CN107353734A - 一种纳米材料改性防雾自洁涂料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种纳米材料改性防雾自洁涂料的制备方法，属于涂料制备技术领域。包括以下步骤：（1）制备混合溶剂；（2）将热塑性丙烯酸高分子树脂和上述混合溶剂搅拌均匀，同时加入分散剂、防沉剂和光引发剂；（3）制备TiO2溶液；（4）在步骤(2)中的混合溶液中加入金红石型钛白粉、硅灰石粉、云母粉、海泡石粉、TiO2溶液和纳米氧化铝，混合均匀后得到最终产品。本发明所述方法工艺简单、技术性能优良，适于流水线生产，无环境污染并且能耗低、用途广泛。制备的涂料耐酸碱、防腐蚀、装饰性好，并且具备防雾去污功能。

Description

一种纳米材料改性防雾自洁涂料的制备方法
技术领域
本发明属于涂料制备技术领域，具体涉及一种纳米材料改性防雾自洁涂料的制备方法。
背景技术
随着人们对资源和环境保护意识的加强，涂料工业正朝着环保型、节约型和功能性方向发展，多功能涂料越来越受到人们的重视。功能涂料是具有吸收分解有毒有害物质、防水、防火、防污、导电、屏蔽电磁波、防静电、防霉、杀菌、防海洋生物黏附、耐高温、示温和温度标记、发光、吸收和放射红外线、吸收太阳能、屏蔽射线、标志颜色、防滑、自润滑、防碎裂飞溅以及防噪声、减震、防结露等功能。随着国民经济的发展和科学技术的进步，功能涂料将在更多层面提供越来越完善、越来越强大的功能。
在我们日常生活中，汽车玻璃、楼宇玻璃、装饰玻璃等，都需要我们频繁的去维护和清洁，维护及清洁时会造成较大的资源浪费，如水、电、人工等，在高层楼宇清洁中还存在着较大的安全隐患。与此同时，在雨雪天气，汽车玻璃很容易产生雾气，影响驾驶员视线，这是车辆事故多发的一个重要因素。因此，防雾、自洁纳米材料的制备对于我国经济的可持续性发展来说至关重要。随着防雾、自洁纳米材料需求的日益突出，市场上出现一些防雾、自洁产品。然而，大多数防雾、自洁产品不仅存在着制作工艺复杂，稳定性差等问题，而且与基材之间的粘接性差，容易脱落，耐腐蚀性以及抗压能力较差。
申请号为CN201510244802.1专利申请中公开了一种防雾、自洁纳米材料的制备方法，制备的材料具有防雾能力强，自洁效果持久，施工简单以及成本低等优点，但是耐腐蚀性以及耐酸碱性较差，制备过程较为复杂。
发明内容
解决的技术问题：针对上述技术问题，本发明提供一种纳米材料改性防雾自洁涂料的制备方法，通过本方法制备的涂料耐酸碱、防腐蚀、装饰性好，并且具备防雾去污功能。
技术方案：一种纳米材料改性防雾自洁涂料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
（1）称取100~120质量份二甲苯、20~30质量份醋酸丁酯、40~50质量份乙二醇***醋酸酯投入搅拌缸，转速为550~700 r/min，搅拌15~20 min至均匀，制得备用的混合溶剂；
（2）取100~150质量份热塑性丙烯酸高分子树脂和20~30质量份步骤（1）制备的混合溶剂，边搅拌边投入5~10质量份分散剂、3~6质量份防沉剂和4~7质量份光引发剂，600~750 r/min搅拌10~20 min；
（3）称取5~10质量份纳米TiO2，然后分散到30~40质量份去离子水中，搅拌均匀后得到透明淡蓝色TiO2溶液；
（4）在800~900 r/min的转速下，在步骤（2）搅拌后的混合溶液中加入2~4质量份金红石型钛白粉、4~8质量份硅灰石粉、5~9质量份云母粉、3~6质量份海泡石粉，然后加入步骤（3）制备的透明淡蓝色TiO2溶液和5~10质量份纳米氧化铝，在转速为900~1000 r/min的转速下搅拌20~40 min即得到最终产品。
作为优选，所述步骤（1）中称取110质量份二甲苯、25质量份醋酸丁酯、45质量份乙二醇***醋酸酯投入搅拌缸，转速为600 r/min，搅拌20 min至均匀，制得备用的混合溶剂。
