一种防雾、自洁纳米材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种防雾、自洁纳米材料的制备方法。该防雾、自洁纳米材料中纳米TiO2质量百分比为0.3%~4%，纳米SiO2质量百分比为0.2%~1%，偶联剂的质量百分比为1%~2%，分散剂的质量百分比为5%~10%，溶剂的质量百分比为83%~93.5%。该材料具有防雾能力强，自洁效果持久、施工简单、成本低等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于功能材料
，特别涉及。技术背景目前，纳米材料作为重要的前沿领域已成为人们关注的焦点。在我们日常生活中，汽车玻璃、楼宇玻璃、装饰玻璃等，都需要我们频繁的去维护和清洁，维护及清洁时会造成较大的资源浪费，如水、电、人工等，在高层楼宇清洁中还存在着较大的安全隐患。与此同时，在雨雪天气，汽车玻璃很容易产生雾气，影响驾驶员视线，这是车辆事故多发的一个重要因素。因此，防雾、自洁纳米材料的制备对于我国经济的可持续性发展来说至关重要。随着防雾、自洁纳米材料需求的日益突出，市场上出现一些防雾、自洁产品。然而，大多数防雾、自洁产品不仅存在着制作工艺复杂，稳定性差等问题，而且与基材之间的粘接性差，容易脱落。因此，难以保持长久防雾、自洁的效果。基于上述防雾、自洁产品存在的问题，我们研制了一种具有防雾能力强，自洁效果持久，施工简单，成本低等优点的防雾、自洁纳米材料。
技术实现思路
(I)本专利技术的目的之一提供一种工艺简单的防雾、自洁纳米材料的制备方法。(2)本专利技术的目的二克服传统材料防雾能力弱、自洁效果不稳定等问题。(3)本专利技术的目的之三是将纳米T12与纳米S1 2复合，该复合纳米材料不仅保持了原有二氧化钛的光催化和超亲水性能，而且提高了复合纳米材料与基材之间的粘接性，保证了基材上防雾、自洁纳米材料的牢固性和耐磨性。本专利技术采取以下技术方案: 步骤一:以分析纯的钛酸正丁酯(Ti(OC4H9)4)为前驱物，无水乙醇为溶剂，醋酸为螯合剂，通过硝酸调整PH值。具体制备过程为:将钛酸丁酯(4Ti)在剧烈搅拌下滴加到无水乙醇中，充分搅拌，得淡黄色溶液，然后向其依次加入醋酸、硝酸和去离子水，继续搅拌，最终得到稳定的T12溶胶。将上述溶胶进行退火处理，退火温度为450°C，保温时间5小时。然后自然降温，得到锐钛矿1102粉末样品，将粉末样品球磨24小时，粉末样品中的T12颗粒尺寸约为6 nm。称取T1 2粉末样品，将其分散到去离子水中，得到透明淡蓝色的Ti O2溶液。步骤二:将正硅酸乙酯加入到无水乙醇中，在室温搅拌下滴加盐酸溶液，得到透明溶液，陈化24小时，变成凝胶后放入干燥箱中进行干燥，再将干燥样品进行退火处理，保温时间4小时。然后自然降温，得到3102粉末样品，将粉末样品球磨12小时，粉末样品中的S12颗粒尺寸约为13 nm。步骤三:取步骤一的T12溶液分散到溶剂中，充分搅拌，然后加入S12,继续搅拌，最后向其加入适量的偶联剂及分散剂，即可得到防雾能力强，自洁效果持久的防雾、自洁纳米材料。所述的防雾、自洁纳米材料，其特征在于:所述的纳米1102质量百分比为0.3%~4%，纳米S12质量百分比为0.2%~1%，偶联剂的质量百分比为1%~2%，分散剂的质量百分比为5%~10%，溶剂的质量百分比为83%~93.5%。所述的防雾、自洁纳米材料，其特征是:所述的T12颗粒尺寸约为6nm。所述的防雾、自洁纳米材料，其特征是:所述的S12颗粒尺寸约为13nm。所述的防雾、自洁纳米材料，其特征是:所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂中的一种或两种。所述的防雾、自洁纳米材料，其特征是:所述的分散剂是乙二醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或两种。所述的防雾、自洁纳米材料，其特征是:所述的溶剂为去离子水、无水乙醇、异丙醇、丙酮、正丁醇、乙二醇乙醚所组成的两种以上混合物。【具体实施方式】步骤一:将20ml钛酸丁酯(4Ti)在剧烈搅拌下滴加到40mL无水乙醇中，搅拌30min，得淡黄色溶液，然后向其加入4mL醋酸、2mL硝酸和3mL去离子水，继续搅拌2h，最终得到稳定的T12溶胶。