CN112500747A - 一种自清洁耐候型氟碳铝单板及其制备方法 - Google Patents

一种自清洁耐候型氟碳铝单板及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112500747A
CN112500747A CN202011393414.7A CN202011393414A CN112500747A CN 112500747 A CN112500747 A CN 112500747A CN 202011393414 A CN202011393414 A CN 202011393414A CN 112500747 A CN112500747 A CN 112500747A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fluorocarbon
coating
self
parts
cleaning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011393414.7A
Other languages
English (en)
Inventor
刘传红
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Naomi New Material Technology Co ltd
Original Assignee
Jiangsu Naomi New Material Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Naomi New Material Technology Co ltd filed Critical Jiangsu Naomi New Material Technology Co ltd
Priority to CN202011393414.7A priority Critical patent/CN112500747A/zh
Publication of CN112500747A publication Critical patent/CN112500747A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D127/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D127/02—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C09D127/12—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/18—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by dipping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/007—After-treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/14—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to metal, e.g. car bodies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/24—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials for applying particular liquids or other fluent materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/50—Multilayers
    • B05D7/56—Three layers or more
    • B05D7/57—Three layers or more the last layer being a clear coat
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/50—Multilayers
    • B05D7/56—Three layers or more
    • B05D7/57—Three layers or more the last layer being a clear coat
    • B05D7/574—Three layers or more the last layer being a clear coat at least some layers being let to dry at least partially before applying the next layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/50—Multilayers
    • B05D7/56—Three layers or more
    • B05D7/57—Three layers or more the last layer being a clear coat
    • B05D7/576—Three layers or more the last layer being a clear coat each layer being cured, at least partially, separately
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
    • C09D1/02—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances alkali metal silicates
    • C09D1/04—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances alkali metal silicates with organic additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/16—Antifouling paints; Underwater paints
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/63—Additives non-macromolecular organic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2202/00—Metallic substrate
    • B05D2202/20—Metallic substrate based on light metals
    • B05D2202/25—Metallic substrate based on light metals based on Al
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

本申请涉及铝单板领域，具体公开了一种自清洁耐候型氟碳铝单板及其制备方法，所述自清洁耐候型氟碳铝单板包括由内向外依次涂覆的氟碳涂层和自清洁涂层，所述氟碳涂层由氟碳涂料涂覆后固化制备而成，所述氟碳涂料包括下列重量份物质组成：45～50份氟碳树脂、0.1～0.3份分散剂、3～5份氨基树脂、1～2份异氰酸酯、0.2～0.5份流平剂、15～30份白炭黑和60～100份甲基异丁基甲酮。本申请优化了氟碳涂层与自清洁涂层之间的涂覆结构，并在氟碳涂层内部中添加白炭黑为改性材料形成的微纳米结构的尺寸效应，克服自清洁耐候型氟碳铝单板表面自清洁涂层的结合强度低导致自清洁性能不佳的问题。

Description

一种自清洁耐候型氟碳铝单板及其制备方法
技术领域
本申请涉及铝单板领域，更具体地说，它涉及一种自清洁耐候型氟碳铝单板及其制备方法。
背景技术
氟碳铝单板是以含铝单板为首要镀膜基底的一系列铝单板的通称,其以铝单板为基础进行研究、生产而成的一种新型涂层铝单板，由于其表现出了很强地耐候性及耐化学介质腐蚀等优异特性，在行业内有铝单板王之称。但是随着经济的发展，环境污染比较严重，氟碳铝单板长期使用后表面会附着大量的污垢，因此需要定期、定时的清洁。这不仅耗费人力物力，而且也存在着高空作业等危险，同时使用清洁用品还会带来二次污染等问题。
相关技术可参考公开号为CN102587610B的中国发明专利，公开了一种表面涂覆氮掺杂纳米二氧化钛薄膜的可见光响应自清洁氟碳铝单板的制备方法，主要表现为氟碳铝单板表面涂覆的氮掺杂纳米二氧化钛薄膜暴露在室外，经过自然光照后具有超亲水性，附在涂层表面的污染能够通过雨水冲刷洗掉。另一方面，氮掺杂纳米二氧化钛薄膜经过自然光照后具有光催化特性，能够有效地降解残留在铝板表面的有机污染物。
