一種高附著力的納米自潔涂層材料的制備方法
【專利說明】
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技術領域
[0002] 本發明公開一種高附著力的納米自潔涂層材料的制備方法，屬于涂料技術領域。
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【背景技術】
[0004] 氟碳鋁板、玻璃幕墻等幕墻材料，因其裝飾性強、工廠化生產、現場安裝方便、容易 更換回收等優點，在建筑外墻裝飾方面獲得越來越廣泛的應用。但隨著城市環境污染的加 劇，裝飾幕墻材料的污染也隨之加劇。為了保證幕墻材料的裝飾性，用于清洗建筑幕墻需 要的成本也不斷的增加，如需要消耗大量的水和人力成本。同時，樓宇清洗保潔行業是一 個新興的多學科的技術領域，它包含著化學、物理、機械、生物學等學科知識的應用（如干冰 清洗、激光清洗、真空清洗、無水清洗等)。隨著科學的發展，近年來新型建筑材料不斷問世， 并廣泛運用在樓宇的外墻裝飾上，從而增加了清洗難度，對傳統的清洗保潔、養護方法提出 了新的挑戰。納米氧化鈦涂層不僅具有自潔性，而且能有效地阻擋了紫外線直接作用于暴 露在陽光下的幕墻、廣告牌等有色涂料，減緩其退色而長期不易老化，讓建筑物保持清新靚 麗。
[0005] 自清潔涂層本身是透明的，可和氟碳、玻璃、陶瓷涂料等配套使用，采用在線生產 方式，自清潔涂料噴涂于外表面，升溫固化后就會在幕墻表面形成穩定涂層，正常情況下形 成的涂層是無色透明的隱形涂層，不會對下層裝飾涂料的顏色產生影響。用于和大理石、乳 膠漆配套時也可現場噴涂，常溫自干。
[0006] 發明CN102898875A公開了一種納米自清潔抗菌涂層液以及應用，該涂層液為 一種乙醇溶液，包含有粒徑小于50nm的Ti02顆粒，以及V、Cr等新元素，可以把可見光、 紅外線轉化為1102的激發光，達到納米抗菌膜有無光線情況下均可工作的目的。發明 CN103922802A涉及一種增透型超親水氧化鋅/二氧化鈦復合納米結構自清潔涂層及其制 備方法。本發明采用水熱的方法在基片表面生長一層300-800納米的ZnO納米線陣列結構 薄膜，然后在ZnO的表面生長一層Ti02的納米薄片。由于納米線點陣之間存在大量空隙， 從而該薄膜具有一定的減反增透特性。其透過率從基片的80%提高到85%以上。二氧化 鈦層的引入致使氧化鋅納米線陣列的接觸角從原來的60°降低到10°左右。但是上述的 涂層存在的一些問題是涂層與玻璃基材之間的附著力不高，長期使用后會出現涂層脫落的 問題。
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【發明內容】
[0008] 本發明所要解決的技術問題是：氧化鈦自清洗涂層與玻璃基材之間的附著力不 高，主要是通過對制備過程中的溶膠凝膠工藝進行改進實現。
[0009] 技術方案： 一種高附著力的納米自潔涂層材料的制備方法，包括如下步驟： 第1步、按重量份計，將乙醇20~40份、去離子水5~10份、甲酰胺2~4份、正硅酸 四乙醋5~10份、鈦酸丁醋5~10份混合均勾； 第2步、用酸將溶液的pH調為1~2，反應，當反應結束后，陳化，陳化結束后，將物料烘 干，得到粉體； 第3步、在粉體中在氫氧化鈉水溶液50~90份中進行反應，反應結束后，濾出固體，進 行干燥，再與硬酯酸10~15份、甘油5~10份、乙烯-乙烯醇共聚物1~3份混合均勻后， 進行球磨； 第4步、將第3步球磨后得到的物料與乙醇30~40份、去離子水15~25份、N，N-二 甲基甲酰胺6~12份、聚乙二醇7~14份、聚乳酸4~7份、二乙醇胺5~10份、鋁溶膠 7~10份、表面活性劑2~4份混合，然后再進行高速分散，得到涂層材料。
