[發明專利]一種氟硅復合可見光催化抑菌防污涂料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010008019.6
• 申請日: 2020-01-06
• 公開（公告）號: CN111187530B
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 張慶華;郭鴻宇;詹曉力;陳豐秋;程黨國
• 申請（專利權）人: 浙江大學衢州研究院
• 主分類號: C09D5/14
• 分類號: C09D5/14;C09D5/16;C09D133/16;C08F220/24;C08F230/08;C08F220/14;C08F220/18;B05D7/24
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

本發明涉及涂料制備技術，旨在提供一種氟硅復合可見光催化抑菌防污涂料及其制備方法。該涂料中各組分的質量百分比含量為：含氟硅丙烯酸樹脂溶液20％?60％、丙二醇甲醚醋酸酯0.1％?20％、具有光催化響應的納米半導體材料0.1％?20％、納米硅氧化物0.1％?20％、有機溶劑30％?75％；所述具有光催化響應的納米半導體材料是指納米釩酸銀，或者納米釩酸銀與增強納米半導體材料的組合；所述增強納米半導體材料是指納米二氧化鈦或納米銀粉中的至少一種。本發明具有高透光率、良好的耐擦洗性與耐溶劑性，并具備自清潔防污的功能。通過引入光催化抑菌納米填料在微生物污損形成的初期對污損微生物進行滅活，并在涂層自身低表面能的特性下達到長效自清潔的效果。

技術領域

本發明涉及涂料制備技術，特別涉及一種氟硅復合可見光催化抑菌防污涂料及其制備方法。該涂料能用于玻璃及其他透明或不透明無機非金屬或金屬表面的抑菌防污保護，以及用于塑料表面、金屬鍍件的防腐防污、耐磨涂層、電子元件的絕緣和防污。

背景技術

生活中許多場合都采用玻璃作為裝飾或防護的表面材料。但玻璃表面富含羥基，屬于親水表面，當遇到下雨天或空氣中水蒸氣遇到過冷的玻璃表面時，會在玻璃表面形成水膜，進而易被塵土等雜物沾污。例如玻璃幕墻是一種美觀新穎的建筑墻體裝飾方法，而空氣中的灰塵等在玻璃幕墻表面的附著，會帶來美觀性的影響；太陽能電池板表層也大多由玻璃構成，灰塵等雜物在表面的附著和積累，會影響太陽能電池板對陽光的使用效率；艦船等的觀察窗、潛望鏡等在高鹽潮濕、海浪沖刷的情況下，玻璃表面形成的水膜會影響艦船對周圍情況的觀測。另一方面海水等不潔凈的水體與空氣中的細菌等微生物的共同作用下，會使不易清理維護的玻璃等基材表面污損進一步加重。

大多數防污自清潔涂層為了增加涂層強度引入有色顏填料，導致涂層不透明，不適用于該條件下的防污自清潔，且未能在部分有機生物污損的初期進行有效的防護。傳統玻璃基材表面污損的清理方式是人工處理，效率較低且有可能在玻璃表面遺留劃痕，給人們的生產、生活帶來諸多不便，造成巨大的經濟損失。

在玻璃表面涂上一層透明度高、耐磨性優異、且具有自清潔防污的涂層是最簡便易操作的解決方案?？紤]到丙烯酸樹脂優良的耐候性、多種單體分子選擇對聚合物樹脂的功能性設計的簡便性，選用含氟硅的丙烯酸酯作為耐磨防污涂層的成膜物質。

但是單一含氟丙烯酸酯聚合得到的涂膜低表面能的特性導致固化后易與基材脫離，含硅丙烯酸酯得到的涂層硬度又達不到要求。這就需要對含氟硅丙烯酸樹脂進行結構的篩選與比例的設計，并對涂層以引入功能填料等方式進行優化改性，以得到表面耐磨、抑菌防污且具有自清潔功能的防污涂層。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，克服現有技術中的不足，提供一種氟硅復合可見光催化抑菌防污涂料及其制備方法。

為解決技術問題，本發明的解決方案是：

提供一種氟硅復合可見光催化抑菌防污涂料，該涂料中各組分的質量百分比含量為：含氟硅丙烯酸樹脂溶液20％-60％、丙二醇甲醚醋酸酯0.1％-20％、具有光催化響應的納米半導體材料0.1％-20％、納米硅氧化物0.1％-20％、有機溶劑30％-75％；

所述具有光催化響應的納米半導體材料是指納米釩酸銀，或者納米釩酸銀與增強納米半導體材料的組合；所述增強納米半導體材料是指納米二氧化鈦或納米銀粉中的至少一種；

所述含氟硅丙烯酸樹脂的結構具有以下通式(I)：

該式中，每個R¹獨立地選自氫或甲基；每個R²選自全氟己基乙基，每個R³選自三異丙基甲硅烷基酯，每個R⁴獨立地選自甲基或異冰片基；x基團代表含氟(甲基)丙烯酸酯單體，y基團代表含硅(甲基)丙烯酸酯單體，s基團代表非氟硅丙烯酸酯類單體，r基團代表反應性硅烷偶聯劑。