针对上述中的相关技术，发明人认为通过在其表面设置自清洁纳米二氧化钛薄膜的方案虽然能在一定程度上改善涂层的自清洁性能，但是在氟碳涂层表面能低，所涂敷的纳米二氧化钛涂层结合强度低，易脱落或开裂，从而降低了氟碳铝单板的自清洁性能。
发明内容
为了克服自清洁耐候型氟碳铝单板表面自清洁涂层的结合强度低导致自清洁性能不佳的问题，本申请提供一种自清洁耐候型氟碳铝单板，采用如下的技术方案：
第一方面，本申请提供一种自清洁耐候型氟碳铝单板，采用如下的技术方案：
一种自清洁耐候型氟碳铝单板，包括由内向外依次涂覆的氟碳涂层和自清洁涂层，所述氟碳涂层由氟碳涂料涂覆后固化制备而成，所述氟碳涂料包括下列重量份物质组成：45～50份氟碳树脂、0.1～0.3份分散剂、3～5份氨基树脂、1～2份异氰酸酯、0.2～0.5份流平剂、15～30份白炭黑和60～100份甲基异丁基甲酮。
通过采用上述技术方案，由于本申请优化了氟碳涂层与自清洁涂层之间的涂覆结构，并在氟碳涂层内部中添加白炭黑为改性材料，由于白炭黑具有良好的纳米尺寸小于，将其添加至涂层中进行处理，使氟碳涂层表面形成微纳米结构的尺寸效应，从而使自清洁涂层在涂覆时，具有良好的结合强度，从而克服自清洁耐候型氟碳铝单板表面自清洁涂层的结合强度低导致自清洁性能不佳的问题。
进一步地，所述自清洁涂层包括下列重量份物质：
45～50份二氧化钛溶胶液、15～20份硅酸钾溶液、25～30份二氧化硅溶胶、3～5份润湿剂和4.5～5份硅烷偶联剂；所述二氧化硅溶胶固含量为20～25％。
通过采用上述技术方案，由于本申请通过二氧化硅溶胶与二氧化钛溶胶液复合改性，通过在酸性条件下水解制备粒径分布范围稳定的TiO2溶胶，添加SiO2溶胶及TiO2溶胶进行改性，在涂层表面构建亲水、疏水交替结构，同时二氧化硅溶胶的亲水结构，能有效与氟碳涂层形成良好的结合强度，从而改善自清洁涂层在氟碳涂层表面的结合强度，从而使氟碳铝单板表面的自清洁时效提高，进而改善了氟碳铝单板自清洁性能。
进一步地，所述二氧化硅溶胶为固含量为20～25％多孔二氧化硅溶胶。
通过采用上述技术方案，由于本申请优化了多孔二氧化硅的溶胶固含量，改善多孔二氧化硅的含量，提高自清洁涂层的亲水性能的同时，防止多孔二氧化硅颗粒由于含量较高导致团聚减低其结构强度的问题，同时本申请通过采用多孔结构的二氧化硅，改善二氧化硅颗粒的比表面积，有效改善其与氟碳涂层之间结合强度，从而有效提高了氟碳铝单板自清洁涂层的自清洁持久性能。
进一步地，所述二氧化钛溶胶液采用以下方法制成：（1）按重量份数计，分别称量45～50份无水乙醇、3～5份酸催化剂和25～30份钛酸四丁酯置于搅拌装置中，先将无水乙醇和钛酸四丁酯搅拌混合，收集反应液并将酸催化剂滴加至反应液中；（2）待滴加完成后，收集分散混合液并按体积比1:1，将分散混合液与质量分数50％乙醇溶液搅拌混合并超声分散，得二氧化钛溶胶液。
通过采用上述技术方案，由于本申请采用酸催化钛酸四丁酯的水解反应，通过形成的大量的带有反应活性Ti-OH基的单体钛酸根和小聚合体，同时，钛酸丁酯水解之后生成的是无定形的二氧化钛，加酸之后会把无定形的二氧化钛溶解成极细小的二氧化钛纳米微晶，分散在溶液中的微晶再生长成锐钛矿纳米晶，从而提高产物在水中的分散性，使制备的二氧化钛凝胶液具有良好的分散性能。
进一步地，所述酸催化剂为按质量比1:1混合的0.5mol/L盐酸和0.1mol/L硝酸。
通过采用上述技术方案，由于本申请采用盐酸和硝酸进行复配制备酸催化剂，由于复合酸催化剂中的盐酸催化二氧化钛颗粒为锐钛型二氧化钛，且钛溶胶较为稳定，成膜性能较好，但是其御尘性能不佳，而硝酸作为催化剂时，催化成膜性差，但是其御尘性能较优异，两者互补，使制备的复合二氧化钛溶胶具有良好的御尘率和成膜性能，从而提高了氟碳铝单板的自清洁性能。
进一步地，所述硅酸钾溶液固含量为20～25％。
通过采用上述技术方案，本申请优化了硅酸钾的固含量，改善了硅酸钾的模数，由于硅酸盐离子结构简单，聚合度小，将其添加至涂层后进行干燥处理，能形成松散、多孔涂层，此时有利于涂层表面形成微纳结构，增加粗糙度，从而提高涂层与氟碳涂层之间的结合强度，改善其固含量贵高导致模数变大后，硅酸盐离子聚合度增加降低涂层表面微区域和空穴收缩，从而降低了涂层亲水性的问题，最终改善了氟碳铝单板自清洁涂层的寿命和自清洁性能。