作为优选，所述步骤（2）中分散剂为乙二醇或者聚乙二醇；防沉剂为有机膨润土；光引发剂为吸收波长在200~450 nm的自由基型安息香或者安息香双甲醚。
作为优选，所述步骤（2）中取125质量份热塑性丙烯酸高分子树脂和25质量份步骤（1）制备的混合溶剂，边搅拌边投入8质量份分散剂、5质量份防沉剂和6质量份光引发剂，700 r/min搅拌15 min。
作为优选，所述步骤（3）中纳米TiO2的粒径为4~6 nm。
作为优选，所述步骤（3）中称取8质量份纳米TiO2，然后分散到35质量份去离子水中。
作为优选，所述步骤（4）中纳米氧化铝的粒径为8~10nm。
作为优选，所述步骤（4）中在850 r/min的转速下，在步骤（2）搅拌后的混合溶液中加入3质量份金红石型钛白粉、6质量份硅灰石粉、7质量份云母粉、5质量份海泡石粉，然后加入步骤（3）制备的透明淡蓝色TiO2溶液和7质量份纳米氧化铝，在转速为950 r/min的转速下搅拌30 min即得到最终产品。
有益效果：（1）本发明所述方法工艺简单、技术性能优良，适于流水线生产，无环境污染并且能耗低、用途广泛；（2）本发明所述制备方法制备的涂料耐酸碱、防腐蚀、装饰性好，并且具备防雾去污功能；（3）性能测试结果如下：涂膜外观平整、均匀；纳米涂层的附着力等级为0级；在水中浸泡70天，纳米涂层无变化；利用接触角测定仪测得与水的接触角3~5°；将附有纳米涂层的玻璃基材浸泡到20% HCl或者NaOH溶液中100~150 h，试件纳米涂层表面及亲水性能无变化；硬度（铅笔法）>2H。
具体实施方式
实施例1
一种纳米材料改性防雾自洁涂料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
（1）称取100质量份二甲苯、20质量份醋酸丁酯、40质量份乙二醇***醋酸酯投入搅拌缸，转速为550 r/min，搅拌15 min至均匀，制得备用的混合溶剂；
（2）取100质量份热塑性丙烯酸高分子树脂和20质量份步骤（1）制备的混合溶剂，边搅拌边投入5质量份乙二醇、3质量份有机膨润土和4质量份安息香，600 r/min搅拌10 min；
（3）称取5质量份纳米TiO2，纳米TiO2的粒径为4~6 nm，然后分散到30质量份去离子水中，搅拌均匀后得到透明淡蓝色TiO2溶液；
（4）在800 r/min的转速下，在步骤（2）搅拌后的混合溶液中加入2质量份金红石型钛白粉、4质量份硅灰石粉、5质量份云母粉、3质量份海泡石粉，然后加入步骤（3）制备的透明淡蓝色TiO2溶液和5质量份纳米氧化铝，纳米氧化铝的粒径为8~10 nm，然后在转速为900 r/min的转速下搅拌20 min即得到最终产品。
用喷枪将本实施例制备的纳米材料改性防雾自洁涂料喷涂到玻璃表面，在玻璃表面附有薄薄一层纳米涂层，自然晾干即可，然后对涂层进行性能测试，测试结果如下：涂膜外观平整、均匀；纳米涂层的附着力等级为0级；在水中浸泡70天，纳米涂层无变化；利用接触角测定仪测得与水的接触角5~8°；将附有纳米涂层的玻璃基材浸泡到20% HCl或者NaOH溶液中100 h，试件纳米涂层表面及亲水性能无变化；硬度（铅笔法）>2H。
实施例2
一种纳米材料改性防雾自洁涂料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
（1）称取120质量份二甲苯、30质量份醋酸丁酯、50质量份乙二醇***醋酸酯投入搅拌缸，转速为700 r/min，搅拌20 min至均匀，制得备用的混合溶剂；
（2）取150质量份热塑性丙烯酸高分子树脂和30质量份步骤（1）制备的混合溶剂，边搅拌边投入10质量份聚乙二醇、6质量份有机膨润土和7质量份安息香双甲醚，750 r/min搅拌20 min；
