亲水自洁涂料用组合物和亲水自洁涂料及其制备方法和应用技术

技术编号:16362437 阅读:92 留言:0更新日期:2017-10-10 18:13
本发明专利技术涉及纳米功能涂料领域,公开了一种亲水自洁涂料用组合物和亲水自洁涂料及其制备方法和应用。本发明专利技术公开的亲水自洁涂料用组合物,其中,所述涂料用组合物含有改性复合溶胶、纳米二氧化钛粉体和醇;所述改性复合溶胶为通过将醇、正硅酸乙酯、改性剂、去离子水和碳纳米管的水分散液在酸性条件下进行反应而得到的复合物,其中,所述改性剂为γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ‑氨丙基三乙氧基硅烷和γ‑(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。本发明专利技术提供的亲水自洁涂料环保性好,以及将其用于光伏发电板上,耐候性好、透光率高、室温成膜性好,且能有效减少脏污附着,消除静电影响。

Composition for hydrophilic self-cleaning coating and hydrophilic self-cleaning paint, preparation method and application thereof

The invention relates to the field of nano functional coatings, and discloses a hydrophilic self-cleaning coating composition and a hydrophilic self-cleaning coating and a preparation method and an application thereof. The invention discloses a composition with hydrophilic self-cleaning coatings, modified composite sol and nano titanium dioxide powder and alcohol containing composition for the coating; the modified composite sol by alcohol, ethyl silicate, modification agent, deionized water and carbon nanotubes aqueous dispersion reaction in acidic condition under the complex, from which the modifier for gamma glycidyl ether oxygen Bing Ji trimethoxysilane, gamma ammonia Bing Ji triethoxysilane and gamma (Methacryloyloxy) one or more Bing Ji trimethoxysilane in. The hydrophilic self-cleaning coating provided by the invention has good environmental protection and is used on the photovoltaic power generation board, and has good weather resistance, high transmittance, good room temperature film formation, and can effectively reduce dirt adhesion and eliminate static electricity influence.