第二方面，本申请提供一种自清洁耐候型氟碳铝单板的制备方法，所述自清洁耐候型氟碳铝单板的制备方法包括如下步骤：S1、按配方对铝单板表面涂覆氟碳涂并固化，得包覆有氟碳涂层的铝单板，将覆有氟碳涂层的铝单板置于室温下，喷砂处理并收集得表面处理氟碳铝单板；S2、按配方分别称量二氧化钛溶胶液、硅酸钾溶液、二氧化硅溶胶和润湿剂，先取润湿剂、硅酸钾溶液与多孔二氧化硅溶胶混合，在45～50℃下搅拌混合并收集得基体混合液；S3、将基体混合液与二氧化钛溶胶液混合得混合液，对混合液中滴加硅烷偶联剂，搅拌混合并超声分散，得涂覆液；S4、取表面处理氟碳铝单板并采用浸渍-提拉法将其按3mm/s的提拉速度对氟碳铝单板表面进行涂覆，自然干燥后，再重复浸渍提拉处理3～5次，自然晾干，即可制备得所述自清洁耐候型氟碳铝单板。
通过采用上述技术方案，由于本申请通过先对氟碳涂层进行良好的喷砂处理，通过较小颗粒的喷砂处理，使其表面形成的表面更有利于涂层粘结的各向异性的结构，在从而使自清洁涂层在其表面形成良好的结合强度，进一步改善了氟碳铝单板自清洁涂层的寿命和自清洁性能，同时本申请采用硅烷偶联剂对复合凝胶液进行改性，改善两者凝胶之间的结合强度，从而进一步提高了氟碳铝单板的自清洁性能。
进一步地，步骤S1所述表面处理氟碳铝单板粗糙度为2～3μm。
通过采用上述技术方案，本申请通过优化氟碳铝单板的粗糙度，防止其由于过于粗糙降低了氟碳涂层表面的结构性能，也防止氟碳涂层粗糙度较低降低氟碳涂层与自清洁涂层之间的结合强度。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
第一、本申请优化了氟碳涂层与自清洁涂层之间的涂覆结构，并在氟碳涂层内部中添加白炭黑为改性材料，由于白炭黑具有良好的纳米尺寸小于，将其添加至涂层中进行处理，使氟碳涂层表面形成微纳米结构的尺寸效应，从而使自清洁涂层在涂覆时，具有良好的结合强度，从而克服自清洁耐候型氟碳铝单板表面自清洁涂层的结合强度低导致自清洁性能不佳的问题。
第二、本申请通过二氧化硅溶胶与二氧化钛溶胶液复合改性，通过在酸性条件下水解制备粒径分布范围稳定的TiO2溶胶，添加SiO2溶胶及TiO2溶胶进行改性，在涂层表面构建亲水、疏水交替结构，同时二氧化硅溶胶的亲水结构，能有效与氟碳涂层形成良好的结合强度，从而改善自清洁涂层在氟碳涂层表面的结合强度，从而使氟碳铝单板表面的自清洁时效提高，进而改善了氟碳铝单板自清洁性能。
第三、本申请优化了多孔二氧化硅的溶胶固含量，改善多孔二氧化硅的含量，提高自清洁涂层的亲水性能的同时，防止多孔二氧化硅颗粒由于含量较高导致团聚减低其结构强度的问题，同时本申请通过采用多孔结构的二氧化硅，改善二氧化硅颗粒的比表面积，有效改善其与氟碳涂层之间结合强度，从而有效提高了氟碳铝单板自清洁涂层的自清洁持久性能。
第四、本申请采用盐酸和硝酸进行复配制备酸催化剂，由于复合酸催化剂中的盐酸催化二氧化钛颗粒为锐钛型二氧化钛，且钛溶胶较为稳定，成膜性能较好，但是其御尘性能不佳，而硝酸作为催化剂时，催化成膜性差，但是其御尘性能较优异，两者互补，使制备的复合二氧化钛溶胶具有良好的御尘率和成膜性能，从而提高了氟碳铝单板的自清洁性能。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例中，所用的原料和仪器设备如下所示，但不以此为限：
原料：道康宁公司牌号为DC7244润湿剂、R960钛白粉；
机器：砂磨机、搅拌机等。
实施例
制备例1
分别称量450mL无水乙醇、30mL酸催化剂和250mL钛酸四丁酯置于搅拌装置中，先将无水乙醇和钛酸四丁酯搅拌混合并置于45℃下保温搅拌混合3h，收集反应液并将酸催化剂滴加至反应液中，控制滴加时间为3h，待滴加完成后，收集分散混合液并按体积比1:1，将分散混合液与质量分数50％乙醇溶液搅拌混合并置于200W下超声分散10min，得二氧化钛溶胶液；
制备例2
分别称量475mL无水乙醇、40mL酸催化剂和275mL钛酸四丁酯置于搅拌装置中，先将无水乙醇和钛酸四丁酯搅拌混合并置于47℃下保温搅拌混合4h，收集反应液并将酸催化剂滴加至反应液中，控制滴加时间为4h，待滴加完成后，收集分散混合液并按体积比1:1，将分散混合液与质量分数50％乙醇溶液搅拌混合并置于250W下超声分散12min，得二氧化钛溶胶液；
制备例3
分别称量500mL无水乙醇、50mL酸催化剂和300mL钛酸四丁酯置于搅拌装置中，先将无水乙醇和钛酸四丁酯搅拌混合并置于50℃下保温搅拌混合5h，收集反应液并将酸催化剂滴加至反应液中，控制滴加时间为5h，待滴加完成后，收集分散混合液并按体积比1:1，将分散混合液与质量分数50％乙醇溶液搅拌混合并置于300W下超声分散15min，得二氧化钛溶胶液；
