[發(fā)明專利]一種超疏水可見光光催化自清潔涂層及其制備方法

有效

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• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN108003710B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳笑梅;高強(qiáng);朱蓉;樊粵明
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: C09D125/06
• 分類號: C09D125/06;C09D133/14;C09D163/00;C09D5/16
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 向玉芳

1.一種超疏水可見光光催化自清潔涂層的制備方法，其特征在于包括以下工藝步驟：

1）基體的處理：將基體清洗后干燥，待用；

2）微納復(fù)合階層結(jié)構(gòu)顏料的制備：將蒸餾水、冰乙酸和鉍源并在室溫下攪拌15min得到均一透明的溶液A，攪拌下將溶液A與鹵源溶液、硼氫化鈉和醇溶液混合，在溫度為25-100℃條件下攪拌0.5-3h后過濾，洗滌后干燥，得到具有微納復(fù)合階層結(jié)構(gòu)的鹵氧鉍3D微球；所述的鉍源為硝酸鉍和氯化鉍中的一種或多種；所述的鹵源為十六烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、KCl和KBr中的一種或多種；所述的鉍源和鹵源的摩爾比為1:0.5-1:1.5；

3）微納復(fù)合結(jié)構(gòu)顏料的疏水改性：將鹵氧鉍3D微球與溶劑混合，攪拌分散，加入低表面能的疏水改性劑，繼續(xù)攪拌1-4h，靜置陳化8h后干燥，得到疏水鹵氧鉍3D微球顏料；所述的低表面能疏水改性劑為全氟四癸基三乙氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷、六甲基二硅胺烷、十八烷酸、磷酸正十八酯和十八烷基三氯硅烷中的一種或多種；

4）超疏水涂料的復(fù)配：將成膜用的樹脂用有機(jī)溶劑溶解得到均一透明的樹脂溶液，然后加入疏水改性后的鹵氧鉍3D微球，攪拌均勻，得到可用于涂覆的超疏水涂料；

5）涂覆：將超疏水涂料采用成膜工藝涂覆到基體表面，得到超疏水可見光光催化自清潔涂層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超疏水可見光光催化自清潔涂層的制備方法，其特征在于：步驟1）所述基體為玻璃基體、金屬基體、陶瓷片、硅片、紙片或混凝土試件；所述基體清洗是分別用乙醇和蒸餾水超聲清洗30min以上；所述干燥是放入50-100℃鼓風(fēng)干燥箱中進(jìn)行；對于面積超過0.25m²的基體用高壓水槍清洗后自然干燥待用。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超疏水可見光光催化自清潔涂層的制備方法，其特征在于：步驟2）所述洗滌是分別用乙醇和水洗3次以上；步驟2）所述的蒸餾水、冰乙酸的體積比為0.5:1-1:2，鉍源在體系中的濃度為0.015-0.09mol/L。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超疏水可見光光催化自清潔涂層的制備方法，其特征在于：步驟2）所述的鹵源溶液中氯元素與溴元素的摩爾比為0.2:1-1:0.2。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超疏水可見光光催化自清潔涂層的制備方法，其特征在于：步驟3）所述的低表面能的疏水改性劑占鹵氧鉍3D微球質(zhì)量的10%-100%；所述靜置陳化的時(shí)間為8h以上；步驟3）所述的溶劑為正己烷、環(huán)己烷、乙醇、正丙醇、異丙醇和乙酸丁酯中的一種或多種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超疏水可見光光催化自清潔涂層的制備方法，其特征在于：步驟4）所述的成膜樹脂占有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為1%-20%；所述的成膜樹脂為聚苯乙烯樹脂、羥基丙烯酸樹脂、硅橡膠和環(huán)氧樹脂中的一種或多種；所述的有機(jī)溶劑為酯類溶劑、醇類溶劑、酮類溶劑和四氫呋喃中的一種或多種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超疏水可見光光催化自清潔涂層的制備方法，其特征在于，步驟4）所述的鹵氧鉍3D微球與樹脂溶液的質(zhì)量比為3%-15%。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超疏水可見光光催化自清潔涂層的制備方法，其特征在于，步驟3）所述的攪拌分散是用磁力攪拌，攪拌的時(shí)間為30min以上；所述干燥的溫度為40℃-150℃，干燥的時(shí)間為6-24h；步驟4）所述的攪拌為磁力攪拌，攪拌的時(shí)間為0.5-4h。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超疏水可見光光催化自清潔涂層的制備方法，其特征在于，所述的成膜工藝包括旋涂、噴涂、刮涂、滴涂和浸漬中的一種或多種。

10.權(quán)利要求1所述的超疏水可見光光催化自清潔涂層，其特征在于，其由權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述制備方法制得，所得的超疏水可見光光催化自清潔涂層的靜態(tài)接觸角均大于150°，滾動角小于10°，涂層表面在被羅丹明B附著后，可見光光催化降解前及降解12min后涂層表面的顏色值變化ΔE達(dá)到37.70，羅丹明B基本被降解完，用耐磨性能測試方法測試90次后接觸角依然維持在150-155°，具有可見光光催化自清潔性能；所述的耐磨性能測試方法是將涂覆有超疏水涂層的載玻片固定在水平的桌面上，依次放入1000CW的砂紙和50g的砝碼，將砂紙拖動10cm的距離。