[發明專利]一種自清潔噴涂液制造及使用方法

有效

• 申請號: 201210514852.3
• 申請日: 2012-12-05
• 公開（公告）號: CN103849261A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 袁國亮;王海洋;駱溁;馬赫
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: C09D129/04
• 分類號: C09D129/04;C09D183/00;C09D7/12
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術領域

本發明屬于化工技術領域，具體涉及一種自清潔噴涂液的制備及使用方法。

背景技術

自清潔材料是指在自然條件下能保持自身清潔的材料，材料本身具有除臭、抗菌、防污等多重功能。20世紀70年代首次發現TiO₂具有自清潔特性以來，TiO₂得到了廣泛的研究和應用。特別是納米TiO₂的活性高、穩定性好、持續作用時間長以及對環境無害，更成為近年新材料領域的熱點。

自潔性納米TiO₂不僅能夠殺滅細菌等微生物，同時表面受到紫外線照射時，二氧化鈦的價帶電子被激發到了導帶，分別生成Ti³⁺和氧空位，空氣中的水分子與氧空位鍵合形成表面羥基，形成物理吸附水層，其表面就會有極強的親水性，與水的接觸角減小到5^。以下，甚至水滴可以完全浸潤二氧化鈦薄膜表面，附著污物在外部風力、水淋沖力、自重等作用下，能自動從納米TiO₂表面剝離下來。從而使其具有長期的自潔去污能力。

在室內環境凈化研究中，利用納米TiO₂的光催化性和超親水性，將納米TiO₂負載在室內墻紙、日光　燈、窗玻璃上，可以除去空氣中的細菌和有機污染物；將納米TiO₂負載在室外使用的玻璃幕墻上，可以清除玻璃長期使用沾染的灰塵、油污，避免人工清洗消耗的人力成本和使用的清洗液對環境的污染；經納米TiO₂負載的汽車玻璃，可以減小水珠與玻璃表面的潤濕角，水珠直接落下，不影響駕駛員視線，增加行車安全；經納米TiO₂負載的抗菌陶瓷用品是醫院、賓館　衛生設施抗菌除臭的理想材料；將納米TiO₂摻入建筑涂料中，可以提高涂料的防水性，防沾污性，而且對人體和環境無任何損害。將納米TiO₂膜用于建筑材料表面時，可使建材表面具有凈化空氣、殺　菌、除臭、防污等環保功能，大大節省保潔費用。

目前使用的TiO₂涂層制備方法各有優缺點，如專利號200710134582.2等是先合成無定形的TiO2?溶膠，經提拉法成膜，干燥后形成凝膠薄膜，高溫煅燒后轉變成具有光催化性及超親水性的TiO2?晶體，從而實現自清潔功能。該方法一次性投資少，可以得到雙面膜。然而它的膜層均勻性比較難把握，膜的催化活性有限。專利200910116704.4?使用液相沉淀法是指包含鈦離子的可溶性鹽溶液，當加入沉淀劑后，或在一定的溫度下使溶液發生水解，然后插入清洗干凈的玻璃基片使不溶性的氫氧化物、水合氧化物等粘附在其表面，將溶液中原有的陰離子和溶劑洗去，經熱分解或脫水即得到所需的TiO2?薄膜。它同溶膠-凝膠法一樣，存在著容易造成局部濃度過高使產品分散性差膜層不均勻、極易引入雜質，影響產品的自潔效果和美觀性。

發明內容

本發明的目的是提供一種親水性自清潔噴涂液的制備及使用方法。

實現本發明目的的技術解決方案是：一種自清潔噴涂液的制備方法，采用如下步驟：

1.將體積濃度70-80%的冰醋酸、40-50%的鈦酸異丙酯、1-2%的異丙酮以1：1：1比例混合，恒溫加熱75-85℃，并不斷加熱攪拌8小時以上，將得到的溶液蒸餾至原溶液體積的三分之一，將濃縮溶液放進高壓反應釜，恒溫120-200℃反應24-48小時，制得納米TiO₂溶膠；

2.將納米TiO₂溶膠以體積比1:1-1:2的比例溶入有機溶液，制得自清潔噴涂液，所述有機溶液為體積分數為20-40%聚乙烯醇、20-40%乙醇、20-40%蒸餾水和10%有機硅樹脂的混合液。

一種自清潔噴涂液的使用方法，采用如下技術方案

將上述方法制備的自清潔噴涂液在4-40℃溫度范圍內、空氣濕度小于85%時涂裝在玻璃、金屬、衛浴陶瓷或墻體表面。

可采用噴涂或刷涂方式進行涂裝。

經自清潔液制備方法步驟1制的的納米TiO₂溶膠，粒徑小，表面原子多，因此光吸收效率高，從而增大了表面光生載流子的濃度，另一方面，納米TiO₂比表面積大，吸附能力強，因此，TiO₂的表面吸附的OH—、水分子、O₂—表面態增多，由此會帶來含氧小分子活性物種也隨之增加，從而提高了反應效率。