纳米自洁、防雾、杀菌玻璃涂料及制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于功能材料技术领域，特别涉及纳米复合玻璃自清洁涂料及其制备方法。
技术背景
[0002]目前，纳米二氧化钛玻璃涂层的自清洁、抗菌、防雾等性能在日常生活中应用已经取得了一定的成绩，但是也存在着一些难以解决的问题，如:1、制作工艺难度大，稳定性差，易发生凝结或团聚，失效时间很快；2、在有光的条件下才能具有杀菌性能；3、与玻璃之间的粘接性差，容易脱落等。本技术发明具有以下功能和特点:(1)超亲水功能，应用这个功能可以将水完全均匀的在玻璃或者其他建筑材料表面铺展开来，同时提高浸润性消除污染物，最终通过水的重力将附在玻璃上的污染物带走，而且也可以起到非常好的防雾作用；
[2]光催化功能，将自清洁涂料用于玻璃、瓷砖等建筑材料上，可以利用自清洁涂料中的二氧化钛粒子自身的光催化作用，能够分解吸附在玻璃、瓷砖等表面的有机污染物，令表面保持清洁；(3)灭菌消毒除异味功能，由于纳米级二氧化钛的良好的抑菌杀菌作用，因此将自清洁涂料应用于这些基材的表面时可以起到抑制病菌的传播；(4)无光条件下也可以正常的分解和保持高活性，发挥出抗菌、除臭、防污等效果；(5)常温常压生产，施工喷涂方便，安全便捷。
【发明内容】
[0003](I)本发明的目的之一提供一种在常温常压下喷涂的方式，工艺简单的自清洁纳米复合涂层
(2)本发明的目的二克服传统的技术在常温条件下和玻璃结合效果比较差，效果弱化很快。
[0004](3)本发明的目的之三是无机硅与二氧化钛形成的微相复合物，该复合物不仅保持了原有二氧化钛的光催化和超亲水性能，而且提高了复合物与玻璃之间的粘接性，保证了玻璃上自清洁纳米涂层的牢固性和耐磨性。
[0005](4)本发明的目的之四是提供一种在无光条件下也可以正常的分解和保持高活性，效果更加持久的自清洁纳米复合涂层的制备方法。
[0006]本发明采取以下技术方案:纳米复合自清洁涂料，其特征在于:所述的涂料是由锐钛矿型纳米二氧化钛溶液、无机硅溶液、钛酸酯偶联剂及溶剂组成，其中锐钛矿型二氧化钛溶液的质量百分比为1%~8%，纳米微分子磷酸二氧化钛化合物2%~5%，无机硅溶液的质量百分比为1%~3%，钛酸酯偶联剂的质量百分比为1%~2%，溶剂的质量百分比为82%~95%。
[0007]所述的纳米复合自清洁涂料，其特征是:所述的无光触媒是纳米微分子磷酸二氧化钛化合物。
[0008]所述的二氧化钛溶液，其特征是:所述的无机钛化合物为偏钛酸、硫酸钛、中的一种或两种。
[0009]所述的二氧化钛溶液，其特征是:所述的酸溶液是硫酸、硝酸、盐酸中的一种。
[0010]所述的纳米复合自清洁涂料，其特征是:所述的锐钛矿型纳米二氧化钛溶液是将无机钛分散到0.Γ2Μ的硫酸、硝酸或盐酸溶液中，在30~100 1:的温度下解胶后得到的，其中自洁涂料中的锐钛矿型二氧化钛溶液的质量百分比为1%~8%。
[0011]所述纳米复合自清洁涂料，其特征是:所述的溶剂选自去离子水、无水乙醇、95%乙醇、丙酮、正丁醇、异丁醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚所组成的组中的三种以上混合物。
[0012]所述的纳米复合自清洁涂料,其特征是:所述的纳米复合自清洁涂料中的偶联剂是钛酸酯偶联剂。
[0013]所述的纳米复合自清洁涂料,其特征是:所述的纳米复合自清洁涂料中的分散剂是乙二醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸中的一种或两种。
本发明具有以下优点:亲水性强，自清洁效果好，施工简单，成本低。
【具体实施方式】
[0014]实施例1:
将硫酸钛、偏钛酸混合分散到IM的盐酸溶液中，在50°C的温度下解胶10小时后得到二氧化钛溶液；其中，溶胶中的锐钛矿型纳米二氧化钛的质量百分比含量为5 %。
[0015]室温下，将Ig乙二醇，30g无水乙醇，2g聚乙烯醇，Ig正丁醇搅拌均匀得到混合溶剂，在搅拌下将锐钛矿型纳米二氧化钛溶液1.5g加入到以上混合溶剂中，加入1.5g纳米微分子磷酸二氧化钛化合物，充分搅拌，然后加入无机硅溶液0.5g，充分搅拌，再加入钛酸酯偶联剂0.5g，充分搅拌，最终得到纳米自清洁涂料。
