一种建筑用超疏水自洁涂料的制作方法

文档序号:17220164发布日期:2019-03-27 11:51阅读:239来源:国知局
本发明涉及一种建筑用超疏水自洁涂料,用该超疏水自洁涂料在建筑物表面涂覆后,能常温固化形成的超疏水自洁涂层。
背景技术
:润湿性是固体表面的重要性质,一般用液滴与固体表面的接触角进行表征。当水滴与固体表面的接触角大于150°,该固体表面被称为超疏水表面。如以荷叶为代表的多种植物叶片表面、水鸟的羽毛等。超疏水材料具有许多独特的表面性能,如自清洁、超疏水性等,因而其在生产和生活中有着广阔的应用前景,如自清洁建筑表面。近年来,超疏水表面引起了科学家的广泛关注,人工制造超疏水表面的新方法不断出现。目前的制备方法主要分为两类:一是用低表面能材料修饰成具有微纳米结构的表面;二是在低表面能材料表面构建微纳纳米结构层。具体方法包括湿化学、电化学刻蚀、电化学沉积、气相沉积、静电纺丝等。以上方法虽然可以制备超疏水表面,但是大多方法的过程较为复杂,大都需要专门的设备,能耗和成本相对较高,都不利于建筑表面施工。另外,现有方法制备的超疏水表面普遍具有不够稳定,易老化,易失效,耐受能力更为不足等缺点。技术实现要素:针对上述现有技术中所存在的问题,本发明提供一种不仅操作简单,易于外墙施工,而且超疏水性能稳定、耐酸碱、耐高温、耐紫外线的建筑外墙超疏水涂料、超疏水涂层及其制备方法。本发明所述一种建筑用超疏水自洁涂料,它由质量分数为2%~10%的十七氟癸基三乙氧基硅烷、质量分数为1%~10%的甲基三乙氧基硅烷、质量分数为1%~10%的全氢聚硅氮烷质量、质量分数为2%~15%的固体微颗粒,余量为溶剂分散混合而成。进一步本发明使用十七氟癸基三乙氧基硅烷的作用是在涂料固化后的涂层中提供疏水疏油低表面能的氟碳基团。进一步本发明使用甲基三乙氧基硅烷是为了涂料固化后的涂层提供低表面能且具韧性的三官能团硅烷。进一步本发明使用极具活性的全氢聚硅氮烷是为了涂料在涂覆后低温条件下顺利固化成膜,其主链机构中硅氮基团还可以极易和基材表面羟基反应,增加涂层附着力和物理性能,吸收空气中水汽发生水解释放的氨又是固化催化剂。进一步本发明使用固体微、纳米颗粒是为了涂料在涂覆后固化的涂层能形成为凸结构,增加疏水疏油效果,提高自洁能力。进一步本发明使用固体微、纳米颗粒为粒径10~100nm级和粒径0.4~2μm,微米颗粒和纳米颗粒重量比为1:1。所述固态颗粒为惰性二氧化硅、惰性氧化锌或惰性氧化铝粒子中一种或一种以上混合,固体颗粒经过疏水性处理。进一步本发明使用的溶剂为非极性且不能和组分发生不良化学反应溶剂,可以是苯、甲苯、二甲苯、环己烷、乙酸乙酯、溶剂油等,可以一种或一种以上混合溶剂。本发明所述建筑超疏水自洁涂料制备方法是:按照质量分数比,称取各组分混合,常温下在密闭容器中用超声波分散机进行分散混合均匀即可,于密封容器保存。本发明提供的建筑超疏水自洁涂料具有以下优点:所制备的超疏水涂层的超疏水性能稳定,不易老化失效,且在酸碱、高温、强紫外线等恶劣工况下正常工作;能常温固化,对施工条件要求不高,适用于各种建筑。为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面通过具体实施例来进一步详细描述本发明。具体实施方式:固体微、纳米颗粒制备:先取颗粒为粒径10~100nm级和粒径0.4~2μm二氧化硅各1000g,采用六甲基二硅氮烷进行疏水处理,干燥备用。实施例一:由质量为20g十七氟癸基三乙氧基硅烷、质量为100g的甲基三乙氧基硅烷、质量为100g的全氢聚硅氮烷质量、质量为150g固体微、纳米颗粒,质量为630g二甲苯用超声波分散机混合30分钟,即为建筑超疏水自洁涂料。实施例二:由质量为100g十七氟癸基三乙氧基硅烷、质量为100g的甲基三乙氧基硅烷、质量为100g的全氢聚硅氮烷质量、质量为150g固体微、纳米颗粒,质量为550g二甲苯用超声波分散机混合30分钟,即为建筑超疏水自洁涂料。实施例三:由质量为100g十七氟癸基三乙氧基硅烷、质量为10g的甲基三乙氧基硅烷、质量为100g的全氢聚硅氮烷质量、质量为150g固体微、纳米颗粒,质量为640g二甲苯用超声波分散机混合30分钟,即为建筑超疏水自洁涂料。实施例四:由质量为100g十七氟癸基三乙氧基硅烷、质量为100g的甲基三乙氧基硅烷、质量为10g的全氢聚硅氮烷质量、质量为150g固体微、纳米颗粒,640g二甲苯用超声波分散机混合30分钟,即为建筑超疏水自洁涂料。实施例五:由质量为100g十七氟癸基三乙氧基硅烷、质量为100g的甲基三乙氧基硅烷、质量为100g的全氢聚硅氮烷质量、质量为20g固体微、纳米颗粒,质量为680g二甲苯用超声波分散机混合30分钟,即为建筑超疏水自洁涂料。上述实施例一~五的建筑超疏水自洁涂料,固化后涂层水接触角的测试采用日本协和界面科学公司ca-z150型接触角测量仪来测量的。实施例一~五在性能实验中,制得建筑超疏水自洁涂料。涂抹方法采用喷枪喷涂。试验基材采用24×12×6cm板砖,板砖试验的表面经过水泥浆粉刷抹平,干燥7天后用于试验。表干时间以涂层表面不粘手为准。水珠滚落效果是将试样倾斜45°,用滴头近距离滴水,每滴水约0.05g,水珠滚动肉眼观察。如列表所示实施例对水接触角水珠滚落效果表干时间疏水性备注实施例一142°良好4小时良好实施例二151°优秀5小时优秀实施例三151°优秀3小时优秀涂层开裂实施例四152°优秀40小时优秀实施例五110°一般5小时一般注:疏水性:对水接触角<120°为一般,对水接触角﹥120°为良好、对水接触角150°为优秀。实施例三中减少了三官能硅烷即甲基三乙氧基硅烷量,固化后涂层脆,很容易开裂,在实施例4减少了全氢聚硅氮烷用量,涂层表干时间很久。实施例五减少了固体微、纳米颗粒量,固化后涂层对水接触角变小,疏水效果下降。在实际应用中,取实例二建筑超疏水自洁涂料喷在公路护栏和街道路牌上,用泥水泼后不沾。一个月后观察,喷过建筑超疏水自洁涂料部分明显比没喷的地方干净很多。在此指明,以上叙述有助于本领域技术人员理解本发明创造,但并非限制本发明创造的保护范围。任何没有脱离本发明创造实质内容的对以上叙述的同等替换、修饰改进或删繁从简而进行的实施,均落入本发明创造的保护范围。当前第1页12
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