[0010] 所述的第2步中，反應時間是12~36小時，反應溫度是40~60°C。
[0011] 所述的第2步中，陳化的溫度是20~30°C，陳化的時間是100~200小時。
[0012] 所述的第3步中，氫氧化鈉水溶液的濃度是25~30wt%，反應時間是1~2小時， 反應溫度是30~45 °C。
[0013] 所述的第3步中，球磨步驟是在行星球磨機中進行，轉速180~220r/min，球磨 20 ~30h。
[0014] 所述的第4步中，高速分散的步驟中的攪拌速度是2000~2500r/min。
[0015] 所述的第4步中，鋁溶膠的固含量是20%。
[0016] 有益效果 本發明通過在氧化鈦溶膠的制備過程中引入氧化硅納米顆粒，使氧化硅顆粒可以與氧 化鈦顆粒形成良好的網絡結構，接下來，再通過對氧化鈦/氧化硅顆粒在氫氧化鈉溶液中 進行腐蝕，在氧化硅的表面形成微孔，再通過球磨的過程使氧化鈦顆粒嵌入到氧化硅的表 面坑中，進而提高了涂層與基材的附著力。
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【具體實施方式】
[0018] 實施例1 第1步、將乙醇20g、去離子水5g、甲酰胺2g、正硅酸四乙酯5g、鈦酸丁酯5g混合均勻； 第2步、用酸將溶液的pH調為1，反應，反應時間是12小時，反應溫度是40°C，當反應 結束后，陳化，陳化的溫度是20°C，陳化的時間是100小時，陳化結束后，將物料烘干，得到 粉體； 第3步、在粉體中在氫氧化鈉水溶液50g中進行反應，氫氧化鈉水溶液的濃度是25wt%， 反應時間是1小時，反應溫度是30°C，反應結束后，濾出固體，進行干燥，再與硬酯酸10g、甘 油5g、乙烯-乙烯醇共聚物lg混合均勻后，進行球磨，球磨步驟是在行星球磨機中進行，轉 速 180r/min，球磨 20h; 第4步、將第3步球磨后得到的物料與乙醇30g、去離子水15g、N，N-二甲基甲酰胺6g、 聚乙二醇7g、聚乳酸4g、二乙醇胺5g、固含量是20%的鋁溶膠7g、表面活性劑2g混合，然后 再進行2000r/min高速分散，得到涂層材料。
[0019] 實施例2 第1步、將乙醇40g、去離子水10g、甲酰胺4g、正娃酸四乙醋10g、鈦酸丁醋10g混合均 勻； 第2步、用酸將溶液的pH調為2,反應，反應時間是36小時，反應溫度是60°C，當反應 結束后，陳化，陳化的溫度是30°C，陳化的時間是200小時，陳化結束后，將物料烘干，得到 粉體； 第3步、在粉體中在氫氧化鈉水溶液90g中進行反應，氫氧化鈉水溶液的濃度是30wt%， 反應時間是2小時，反應溫度是45°C，反應結束后，濾出固體，進行干燥，再與硬酯酸15g、甘 油10g、乙烯-乙烯醇共聚物3g混合均勻后，進行球磨，球磨步驟是在行星球磨機中進行，轉 速 220r/min，球磨 30h; 第4步、將第3步球磨后得到的物料與乙醇40g、去離子水25g、N，N-二甲基甲酰胺12g、 聚乙二醇14g、聚乳酸7g、二乙醇胺10g、固含量是20%的鋁溶膠10g、表面活性劑4g混合， 然后再進行2500r/min高速分散，得到涂層材料。
[0020] 實施例3 第1步、將乙醇30g、去離子水7g、甲酰胺3g、正娃酸四乙醋8g、鈦酸丁醋8g混合均勾； 第2步、用酸將溶液的pH調為1，反應，反應時間是20小時，反應溫度是50°C，當反應 結束后，陳化，陳化的溫度是25°C，陳化的時間是150小時，陳化結束后，將物料烘干，得到 粉體； 第3步、在粉體中在氫氧化鈉水溶液70g中進行反應，氫氧化鈉水