本发明属于水性涂料领域，具体涉及一种具有自动清洁功能的水性涂料的制备方法。
背景技术：
：自清洁材料已在建筑、玻璃、车辆、纤维等领域广泛应用，自清洁材料由于具有较好的疏水性能可以防止表面沾染脏物，具有绿色环保等优势。现有技术的自清洁涂料多为聚氨酯基涂料，基体内通过添加改性剂及抗紫外UV固化基团来实现自清洁的目的。但是聚氨酯基涂料在实际应用时存在对施工环境要求很高、漆膜容易脱落、添加剂中必要的含苯系物质对环境和人体产生严重危害等系列问题，因此，目前，涂料领域提倡使用水性涂料来替代聚氨酯基涂料。现有技术中，已有的自清洁水性涂料是通过乳液聚合的方法将纳米二氧化钛包覆于聚合物中，但是该方法得到的水性涂料涂覆表面后是亲水的，自清洁效果差。二氧化钛的结构形式对于其性能的影响尤其重要，本发明通过对纳米二氧化钛结构进行改性，可以得到涂覆后固体表面具有疏水性能的水性涂料。技术实现要素：为弥补现有技术的不足，提供了一种具有自动清洁功能的水性涂料的制备方法。本发明采用如下技术方案：一种具有自动清洁功能的水性涂料由以下重量份数的原料制成：50-55份水、15-25份聚乙烯醇、20-23份丙烯酸树脂、5-8份邻苯二甲酸二辛酯、10-15份改性二氧化钛纳米管、1-5份有机硅消泡剂、10-12份三乙醇胺、0.2-0.5份硅烷偶联剂KH570、0.1-0.5份十二烷基硫酸钠；所述的改性二氧化钛纳米管的制备方法为：将浓度为1wt％氟化铵与乙二醇按照体积比1:5混合，制备电解液；将体积浓度为25vt％正硅酸酯乙醇溶液与体积浓度为15vt％的盐酸溶液按照体积比1:1.5混合均匀，制得改性液；取高纯钛薄片在电解液中进行阳极氧化，氧化电压为60-65V，氧化8-12小时，用大量去离子水将钛薄片冲洗干净，将二氧化钛纳米管于改性液中浸泡2-3小时，自然风干后得到改性二氧化钛纳米管。所述的具有自动清洁功能的水性涂料的制备方法为：先将丙烯酸树脂加热熔融，缓缓加入聚乙烯醇，搅拌20-30分钟，待混合均匀后将水加入搅拌釜中加热至85-90℃，搅拌速度为500-600r/min，搅拌0.5-1小时后，加入有机硅消泡剂，搅拌0.5-1小时，降温至35-50℃，加入十二烷基硫酸钠和邻苯二甲酸二辛酯，再继续搅拌1小时后，停止搅拌，向反应釜中加入改性二氧化钛纳米管，超声震荡1-1.5小时后，将反应釜升温至75℃恒温2小时，再次加入三乙醇胺、硅烷偶联剂KH570，恒温5小时，关闭反应釜，即得水性涂料。作为一个优选的实施例，水性涂料由以下重量份数的原料制成：55份水、20份聚乙烯醇、21份丙烯酸树脂、6份邻苯二甲酸二辛酯、13份改性二氧化钛纳米管、1.5份有机硅消泡剂、11份三乙醇胺、0.3份硅烷偶联剂KH570、0.4份十二烷基硫酸钠。进一步的，所述的聚乙烯醇为PVA1788。本发明通过向水性涂料体系中添加改性的二氧化钛纳米管，提高了水性涂料的疏水性，使该水性涂料具有自清洁功能，使该水性涂料不容易被污染，易清理；利用二氧化钛纳米管比表面积大的结构特点，在光催化作用下能够吸收附着于涂料表面的有毒有害气体，减小对环境的污染，光催化能力强，使用寿命长，附着力强。该水性涂料仅采用极低毒性的醇类溶剂，改善工艺环境条件，该水性涂料制备方法简单，应用范围广，适合推广及大规模生产。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步的说明，但本发明不以任何形式受限于实施例内容。实施例中所述实验方法如无特殊说明，均为常规方法，如无特殊说明，所述化学试剂和材料，均可从商业途径获得。所述PVA1788聚合度为1700，醇解度为88％。实施例1将浓度为1wt％氟化铵与乙二醇按照体积比1:5混合，制备电解液；将体积浓度为25vt％正硅酸酯乙醇溶液与体积浓度为15vt％的盐酸溶液按照体积比1:1.5混合均匀，制得改性液；取高纯钛薄片在电解液中进行阳极氧化，氧化电压为65V，氧化10小时，用大量去离子水将钛薄片冲洗干净，将二氧化钛纳米管于改性液中浸泡2-3小时，自然风干后得到改性二氧化钛纳米管。