[發明專利]智能涂膜材料及其制備方法

無效

• 申請號: 200710070098.8
• 申請日: 2007-07-17
• 公開（公告）號: CN101117525A
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發明（設計）人: 陳志君
• 申請（專利權）人: 陳志君
• 主分類號: C09D171/00
• 分類號: C09D171/00;C09D5/00
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司
• 代理人: 陳禎祥

技術領域

本發明屬于智能涂膜材料及共生產技術。?

背景技術

智能涂料的報導見于2006年6月以后，由英國紐卡斯爾大學通過在涂料中添加壓敏性陶瓷晶粒鋯鈦酸鉛來實現壓電功能作用的一種，用于監測建筑材料疲勞程度的涂層材料，即受外力，如拉伸、擠壓、敲擊等刺激產生電信號的涂料。隨后又有報導歐盟多國合作開發出一種含有納米TiO₂用于吸收空氣污染物的外墻涂料，據稱可吸收NO_X達85％。隨之美國也作出了積極的響應，美國工業納米公司宣布將組建一個專門從事智能涂料的研發機構。關于高強韌材料，近期有報導美國采用納米陶瓷材料與TiO₂、氟材料、碳纖維等復合制成硬度達9H的高強韌汽車表面涂料。?

在國內，自英國研制出用于監測建筑材料疲勞程度的智能涂料報導以來，引起了我國材料專家們的關注和重視，并紛紛發表我國未來智能涂料的功能發展趨勢、設想與建議，目前英國所發明的調溫玻璃所存在的技術問題是，由于這種積沉積膜組成是五氧化二釩與氧化鎢的復合體，V₂O₅本身為紫色、氧化鎢為黃色二者的加合色是棕黃影響外觀。?

近幾十年來正值我國建筑業的發展高潮期，因此也促進了涂料業的高速發展，由于未來建筑材料的要求不斷提升，傳統涂料無論在功能上還是性能上或質量上都已逐步滿足不了未來建材的需要。《中長期科學技術發展綱要》要求材料的發展方向是環保、健康、綠色。同時為了適應城市生態，人居環境和綠色建筑的發展需要，建筑材料也要向節能、環保和綠色方向發展。自然未來建筑涂料的發展方向是多功能，高性能和智能化方向發展，或者說未來涂料將是多功能集成化的協同體。未來幾十年間涂料行業將是智能涂料發展天地，它將逐步取代傳統涂料。近年來納米技術與納米材料的發展為智能材料的發展奠定了基礎，拓寬了思路，未來材料科學領域里的發展方向是智能材料即多功能集成化的協同體。?

納米界面智能涂層材料并非當前人們概念當中那種狹義傳統涂料，而是有著更廣泛的應用領域以及更大的市場容量，我國“十一五”規劃中明確指出大力發展節能環保型新材料。據最近消息世界涂料巨頭已瞄準了中國2萬億美元的節能涂料市場，足見誘惑力之大。目前我國已經是居美國之后的第二大涂料市場，2005年我國市場值達到73億美元，從2001?年至2005年增長了92％，預計從2006年至2010年還能增長62％。?

目前由積層膜組成的納米TiO2光催化自潔玻璃等制品及智能建筑調光玻璃其制備方法有(1)化學氣相沉積(CVD)法；(2)物理氣相沉積(PVD)法；(3)溶膠—凝膠高溫燒結法；(4)夾層復合法等，制備費用高昂，且大面積處理難度大。同時存在許多性能缺陷，如A、光催化作用達不到預期的效果；B、降低透明基質的透光率(10-20％)；C、氟碳類防污自凈涂膜耐久性差，不耐磨蝕，同時由于氟碳表面活性劑一般含胺基、酰胺基、季銨基的全氟烷，均是黃色或棕黃色也會影響透光率及感觀效果。?

與本發明涂膜技術比較接近的傳統制備方法是溶膠—凝膠法工藝，其工藝流程如圖1所示。?

一、傳統溶膠—凝膠法工藝的不足之處是：?

1、制備方面的不足之處：1)制備工藝復雜；2)能耗高；3)投資費用高；4)產品生產成本高。?

2、成膜及施工方面，由于受高溫成膜工藝的限制，難以大面積現場施工，致使使用范圍有限。?

3、上述制備工藝制的溶膠預聚體為網絡分子結構的凝膠態，粒度分布范圍比較寬。?

二、由于組成結構單一而造成的產品特性上的不足之處有：?

1、功能單一：2、功能特性達不到預期的效果；3、在透明基質上使用降低透光率等。?

本發明是根據建筑材料的發展趨勢以及現有技術存在的問題，提出了一種制備功能集成化的智能涂膜材料及其制備方法，即通過溶膠一步法，制備低粘度可常溫噴涂固化成膜的多組份結構共縮合納米溶膠材料。該涂膜材料集光催化感知、自清潔、空氣凈化，熱屏蔽及自然調溫于一體，市場前景廣闊，制備成本低。?

本發明的智能涂膜，是由多組份醇溶性金屬鹽及其配位絡合物(如金屬鹽M(OR)n、硝酸鹽、氯化物、乙酰丙酮的配位絡合物)為基本原料(即前軀體)制成的多金屬氧化物。其組成與含量如下：?