[发明专利]一种具有光触媒功能的有机硅加硬液及其制备方法

说明书

本发明涉及涉及一种具有光触媒功能的有机硅加硬液及其制备方法。该具有光触媒功能的有机硅加硬液由下列原料混合分散制得，按照重量份计：10～25份的钛甲基硅树脂，0～1份的固化剂；20～50份的醇类溶剂；25～60份的醋酸丁酯；0.2～0.6份的润湿流平剂。所述制备方法通过控制钛酸正丁酯的水解缩合速度，以及与硅氧烷单体的添加比例，在硅氧烷网络中，钛酸正丁酯水解缩合形成二氧化钛原子簇并通过Ti‑O‑Si键化学键合在树脂中，即能表现出优异的光催化性能，又保证了涂层的高透明性。由于整个涂层主要由甲基硅树脂构成，保证了涂层固化后的硬度和耐摩擦性能，是一种新型表面透明加硬材料。

技术领域

本发明涉及涂料的技术领域，更具体地，涉及一种具有光触媒功能的有机硅加硬液及其制备方法。

背景技术

以纳米二氧化钛为代表的光触媒材料在光激发下产生具有强氧化环氧作用的“空穴-电子对”，能够起到优异的抗菌、除臭、防霉、防污效果，且效果持久，一经诞生就引起了广泛的关注，十几年前科学家就开始利用这种现象制备自清洁涂料、抗菌涂料等功能产品。但是，由于二氧化钛和大部分成膜树脂折射率较大，即使粒径下降至纳米尺度，也不能完全解决两者混合时涂层透明度显著下降的问题(泛白)。

有机硅加硬液能够提高光学塑料的表面硬度，进而提高光学塑料的耐磨性和耐化学性能，它的成功开发使光学塑料在很多场合都代替了光学玻璃。据统计，目前80％以上的眼镜镜片均为光学塑料制备而成，其中大部分都采用了有机硅加硬液进行表面处理。有机硅加硬涂层不仅要有较高的硬度，还必须具有90％以上的可见光透过率。因此，光触媒技术一直没有机会应用在有机硅加硬液配方之中。

2020年新冠疫情爆发以来，抗菌杀毒涂料得到普遍重视，具有光触媒功能的有机硅加硬液成为一个具有现实意义的研究和创新方向。

发明内容

本发明的第一个目的是：提供一种具有光触媒功能的有机硅加硬液，所述有机硅加硬液的涂层固化后具有优异的光催化能力，高透光率以及良好的耐摩擦性能。

实现本发明目的的技术方案的设计思路是：以含钛甲基硅树脂为主体成膜树脂，添加固化促进剂来降低涂层的固化问题，添加流平剂提高涂料的流平和基材润湿性能。

一种具有光触媒功能的有机硅加硬液，它由如下重量份数的原料制成：

所述含钛甲基硅树脂由甲基三烷氧基硅烷，少量苯基三烷氧基硅烷、四烷氧基硅烷、钛酸正丁酯及封端物在酸催化下共水解制备而成。

在其中一实施例中，所述甲基三烷氧基硅烷为甲基三甲氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷；苯基三烷氧基硅烷为苯基三甲氧基硅烷或苯基三乙氧基硅烷；四烷氧基硅烷为四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷。

在其中一实施例中，所述封端物为乙酰丙酮；所述酸性催化剂是指乙酸、甲酸、盐酸中的一种或几种混合物。

在其中一实施例中，所述有机硅加硬液的涂层固化后，可见光的透光率≥95％。

在其中一实施例中，以10N的力用粘水的抹布/纱布擦试所述有机硅加硬液的形成的涂层，往返擦拭5000次无明显变化。

在其中一实施例中，所述醇类溶剂是指甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇单丁醚中的一种或者几种混合物。

在其中一实施例中，所述固化剂为1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯，四甲基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、四甲基氯化铵中的一种或者几种混合物。

在其中一实施例中，所述润湿流平剂为有机硅类润湿流平剂。

在其中一实施例中，所述有机硅加硬液具有硅氧烷网络结构，钛酸正丁酯水解缩合形成二氧化钛原子簇并通过Ti-O-Si键化学键合在含钛甲基硅树脂中。

在其中一实施例中，制备所述含钛甲基硅树脂的原料及重量份为：