多质离散效应纳米结构液膜涂料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种纳米结构薄膜涂料，尤其涉及一种多质离散效应纳米结构液膜及其制备方法和应用。多质离散效应纳米结构液膜，由纳米复合粉体均匀分布在成膜活性分散物质中构成：纳米复合粉体占涂料总重量的０．１－２％，纳米复合粉体由２种以上粉体材料粒度均小于１００ｎｍ纳米粉体材料经氟碳表面活性剂改性后混合制得，成膜活性分散物质包括成膜物质和水分散介质，成膜物质占涂料总重量的２－１０％；余量为水分散介质。本发明专利技术中纳米复合粉体材料为多功能复合材料，使得薄膜具有对油、水、有机杂质、无机尘埃、细菌及光、电、磁的离异和分散作用，弥补了背景技术中单疏、双疏材料的不足。另外，本发明专利技术还提供了上述液膜的指标方法和应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种纳米结构薄膜涂料，尤其涉及一种多质离散效应纳米结构 液膜及其制备方法和应用。
技术介绍
目前，
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中的纳米薄膜材料的制备方法和品种很多，如制备方法有-胶态悬浮体化学沉淀法、自组装法、表面改性法、电化学沉积法等；其制备的 纳米结构功能性的薄膜也有许多种类，如纳米半导体薄膜、纳米多孔薄膜、纳 米光学薄膜、纳米磁学薄膜、纳米摩擦学薄膜等。己有技术中纳米结构的薄膜 的制备， 一般是由粒子和衬底来实现的。从以上所述的纳米结构薄膜功能的种 类上看，没有提出关于"多质散效应"的纳米结构薄膜及其制备方法。该薄膜 其特点就是利用离散效应原理，将即要附着于基料(衬底)上的许多种物质迅 速离开，或者分解散去，免得基材接触，从而达到离散效应的作用。
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中尽管没有提出多质离散效应理论，但有许多分解、疏油、疏水 方面的材料，即单疏、双疏的概念。其产品实质是对水或油污的疏离作用，可 以达到防油、防水的目的；已有技术中把只对水或油有单一疏离作用的叫单疏； 对水、油同时具有疏离作用的叫双疏。这种物质我们定义为离散效应材料。
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中的离散效应的材料一般由多种化学材料组成，其机理是化学反 应或键合形式与基材结合，来改变基材的物化性能，如代表产品托氟龙、N (三 元一丁基)丙烯酰胺、乙一十四烷基丙烯酸脂、乙烯十二酸脂以及卤类单体、N 一氟苯乙烯等；另一方面解决防水、防油的方法是在基料中加入带有疏水或者 疏油基团的(官能团)包覆材料，这些材料一般为超细粉体或液体，如国外报 导了永久处理技术，技术涵概了许多化学基本原理和各种纳米材料，其产品性 能及使用与其它产品基本相似，鉴于对
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分析，本专利技术人对现有技术中 的纳米结构薄膜的种类和功能进行分析，认为
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中纳米结构薄膜种类和 功能存在如下不足一、 已有的纳米结构薄膜没有多质离散效应的功能，种类大多数是光学薄 膜、磁学、半导体或导电膜及摩擦薄膜。本专利技术提供新的种类补充。二、 己有技术中的"离散效应"材料只是单一的防水、防油、抗菌、抗电 磁等功能， 一般不具有对多种物质的分解离散功能，本专利技术提供新功能的补充。三、 己有技术中的化学组分基本以有机物或包覆材料为主，产品性能不够 稳定，耐久性差，甚至有些污染成分，达不到环保要求。四、 己有技术中使用的单疏材料也有部分粉体材料，但是由于粒料较大一 般在IOOOIM以上，这种材料不易在液相或胶体中分散，使得它们被加入到介质 材料中，效果不明显。而且影响制品的光泽，同时功能粉体上的基团多是以物 理方式吸附在粉体表面，基团与粉体结合不牢固，这些基团随着时间延长和温 度的提高而受到破坏，从而影响材料和制品的功能。五、 现有技术中的类似材料大都采用纳米材料、二氧化钛、氧化锌、氧化 硅、三氧化二铝、碳酸钙等，这些材料虽然应用广泛，但制备方法多，工艺参 数控制多变，导致材料的性质不够稳定，在生产中难以保证所制备薄膜材料的 性能指标。
技术实现思路
根据前述
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中存在的不足，本专利技术的目的是提供一种保持基材及其 制品稳定性能并且可达到疏水、疏油、防尘、抗菌、抗老化功能的多质离散效 应纳米结构液膜。本专利技术的另外一个目的是提供上述的多质离散效应纳米结构液膜的制备方 法以及该涂料的应用。本专利技术中的"多质离散效应"理论是指该纳米薄膜从功能上可以对三种以 上物质包括水、油、有机杂质、无机尘埃、细菌及光、电、磁等多种物质进行 催化、分解、离异、分散的作用，从本专利技术定义角度出发，