[0016]其中，在涂料中二氧化钛溶液的质量百分比含量为4%，混合溶剂的质量百分比含量为89.5%，无机硅的质量百分比含量为1.3%，钛酸酯偶联剂的质量百分比含量为1.3%，纳米微分子磷酸二氧化钛化合物的质量百分比含量为3.9%。
[0017]将纳米自清洁涂料静置陈化两天，得到乳白色纳米自清洁涂料，用浸涂法涂在玻璃表面，该涂层具有很好的亲水性，接触角为7°。
[0018]实施例2:
将偏钛酸分散到1.5M的硝酸溶液中，在90°C的温度下解胶3小时后得到二氧化钛溶胶；其中，溶胶中的锐钛矿型纳米二氧化钛的质量百分比含量为3 %。
[0019]室温下,将0.5g乙二醇，30g无水乙醇，8g丙酮,0.5g异丙醇搅拌均勻得到混合溶剂，在搅拌下将锐钛矿型纳米二氧化钛溶液Ig加入到以上混合溶剂中，再加入2g纳米微分子磷酸二氧化钛化合物，充分搅拌，然后加入无机硅溶液0.5g，充分搅拌，再加入
0.5g钛酯偶联剂,充分搅拌得到纳米自清洁涂料。
[0020]其中，在涂料中二氧化钛溶液的质量百分比含量为2.3%,混合溶剂的质量百分比含量为90.6%，无机硅溶液的质量百分比含量为1.2%，钛酸酯偶联剂的质量百分比为1.2%，纳米微分子磷酸二氧化钛化合物的质量百分比含量为4.7%。
[0021]静置陈化2天，得乳白色纳米自清洁涂料，将上述自清洁涂料用浸涂法在硅片上涂膜，24小时后便可得到致密均匀的涂层，该涂层具有很好的亲水性。
【主权项】
1.纳米复合自清洁涂料，其特征在于:所述的涂料是由锐钛矿型纳米二氧化钛溶液、无机硅溶液、太酸酯偶联剂组成，其中锐钛矿型二氧化钛溶液的质量百分比为1%~8%，纳米微分子磷酸二氧化钛化合物2%~5%，无机硅溶液的质量百分比为1%~3%，钛酸酯偶联剂的质量百分比为1%~2%，溶剂的质量百分比为82%~95%。2.根据权利要求1所述的纳米复合自清洁涂料，其特征是:所述的纳米复合自清洁涂料中的无光触媒是纳米微分子磷酸二氧化钛化合物。3.根据权利要求1所述的二氧化钛溶液，其特征是:所述的无机钛化合物为偏钛酸、硫酸钛中的一种或两种。4.根据权利要求1所述的二氧化钛溶液，其特征是:所述的酸溶液是硝酸、硫酸或盐酸中的一种。5.根据权利要求1所述的纳米复合自清洁涂料，其特征是:所述的锐钛矿型纳米二氧化钛溶液是将无机钛分散到0.Γ2Μ的硫酸、硝酸或盐酸溶液中，在30~100 °C的温度下解胶后得到的，其中自洁涂料中的锐钛矿型二氧化钛溶液的质量百分比为1%~8%。6.根据权利要求1所述纳米复合自清洁涂料，其特征是:所述的溶剂选自去离子水、无水乙醇、95%乙醇、丙酮、正丁醇、异丁醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚所组成的组中的三种以上混合物。7.根据权利要求1所述的纳米复合自清洁涂料，其特征是:所述的纳米复合自清洁涂料中的偶联剂是钛酸酯偶联剂。8.根据权利要求1所述的纳米复合自清洁涂料，其特征是:所述的纳米复合自清洁涂料中的分散剂是乙二醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸中的一种或两种。
【专利摘要】纳米自洁、防雾、杀菌玻璃涂料及制备方法。本发明涉及一种纳米复合自清洁涂料。制备方法如下：将Tio2溶液加到溶剂中充分搅拌，加入纳米微分子磷酸二氧化钛化合物及无机硅溶液，继续搅拌，同时加入钛酸酯偶联剂，充分搅拌，得到纳米复合自清洁涂料。将涂料喷涂在玻璃等材料表面上所形成的自清洁涂层具有以下优点：自清洁效果好、亲水性强、杀菌消毒、施工简单、成本低，本发明所制备的自洁涂料在无光的条件下也能达到很好的分解、杀菌效果。涂料中锐钛矿型二氧化钛溶胶的质量百分比为1~8%，纳米微分子磷酸二氧化钛化合物2~5%，无机硅溶液的质量百分比为1~3%，钛酸酯偶联剂的质量百分比为1~2%，溶剂的质量百分比为82~95%。
【IPC分类】C09D5/14, C09D1/00, C09D5/00
【公开号】CN105273443
【申请号】CN201410246180
【发明人】孙文明, 刘宇, 张伟
【申请人】北京中科东亚纳米材料科技有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2014年6月5日