【技术实现步骤摘要】
亲水自洁涂料用组合物和亲水自洁涂料及其制备方法和应用
本专利技术涉及纳米功能涂料
,具体地,涉及一种亲水自洁涂料用组合物和亲水自洁涂料及其制备方法和应用。
技术介绍
根据国家能源产业政策,到2020年,国内的光伏装机容量至少要到50GW,太阳能发展的时机已经来到。但同时,太阳能电池板表面积尘和其他污染物影响透光率,并且产生静电扰乱发电电流,尤其在北方,影响发电效率平均达6.8%以上。灰尘难以或需要频繁清洗,导致成本上升、工作难度加大、设计性能难以充分发挥、发电效率下降等实际问题。目前市场上自洁涂料总体上可以分为疏水自洁涂料和亲水自洁涂料。其中,疏水自洁涂料可以在玻璃或陶瓷表面会出现疏水效应,表现为水在物体表面呈水珠状,并向低处滑动,水珠会把灰尘等细小杂物裹走,从而达到清洁的效果;但是,由于疏水产品一般是亲油的有机高分子材料,由于静电吸附作用易粘灰,污染物沉积后难以用水冲洗干净,尤其不适于在北方雨水较少的地区使用。其中,亲水自洁涂料主要有无机亲水自洁涂料和有机亲水自洁涂料两种。无机亲水自洁涂料以纳米TiO2为主要原料,喷涂在玻璃表面迅速形成一层亲水水膜,使脏污难以附着,在雨水的冲刷下被冲洗下来,达到自洁的目的;但是,这种涂料也容易吸附油性污染物,并且在玻璃上的耐久性不好。有机亲水自洁涂料通过添加合适的亲水化剂可以使涂膜形成亲水化表面,赋予涂层自洁性;但形成的涂层接触角较大,自洁效果不是很明显。因此,研究和开发一种自洁效果好的亲水自洁涂料具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的上述缺陷,提供一种亲水自洁涂料用组合物和亲水自洁涂料及其制备方法和应用。本专利技术提供的亲水自洁涂料环保性好,以及将其用于光伏发电板上,耐候性好、透光率高、室温成膜性好,且能有效减少脏污附着,消除静电影响。本专利技术一方面提供了一种亲水自洁涂料用组合物,其中,所述涂料用组合物含有改性复合溶胶、纳米二氧化钛粉体和醇;所述改性复合溶胶为通过将醇、正硅酸乙酯、改性剂、去离子水和碳纳米管的水分散液在酸性条件下进行反应而得到的复合物,其中,所述改性剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。优选地,以所述涂料用组合物的总重量为基准,所述改性复合溶胶的含量为15-38重量%,所述纳米二氧化钛粉体的含量为0.5-5重量%,以及所述醇的含量为15-62重量%。优选地,所述改性复合溶胶的粒径为15-100nm;所述纳米二氧化钛粉体的粒径为5-25nm、晶型为锐钛矿。优选地,所述涂料用组合物还含有成膜助剂和/或润湿剂,且以该涂料用组合物的总重量为基准,所述成膜助剂的含量为1-8重量%,所述润湿剂的含量为1-5重量%。优选地,所述碳纳米管为单壁碳纳米管;以及所述碳纳米管的水分散液的质量浓度为0.1-1重量%。优选地,所述醇为无水乙醇和/或异丙醇。本专利技术另一方面还提供了一种亲水自洁涂料用组合物的制备方法,其中,该方法包括以下步骤:(1)在酸性条件下,将去离子水和碳纳米管的水分散液滴加到含有醇、正硅酸乙酯和改性剂的混合物中得到改性复合溶胶;(2)在酸性条件下,将去离子水滴加到含有钛酸丁酯、乙酰丙酮和醇的混合物中得到纳米二氧化钛粉体;(3)将所述纳米二氧化钛粉体、所述改性复合溶胶和醇混合。优选地,在步骤(1)中,以所述改性复合溶胶的总重量为基准,所述醇的用量为30-50重量%,所述正硅酸乙酯的用量为16-28重量%,所述改性剂的用量为19-30重量%,所述去离子水的用量为14-28重量%,所述碳纳米管的水分散液的用量为0.5-9重量%。优选地,在步骤(2)中,以所述纳米二氧化钛粉体的总重量为基准,所述钛酸丁酯的用量为9-16重量%,所述乙酰丙酮的用量为10-17重量%,所述醇的用量为25-45重量%,所述去离子水的用量为19-32重量%。优选地,所述酸性条件为pH值为2-3。优选地,所述去离子水以0.01-0.5mL/s的滴加速率滴加,所述碳纳米管的水分散液以0.05-0.5mL/s的滴加速率滴加。优选地,在步骤(2)中,该方法还包括在将去离子水滴加到含有钛酸丁酯、乙酰丙酮和醇的混合物中后,还需要将反应得到的溶胶在温度为300-500℃的条件下处理0.5-2小时。本专利技术另一方面还提供了一种亲水自洁涂料用组合物以及由上述的制备方法制备得到的亲水自洁涂料在光伏电池板面的自清洁中的应用。附图说明图1为由实施例1制备的亲水自洁涂料在光伏电池板表面上的接触角;图2为涂敷和未涂敷有由实施例1制备的亲水自洁涂料的光伏电池板在雨中的对比的效果图;图3为涂敷和未涂敷有由实施例1制备的亲水自洁涂料的光伏电池板历经一个月后的对比的效果图;图4为涂敷有由实施例1制备的亲水自洁涂料的石英玻璃片的可见光透过率与波长的关系的曲线图。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。一方面,本专利技术提供了一种亲水自洁涂料用组合物,其中,所述涂料用组合物含有改性复合溶胶、纳米二氧化钛粉体和醇;所述改性复合溶胶为通过将醇、正硅酸乙酯、改性剂、去离子水和碳纳米管的水分散液在酸性条件下进行反应而得到的复合物,其中,所述改性剂可以为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。本专利技术的专利技术人在研究的过程中发现,通过将改性复合溶胶、纳米二氧化钛粉体和醇结合使用,所得到的涂料具有环保性好的特点,以及将其用于光伏发电板上,耐候性好、透光率高、室温成膜性好,且能有效减少脏污附着,消除静电影响。优选的情况下,以所述涂料用组合物的总重量为基准,所述改性复合溶胶的含量可以为15-38重量%,所述纳米二氧化钛粉体的含量可以为0.5-5重量%,以及所述醇的含量可以为15-62重量%;更优选地,以所述涂料用组合物的总重量为基准,所述改性复合溶胶的含量为35-38重量%,所述纳米二氧化钛粉体的含量为0.5-2重量%,以及所述醇的含量为55-58重量%;在本专利技术中,为了便于配比使用,所述涂料用组合物中的各组分按照一定的比例存放。根据本专利技术,所述改性复合溶胶的粒径可以为15-100nm。根据本专利技术,为了进一步增加由所述亲水自洁涂料用组合物制备的涂料的透光率,所述纳米二氧化钛粉体的粒径可以为5-25nm,优选为5-15nm,更优选为5-10nm;以及所述纳米二氧化钛粉体的晶型为锐钛矿。根据本专利技术,所述涂料用组合物还可以含有成膜助剂和/或润湿剂,且以该涂料用组合物的总重量为基准,所述成膜助剂的含量可以为1-8重量%,所述润湿剂的含量可以为1-5重量%;在本专利技术中,所述的成膜助剂可以为本领域常规的各种成膜助剂,优选地,所述成膜助剂为氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷和氨丙基甲基二乙氧基硅烷中的一种或多种;所述润湿剂可以为本领域常规的各种润湿剂,优选地,所述润湿剂为BYK-380N、BYK-381、EFKA3本文档来自技高网...
亲水自洁涂料用组合物和亲水自洁涂料及其制备方法和应用

