[发明专利]自清洁物及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于形成光催化涂覆层的组合物、一种用于制备所述组 合物的工艺、一种包括包含所述组合物的光催化涂覆层的自清洁物以及所述 自清洁物的制备工艺。

背景技术

总是暴露于外部环境的外部建筑的表面外观容易由于污染因素(例如，灰 尘或尘埃以及雨或雪)而被弄脏，从而为了清洁需要日常管理。因此，为了最 大程度地减小管理开支的增加，相关产业已经进行了持续的研究。

对于用于基本上在室内使用的家用电器(与暴露到外部的建筑材料相反) 的钢板，它们基本上与污染因素隔断，不需要清洁物质，从而缺乏相关的研 究。然而，对于放置在外部的空调器，它们同样暴露于污染环境，使得它们 的外观容易被弄脏。因此，相关产业已经对改善污染的计划进行了持续的研 究，以将应用到建筑材料的自清洁性质与用于空调器的钢板相结合。

自清洁钢板是被提供有利用雨水等来为它们自身清洁涂覆的膜上污染源 的功能的钢板，并且可根据自清洁原理而被宽泛地分为亲水自清洁钢板、光 催化亲水自清洁钢板、疏水自清洁钢板等。

亲水自清洁钢板是这样的钢板，即，通过减小水在涂覆层表面的接触角 (接触角：40度或更小，表面张力：30mN/m或更大)来使雨水等在涂覆的膜 的整个表面上均匀地散开，并利用亲水有机聚合物为1μm至2μm的涂覆层的 表面提供亲水性。所述亲水有机聚合物可包括聚烷基硅酸盐、全氢聚硅氮烷 等。

光催化亲水自清洁钢板是利用具有光活化效应的TiO₂等来使有机物降 解并随后利用涂覆层自身的亲水性来为其提供自清洁性质的钢板。

疏水自清洁钢板是通过增大水在涂覆层表面的接触角(接触角：120度或 更大，表面张力：15mN/m或更小)来排斥雨水并使雨水滚下，从而清洁涂覆 膜表面上的污染源的钢板。根据构造方法，存在疏水涂覆(氟基涂覆等)、纳米 结构涂覆、等离子体表面改性法等等。所述疏水涂覆是将诸如氟基材料的具 有高疏水性的材料聚集在涂覆层的表面以为其提供疏水性，所述纳米结构涂 覆是利用荷花中的叶子结构的涂覆，该叶子结构提供具有纳米尺寸的纤毛结 构的微小尺寸的突起来表现出超疏水性，所述等离子体表面改性法是通过等 离子体处理来为表面提供疏水性的方法。

涂覆有亲水有机聚合物的自清洁钢板是在涂覆膜的表面上聚集亲水厚膜 (厚度为大约20μm)形式的有机树脂，从而利用雨水等来清洗并清洁污染物的 钢板。其优点在于它便宜并容易确保耐腐蚀和防静电效果，然而，其缺点在 于需要至少5μm厚度的膜来确保其它物理特性。

另外，利用TiO₂的光催化亲水自清洁钢板是通过紫外线利用光催化剂的 表面氧化反应来将污染物降解并进行清洁的钢板，光催化剂能够被形成为薄 膜(＜1μm)并且在去除NO_x、SO_x等方面有用，然而，其缺点在于仅在紫外线 照射下经过光反应来表现出自清洁性质。

此外，应该注意的是，光催化亲水自清洁钢板利用多孔硅石-金属纳米 复合材料来表现出超亲水性。所述表现出超亲水性的自清洁钢板可在不照射 紫外线的情况下表现出超亲水性。因此，其优点在于可以应用到室内应用领 域和室外应用领域，然而，其缺点在于需要开发可应用到涂覆钢板的技术。

疏水自清洁钢板的氟基疏水自清洁钢板是表面上的氟化合物为其提供 疏水性，从而用水去除污染物的钢板。其优点在于污染物的沉积少，然而， 其缺点在于氟基化合物难以在表面上聚集，并且在油污的污染环境中的冲洗 能力被降低。此外，具有纳米突起结构的疏水自清洁钢板是形成了疏水纳米 突起，从而用水去除污染物的钢板。其优点在于污染物的沉积少并且冲洗能 力好，然而，其缺点在于在加工之后难以保持纳米突起结构，即，耐久性差。

此外，除了上面描述的各个缺点，由于上面描述的传统自清洁钢板仅考 虑了自清洁性质，所以它们还存在被应用到需要好的耐腐蚀性和可加工性的 应用领域时受到限制的问题。

发明内容

技术问题

因此，本发明意图提供一种具有优良的耐腐蚀性和可加工性以及优良的 自清洁性质的自清洁物及其制备工艺。

技术方案