[發明專利]一種自清潔親水復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210419958.5
• 申請日: 2012-10-29
• 公開（公告）號: CN103787586A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 黎憲寬;周維;孫永亮;趙嚴帥
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: C03C17/23
• 分類號: C03C17/23
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種自清潔親水復合材料，所述自清潔親水復合材料包括透明基材和位于透明基材表面的復合薄膜；其特征在于，所述復合薄膜由內部具有空腔的中空微球組成，所述中空微球的球殼材料為復合粒子；所述復合粒子為核殼包覆結構，其中核材料為SiO₂納米顆粒，殼材料為TiO₂，殼材料TiO₂的粒徑小于核材料SiO₂的粒徑。

2.根據權利要求1所述的自清潔親水復合材料，其特征在于，所述透明基材的厚度為0.5-10mm，其表面的復合薄膜的厚度為40-300nm。

3.根據權利要求1所述的自清潔親水復合材料，其特征在于，所述中空微球的外徑為40-150nm，所述中空微球的空腔內徑為30-100nm。

4.根據權利要求1或3所述的自清潔親水復合材料，其特征在于，所述復合薄膜中，相鄰的兩個中空微球之間的間隙為5-20nm。

5.根據權利要求1所述的自清潔親水復合材料，其特征在于，所述復合粒子的粒徑為5-20nm。

6.根據權利要求1所述的自清潔親水復合材料，其特征在于，所述中空微球中，相鄰的兩個復合粒子之間的間隙為1-4nm。

7.根據權利要求1所述的自清潔親水復合材料，其特征在于，所述復合粒子中，殼材料TiO₂為銳鈦礦型TiO₂。

8.根據權利要求1所述的自清潔親水復合材料，其特征在于，所述透明基材為玻璃。

9.權利要求1-8任一項所述的自清潔親水復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S10、將帶負電荷的PS球形納米粒子通過靜電吸附作用在表面吸附包裹復合聚電解質，然后浸于復合粒子的懸浮液中，在復合聚電解質表面繼續吸附包裹復合粒子；所述復合粒子為核殼包覆結構，其中核材料為SiO₂納米顆粒，殼材料為TiO₂，殼材料TiO₂的粒徑小于核材料SiO₂的粒徑；

S20、交替重復步驟S10?中包裹吸附復合聚電解質和復合粒子的步驟1-5次，得到PS表面交替吸附有若干層復合聚電解質和若干層復合粒子的懸浮液體系；

S30、對透明基材表面進行活化處理，然后通過靜電吸附作用在透明基材表面吸附復合聚電解質；

S40、將步驟S30得到的表面吸附有復合聚電解質層的透明基材整體浸入步驟S20得到的懸浮液體系中，使透明基材表面的復合聚電解質層表面吸附上復合粒子層；

S50、根據膜層厚度需要，交替重復步驟S30中的吸附復合聚電解質步驟和步驟S40；

S60、對經過步驟S50的透明基材整體進行燒結，得到所述自清潔親水復合材料。

10.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于，步驟S10中，帶負電荷的PS球形納米粒子表面靜電吸附包裹復合聚電解質的步驟包括：將帶負電荷的PS球形納米粒子水懸浮液先后加入到等濃度的PDDA水溶液和PSS水溶液中，使PS球形納米粒子表面依次靜電吸附一層PDDA和一層PSS，然后真空蒸發濃縮，得到PS外包覆有復合聚電解質層的第一懸浮液。

11.根據權利要求10所述的制備方法，其特征在于，所述PS球形納米粒子的粒徑為30-100nm，所述PS球形納米粒子水懸浮液中PS含量為0.5-2wt%；所述PDDA水溶液和PSS水溶液的體積濃度均為1-3mg/mL；第一懸浮液中，外包覆有復合聚電解質層的PS的含量為0.5-2wt%。

12.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于，步驟S10中，制備所述復合粒子的懸浮液的方法包括：調節SiO₂納米粒子溶膠水分散液pH≤3，緩慢滴加鈦醇鹽有機物，加熱條件下陳化得到SiO₂/TiO₂復合粒子懸浮液。

13.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于，步驟S30中，透明基材表面活化處理的步驟包括：將透明基材先浸于活化處理液中，然后洗滌并用惰性氣體吹干；所述活化處理液為濃硫酸和雙氧水的混合液。