（3）称取10质量份纳米TiO2，纳米TiO2的粒径为4~6 nm，然后分散到40质量份去离子水中，搅拌均匀后得到透明淡蓝色TiO2溶液；
（4）在900 r/min的转速下，在步骤（2）搅拌后的混合溶液中加入4质量份金红石型钛白粉、8质量份硅灰石粉、9质量份云母粉、6质量份海泡石粉，然后加入步骤（3）制备的透明淡蓝色TiO2溶液和10质量份纳米氧化铝，纳米氧化铝的粒径为8~10 nm，然后在转速为1000r/min的转速下搅拌40 min即得到最终产品。
用喷枪将本实施例制备的纳米材料改性防雾自洁涂料喷涂到玻璃表面，在玻璃表面附有薄薄一层纳米涂层，自然晾干即可，然后对涂层进行性能测试，测试结果如下：涂膜外观平整、均匀；纳米涂层的附着力等级为0级；在水中浸泡70天，纳米涂层无变化；利用接触角测定仪测得与水的接触角4~7°；将附有纳米涂层的玻璃基材浸泡到20% HCl或者NaOH溶液中120 h，试件纳米涂层表面及亲水性能无变化；硬度（铅笔法）>2H。
实施例3
一种纳米材料改性防雾自洁涂料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
（1）称取110质量份二甲苯、25质量份醋酸丁酯、45质量份乙二醇***醋酸酯投入搅拌缸，转速为600 r/min，搅拌20 min至均匀，制得备用的混合溶剂；
（2）取125质量份热塑性丙烯酸高分子树脂和25质量份步骤（1）制备的混合溶剂，边搅拌边投入8质量份聚乙二醇、5质量份有机膨润土和6质量份安息香双甲醚，700 r/min搅拌15 min；
（3）称取8质量份纳米TiO2，纳米TiO2的粒径为4~6 nm，然后分散到35质量份去离子水中，搅拌均匀后得到透明淡蓝色TiO2溶液；
（4）在850 r/min的转速下，在步骤（2）搅拌后的混合溶液中加入3质量份金红石型钛白粉、6质量份硅灰石粉、7质量份云母粉、5质量份海泡石粉，然后加入步骤（3）制备的透明淡蓝色TiO2溶液和7质量份纳米氧化铝，纳米氧化铝的粒径为8~10 nm，然后在转速为950 r/min的转速下搅拌30 min即得到最终产品。
用喷枪将本实施例制备的纳米材料改性防雾自洁涂料喷涂到玻璃表面，在玻璃表面附有薄薄一层纳米涂层，自然晾干即可，然后对涂层进行性能测试，测试结果如下：涂膜外观平整、均匀；纳米涂层的附着力等级为0级；在水中浸泡70天，纳米涂层无变化；利用接触角测定仪测得与水的接触角3~5°；将附有纳米涂层的玻璃基材浸泡到20% HCl或者NaOH溶液中150 h，试件纳米涂层表面及亲水性能无变化；硬度（铅笔法）>2H。
对比例1
同实施例3，区别在于不添加纳米氧化铝和光引发剂，具体步骤如下：
（1）称取110质量份二甲苯、25质量份醋酸丁酯、45质量份乙二醇***醋酸酯投入搅拌缸，转速为600 r/min，搅拌20 min至均匀，制得备用的混合溶剂；
（2）取125质量份热塑性丙烯酸高分子树脂和25质量份步骤（1）制备的混合溶剂，边搅拌边投入8质量份聚乙二醇、5质量份有机膨润土，700 r/min搅拌15 min；
（3）称取8质量份纳米TiO2，纳米TiO2的粒径为4~6 nm，然后分散到35质量份去离子水中，搅拌均匀后得到透明淡蓝色TiO2溶液；
（4）在850 r/min的转速下，在步骤（2）搅拌后的混合溶液中加入3质量份金红石型钛白粉、6质量份硅灰石粉、7质量份云母粉、5质量份海泡石粉，然后加入步骤（3）制备的透明淡蓝色TiO2溶液，在转速为950 r/min的转速下搅拌30 min即得到最终产品。
用喷枪将本实施例制备的纳米材料改性防雾自洁涂料喷涂到玻璃表面，在玻璃表面附有薄薄一层纳米涂层，自然晾干即可，然后对涂层进行性能测试，测试结果如下：涂膜外观平整、均匀；纳米涂层的附着力等级为0级；在水中浸泡60天，纳米涂层无变化；利用接触角测定仪测得与水的接触角7~12°；将附有纳米涂层的玻璃基材浸泡到20% HCl或者NaOH溶液中80 h，试件纳米涂层表面及亲水性能无变化；硬度（铅笔法）>2H。

