自清洁涂料的制备方法技术

本发明专利技术涉及涂料领域，公开了一种自清洁涂料的制备方法，包括以下步骤：将钛源加入至醋酸溶液中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第一混合液；将钨酸钠和表面活性剂加入至第一混合液中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第二混合液；将硝酸铋和柠檬酸加入至乙二醇中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第三混合液；将第三混合液加入至第二混合液中，进行搅拌操作，以使各组分混合均匀，得到第四混合液；将丙烯酸树脂和偶联剂加入至第四混合液中，进行搅拌操作，以使各组分混合均匀，得到自清洁涂料。该自清洁涂料可以同时吸收紫外光波及可见光波，大大增加了对太阳光波的利用率，从而大大提高了其自清洁功能。

Preparation of self cleaning coating

【技术实现步骤摘要】
自清洁涂料的制备方法
本专利技术涉及涂料领域，特别是涉及一种自清洁涂料的制备方法。
技术介绍
玻璃、陶瓷、金属、建筑等表面在使用过程中极易被环境中污染物所污染，不仅影响材料美观，同时会对材料的性能造成巨大影响。据统计，中国空气污染令中国太阳能发电每年损失数十亿美元，其中重要原因是传统太阳能面板容易被空气中污染物粘附，降低面板对太阳能的吸收能力。现代高楼大厦中的大量玻璃和建筑外墙通常采用人工定期进行清理，不仅费时费力，而且安全性堪忧。为了解决上述问题，人们开发出了自清洁涂料。自清洁涂料可以赋予玻璃、陶瓷、金属、建筑等表面自我清洁能力，使污染物不易粘附到材料表面，使材料长久保持清爽外观，大大增加材料的使用性能和维护周期。自清洁涂层材料可将表面的污垢主动清除，从而长久保持材料表面洁净。现有的自清洁涂层中一大类是基于TiO2材料自清洁涂层。TiO2在没有光照射时，水与TiO2薄膜表面接触角为72°，光照射后，接触角小于10°，具有超亲水效果，同时TiO2可吸收太阳光产生超氧负离子和氢氧自由基，超氧负离子和氢氧自由基均具有强氧化性，可强烈分解大部分粘附至表面的有机物，减小灰尘的粘附。因此，基于TiO2材料的自清洁涂层对水分具有强润湿性，水分可在材料表面充分铺展，使得水与材料表面的接触角小于10°，当水接触到表面时，不会形成一个个独立的小水滴，而是迅速在表面铺展成均匀的水膜，并渗入污物与涂层的界面，大幅度降低污垢的附着力。在受到雨水冲刷和水淋冲等作用时，污垢能自动从表面剥离下来，从而达到自动防污和除污的效果。r>然而，TiO2材料的能带间隙为3.2eV，只能吸收紫外光，而紫外光在太阳光波中只占到3％～5％，因此，基于TiO2材料的自清洁涂层只能利用紫外光，具有的太阳光利用效率很低，能够达到的防污和除污效果不佳。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种自清洁涂料的制备方法，制备得到的自清洁涂料可以同时吸收紫外光波及可见光波，大大增加了对太阳光波的利用率，从而大大提高了其自清洁功能，具有优良的自动防污和除污效果。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种自清洁涂料的制备方法，特征在于，包括以下步骤：将钛源加入至醋酸溶液中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第一混合液；将钨酸钠和表面活性剂加入至所述第一混合液中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第二混合液；将硝酸铋和柠檬酸加入至乙二醇中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第三混合液；将所述第三混合液加入至所述第二混合液中，进行搅拌操作，以使各组分混合均匀，得到第四混合液；将丙烯酸树脂和偶联剂加入至所述第四混合液中，进行搅拌操作，以使各组分混合均匀，得到自清洁涂料。在其中一种实施方式，所述将钛源加入至醋酸溶液中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第一混合液的操作具体为：将酸酸溶解于水中，得到所述醋酸溶液；将所述钛源逐滴加入至所述醋酸溶液中，进行所述搅拌操作，再静置至各组分完全溶解，得到第一混合液。在其中一种实施方式，所述钛源、所述醋酸溶液、所述表面活性剂、所述钨酸钠、所述硝酸铋、所述柠檬酸及所述乙二醇的质量比为(3～15)：(105～120)：(2～5)：(0.5～3)：(1.47～8.84)：(1.75～10.50)：100。在其中一种实施方式，所述柠檬酸、所述硝酸铋和所述钨酸钠的摩尔比为6:2:1。在其中一种实施方式，所述醋酸溶液包括以下重量份数的组分：醋酸5～20份及水100份。在其中一种实施方式，所述第四混合液、所述丙烯酸树脂和所述偶联剂的质量比为(40～60)：(1～4)：(1～3)。在其中一种实施方式，所述钛源为钛酸正丁酯或钛酸四异丙酯。在其中一种实施方式，所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。在其中一种实施方式，对所述钛源和所述醋酸溶液进行所述搅拌操作的时间为6h～96h；优选地，对所述钛源和所述醋酸溶液进行所述搅拌操作的时间为24h～36h。在其中一种实施方式，对所述第二混合液和所述第三混合液进行所述搅拌操作的时间为6h～96h；优选地，对所述第二混合液和所述第三混合液进行所述搅拌操作的时间为24h～48h。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下优点：钛源在醋酸溶液中水解生成TiO2，则第一混合液中含有TiO2，钨酸钠与硝酸铋反应生成Bi2WO6，则第四混合液中含有Bi2WO6，TiO2的能带间隙为3.2eV，能吸收紫外光，而紫外光在太阳光波中占到3％～5％，Bi2WO6的能带间隙为2.6eV，能吸收可见光，而可见光在太阳光波中占到43％，将可吸收紫外光的TiO2和可吸收可见光的Bi2WO6进行复配，使得自清洁涂料可以同时吸收紫外光及可见光波段，大大增加了对太阳光波的利用率，从而大大提高了其自清洁功能，具有优良的自动防污和除污效果。进一步地，醋酸溶液的醋酸能够调控钛源的水解过程，增加钛源的水解速度。表面活性剂不仅能够增强钨酸钠和硝酸铋的在涂料的分散性能，以提高钨酸钠与硝酸铋的反应速度；还能够增强TiO2和Bi2WO6在涂料的分散性能，以增加TiO2和Bi2WO6在涂料的稳定性。柠檬酸能够调控钨酸钠与硝酸铋的反应过程，增加钨酸钠与硝酸铋的反应速度。乙二醇用于溶解硝酸铋，以使钨酸钠与硝酸铋在均相中反应，以使生成的Bi2WO6的颗粒尺寸小且可控。丙烯酸树脂为高透明耐黄变的树脂，完全不影响TiO2和Bi2WO6对太阳光的吸收，且长期使用后也基本不影响TiO2和Bi2WO6对太阳光的吸收；丙烯酸树脂能够增强自清洁涂料的粘结性能，以提高自清洁涂料的成膜性能，并增强自清洁涂料成膜后的亲水性能和耐老化性能。偶联剂能够增强TiO2和Bi2WO6在涂料内的分散性能，增强TiO2和Bi2WO6与丙烯酸树脂的相容性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术一实施方式的自清洁涂料的制备方法的步骤流程图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施方式。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本专利技术的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自清洁涂料的制备方法，特征在于，包括以下步骤：/n将钛源加入至醋酸溶液中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第一混合液；/n将钨酸钠和表面活性剂加入至所述第一混合液中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第二混合液；/n将硝酸铋和柠檬酸加入至乙二醇中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第三混合液；/n将所述第三混合液加入至所述第二混合液中，进行搅拌操作，以使各组分混合均匀，得到第四混合液；/n将丙烯酸树脂和偶联剂加入至所述第四混合液中，进行搅拌操作，以使各组分混合均匀，得到自清洁涂料。/n

