[發明專利]一種可見光響應的自清潔涂料及其制造方法

有效

• 申請號: 201310488944.3
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN103555010A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 陶卓奇
• 申請（專利權）人: 紹興美華洗滌科技有限公司
• 主分類號: C09D1/00
• 分類號: C09D1/00;C09D7/12;C09D5/00
• 代理公司: 杭州裕陽專利事務所(普通合伙) 33221
• 代理人: 應圣義

技術領域

本發明涉及一種自清潔涂料及其制造方法，更具體說是一種可見光響應的自清潔涂料及其制造方法，屬于功能材料技術領域。

背景技術

隨著建筑業的日益發展，用玻璃、瓷磚作為裝飾的地方越來越多，而玻璃、瓷磚的清洗方式一直是以人工清洗為主，這樣既不安全，成本又高。為解決上述問題，很多研究者將目光投向自清潔涂料，將自清潔涂料涂在玻璃、瓷磚表面，通過雨水沖洗即可達清潔的功效。自清潔涂料中的二氧化鈦是理想的光催化劑和親水劑，一方面可以利用二氧化鈦半導體粒子的光催化作用，將附著在基底表面的有機污染物分解成小分子物質；另一方面利用二氧化鈦半導體粒子的超親水性能，使水分子比有機分子更容易與二氧化鈦結合，兩者協同作用達到自清潔的效果。目前市場上以二氧化鈦為主要原料的自清潔涂料多為通過鈦源水解的方法制備，而水解得到的二氧化鈦顆粒多為金紅石型，只有少量的銳鈦型，而具有催化效果的為銳鈦型二氧化鈦，所以很多企業為提高自清潔涂層中銳鈦型二氧化鈦含量，在施工過程中需要高溫燒結，或者直接使用化學氣象沉淀法進行施工，施工復雜。自清潔涂料中銳鈦型二氧化鈦的含量較少，需要增加涂層的厚度來增強催化效果。

現有的自清潔涂料主要存在以下三方面方面的局限性：

一是催化具有局限性，只有紫外光才能使二氧化鈦具有催化效果。因此，涂料必須要有太陽光照射，更準確的說是要太陽光中的紫外光照射才能發揮效果，所以在晚上、陰天或者背光面的外墻玻璃二氧化鈦自清潔涂料的自清潔效果并不好；

二是涂料的涂覆工藝復雜，目前將自清潔涂料涂覆到玻璃表面的方法主要有化學氣相沉積法、溶膠提拉+高溫燒結法、高壓噴槍；

三是影響玻璃的透光性能，自清潔涂料涂到透光玻璃表面后，玻璃的透光性能變差，據測試一些清潔涂料使玻璃的透光率降低15%-20%。

發明內容

針對上述情況，本發明擬解決的問題是提供一種能在可見光波段響應催化、涂覆施工方便和不影響玻璃透光性的自清潔涂料及其制造方法。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：一種可見光響應的自清潔涂料，它含有5-10.5%質量百分含量的摻雜金屬離子和添加分散劑的二氧化鈦、0.5-1%質量百分含量的聚硅氧烷、余量為溶劑和雜質；所述摻雜金屬離子和添加分散劑的二氧化鈦以溶膠形式存在，所述聚硅氧烷也以溶膠形式存在，所述的溶劑是水和有機溶劑的混合物，所述有機溶劑是乙醇、異丙醇、丙酮中的任意一種或任意二種以上混合物；

所述二氧化鈦溶膠中摻雜的金屬離子質量百分比為二氧化鈦質量的0.5-1%、添加的分散劑質量百分比為二氧化鈦質量的1-2%；

所述金屬離子是W⁶⁺，V⁴⁺中的任意一種或二種混合物；

所述分散劑是分子量為200、500、1000、2000的PEG中的一種或兩種以上混合物。

所述聚硅氧烷是聚乙烯基三乙氧基硅烷、聚乙烯基三甲氧基硅烷、聚3-氨丙基三乙氧基硅烷?、聚3-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、聚3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷硅、聚3-巰丙基三乙氧基硅烷?、聚3-巰丙基三甲氧基硅烷、聚四甲氧基硅烷中的一種或任意二種以上混合物。

上述可見光響應的自清潔涂料的制造方法，它包括以下步驟：

A?)?制備摻雜金屬離子和添加分散劑的二氧化鈦溶膠：在pH=3-5的鹽酸溶液中加入鈦酸四丁酯，在30-60℃的溫度下攪拌24小時進行水解反應，再加入分散劑和金屬鹽，攪拌后70-90℃熟化24小時，制得摻雜金屬離子和添加分散劑的二氧化鈦溶膠；所述硝酸溶液、鈦酸四丁酯、分散劑、金屬鹽的質量比為1-3:1:0.0012-0.0024:0.0024-0.0048，所述的分散劑是200、500、1000、2000的PEG中的任意一種或兩種以上的混合物，所述金屬鹽是六氟化鎢，四氯化釩的任意一種或兩種的混合物；

B?)制備聚硅氧烷：將聚硅氧烷的硅源分散到有機溶劑中，密封攪拌24小時，經水解并聚合得到的聚硅氧烷溶膠；所述硅源的加入量是聚硅氧烷溶膠質量的5%-10%，所述有機溶劑是乙醇、異丙醇、丙酮中的任意一種或任意二種以上混合物；

C?)制備自清潔涂料，將步驟A?)?制備的摻雜金屬離子和添加分散劑的二氧化鈦溶膠與步驟B?)制備的聚硅氧烷溶膠按9-19:1比例進行混合，得到可見光響應的自清潔涂料。