实施例1
取经氟碳涂料涂覆后的氟碳铝单板并对其表面喷砂处理，在室温下，采用800目棕刚玉砂喷砂处理至铝单板粗糙度为2μm，待喷砂处理完成后，得表面处理氟碳铝单板；
按质量比1:5:10，取润湿剂、固含量为20％的硅酸钾溶液与固含量为20％多孔二氧化硅溶胶混合，在45℃下搅拌混合并收集得基体混合液，按体积比3:1，将基体混合液与制备例1制备的二氧化钛溶胶液混合得混合液，对混合液中滴加二氧化钛溶胶液质量10％的硅烷偶联剂，搅拌混合并置于200W下超声分散10min，得涂覆液；
取氟碳铝单板并采用浸渍-提拉法将其按3mm/s的提拉速度对氟碳铝单板表面进行涂覆，自然干燥后，再重复浸渍提拉处理3次，自然晾干，即可制备得所述自清洁耐候型氟碳铝单板。
实施例2
取经氟碳涂料涂覆后的氟碳铝单板并对其表面喷砂处理，在室温下，采用900目棕刚玉砂喷砂处理至铝单板粗糙度为2.5μm，待喷砂处理完成后，得表面处理氟碳铝单板；
按质量比1:5:10，取润湿剂、固含量为20％的硅酸钾溶液与固含量为22％多孔二氧化硅溶胶混合，在47℃下搅拌混合并收集得基体混合液，按体积比3:1，将基体混合液与制备例2制备的二氧化钛溶胶液混合得混合液，对混合液中滴加二氧化钛溶胶液质量10％的硅烷偶联剂，搅拌混合并置于250W下超声分散12min，得涂覆液；
取氟碳铝单板并采用浸渍-提拉法将其按3mm/s的提拉速度对氟碳铝单板表面进行涂覆，自然干燥后，再重复浸渍提拉处理4次，自然晾干，即可制备得所述自清洁耐候型氟碳铝单板。
实施例3
取经氟碳涂料涂覆后的氟碳铝单板并对其表面喷砂处理，在室温下，采用1000目棕刚玉砂喷砂处理至铝单板粗糙度为3μm，待喷砂处理完成后，得表面处理氟碳铝单板；
按质量比1:5:10，取润湿剂、固含量为20％的硅酸钾溶液与固含量为25％多孔二氧化硅溶胶混合，在50℃下搅拌混合并收集得基体混合液，按体积比3:1，将基体混合液与二氧化钛溶胶液混合得混合液，对混合液中滴加二氧化钛溶胶液质量10％的硅烷偶联剂，搅拌混合并置于300W下超声分散15min，得涂覆液；
取氟碳铝单板并采用浸渍-提拉法将其按3mm/s的提拉速度对氟碳铝单板表面进行涂覆，自然干燥后，再重复浸渍提拉处理5次，自然晾干，即可制备得所述自清洁耐候型氟碳铝单板。
实施例4～6
实施例4～6中在自清洁耐候型氟碳铝单板制备过程中，采用普通的固含量20～25％的二氧化硅溶胶代替本申请采用的多孔二氧化硅溶胶，与实施例1～3中分别对应的实施例4～6的其余条件和组分比例相同。
实施例7～9
实施例7～9中在自清洁耐候型氟碳铝单板制备过程中，调节硅酸钾溶液固含量为为10～15％，与实施例1～3中分别对应的实施例7～9的其余条件和组分比例相同。
实施例10～12
实施例10～12中在自清洁耐候型氟碳铝单板制备过程中，调节硅酸钾溶液固含量为为26～30％，与实施例1～3中分别对应的实施例10～12的其余条件和组分比例相同。
性能检测试验
分别对实施例1～12制备的自清洁耐候型氟碳铝单板自清洁性能、耐候性进行测试。
检测方法/试验方法
（1）耐候性：耐人工气候老化性：采用GB/T1766—1995进行4000h耐人工气候老化性测试；耐盐雾性：采用ASTMD1654—1992进行耐盐雾测试。
（2）涂膜外观：观测法。
（3）附着力：采用GB/T 9286—1998进行测试。检测结果如下表表1所示。
具体检测结果如下表表1所示：
表1实施例1～12性能检测表
Figure 139852DEST_PATH_IMAGE002
参考表1的性能检测对比可以发现：
将实施例1～3进行性能对比，实施例1～3中附着力和耐候性随自清洁涂层添加比例的升高而提高，这说明本申请采用二氧化硅溶胶与二氧化钛溶胶液复合改性，在涂层表面构建亲水、疏水交替结构，同时二氧化硅溶胶的亲水结构，能有效与氟碳涂层形成良好的结合强度，从而改善自清洁涂层在氟碳涂层表面的结合强度，从而使氟碳铝单板表面的自清洁时效提高，进而改善了氟碳铝单板自清洁性能。
将实施例1～3和实施例4～6行性能对比，由于实施例4～6中在自清洁耐候型氟碳铝单板制备过程中，采用普通的固含量20～25％的二氧化硅溶胶代替本申请采用的多孔二氧化硅溶胶，由表1可以看出，实施例4～6耐候性和附着力均有所下降，这说明本申请采用多孔二氧化硅的溶胶，改善了二氧化硅颗粒的比表面积，有效改善其与氟碳涂层之间结合强度，从而有效提高了氟碳铝单板自清洁涂层的自清洁持久性能。