Claims (8)

1.一种纳米材料改性防雾自洁涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
（1）称取100~120质量份二甲苯、20~30质量份醋酸丁酯、40~50质量份乙二醇***醋酸酯投入搅拌缸，转速为550~700 r/min，搅拌15~20 min至均匀，制得备用的混合溶剂；
（2）取100~150质量份热塑性丙烯酸高分子树脂和20~30质量份步骤（1）制备的混合溶剂，边搅拌边投入5~10质量份分散剂、3~6质量份防沉剂和4~7质量份光引发剂，600~750 r/min搅拌10~20 min；
（3）称取5~10质量份纳米TiO2，然后分散到30~40质量份去离子水中，搅拌均匀后得到透明淡蓝色TiO2溶液；
（4）在800~900 r/min的转速下，在步骤（2）搅拌后的混合溶液中加入2~4质量份金红石型钛白粉、4~8质量份硅灰石粉、5~9质量份云母粉、3~6质量份海泡石粉，然后加入步骤（3）制备的透明淡蓝色TiO2溶液和5~10质量份纳米氧化铝，在转速为900~1000 r/min的转速下搅拌20~40 min即得到最终产品。
2.根据权利要求1所述的一种纳米材料改性防雾自洁涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中称取110质量份二甲苯、25质量份醋酸丁酯、45质量份乙二醇***醋酸酯投入搅拌缸，转速为600 r/min，搅拌20 min至均匀，制得备用的混合溶剂。
3.根据权利要求1所述的一种纳米材料改性防雾自洁涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中分散剂为乙二醇或者聚乙二醇；防沉剂为有机膨润土；光引发剂为吸收波长在200~450 nm的自由基型安息香或者安息香双甲醚。
4.根据权利要求1所述的一种纳米材料改性防雾自洁涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中取125质量份热塑性丙烯酸高分子树脂和25质量份步骤（1）制备的混合溶剂，边搅拌边投入8质量份分散剂、5质量份防沉剂和6质量份光引发剂，700 r/min搅拌15 min。
5.根据权利要求1所述的一种纳米材料改性防雾自洁涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中纳米TiO2的粒径为4~6 nm。
6.根据权利要求1所述的一种纳米材料改性防雾自洁涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中称取8质量份纳米TiO2，然后分散到35质量份去离子水中。
7.根据权利要求1所述的一种纳米材料改性防雾自洁涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中纳米氧化铝的粒径为8~10nm。
8.根据权利要求1所述的一种纳米材料改性防雾自洁涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中在850 r/min的转速下，在步骤（2）搅拌后的混合溶液中加入3质量份金红石型钛白粉、6质量份硅灰石粉、7质量份云母粉、5质量份海泡石粉，然后加入步骤（3）制备的透明淡蓝色TiO2溶液和7质量份纳米氧化铝，在转速为950 r/min的转速下搅拌30 min即得到最终产品。
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