一种具有增透和耐磨的自清洁涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及建筑涂料技术领域，尤其设及一种具有增透和耐磨的自清洁涂料及其 制备方法。
【背景技术】
[0002] 减反射和自清洁功能的薄膜在日常生产生活W及军事领域有着广泛的用途，尤其 是太阳能电池、高楼大厦、玻璃光学显示器等有着重要的应用。日常生活中，人民迫切需要 研制高增透减反自清洁薄膜。然而，超亲水薄膜需要一定的表面粗糖度，运对薄膜的透光性 质是一个不利的因素。提高表面的粗糖度可W提高薄膜的润湿性质，但是粗糖度增加会造 成光散射从而使透光性降低。因此需要调控粗糖度达到多功能性。因此制备出高增透特殊 浸润性的薄膜仍然是一个挑战。另外薄膜的强度是一个不得不考虑的问题，在具有高增透 自清洁的功能同时，为薄膜转向实际应用其强度必须要提高。具有耐磨的特殊浸润性的增 透薄膜很少有报道。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是为了解决现有的自清洁涂料耐磨性和亲水性差的问题，而提供一 种具有增透和耐磨的自清洁涂料及其制备方法。
[0004] 本发明首先提供一种具有增透和耐磨的自清洁涂料的制备方法，该方法包括：
[0005] 步骤一:在含有无水乙醇的反应容器中，加入氨水和正娃酸乙醋，在60°C下揽拌8 ~12h，得到实屯、Si化纳米粒子；
[0006] 步骤二：将步骤一得到的实屯、Si化纳米粒子、十六烷基=甲基漠化锭和二乙胺混 合，在60°C水浴中揽拌1~化，再加入正娃酸乙醋反应化，得到反应溶液；
[0007] 步骤将双氧水加入到步骤二得到的反应溶液中揽拌，得到的产物经离屯、和洗 涂，得到具有增透和耐磨的自清洁涂料。
[000引优选的是，所述的步骤一氨水和正娃酸乙醋的体积比为5:3。
[0009] 优选的是，所述的实屯、S i化纳米粒子的粒径为化nm。
[0010] 优选的是，所述的步骤二中十六烷基=甲基漠化锭(ml):正娃酸乙醋(ml):二乙胺 (g)为(8~12): (5~10) :(0.2~0.5)。
[0011] 优选的是，所述步骤S的揽拌时间为6~lOh。
[0012] 优选的是，所述的十六烷基S甲基漠化锭和双氧水的体积比为(8~12): (8~16)。
[0013] 本发明还提供上述制备方法得到的具有增透和耐磨的自清洁涂料。
[0014] 优选的是，所述的具有增透和耐磨的自清洁涂料中，多孔Si化粒径为20~lOOnm。
[0015] 本发明的有益效果
[0016] 本发明首先提供一种具有增透和耐磨的自清洁涂料的制备方法，该方法先在含有 无水乙醇的反应容器中，加入氨水和正娃酸乙醋，在60°C下揽拌8~12h，得到实屯、Si化纳米 粒子;然后将实屯、Si化纳米粒子、十六烷基=甲基漠化锭和二乙胺混合，在60°C水浴中揽拌 I~化，再加入正娃酸乙醋反应化，得到反应溶液;最后将双氧水加入到上述反应溶液中揽 拌，得到的产物经离屯、和洗涂，得到具有增透和耐磨的自清洁涂料。本发明的制备方法简 单、原料易得，通过前驱体溶液一步沉淀法制备得到多孔Si化自清洁涂料具有优异的机械 耐磨性能和良好的润湿性能。
[0017]本发明还提供上述制备方法得到的具有增透和耐磨的自清洁涂料，本发明的涂料 不仅具有高的透光率、良好的机械耐磨性能，同时具有良好的润湿性能，实验结果表明：本 发明多孔Si化自清洁材料的接触角为6.7°。
【附图说明】
[001引图1为实施例1所制备Si化纳米粒子的透射电镜照片。
[0019]图2为实施例2所制备Si〇2纳米粒子的透射电镜照片。
[0020] 图3为空白玻璃W及涂有1层、2层、3层和4层实施例1所制备Si化纳米粒子的玻璃 透光率。
