[發明專利]一種自清潔抗菌防霧薄膜

有效

• 申請號: 201310351688.3
• 申請日: 2013-08-13
• 公開（公告）號: CN103396634A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 陳琳;王傳廣;龍漢平
• 申請（專利權）人: 武漢羿陽科技有限公司
• 主分類號: C08L27/06
• 分類號: C08L27/06;C08L23/20;C08L33/10;C08L25/06;C08L31/04;C08L23/12;C08L23/06;C08L67/02;C08K9/02;C08K9/04;C08K3/22
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 朱盛華

技術領域

本發明屬于有機高分子和納米光催化粒子復合薄膜領域，具體涉及一種自清潔抗菌防霧薄膜。

背景技術

目前，研究比較多的半導體光催化劑大多數都屬于n型寬禁帶半導體，例如Ti0₂、ZnS、Sn0₂、ZnO、SrTi0₃、V₂0₅等。其中這些半導體化合物中Ti0₂、CdS和ZnO的光催化活性比較好，但PbS等一些半導體含有重金屬離子，CdS、ZnO等在光照射時不穩定，容易腐蝕而產生Cd²⁺、Zn²⁺離子，這些重金屬離子離子對環境影響很大。相比于其他材料,?Ti0₂具有催化活性高、氧化能力強、化學及光穩定性高、耐熱性好、無毒、價廉、來源豐富等優點，成為目前最有前途的綠色環保型催化劑之一。然而，當材料進入納米尺度，表面活性中心增多可提高其化學催化和光催化的反應能力，納米TiO_2?一方面憑借其價廉無毒、催化活性高、氧化能力強、穩定性好、易制備成透明薄膜等優點，成為光催化抗菌建筑材料（抗菌陶瓷、玻璃等）的新寵。它利用光源的照射，產生氧化能力極強的氫氧自由基，和周圍的有害氣體、污染物、細菌接觸后，進行氧化-還原反應，可有效殺滅細菌及消除各種有害氣體，同時將有害物轉化為無污染的水和二氧化碳，從而達到凈化環境，凈化空氣之功效。另一方面，納米TiO₂在紫外光照射下具有超親水性，當水滴接觸到其表面時，會迅速鋪展，形成均勻的水膜，將存在的無機物如灰塵、污垢漂浮起來，最后通過均勻水膜的重力作用將漂浮的灰塵、污垢帶走，實現自清潔。另外，在紫外光激發條件下，既使空氣中的水分或者水蒸氣凝結，TiO₂薄膜的表面冷凝水也不會形成單個水滴，而是形成水膜均勻地鋪展于其上，所以表面不會發生光散射的霧。當有雨水沖過，表面附著的雨水也會迅速擴散成為均勻的水膜，這樣就不會形成分散視線的水滴，可以起到防霧的作用。

現有技術中大多在玻璃，陶瓷等無機材料基材表面鍍上納米級TiO_2?薄膜，其方法主要有：磁控濺射法、化學氣相沉積法（CVD）以及溶膠凝膠法等，這些制備方法存在著設備要求高、薄膜顆粒尺度難以控制以及無法大面積均勻成膜等缺點；也有將納米級TiO₂加入到涂料中制得具有自清潔和抗菌功能的涂層，但很多存在TiO₂對太陽能利用率低、光催化活性不夠高，光催化穩定性不夠好等缺點。本發明采用球磨/?超聲/?高速攪拌的方法將Ti0₂納米粒子均勻分散于分散介質中，與有機高分子和助劑充分混合，干燥得到母粒；母粒通過普通的擠出吹塑、壓延、拉伸或擠出澆塑制備得到自清潔抗菌防霧薄膜。所述的Ti0₂納米粒子可以為的種類較多，利用其制備的納米TiO₂?納米粒子漿料與有機高分子和助劑共混，具有光催化活性高、共混性好、制作步驟簡單、操作方便等優點，制得的自清潔抗菌防霧薄膜是將納米TiO₂?粉體均勻分散于塑料基材之中，具有由內至外的抗菌功能，殺菌率高達99%。此法制備的自清潔抗菌防霧薄膜具有很高的可見光透過率以及自潔凈作用，可與壓敏膠、熱敏膠復合，作為建筑玻璃、車輛、輪船視窗的貼膜。

發明內容

本發明的目的是針對上述現狀，旨在提供一種具有良好的可見光透明性、可遮蔽紫外光線、具有自清潔，殺菌除菌和防霧效果的一種自清潔抗菌防霧薄膜及其制備方法和用途。

本發明目的的實現方式為：一種自清潔抗菌防霧薄膜，是由下述方法制備的，制備的具體步驟如下：

（1）制備TiO₂?納米粒子漿料，具體步驟如下：

①酸化處理：把TiO₂?納米粒子粉體加入質量濃度為68%-99%的硝酸或乙酸中，控制混合液的pH=1-5；在30-60℃的水浴條件下，酸化處理1-10小時，酸化過的TiO₂在30-60℃烘干備用；

所述TiO₂?納米粒子粉體平均粒徑為15-30nm；

②配制溶液：先在容器中加入表面活性劑，然后加入表面穩定劑，最后加入酸液，其中表面活性劑、表面穩定劑、酸液的質量比為（2-10）：（2-10）：（0.005-0.015），在攪拌器上攪拌，在20-60℃的恒溫水浴中加熱0.5-2小時，配制好溶液待用；