将实施例1～3和实施例7～12行性能对比，由于实施例7～12中在自清洁耐候型氟碳铝单板制备过程中，改变了硅酸钾溶液的固含量，由表1可以看出，实施例7～12耐候性和附着力均有所下降，这说明本申请优化了硅酸钾的固含量，优化了硅酸钾的模数，改善了氟碳铝单板自清洁涂层的寿命和自清洁性能。
对比例
对比例1～3
对比例1～3中直接采用等质量的二氧化钛溶胶制备自清洁涂层，与实施例1～3中分别对应的对比例1～3，其余条件和组分比例相同。
对比例4～6
对比例4～6中只采用0.5mol/L盐酸代替本申请采用的酸催化剂，与实施例1～3中分别对应的对比例4～6，其余条件和组分比例相同。
对比例7～9
对比例7～9中只采用0.1mol/L硝酸代替本申请采用的酸催化剂，与实施例1～3中分别对应的对比例7～9，其余条件和组分比例相同。
性能检测试验
分别对对比例1～9制备的自清洁耐候型氟碳铝单板自清洁性能、耐候性进行测试。
检测方法/试验方法
（1）耐候性：耐人工气候老化性：采用GB/T1766—1995进行4000h耐人工气候老化性测试；耐盐雾性：采用ASTMD1654—1992进行耐盐雾测试。
（2）涂膜外观：观测法。
（3）附着力：采用GB/T 9286—1998进行测试。检测结果如下表表1所示。
具体检测结果如下表表1所示：
表1实施例1～12性能检测表
Figure RE-964592DEST_PATH_IMAGE004
参考表1的性能检测对比可以发现：
将对比例1～3与实施例1～3进行性能对比，由表1中可以发现，对比例1～3中附着力明显降低，这说明本申请通过二氧化硅溶胶与二氧化钛溶胶液复合改性，在涂层表面构建亲水、疏水交替结构，同时二氧化硅溶胶的亲水结构，能有效与氟碳涂层形成良好的结合强度，从而改善自清洁涂层在氟碳涂层表面的结合强度，从而使氟碳铝单板表面的自清洁时效提高，进而改善了氟碳铝单板自清洁性能。
将实施例1～3和对比例4～9行性能对比，由于对比例4～9只采用0.5mol/L盐酸代替本申请采用的酸催化剂，由表1可以看出，对比例4～9耐候性和附着力均有所下降，这说明本申请采用盐酸和硝酸进行复配制备酸催化剂，由于复合酸催化剂中的盐酸催化二氧化钛颗粒为锐钛型二氧化钛，且钛溶胶较为稳定，成膜性能较好，但是其御尘性能不佳，而硝酸作为催化剂时，催化成膜性差，但是其御尘性能较优异，两者互补，使制备的复合二氧化钛溶胶具有良好的御尘率和成膜性能，从而提高了氟碳铝单板的自清洁性能。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种自清洁耐候型氟碳铝单板，其特征在于，包括由内向外依次涂覆的氟碳涂层和自清洁涂层，所述氟碳涂层由氟碳涂料涂覆后固化制备而成，所述氟碳涂料包括下列重量份物质组成：
氟碳树脂 45～50份；
分散剂 0.1～0.3份；
氨基树脂 3～5份；
异氰酸酯 1～2份；
流平剂 0.2～0.5份；
白炭黑 15～30份；
甲基异丁基甲酮 60～100份。
2.根据权利要求1所述的一种自清洁耐候型氟碳铝单板，其特征在于，所述自清洁涂层包括下列重量份物质：
二氧化钛溶胶液 45～50份；
硅酸钾溶液 15～20份；
二氧化硅溶胶 25～30份；
润湿剂 3～5份；
硅烷偶联剂 4.5～5份；
所述二氧化硅溶胶固含量为20～25％。
3.根据权利要求2所述的一种自清洁耐候型氟碳铝单板，其特征在于，所述二氧化硅溶胶为固含量为20～25％多孔二氧化硅溶胶。
4.根据权利要求2所述的一种自清洁耐候型氟碳铝单板，其特征在于，所述二氧化钛溶胶液采用以下方法制成：
（1）按重量份数计，分别称量45～50份无水乙醇、3～5份酸催化剂和25～30份钛酸四丁酯置于搅拌装置中，先将无水乙醇和钛酸四丁酯搅拌混合，收集反应液并将酸催化剂滴加至反应液中；
（2）待滴加完成后，收集分散混合液并按体积比1:1，将分散混合液与质量分数50％乙醇溶液搅拌混合并超声分散，得二氧化钛溶胶液。
5.根据权利要求4所述的一种自清洁耐候型氟碳铝单板，其特征在于，所述酸催化剂为按质量比1:1混合的0.5mol/L盐酸和0.1mol/L硝酸。
6.根据权利要求4所述的一种自清洁耐候型氟碳铝单板，其特征在于，所述硅酸钾溶液固含量为20～25％。
7.根据权利要求1～6任一项所述的一种自清洁耐候型氟碳铝单板的制备方法，其特征在于，所述自清洁耐候型氟碳铝单板的制备方法包括如下步骤：
S1、按配方对铝单板表面涂覆氟碳涂并固化，得包覆有氟碳涂层的铝单板，将覆有氟碳涂层的铝单板置于室温下，喷砂处理并收集得表面处理氟碳铝单板；
