[发明专利]用于金属基材的自清洁防腐溶胶制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及溶胶制备技术，特别涉及用于用于金属基材的自清洁防腐溶胶制备方法。

背景技术

无机陶瓷涂料是一种新型有机无机复合涂料，基于溶胶－凝胶技术的有机无机纳米复合涂层(无机瓷膜)通过有机基团的引入，使涂层不仅兼具有机涂层的柔韧性和无机涂层的耐腐蚀特性，且施工方便，通过低温(100～250℃)固化即可得到具有高硬度、耐腐蚀、耐磨、耐热、不燃、低污染、陶瓷质地的涂层，成为金属涂层防腐领域的一种环保、清洁的替代品，可广泛应用于铝、铁等金属或合金的大气防腐领域内替代环境污染严重、对人体有害的氧化铬涂层的预处理涂层，具有广阔的应用前景。另一方面涂覆涂层的金属板材在室外环境使用过程中，涂层表面容易积累灰尘、有机排放物等污垢而影响涂层的外观。自清洁功能是指材料表面能自动保持清洁状态的性能。自清洁功能的涂层必须具有以下两种功能：1)涂层表面具有超亲水性(较小的接触角)使污垢很容易在雨水或自来水的冲刷下被带走；2)在自然光照条件下具有光催化性能，能自动清除油污。目前，材料表面的接触角大小是衡量涂层自清洁性能的主要指标。锐钛矿型二氧化钛是一种很好的光催化半导体材料，具有优良的自清洁性能。针对上述问题，本发明锐钛矿型纳米二氧化钛具有很好的光催化性能，本发明在前期基础上，引入二氧化钛纳米粉体，使涂层在防腐的同时，具有更好的自清洁性能，降低了涂层的维护成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种用于金属基材的自清洁防腐溶胶制备方法。

本发明提供了一种用于金属基材的自清洁防腐溶胶制备方法，包括如下步骤：

(1)在300r/min的搅拌条件下，将正硅酸甲酯、正硅酸乙酯中的一种或两种的混合物加入至1～5质量倍的氨气的饱和醇溶剂中，然后加入水，并使水与硅元素的摩尔比为6～10∶1；在60℃下反应8h后，经旋转蒸发去掉所加入醇溶剂的30％质量，获得高固含量的粒子型纳米二氧化硅溶胶；

(2)在800r/min的搅拌速率下，向粒子型纳米二氧化硅溶胶中加入Al(OH)₃溶胶，保持Si∶Al的摩尔比为5～1∶1；在50℃陈化24小时后，获得Al(OH)₃溶胶原位改性包覆的复合二氧化硅溶胶；

(3)在500r/min的搅拌速度下，向前述复合二氧化硅溶胶中加入纳米二氧化钛粉体，再加入玻璃珠，使复合二氧化硅溶胶∶纳米二氧化钛粉体∶玻璃珠的质量比为10∶1∶5；搅拌8h后，溶胶通过200目的滤网过滤得到二氧化钛掺杂复合二氧化硅溶胶；

(4)在300r/min的搅拌条件下，向二氧化钛掺杂复合二氧化硅溶胶中加入用于调节pH值的催化剂，使溶胶的pH值保持在1～5；搅拌0.5h后，将有机硅氧烷逐滴加入上述溶胶中，控制有机硅氧烷与复合二氧化硅溶胶的质量比为2∶1～1∶2，在30℃下反应6h后，制得适用于金属基材的自清洁防腐溶胶。

本发明中，步骤(1)氨气的饱和醇溶剂中醇溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇其中一种或其中几种的组合。

本发明中，步骤(3)纳米二氧化钛粉体为锐钛矿型纳米二氧化钛的粉体，平均粒度在80nm～100nm。

本发明中，步骤(3)玻璃珠为研磨介质，直径为6mm。

本发明中，步骤(4)中催化剂为HCl、HNO₃、甲酸其中一种或其中几种的组合。

本发明中，步骤(4)中有机硅氧烷为甲基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷其中一种或其中几种的组合。

与现有制备技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明在采用Al(OH)₃溶胶原位包覆改性包覆二氧化硅溶胶的基础上，引入锐钛矿二氧化钛纳米粉体，通过研磨分散使其均匀分散在Al(OH)₃溶胶原位包覆改性包覆二氧化硅溶胶中，再经与有机硅复合制备出具有自清洁性能的金属基材防腐溶胶。使纳米锐钛矿二氧化钛在制备的涂层中均匀分散，在涂层防腐的基材上，可有效提高涂层的自清洁性能。

具体实施方式

以下通过实例进一步对本发明进行描述。

本发明中用于金属基材的自清洁防腐溶胶制备方法，包括如下几个步骤：