[0021] 图4为本发明实施例2制备得到的多孔Si化自清洁材料的接触角。
[0022] 图5为清洁的普通玻璃的接触角。
【具体实施方式】
[0023] 本发明首先提供一种具有增透和耐磨的自清洁涂料的制备方法，该方法包括：
[0024] 步骤一:在含有无水乙醇的反应容器中，加入氨水和正娃酸乙醋，在60°C下机械揽 拌8~12h，得到实屯、Si化纳米粒子;所述的氨水和正娃酸乙醋的体积比优选为5:3;所述的 实屯、Si化纳米粒子的粒径优选为化nm;
[0025] 步骤二：将步骤一得到的实屯、Si化纳米粒子、十六烷基=甲基漠化锭和二乙胺混 合，在60°C水浴中揽拌1~化，再加入正娃酸乙醋继续反应化，得到反应溶液;所述的十六烧 基S甲基漠化锭质量百分比为优选25wt%，所述的十六烷基S甲基漠化锭(ml):正娃酸乙 醋(ml):二乙胺(g)优选为(8 ~12): (5 ~10) :(0.2 ~0.5);
[0026] 步骤将双氧水化2〇2 30%)加入到步骤二得到的反应溶液中揽拌，所述揽拌时 间优选为6~lOh，得到的产物经离屯、得到固体沉淀物，优选用去离子水和乙醇分别洗涂3~ 5次，得到具有增透和耐磨的自清洁涂料，所述的十六烷基=甲基漠化锭和双氧水的体积比 优选为(8~12):(8~16)。
[0027] 本发明还提供上述制备方法得到的具有增透和耐磨的自清洁涂料，所述的具有增 透和耐磨的自清洁涂料中多孔Si化粒径优选为20~lOOnm。
[0028] 下面结合具体实施例对发明做进一步详细的描述。
[00巧]实施例1
[0030] 在含有IOOmL的无水乙醇的S颈瓶中，加入5mL氨水，在60°C揽拌下，滴加3mL正娃 酸乙醋，机械揽拌她，得到粒径为25nm的实屯、Si化纳米粒子;在上述体系中加入SmL的十六 烷基S甲基漠化锭(25wt% )和0.2g的二乙胺，在60°C水浴中揽拌2h，然后加入5mL的正娃酸 乙醋继续揽拌反应化，在上述体系中，加入SmL的双氧水化地2 30% )，机械揽拌反应化，离屯、 得到固体沉淀物，用去离子水和乙醇分别洗涂3~5次，得到粒径为20~IOOnm多孔Si化自清 洁涂料。
[0031] 图I为实施例1所制备Si化纳米粒子的透射电镜照片，从图I可W看出，本发明的制 备方法可得到不同粒径尺寸的多孔Si化。
[0032] 图3为空白玻璃W及涂有1层、2层、3层和4层实施例1所制备Si化纳米粒子的玻璃 透光率。从图3可W看出，涂有3层本发明实施例1所制备Si化纳米粒子的玻璃透光率最高。
[0033] 将实施例1得到多孔Si化自清洁涂料进行硬度和附着力测试，硬度测试方法为:根 据GB/T 6739-86,采用铅笔硬度测试法测定涂膜的硬度。采用一套已知硬度的铅笔笔忍端 面的锐利边缘，与涂膜成45°角划涂膜，W不能划伤涂膜的最硬铅笔硬度表示。
[0034] 附着力的测试方法:根据GB/T 1720-89,采用化圈法测试漆膜的附着力。测试数据 列于下表1中。
[0035] 表 1
[0036]
[0037] 从表1的数据可W看出，随着涂层数的增大，涂膜的硬度和附着力均增大，运说明 增加涂层数有助于自清洁涂层性能的提升。
[003引实施例2
[0039] 在含有1 OOmL的无水乙醇的S颈瓶中，加入1 OmL氨水，在60°C揽拌下，滴加6mL正娃 酸乙醋，机械揽拌1 Oh，得到粒径为25nm的实屯、Si化纳米粒子;在上述体系中加入1 OmL的十 六烷基S甲基漠化锭(25wt % )和0.3g的二乙胺，在60°C水浴中揽拌2h，然后加入7mL的正娃 酸乙醋继续揽拌反应祉，在上述体系中，加入IOmL的双氧水化化30 % )，机械揽拌反应化， 离屯、得到固体沉淀物，用去离子水和乙醇分别洗涂3~5次，得到粒径为20~IOOnm多孔Si化 自清洁涂料。
