[發明專利]超親水自清潔涂料組合物、超親水自清潔玻璃及其制備方法

在審

• 申請號: 201810082991.0
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN110093050A
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 凡雪迎;智云霞;張林;姜春華
• 申請（專利權）人: 新材料與產業技術北京研究院
• 主分類號: C09D1/00
• 分類號: C09D1/00;C09D5/16;C03C17/25
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 嚴政;劉依云

本發明涉及自清潔玻璃領域，公開了一種超親水自清潔涂料組合物、超親水自清潔玻璃及其制備方法。所述超親水自清潔涂料組合物含有改性納米二氧化硅溶膠、銳鈦礦型納米二氧化鈦溶膠和水；以固態溶膠的總物質的量為基準，所述改性納米二氧化硅溶膠的摩爾分數為40?70％，所述銳鈦礦型納米二氧化鈦溶膠的摩爾分數為30?60％。所述超親水自清潔玻璃其結構自上而下依次包括所述超親水自清潔涂料組合物形成的涂層，玻璃板。本發明還包括超親水自清潔涂料組合物、超親水自清潔玻璃及其制備方法。本發明超親水自清潔涂料組合物具有優異超親水性能和光催化降解性能的增透、耐候，又表現出良好的自清潔性能，同時涂布工藝施工操作簡單，可實現多領域、大面積施工應用。

技術領域

本發明涉及自清潔玻璃領域，具體涉及一種超親水自清潔涂料組合物、超親水自清潔涂料、超親水自清潔玻璃及其制備方法。

背景技術

自清潔玻璃的研制主要是通過在玻璃表面涂覆一層具有自清潔性能和具有一定增透作用的涂料。自Fujishima和Honda發現TiO₂電極能夠光分解水產生氫氣這一現象40多年以來，人們對TiO₂在太陽能轉換和環境清潔方面的應用進行了廣泛的研究。在眾多TiO₂的應用中，最有趣和有吸引力的一項研究就是關于TiO₂自清潔表面的研究，這種表面可以利用太陽光和自然降雨來保持自身的潔凈，從而能夠節省維護的時間、費用以及能源，凈化空氣，減少環境污染。

自清潔玻璃抗污的機理就是，玻璃表面的自清潔涂層主要由銳鈦礦型TiO₂組成，銳鈦礦型TiO₂具有很高的光催化活性，TiO₂被太陽光中的紫外線所激發，能夠分解沾在其表面的油污。TiO₂的超親水性就是其在紫外光的激發下，表面的水滴會擴散、流動，這樣水會帶走表面的臟污。遺憾的是，TiO₂有比較高的折射系數(銳鈦礦型TiO₂n≈2.52)，當將其應用在太陽能電池、溫室大棚、幕墻玻璃時，TiO₂的含量須降低到較低的范圍以此降低涂料的光折射率，但是TiO₂的量降低以后，勢必會影響涂料的自清潔性能。因此，通過調整光催化性和透過性之間的平衡，來制備自清潔且增透的TiO₂涂料被廣泛研究。與此同時，由于SiO₂具有比較小的折射系數(n≈1.5)，通常會將TiO₂粉體和SiO₂溶膠復合來制備具有超親水性、抗反射的涂層，現有這種TiO2與SiO2復合的自清潔涂料存在制備方法復雜、親水效果不佳、透光性較差、涂層表面不平整以及耐候性差。

目前，超親水自清潔涂層的制備方法主要包括模板法、粒子填充法、溶膠凝膠法、磁控濺射法、層層自組裝法、等離子體技術等，但是這些制備方法存在工藝復雜、條件苛刻、設備昂貴、生產成本高等問題，從而不利于超親水自清潔涂料的實際使用。

基于以上分析，亟待開發一種具有優異超親水性能、光催化降解性能的增透、耐候且生產成本低的自清潔涂料，進而開發簡單可行的涂布施工方法，制得高性能自清潔玻璃，促進自清潔玻璃技術發展。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術中自清潔玻璃表面的涂層存在親水效果不佳、透光性較差、涂層表面“發花”、耐候性差以及制備復雜等問題，提供一種超親水自清潔涂料組合物、超親水自清潔玻璃及其制備方法。

為了實現上述目的，本發明一方面提供一種超親水自清潔涂料組合物，含有改性納米二氧化硅溶膠、銳鈦礦型納米二氧化鈦溶膠和水；以固態溶膠的總物質的量為基準，所述改性納米二氧化硅溶膠的摩爾分數為40-70％，所述銳鈦礦型納米二氧化鈦溶膠的摩爾分數為30-60％。

本發明第二方面提供一種超親水自清潔涂料組合物的制備方法，包括以下步驟：