[發(fā)明專(zhuān)利]一種納米TiO2-SnO2復(fù)合溶膠、涂層及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110407237.8
• 申請(qǐng)日: 2011-12-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102443291A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉繼華;錢(qián)士強(qiáng);董瑤;唐翔
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C09D1/00
• 分類(lèi)號(hào): C09D1/00;C09D5/08;C03C17/23;C04B41/50;C01G23/053;C01G19/02
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 吳瑾瑜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功能復(fù)合涂層材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及納米復(fù)合涂層的溶膠制備工藝，尤其涉及一種耐蝕性納米SnO₂-TiO₂復(fù)合涂層的制備工藝。

背景技術(shù)

金屬、玻璃或塑料的表面容易發(fā)生腐蝕、劃傷或風(fēng)化等損傷。保護(hù)這些材料的方法之一就是采用涂料涂層。

由于納米功能涂層具有光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)等優(yōu)異性能，備受關(guān)注。TiO₂來(lái)源豐富，產(chǎn)量大，無(wú)毒，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可作為光催化劑涂層用于光解水和光降解有機(jī)物。SnO₂也可作為一種功能性涂層，在氣敏，濕敏，光學(xué)技術(shù)等方面有著廣泛應(yīng)用。納米化、復(fù)合化和摻雜化是提高涂層功能的重要途徑。

目前常見(jiàn)的納米涂料是在涂料系統(tǒng)中加入納米粉末，因?yàn)榧{米粉末的無(wú)機(jī)特性和涂料系統(tǒng)的有機(jī)組分往往不匹配，容易造成納米粒子在涂料中的局部團(tuán)聚，這種不均勻分散的納米粒子，不僅不能使其優(yōu)良的功能在涂料中體現(xiàn)，反而會(huì)導(dǎo)致涂料涂覆在材料表面后，出現(xiàn)涂層開(kāi)裂、剝落等缺陷。

中國(guó)專(zhuān)利CN200610083724.2公開(kāi)了一種用于建筑物表面的耐污防粘的納米涂料制備方法，是先將納米粒子分散，然后再加入到有機(jī)涂料體系中去。溶膠-凝膠法是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的涂層制備方法，本專(zhuān)利利用該方法制備納米涂層，其基本步驟是先用金屬無(wú)機(jī)鹽或有機(jī)金屬化合物在低溫下液相合成為溶膠，然后采用刷、噴或浸涂法使溶液吸附在基材上，經(jīng)膠化后成為凝膠納米晶涂層。由于溶膠的前驅(qū)體可提純且溶膠-凝膠過(guò)程在常溫下液相成膜，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服復(fù)合溶膠制備現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種成本低廉、工藝簡(jiǎn)便的納米TiO₂-SnO₂復(fù)合溶膠及其涂層制備工藝。

本發(fā)明的發(fā)明目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

納米TiO₂-SnO₂復(fù)合溶膠的制備工藝，具體步驟包括：將二氧化鈦溶膠和二氧化錫溶膠混合，其混合體積比為1∶1～1∶3。

制備方法包括：將含鈦的有機(jī)化合物溶解于無(wú)水乙醇中，加入乙酰丙酮作為抑制劑，攪拌下滴入鹽酸與乙醇的混合液，85～95℃加熱2～8小時(shí)。反應(yīng)體系中，鈦酸酯類(lèi)化合物體積含量為3％～25％、乙酰丙酮體積含量為1％～2％；鹽酸含量為0.04～0.15mol/L。

所述的二氧化錫溶膠中，制備方法包括：將四氯化錫溶解于解于乙醇和水的混合物中，加入十六烷基三甲基溴化銨做為分散劑，攪拌3～10小時(shí)，超聲10～50分鐘。二氧化錫溶膠中，十六烷基三甲基溴化銨含量為0.005～0.02g/ml。

上述方法所得到的納米TiO₂-SnO₂復(fù)合溶膠，其中TiO₂、SnO₂的粒徑為納米級(jí)別。

這種溶膠可用于制備納米TiO₂-SnO₂復(fù)合涂層：將納米TiO₂-SnO₂復(fù)合溶膠涂刷在基材上，干燥后以0.5～3℃/min速度升溫，加熱到150～300℃后保溫10分鐘～1小時(shí)，冷卻后洗滌烘干。基材為陶瓷、玻璃或金屬。

本發(fā)明分別制備納米TiO₂和SnO₂溶膠，然后按一定比例混合，通過(guò)溶膠凝膠法制備的均勻分散透明溶膠，是一種復(fù)合溶膠；所制備的涂層對(duì)基材有良好的結(jié)合力，能賦予基材表面優(yōu)良的耐腐蝕性能。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體的實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明是如何實(shí)現(xiàn)的：

實(shí)施例1

A、配膠

(一)二氧化鈦溶膠的配制

采用鈦酸正丁酯為原料，取鈦酸正丁酯5ml，溶于95ml無(wú)水乙醇中，加入乙酰丙酮1.5ml作為抑制劑，然后在強(qiáng)烈攪拌下，滴入10mol/L鹽酸1.5ml與無(wú)水乙醇7ml的混合液到溶液中，90℃恒溫加熱3小時(shí)，室溫冷卻即得到穩(wěn)定的二氧化鈦溶膠；

(二)二氧化錫溶膠的配制

采用五水四氯化錫40g為原料，溶于無(wú)水乙醇90ml中，加入10ml去離子水，然后加入1g十六烷基三甲基溴化銨做分散劑，室溫下磁力攪拌5小時(shí)，再將溶液置于超聲波裝置中超聲振蕩20分鐘，得二氧化錫溶膠；

B、混膠

將上述二氧化鈦溶膠和二氧化錫溶膠按1∶1體積比混合即得復(fù)合溶膠。復(fù)合溶膠中二氧化鈦和二氧化錫顆粒為納米級(jí)。