S2、按配方分别称量二氧化钛溶胶液、硅酸钾溶液、二氧化硅溶胶和润湿剂，先取润湿剂、硅酸钾溶液与多孔二氧化硅溶胶混合，在45～50℃下搅拌混合并收集得基体混合液；
S3、将基体混合液与二氧化钛溶胶液混合得混合液，对混合液中滴加硅烷偶联剂，搅拌混合并超声分散，得涂覆液；
S4、取表面处理氟碳铝单板并采用浸渍-提拉法将其按3mm/s的提拉速度对氟碳铝单板表面进行涂覆，自然干燥后，再重复浸渍提拉处理3～5次，自然晾干，即可制备得所述自清洁耐候型氟碳铝单板。
8.根据权利要求7所述的一种自清洁耐候型氟碳铝单板的制备方法，其特征在于，步骤S1所述表面处理氟碳铝单板粗糙度为2～3μm。
CN202011393414.7A 2020-12-02 2020-12-02 一种自清洁耐候型氟碳铝单板及其制备方法 Pending CN112500747A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011393414.7A CN112500747A (zh) 2020-12-02 2020-12-02 一种自清洁耐候型氟碳铝单板及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011393414.7A CN112500747A (zh) 2020-12-02 2020-12-02 一种自清洁耐候型氟碳铝单板及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112500747A true CN112500747A (zh) 2021-03-16

Family

ID=74969263

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011393414.7A Pending CN112500747A (zh) 2020-12-02 2020-12-02 一种自清洁耐候型氟碳铝单板及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112500747A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113025091A (zh) * 2021-03-25 2021-06-25 常州鑫邦装饰材料有限公司 一种耐刮擦型自清洁铝单板及其制备方法
CN117025076A (zh) * 2023-09-11 2023-11-10 天津大学 一种自清洁抗反射纳米膜及其制备方法
CN117430976A (zh) * 2023-12-21 2024-01-23 浙江大华技术股份有限公司 复合材料、无机复合膜层、光学视窗及制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007012026A1 (en) * 2005-07-19 2007-01-25 Solyndra, Inc. Self-cleaning coatings
CN102229768A (zh) * 2011-06-14 2011-11-02 东来涂料技术（上海）有限公司 一种防腐蚀装饰氟碳漆及其制备方法
CN102433978A (zh) * 2011-09-07 2012-05-02 南昌大学 一种新型纳米二氧化钛自清洁氟碳铝单板及其低温制备方法和应用
CN104559611A (zh) * 2014-12-05 2015-04-29 东来涂料技术（上海）有限公司 一种易清洁氟碳漆及其制备方法
CN107312407A (zh) * 2017-08-07 2017-11-03 江苏理文化工有限公司 一种长效自清洁涂料及其制备方法
CN108084751A (zh) * 2017-12-21 2018-05-29 中科院广州化学有限公司 一种含氟钛溶胶、无机硅酸盐涂料及其制备方法
CN109401564A (zh) * 2018-07-31 2019-03-01 山东明珠材料科技有限公司 一种高耐候疏水自清洁金属幕墙板及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007012026A1 (en) * 2005-07-19 2007-01-25 Solyndra, Inc. Self-cleaning coatings
CN102229768A (zh) * 2011-06-14 2011-11-02 东来涂料技术（上海）有限公司 一种防腐蚀装饰氟碳漆及其制备方法