实施例2水性涂料由以下重量的原料制成：50g水、15g聚乙烯醇、20g丙烯酸树脂、5g邻苯二甲酸二辛酯、15g改性二氧化钛纳米管、1g有机硅消泡剂、12g三乙醇胺、0.5g硅烷偶联剂KH570、0.1g十二烷基硫酸钠。具有自动清洁功能的水性涂料的制备方法是：先将丙烯酸树脂加热熔融，缓缓加入聚乙烯醇，搅拌30分钟，待混合均匀后将水加入搅拌釜中加热至90℃，搅拌速度为500r/min，搅拌0.5小时后，加入有机硅消泡剂，搅拌0.5小时，降温至50℃，加入十二烷基硫酸钠和邻苯二甲酸二辛酯，再继续搅拌1小时后，停止搅拌，向反应釜中加入改性二氧化钛纳米管，超声震荡1.5小时后，将反应釜升温至75℃恒温2小时，再次加入三乙醇胺、硅烷偶联剂KH570，恒温5小时，关闭反应釜，即得水性涂料。实施例3水性涂料由以下重量的原料制成：55g水、20g聚乙烯醇、21g丙烯酸树脂、6g邻苯二甲酸二辛酯、13g改性二氧化钛纳米管、1.5g有机硅消泡剂、11g三乙醇胺、0.3g硅烷偶联剂KH570、0.4g十二烷基硫酸钠。具有自动清洁功能的水性涂料的制备方法是：先将丙烯酸树脂加热熔融，缓缓加入聚乙烯醇，搅拌25分钟，待混合均匀后将水加入搅拌釜中加热至90℃，搅拌速度为500r/min，搅拌1小时后，加入有机硅消泡剂，搅拌0.5小时，降温至45℃，加入十二烷基硫酸钠和邻苯二甲酸二辛酯，再继续搅拌1小时后，停止搅拌，向反应釜中加入改性二氧化钛纳米管，超声震荡1小时后，将反应釜升温至75℃恒温2小时，再次加入三乙醇胺、硅烷偶联剂KH570，恒温5小时，关闭反应釜，即得水性涂料。实施例4水性涂料由以下重量的原料制成：55g水、25g聚乙烯醇、23g丙烯酸树脂、8g邻苯二甲酸二辛酯、10g改性二氧化钛纳米管、5g有机硅消泡剂、10g三乙醇胺、0.2g硅烷偶联剂KH570、0.5g十二烷基硫酸钠。具有自动清洁功能的水性涂料的制备方法是：先将丙烯酸树脂加热熔融，缓缓加入聚乙烯醇，搅拌30分钟，待混合均匀后将水加入搅拌釜中加热至85℃，搅拌速度为600r/min，搅拌1小时后，加入有机硅消泡剂，搅拌1小时，降温至35℃，加入十二烷基硫酸钠和邻苯二甲酸二辛酯，再继续搅拌1小时后，停止搅拌，向反应釜中加入改性二氧化钛纳米管，超声震荡1小时后，将反应釜升温至75℃恒温2小时，再次加入三乙醇胺、硅烷偶联剂KH570，恒温5小时，关闭反应釜，即得水性涂料。对比例水性涂料由以下重量的原料制成：55g水、20g聚乙烯醇、21g丙烯酸树脂、6g邻苯二甲酸二辛酯、1.5g有机硅消泡剂、11g三乙醇胺、0.3g硅烷偶联剂KH570、0.4g十二烷基硫酸钠。先将丙烯酸树脂加热熔融，缓缓加入聚乙烯醇，搅拌25分钟，待混合均匀后将水加入搅拌釜中加热至90℃，搅拌速度为500r/min，搅拌1小时后，加入有机硅消泡剂，搅拌0.5小时，降温至45℃，加入十二烷基硫酸钠和邻苯二甲酸二辛酯，再继续搅拌1小时后，停止搅拌，将反应釜升温至75℃恒温2小时，再次加入三乙醇胺、硅烷偶联剂KH570，恒温5小时，关闭反应釜，即得水性涂料。试验例：将本发明实施例及对比例按照GBT/T9756-2009国家标准进行试验测试，测得的实验数据如表1所示。表1：疏水能力耐碱性(48h)涂料外观耐水性试验(160h)实施例2接触角153°无异常正常无异常实施例3接触角161°无异常正常无异常实施例4接触角158°无异常正常无异常对比例接触角13°无异常正常无异常本发明实施例的水性涂料外观无沉淀，无结块，耐水性实验无异常，耐碱性试验无异常，耐洗刷性实验：10000次通过，涂膜无破损，疏水能力好接触角大于150°。光催化性能测试，3h后甲基橙的降解率可达到94％；具有良好的自清洁功能。当前第1页1 2 3