[发明专利]一种提高有机材料表面耐候性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及户外用建筑材料，具体的说是一种可提高户外用有机建筑材料或材料表面有机涂料底层耐候性的技术。

背景技术

随着材料制备技术的发展，塑料、橡胶等多种有机复合材料因其轻便、韧性好等结构特性而被越来越广泛的应用于楼房、高速公路、桥梁、交通车辆以及船舶海洋工程设施等建筑领域中。钢铁等金属材料是另一种常见的户外用建筑材料，但由于其易生锈常常需要在其表面涂覆各种有机防护涂料（油漆）以提高其防腐性能；另外，混凝土外墙表面通常也涂覆一层有机外墙涂料用以提高建筑物的装饰性能。由于建筑物外表面长期处于太阳（紫外线）照射下,各种有机材料和有机涂层表面往往出现老化现象而导致性能下降。因此，不断提高有机材料或有机防护涂料的耐候性能是拓宽其应用的保障。

为了提高有机建材和涂料的耐候性，人们一方面不断开发新型结构的材料，如耐候性能良好的氟碳涂料；另一方面对现有材料进行改性，如有机硅改性醇酸类、有机硅改性环氧类、丙烯酸改性氯化橡胶类、丙烯酸改性环氧类、聚氨酯改性醇酸类、丙烯酸改性醇酸类等各种改性有机涂料。然而，上述材料产品性能再好、耐候性再强，其有机特性还会使其无法避免太阳光（紫外线）、盐雾等引起的老化行为。不难想象，无机涂料有可能具有超强耐候性，避免老化。但单纯的无机涂层不够致密，难以对基底材料起到很好的防护作用，为此通常在常规有机涂料中掺入无机抗老化剂以提高涂层的抗老化性能。最常用的抗老化剂是纳米级的二氧化钛和二氧化硅等无机物质。纳米二氧化硅的团聚体是一种无定型白色粉末，表面状态呈三维网状结构，具有极强的紫外线吸收、红外光反射特性，能提高涂料的抗老化性能；纳米二氧化钛也具有吸收紫外线的效应，同样提高涂料的耐老化性。然而，掺有无机抗老化剂的涂料成膜时其有机部分依然可暴露在表面，能够直接受到太阳光照射及其他环境气候影响最终导致其快速老化。现有技术中对于塑料等有机建材（如PVC塑料），通常在其表面涂覆一层光屏蔽剂、紫外线吸收剂、猝灭剂、自由基捕捉剂提高其耐太阳光照射引起的老化作用。但这些材料通常是有机材料，本身也存在老化现象。而无机型光稳定剂往往掺杂在材料中使用，成膜使用时需要化学沉积、离子溅射等辅助设备，其高成本不易使其推广使用。

发明内容

本发明针对现有技术存在有机材料因紫外线照射而引起的老化问题，提供一种可提高有机材料耐候性能的方法。该方法简单易行，效果良好。

本发明是通过如下技术方案实施的：

一种提高有机材料表面耐候性的方法是用二氧化钛纳米涂料或复合二氧化钛纳米涂料，涂覆在有机基底材料表面，制成无机纳米涂层，以提高有机材料表面耐候性。

所述的二氧化钛纳米涂料或复合二氧化钛纳米涂料的涂覆量为：80-120 mL/m²。

所述的复合二氧化钛纳米涂料包括二氧化钛与SiO₂、Al₂O₃、ZrO₂、ZnO、SnO₂中的任意一种或几种组成的复合二氧化钛纳米涂层。

所述的有机基底材料表面为干燥的表面。

所述的有机基底材料包括户外使用的有机建材。

所述的户外使用的有机建材包括墙体涂料、混凝土、石膏板、木材、木质纤维板、塑料、有机玻璃、彩钢板、铝塑板、防护涂料中的任意一种。

本发明是在常规有机材料表面涂覆一层纳米无机防护膜，利用无机防护膜的吸收紫外线作用减少有机底层受到紫外线的辐射，从而提高底层有机材料或有机涂层的耐候性能。同时利用无机涂层的氧化物特性（不燃烧氧化）提高有机底层的阻燃作用。

本发明的优点在于：与通过改变结构或在有机基材中掺杂无机物提高有机材料耐候性的常规技术不同，本发明是将无机耐候涂层与有机基底材料使用提高基底材料的耐候性，即在有机基底材料表面涂覆一层无机涂层以提高基底材料的耐候性能，无机涂层稳定性强、可吸收紫外线从而避免或减少有机基底受到紫外线辐射而引起老化现象。不仅如此，无机涂层是无机氧化物，本身异常稳定不会氧化燃烧、对于底层有机材料具有阻燃作用，这为现今高层建筑的防火提供了一条新途径。本发明技术由于其具有良好的耐候性，可以广泛应用于墙体涂料、混凝土、石膏板、木材、木质纤维板、塑料、有机玻璃、彩钢板、铝塑板、防护涂料（油漆）等户外使用的各种有机建材表面。

附图说明

图1是本发明技术思路提出框架图；

图2是本发明技术制得的涂层结构示意图，1-有机基底材料，2-无机涂层；