技术介绍
中的单疏、 双疏材料均属于"单质离散型材料"。为了实现上述的目的，本专利技术采用了以下的技术方案。多质离散效应纳米结构液膜，由纳米复合粉体均匀分布在成膜活性分散物 质中构成纳米复合粉体占涂料总重量的0.1 — 2%，纳米复合粉体由粒度均小 于100nm纳米粉体材料经氟碳表面活性剂改性后混合制得，纳米粉体材料至少 包括以下2种粉体材料纳米抗菌材料、纳米催化材料、纳米分解材料、纳米 界面材料和纳米表面耗能材料；成膜活性分散物质包括成膜物质和水分散介质， 成膜物质占涂料总重量的2-L0%;余量为水分散介质。作为优选，上述的成膜活性分散物质还包括功能助剂，功能助剂占涂料总重量的0.05 — 0.1%。作为再优选，功能助剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。脂肪醇聚氧 乙烯醚可以用于体系平衡及性能稳定。作为优选，纳米粉体材料包括纳米抗菌材料、纳米催化材料、纳米分解 材料、纳米界面材料和纳米表面耗能材料，各组分按重量百分比如下 纳米抗菌材料 20-30%;纳米催化材料 15-25%; 纳米分解材料 20-30%; 纳米界面材料 15-25%;纳米表面耗能材料 15-20%。作为优选，上述的氟碳表面活性剂针对粉体材料分别采用纳米抗菌材料 选用四氟异邻苯二甲腈表面活性剂；纳米催化材料选用氟碳硅烷表面活性剂； 纳米分解材料选用全氟基氟硅高分子表面活性剂；纳米界面材料和纳米表面耗 能材料选用5%的氟烷基化合物表面活性剂。作为优选，上述的纳米抗菌材料选用硅基氧化物(SiOh)为载体的金属离 子抗菌材料；纳米催化材料选用二氧化钛(Ti02)或三氧化二钇(YA);纳米分 解材料选用氧化锌(ZnO)或二氯化锌(ZnCl2);纳米界面材料选用三氧化二铝 (Al必,)或三氧化二钐(SmA);纳米表面耗能材料选用二氧化钛(Ti02)或三 氧化二钕(Nd203)。作为一个优选方案，上述的纳米抗菌材料选用粒径30nm的二氧化硅载银材 料，23%;纳米催化材料选用粒径20nm的二氧化钛，20%;纳米分解材料选用 粒径60nm的氧化锌，22%;纳米界面材料选用粒径50nm的三氧化二铝，20%; 纳米表面耗能材料选用为粒径10nm的二氧化钛，15%。作为一个优选方案，上述的纳米抗菌材料选用粒径30nm的二氧化硅载银材 料，23%;纳米催化材料选用粒径20mn的三氧化二钇，20%;纳米分解材料选 用粒径60nm的二氯化锌，22%;纳米界面材料选用粒径50mn的三氧化二钐， 20%;纳米表面耗能材料选用为粒径10nm的三氧化二钕，15%。作为优选，成膜物质选自聚氨酯树脂、有机硅树脂、丙烯酸树脂或氟碳树 脂。作为再优选，成膜物质为全氟垸基磺酸酰烷基丙稀酸脂。全氟烷基磺酸酰 垸基丙烯酸脂用于负载纳米粒子，并使之与基质结合牢固。作为一个优选方案，按重量百分比计，纳米复合粉体为2%，全氟烷基磺酸酰垸基丙烯酸脂为4%，脂肪醇聚氧乙烯醚为O. 1%，去离子水为93.9。^。为了实现第二个目的，本专利技术提供了上述的多质离散效应纳米结构液膜的 制备方法，其包括以下的步骤1) 将上述的纳米粉体材料分别在分散介质中分散，然后分别按纳米粉体 材料与氟碳表面活性剂之间的量比为1: 0.005 1: 0.01的比例添加 到分散介质中，使纳米材料表面羟基与氟碳表面活性剂进行充分反应， 除去分散介质，经过干燥得到各种纳米改性材料粉体；2) 将上述分别制得的纳米改性材料粉体混合搅拌均匀制得纳米复合粉 体；3) 在50 7(TC下，将上述功能助剂加入到水分散介质中，搅拌使功能助 剂均匀的溶解在水分散介质中，然后将上述制得纳米复合粉体加入到 上述溶液中，搅拌，乳化，使纳米材料均匀的分散在液相中；4) 将成膜物质慢慢的加入到已经分散好的纳米液相中，搅拌均匀制得所本文档来自技高网...

【技术保护点】
多质离散效应纳米结构液膜，其特征在于该涂料由纳米复合粉体均匀分布在成膜活性分散物质中构成：纳米复合粉体占涂料总重量的０．１－２％，纳米复合粉体由粒度均小于１００ｎｍ纳米粉体材料经氟碳表面活性剂改性后混合制得，纳米粉体材料至少包括以下２种粉体材料：纳米抗菌材料、纳米催化材料、纳米分解材料、纳米界面材料和纳米表面耗能材料；成膜活性分散物质包括成膜物质和水分散介质，成膜物质占涂料总重量的２－１０％；余量为水分散介质。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘景春，陈罘杲，潘濠昌，
申请(专利权)人：刘景春，陈罘杲，潘濠昌，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]