【技术特征摘要】
1.一种自清洁涂料的制备方法，特征在于，包括以下步骤：
将钛源加入至醋酸溶液中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第一混合液；
将钨酸钠和表面活性剂加入至所述第一混合液中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第二混合液；
将硝酸铋和柠檬酸加入至乙二醇中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第三混合液；
将所述第三混合液加入至所述第二混合液中，进行搅拌操作，以使各组分混合均匀，得到第四混合液；
将丙烯酸树脂和偶联剂加入至所述第四混合液中，进行搅拌操作，以使各组分混合均匀，得到自清洁涂料。


2.根据权利要求1所述的自清洁涂料的制备方法，其特征在于，所述将钛源加入至醋酸溶液中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第一混合液的操作具体为：将酸酸溶解于水中，得到所述醋酸溶液；将所述钛源逐滴加入至所述醋酸溶液中，进行所述搅拌操作，再静置至各组分完全溶解，得到第一混合液。


3.根据权利要求1所述的自清洁涂料的制备方法，其特征在于，所述钛源、所述醋酸溶液、所述表面活性剂、所述钨酸钠、所述硝酸铋、所述柠檬酸及所述乙二醇的质量比为(3～15)：(105～120)：(2～5)：(0.5～3)：(1.47～8.84)：(1.75～10.50)：100。


4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄双武，王军鹏，况金权，
申请(专利权)人：博罗县东明化工有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44