【技术保护点】
一种亲水自洁涂料用组合物,其特征在于,所述涂料用组合物含有改性复合溶胶、纳米二氧化钛粉体和醇;所述改性复合溶胶为通过将醇、正硅酸乙酯、改性剂、去离子水和碳纳米管的水分散液在酸性条件下进行反应而得到的复合物,其中,所述改性剂为γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ‑氨丙基三乙氧基硅烷和γ‑(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.一种亲水自洁涂料用组合物,其特征在于,所述涂料用组合物含有改性复合溶胶、纳米二氧化钛粉体和醇;所述改性复合溶胶为通过将醇、正硅酸乙酯、改性剂、去离子水和碳纳米管的水分散液在酸性条件下进行反应而得到的复合物,其中,所述改性剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的涂料用组合物,其中,以所述涂料用组合物的总重量为基准,所述改性复合溶胶的含量为15-38重量%,所述纳米二氧化钛粉体的含量为0.5-5重量%,以及所述醇的含量为15-62重量%。3.根据权利要求1或2所述的涂料用组合物,其中,所述改性复合溶胶的粒径为15-100nm;所述纳米二氧化钛粉体的粒径为5-25nm、晶型为锐钛矿。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的涂料用组合物,其中,所述涂料用组合物还含有成膜助剂和/或润湿剂,且以所述涂料用组合物的总重量为基准,所述成膜助剂的含量为1-8重量%,所述润湿剂的含量为1-5重量%。5.根据权利要求1或2所述的涂料用组合物,其中,所述碳纳米管为单壁碳纳米管;以及所述碳纳米管的水分散液的质量浓度为0.1-1重量%。6.根据权利要求1或2所述的涂料用组合物,其中,所述醇为无水乙醇和/或异丙醇。7.权利要求1-6中任意一项所述的亲水自洁涂料用组合物的制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:(1)在酸性条件下,将去离子水和碳纳米管的水分散液滴加到含有醇、正硅酸乙酯和改性剂的混...

【专利技术属性】
技术研发人员:张林智云霞程雪
申请(专利权)人:新材料与产业技术北京研究院
类型:发明
国别省市:北京,11

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