CN102433978A (zh) * 2011-09-07 2012-05-02 南昌大学 一种新型纳米二氧化钛自清洁氟碳铝单板及其低温制备方法和应用
CN104559611A (zh) * 2014-12-05 2015-04-29 东来涂料技术（上海）有限公司 一种易清洁氟碳漆及其制备方法
CN107312407A (zh) * 2017-08-07 2017-11-03 江苏理文化工有限公司 一种长效自清洁涂料及其制备方法
CN108084751A (zh) * 2017-12-21 2018-05-29 中科院广州化学有限公司 一种含氟钛溶胶、无机硅酸盐涂料及其制备方法
CN109401564A (zh) * 2018-07-31 2019-03-01 山东明珠材料科技有限公司 一种高耐候疏水自清洁金属幕墙板及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
上海泡化碱厂，上海星火化工厂《水玻璃》编写组编: "《水玻璃》", 31 August 1977, 上海人民出版社 *
崔玉民等编著: "《绿色环保功能涂料》", 31 January 2019, 中国书籍出版社 *
王海军主编: "《热喷涂实用技术》", 31 May 2006, 国防工业出版社 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113025091A (zh) * 2021-03-25 2021-06-25 常州鑫邦装饰材料有限公司 一种耐刮擦型自清洁铝单板及其制备方法
CN117025076A (zh) * 2023-09-11 2023-11-10 天津大学 一种自清洁抗反射纳米膜及其制备方法
CN117025076B (zh) * 2023-09-11 2024-01-30 天津大学 一种自清洁抗反射纳米膜及其制备方法
CN117430976A (zh) * 2023-12-21 2024-01-23 浙江大华技术股份有限公司 复合材料、无机复合膜层、光学视窗及制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112500747A (zh) 一种自清洁耐候型氟碳铝单板及其制备方法
CN111534162B (zh) 一种蒙脱土基光催化超疏水涂料及其制备方法
CN101333078B (zh) 一种硅氟化自洁玻璃纳米材料及其生产方法
CN110317476A (zh) 纳米功能涂料及其制备方法和应用
CN111040527A (zh) 热反射超疏水pvdf涂料及其制备方法
CN111732892A (zh) 一种家居纳米自清洁涂料及其制备方法
CN113500838B (zh) 一种高强度自清洁反光膜及其制备方法
CN104710919B (zh) 一种自清洁环保建筑内外墙涂料及其制备方法
CN115074007A (zh) 一种无机有机复合超亲水涂料及其制备方法与应用
CN109385165B (zh) 一种高硬度耐磨水性烤漆及其制备方法
CN110228970B (zh) 一种具有良好抗污自清洁能力的真石漆及其制备方法
CN114015296B (zh) 一种光伏背板用涂布液及光伏背板
CN106905726A (zh) 一种具有防雾自洁效果的纳米材料
CN102964961B (zh) 一种纳米反射隔热涂料及其制备方法
CN114350192B (zh) 一种具有亲水自清洁能力的涂料及其制备方法
CN109468058B (zh) 一种超薄型耐候抗开裂有机硅防火涂料
CN116355476A (zh) 一种建筑用保温隔热涂料及其制备方法
CN114181618B (zh) 一种激光雷达漫反射标定板
CN104945974A (zh) 一种uv固化防锈环保涂料
CN104945976A (zh) 一种地坪用高强度uv固化涂料
CN111635681A (zh) 水性反射隔热疏水涂料及其制备方法
CN104945980A (zh) 一种增强导热性光固化涂料
CN114231177B (zh) 一种太阳能光伏板表面自清洁涂层及其制备方法
CN116410629B (zh) 一种超疏水粉体材料及其制备方法与应用
CN113968934B (zh) 一种超耐候高耐污改性硅丙乳液水泥涂料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210316