将上述溶胶进行退火处理，退火温度为450°C，保温时间5小时。然后自然降温，得到锐钛矿1102粉末样品，将粉末样品球磨24小时，粉末样品中的T12颗粒尺寸约为6 nm。称取5g T1 2粉末样品，将其分散到40ml去离子水中，得到透明淡蓝色的T12溶液。步骤二:将30ml的正硅酸乙酯加入到70ml的无水乙醇中，在室温搅拌下滴加盐酸溶液(60ml去离子水8ml盐酸混合)，陈化24小时，变成凝胶后放入80°C干燥箱中进行干燥，再将干燥样品进行退火处理，退火温度为650°C，保温时间4小时。然后自然降温，得到3102粉末样品，将粉末样品球磨12小时，粉末样品中的S12颗粒尺寸约为13 nm。步骤三:取步骤一的0.5g T12溶液分散到91.8g溶剂中，充分搅拌，然后加入0.2g S12，继续搅拌，最后向其加入1.5g钛酸酯偶联，6g乙二醇、聚乙二醇的混合溶液，即可得到防雾能力强，自洁效果持久的防雾、自洁纳米材料。上述防雾、自洁纳米材料使用如下:(I)试件样品采用玻璃、陶瓷，喷涂纳米材料前将表面清理干净；(2)用喷枪将上述纳米材料均匀喷涂到试件样品表面，在试件表面将附有薄薄一层的纳米涂层，自然晾干即可。对试件纳米涂层进行性能测试，测试结果如下:(I)利用附着力测定仪测定玻璃、陶瓷表面纳米涂层的附着力，纳米涂层的附着力为O级；(2)利用接触角测定仪测得与水的接触角在7-15°之间；(3)利用椭偏仪测量玻璃片的膜厚，任选5个点测量，薄膜厚度约为30nm ;(4)耐水性:将喷涂好薄膜的玻璃片、陶瓷片放入水中浸泡60天，纳米涂层无变化；(5)耐酸碱:将附有该纳米涂层的玻璃基材浸泡到10% HCl或者NaOH溶液中，试件纳米涂层表面及亲水性能无变化；(7)通过氙灯照射500h (相当于正常寿命约5年)。【主权项】1.所述的防雾、自洁纳米材料，其特征在于:所述的纳米T12质量百分比为0.3%~4%，纳米S12质量百分比为0.2%~1%，偶联剂的质量百分比为1%~2%，分散剂的质量百分比为5%~10%，溶剂的质量百分比为83%~93.5%。2.根据权利要求1所述的防雾、自洁纳米材料，其特征是:所述的T12颗粒尺寸约为6nm03.根据权利要求1所述的防雾、自洁纳米材料，其特征是:所述的S12颗粒尺寸约为13nm04.根据权利要求1所述的防雾、自洁纳米材料，其特征是:所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂中的一种或两种。5.根据权利要求1所述的防雾、自洁纳米材料，其特征是:所述的分散剂是乙二醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或两种。6.根据权利要求1所述的防雾、自洁纳米材料，其特征是:所述的溶剂为去离子水、无水乙醇、异丙醇、丙酮、正丁醇、乙二醇乙醚所组成的两种以上混合物。【专利摘要】本专利技术涉及。该防雾、自洁纳米材料中纳米TiO2质量百分比为0.3%~4%，纳米SiO2质量百分比为0.2%~1%，偶联剂的质量百分比为1%~2%，分散剂的质量百分比为5%~10%，溶剂的质量百分比为83%~93.5%。该材料具有防雾能力强，自洁效果持久、施工简单、成本低等优点。【IPC分类】C09D1-00【公开号】CN104817858【申请号】CN201510244802【专利技术人】不公告专利技术人 【申请人】北京中科佰卓纳米材料科技有限公司【公开日】2015年8月5日【申请日】2015年5月14日本文档来自技高网...

【技术保护点】
所述的防雾、自洁纳米材料，其特征在于：所述的纳米TiO2质量百分比为0.3%~4%，纳米SiO2质量百分比为0.2%~1%，偶联剂的质量百分比为1%~2%，分散剂的质量百分比为5%~10%，溶剂的质量百分比为83%~93.5%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：北京中科佰卓纳米材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11