[发明专利]一种自清洁涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有自清洁效果的涂料及其制备方法，该涂料可用在玻璃、木材或者金属表面，可同时达到防污、防潮、耐磨等效果，属于表面物理化学领域。

背景技术

据中国化工网统计，2009年前两个月，我国涂料产量增长13.3％，年产量达到500万吨，已成为全球第二大生产国，但还不是强国，与国际水品有一定得差距，主要归因于研究开发的力度不够。目前，部分功能性涂料的研发比较成熟，包括：耐磨涂料、防火涂料、防水涂料、耐候性涂料、装饰性的涂料等。但是随着社会环境的复杂化，功能性涂料的需求越来越广泛，一些新的需求不断出现，此时，研究一种具有自清洁功能的涂料，引起了人们的兴趣。

目前，国内自清洁涂料的研发还处于实验研究状态。商品化的自清洁产品主要是一种自清洁玻璃，这种玻璃主要是利用二氧化钛受紫外照射产生分解作用而起到的自清洁效果，表面是超亲水型的。这种自清洁玻璃大多数都来自进口，价格比较昂贵，而且因为二氧化钛对太阳光的依赖性比较强，只有在一定强度太阳光的照射下，才能表现出较好的超亲水性，所以在太阳光线较少的时候效果较弱。并且，由于二氧化钛具有很强的氧化能力，在很多有机涂层表面都不能使用。这样就限制了目前这种自清洁玻璃的使用。

09年市场上也出现了一种利用超疏水表面实现自清洁效果的产品，该产品属于水性聚氨酯系列内墙乳胶漆，但是效果不是很理想，水滴滴在表面后，必须经过二次擦拭才能达到清洁效果，并且价格相对比较昂贵。

发明内容

本发明的目的主要是针对上述自清洁涂料产品中存在需依靠太阳光的照射和应用受到限制的问题，提供一种利用超疏水机理制备一种具有固体表面自清洁效果的无机-有机复合涂料，该涂料可在木材、金属和玻璃表面喷涂成膜。

为了达到上述目的，本发明的一种自清洁涂料，包括以下组分：醇酸清漆、纳米氧化铝粒子、低表面能疏水助剂、高效油性分散剂AHH和稀释剂，其中醇酸清漆为市售普通清漆即可，纳米氧化铝粒子粒径13nm-200nm，醇酸清漆与纳米氧化铝粒子的质量比1∶0.05-0.01，疏水助剂与醇酸清漆的质量比10-60∶100，高效油性分散剂含量占到以上总混合物质量的0.1％-0.6％。

其制备方法为：将醇酸清漆、纳米氧化铝粒子、低表面能疏水助剂G-502(CF3(CF2)7(CH2)2Si(OC2H5)3)及高效油性分散剂AHH混合搅拌，搅拌速度在2000r/min以上，搅拌时间达到5个小时以上，制备成涂料。

使用涂料时，将该涂料与稀释剂(稀释剂为市售醇酸清漆稀释剂即可)以体积比1∶1-5比例混合，比例视具体情况而定，将混合后的复合液充分搅拌均匀，此时喷涂或者滚涂成膜即可，该复合薄膜具有较好的透过率，通过UV紫外分光光度计测量其在可见光波长范围。并且，如将薄膜在60℃-180℃之间烘干时，薄膜呈现茶色，具有美观作用

本发明原理在于，在复合涂料里加入低表面能的疏水助剂，用来减小涂膜的表面张力，减小与水滴之间的阻力，使水滴能够比较容易滑落，并且在滑落的过程中带走灰尘，起到清洁的作用。同时，在薄膜里添加纳米氧化铝粒子，一方面以增加薄膜的耐磨性，另一方面，可以在涂料成膜时，增加其粗糙度。并且，因为纳米粒子的粒径尺度在可见光波长范围之内，所以光透过率较好，用在建筑玻璃上完全没有问题。

具体实施方式

实施例1

涂料制备：选择13nmα-纳米氧化铝粒子，固定醇酸清漆与氧化铝纳米粒子质量比为1∶0.01，G-502与醇酸清漆的比例为10∶100，分散剂占混合溶液总重量的0.3％，将上述物质混合，搅拌6h，搅拌速度2000r/min。

施工：将所得涂料与稀释剂按照体积比1∶2的比例混合，搅拌均匀，旋涂成膜，所得复合薄膜光的可见光平均透过率为88.0％，接触角为141°±2°左右，当水滴体积大小为10ul，表面倾斜角度为9°时，液滴可自动滑落。

实施例2

涂料制备：选择13nm α-纳米氧化铝粒子，固定醇酸清漆与氧化铝质量比为1∶0.01，G-502与醇酸清漆的比例为36∶100，分散剂占混合溶液总重量的0.3％，将上述物质混合，搅拌6h，搅拌速度2000r/min。

施工：固定醇酸清漆与稀释剂的体积比例为1∶2，所得薄膜的可见光平均透过率为87.0％，静态接触角为147°±2°左右，当水滴体积大小为10ul时，表面倾斜角度为6°左右时，液滴可自动滑落。

实施例3