[0040] 图2为实施例2所制备Si化纳米粒子的透射电镜照片，从图2可W看出，本发明的制 备方法可得到不同粒径尺寸的多孔Si化。
[0041] 图4为采用实施例2制备得到的自清洁涂层的接触角，图5为清洁的普通玻璃的接 触角，结果显示采用实施例2制备得到的自清洁材料的接触角为6.7°，而对普通玻璃的接触 角为67.8%说明含有根据本发明的制备方法制备的多孔Si化自清洁材料的涂层具有良好 的亲水性。
[0042] 实施例3
[0043] 在含有100血的无水乙醇的S颈瓶中，加入10血氨水，在60°C揽拌下，滴力日6mL正娃 酸乙醋，机械揽拌12h，得到粒径为25nm的实屯、Si化纳米粒子;在上述体系中加入12mL的十 六烷基S甲基漠化锭（25wt % )和0.5g的二乙胺，在60°C水浴中揽拌化，然后加入1 OmL的正 娃酸乙醋继续揽拌反应化，在上述体系中，加入12mL的双氧水化2〇2 30%)，机械揽拌反应 lOh，离屯、得到固体沉淀物，用去离子水和乙醇分别洗涂3~5次，得到粒径为20~IOOnm多孔 Si化自清洁涂料。
【主权项】
1. 一种具有增透和耐磨的自清洁涂料的制备方法，其特征在于，该方法包括： 步骤一：在含有无水乙醇的反应容器中，加入氨水和正硅酸乙酯，在60°C下搅拌8~ 12h，得到实心Si〇2纳米粒子； 步骤二:将步骤一得到的实心Si02纳米粒子、十六烷基三甲基溴化铵和二乙胺混合，在 60 °C水浴中搅拌1~2h，再加入正硅酸乙酯反应3h，得到反应溶液； 步骤三:将双氧水加入到步骤二得到的反应溶液中搅拌，得到的产物经离心和洗涤，得 到具有增透和耐磨的自清洁涂料。2. 根据权利要求1所述的一种具有增透和耐磨的自清洁涂料的制备方法，其特征在于， 所述的步骤一氨水和正硅酸乙酯的体积比为5:3。3. 根据权利要求1所述的一种具有增透和耐磨的自清洁涂料的制备方法，所述的实心 Si〇2纳米粒子的粒径为25nm。4. 根据权利要求1所述的一种具有增透和耐磨的自清洁涂料的制备方法，所述的步骤 二中十六烷基三甲基溴化铵(ml):正硅酸乙酯(ml):二乙胺(g)为(8~12): (5~10): (0.2~ 0.5)〇5. 根据权利要求1所述的一种具有增透和耐磨的自清洁涂料的制备方法，所述步骤三 的搅拌时间为6~1 Oh。6. 根据权利要求1所述的一种具有增透和耐磨的自清洁涂料的制备方法，所述的十六 烷基三甲基溴化铵和双氧水的体积比为(8~12): (8~16)。7. 权利要求1-6任何一项所述的制备方法得到的具有增透和耐磨的自清洁涂料。8. 根据权利要求7所述的一种具有增透和耐磨的自清洁涂料，其特征在于，所述的具有 增透和耐磨的自清洁涂料中，多孔Si〇2粒径为20~100nm。
【专利摘要】本发明提供一种具有增透和耐磨的自清洁涂料及其制备方法，属于建筑涂料技术领域。解决现有的自清洁涂料耐磨性和亲水性差的问题。该方法先在含有无水乙醇的反应容器中，加入氨水和正硅酸乙酯，在60℃下搅拌8～12h，得到实心SiO2纳米粒子；然后将实心SiO2纳米粒子、十六烷基三甲基溴化铵和二乙胺混合，在60℃水浴中搅拌1～2h，再加入正硅酸乙酯反应3h，得到反应溶液；最后将双氧水加入到上述反应溶液中搅拌，得到的产物经离心和洗涤，得到具有增透和耐磨的自清洁涂料。本发明还提供上述制备方法得到的具有增透和耐磨的自清洁涂料，本发明的涂料不仅具有高的透光率、良好的机械耐磨性能，同时具有良好的润湿性能。
【IPC分类】C09D1/00, C01B33/12, C09D5/16
【公开号】CN105713425
【申请号】CN201610221442
【发明人】欧阳红波, 孙东峰, 吴良专
【申请人】吉林海川科技有限责任公司