲基氢硅氧烷加入75质量份、粒度为20微米的二氧化硅中，用超纯水做溶剂，使聚甲基氢硅氧烷和二氧化硅充分溶解并混合。放入干燥室，使水分完全蒸发，样品变成完全干燥的改性二氧化硅。将5质量份的甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂加入到20质量份的二甲苯中，使其充分混合并溶解。将改性二氧化硅加入到甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂和二甲苯的混合物中，充分混合并溶解后，将其涂覆到玻璃表面，厚度在0.5mm。
111.对比例2
112.将3.25质量份的硅烷醇流体加入65质量份的，粒度为20微米的二氧化硅中，用超纯水做溶剂，使硅烷醇流体和二氧化硅充分溶解并混合。放入干燥室，使水分完全蒸发，样品变成完全干燥的改性二氧化硅。将7质量份的甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂加入到28质量份的二甲苯中，使其充分混合并溶解。将改性二氧化硅加入到甲基丙烯酸异丁酯/苯乙烯树脂和二甲苯的混合物中，充分混合并溶解后，将其涂覆到玻璃表面，厚度在0.5mm。
113.各实施例和对比例中原料及用量如下表2所示。
114.表2：实施例和对比例中原料及用量(单位：质量份，以超疏水涂层除表面改性剂以外的成分总重为100质量份计)
[0115][0116]
注：“/”表示未添加。
[0117]
性能参数检测
[0118]
检测实施例1-17和对比例1-2制备得到的超疏水涂层的各项参数和性能，包括接触角、滚动角和接触角随摩擦强度的变化曲线。接触角和滚动角的测量方法参照标准astmf21-20。涂层机械性能测试方法如下：将涂覆有涂层的玻璃与水平呈45
°
放置并固定，每次使用不同重量的粒径为0.5-1mm范围内的沙子从1.5m高处下落，对涂层进行摩擦；记录
每次摩擦实验前、摩擦实验后的接触角和滚动角。防水性能测试方法如下：将涂覆有涂层的玻璃放置于深度10cm的水中分别浸泡不同时长，记录每次泡水实验前、泡水试验后的接触角和滚动角。
[0119]
接触角和滚动角的检测结果如图1、图6和表3所示。结果表明，使用聚甲基氢硅氧烷改性时，不同填料比例下，实施例1-7中实施例2的涂层接触角最大，疏水性最好(如图1)；此外，实施例2中涂层的滚动角为3
°
，当涂层表面与水平呈3
°
时，水滴便可快速通过涂层表面；使用硅烷醇流体改性时，不同填料比例下，实施例8-17中实施例11的涂层接触角最大，疏水性最好(如图6)；实施例11的滚动角也为3
°
，水滴可快速通过涂层表面。对比例1与实施例2相比，除研磨珍珠岩和二氧化硅不同外，其余涂层制备条件均相同，而对比例1的涂层接触角为121
°
，滚动角为15
°
，疏水性一般，实施例2的涂层的疏水性能明显优于对比例1的涂层。对比例2与实施例11相比，除研磨珍珠岩和二氧化硅不同外，其余涂层制备条件均相同；而对比例2的涂层接触角为117
°
，滚动角为18
°
，疏水性一般；实施例11的涂层的疏水性能明显优于对比例2的涂层。
[0120]
表3：实施例和对比例中涂层的接触角和滚动角
[0121]
[0122][0123]
进一步测试实施例2和实施例11中涂层的各项性能，涂层机械性能及防水性能结果如图1-14所示。如图2所示，随着泡水时间的增长，实施例2中涂层的接触角先下降随后回升到原先水平(如图2(a))；同时该泡水过程中，滚动角一直保持在3-5
°
(如图2(b))，表明实施例2的涂层防水性能良好。如图3所示，随着摩擦强度的增加，实施例2中涂层接触角先上升后开始下降，随后保持在130
°
左右(如图3(a))；同时滚动角保持在3-7
°
之间(如图3(b))，表明实施例2的涂层机械性能优异。如图4所示，实施例2中涂层在光学显微镜下为粗糙结构，这将大大增加气固表面，当水落在涂层表面时，空气将把水滴托起来，从而达到高接触角、高滚动角。如图5所示，实施例2中涂层在电子显微镜下为微米、亚微米结构，由不规则的片状结构或平行、或垂直、或相交构成，从而造成了涂层表面的亚微米级粗糙结构。
[0124]
如图7所示，实施例11中的涂层随着泡水时间的增长，涂层接触角先下降随后回升到原先水平(如图7(a))；同时在这过程中，滚动角一直保持在2-5
°
(如图7(b))，表明实施例11的涂层防水性能良好。如图8所示，随着摩擦强度的增加，实施例11中涂层的接触角先上升后开始下降，随后保持在119
°
左右(如图8(a))，同时滚动角保持在2-6
°
之间(如图8(b))，该涂层机械性能优异。如图9所示，实施例11的涂层表面在光学显微镜下为粗糙结构，这将大大增加气固表面，当水落在涂层表面时，空气将把水滴托起来，从而达到高接触角、高滚动角。如图10所示，实施例11的涂层在电子显微镜下是微米、亚微米结构，是由不规则的片状结构，或平行、或垂直、或相交构成，从而造成了涂层表面的亚微米级粗糙结构。
[0125]
综合来看，实施例2和实施例11的技术效果最好。
[0126]
以上所述仅是本发明的优选实施方案，应当指出，对于本技术领域的普通技术人
员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。