一种防污光催化涂料的制备方法与应用技术

本发明专利技术属于防污涂料技术领域，具体涉及一种防污光催化涂料的制备方法与应用。本发明专利技术采用三乙醇胺对纳米催化剂进行氨基(

【技术实现步骤摘要】
一种防污光催化涂料的制备方法与应用


[0001]本专利技术属于防污涂料
，具体涉及一种防污光催化涂料的制备方法与应用。

技术介绍

[0002]近年来，材料、设备等产品向高精密、高精度方向发展，为了保证产品表面的清洁性，防污涂料领域也在往高耐用性、透明性、自清洁性、多功能化的方向发展，以抵抗水性、油性液体的粘附或污染，例如耐用的防雾涂层、防霜涂层、防冰涂层、防油污涂层、防生物粘附涂层、自清洁型涂层、防金属腐蚀涂层等。目前，防污涂料已广泛用于卫浴用品、建筑防护、石油/液体运输管道领域、电子触摸屏、海洋工程、金属工业、光学镜头、微流控、抗菌、抗病毒、生物检测等诸多领域。
[0003]当前，防污材料主要分为粗糙化的超疏表面、润滑的平面和催化材料三种。其中，超疏表面可以超疏水或超疏油(静态接触角＞150
°
)，实现液体排斥；润滑的平面一般具有低的接触角滞后(前进角与后退角差值)或滚动角，可以减少液体残留或轻易地滑走液体而实现疏液性；催化材料可以通过外界能量激发而降解掉污染物。
[0004]在催化材料方面，虽然催化材料降解有机物领域目前已取得了一定的研究发展，但现有的催化涂料仍然存在许多不足，比如，疏液性能差，结构粗糙(会带来更多残留而造成污染)，耐用性低，与基底附着力低等，导致催化材料在防污领域的应用受到了一定的限制。因此，有必要开发一种既能排斥液体污染、又能催化降解掉有机残留物的催化涂料。

技术实现思路

[0005]为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提出了一种防污光催化涂料的制备方法，使用无氟材料制备得到一种既能排斥液体污染、又能催化降解掉有机残留物的复合涂料/涂层，同时该涂层制备条件温和，还具有一定的透明度、高的附着力、涂覆普适性、能制成块体材料等性能。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
[0007]本专利技术提供了一种防污光催化涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0008]S1、纳米催化剂的修饰：首先往10
‑
50g三乙醇胺中加入等体积的水配置三乙醇胺溶液，然后将纳米催化剂以1
‑
10g/180mL的料液比分散在水中，并恒压滴定加入所述三乙醇胺溶液，持续搅拌12
‑
24小时后经清洗、离心和干燥得到修饰后的纳米催化剂；
[0009]S2、异氰酸酯的接枝：先将催化剂制备成2
‑
20wt％的催化剂溶液，然后往异氰酸酯中加入甲苯、催化剂溶液和低表面能分子，并置于80
‑
120℃的油浴中搅拌反应1
‑
4h，降温除去甲苯后再加入乙腈，经离心、取上清液并除去溶剂后得到接枝后的异氰酸酯；所述低表面能分子为聚二甲基硅氧烷或其共聚物；
[0010]S3、防污光催化涂料的制备：将步骤S2接枝后的异氰酸酯和多羟基反应底物加入到助溶剂中，并加入2
‑
10wt％步骤S1修饰后的纳米催化剂，搅拌均匀制备得到防污光催化
涂料。
[0011]优选地，所述纳米催化剂包括二氧化钛、氧化锆、氧化锌、氧化钨、氧化铁、氧化锡、钛酸锶、硫化铅、硫化锌、硫化镉、铂、铑、钯。具体地，所述纳米催化剂为二氧化钛(TiO2)。
[0012]优选地，所述纳米催化剂的粒径为1
‑
100nm。具体地，所述纳米催化剂的粒径为25nm。
[0013]优选地，所述异氰酸酯、甲苯、催化剂溶液、低表面能分子的添加比例为：13.9g：3
‑
30mL：20μL：0.1
‑
11.4g。具体地，所述异氰酸酯、甲苯、催化剂溶液、低表面能分子的添加比例为：13.9g：3mL：20μL：0.19g。
[0014]优选地，接枝后的异氰酸酯与多羟基反应底物、助溶剂的添加比例为1g：1
‑
5g：1
‑
50mL。具体地，接枝后的异氰酸酯与多羟基反应底物、助溶剂的添加比例为1g：3g：20mL。
[0015]优选地，所述异氰酸酯为包括2个或2个以上官能团的异氰酸酯类单分子或寡聚物，且异氰酸酯的异氰酸基含量为10
‑
30wt％。
[0016]进一步地，所述异氰酸酯包括六亚甲基二异氰酸酯或其二聚体或三聚体、甲苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、1,5
‑
萘二异氰酸酯、环己烷二异氰酸酯、3,3'
‑
二甲基
‑
4,4'
‑
二苯基二异氰酸酯、间苯二甲基二异氰酸酯、乙(基)苯(基)二异氰酸酯、二甲苯烷二异氰酸酯、三苯甲烷三异氰酸酯、L
‑
赖氨酸三异氰酸酯中的至少一种。
[0017]具体地，所述异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯三聚体(Hexamethylene Diisocyanate trimer,HDIT)。
[0018]优选地，所述低表面能分子包括单羟基封端的线性聚二甲基硅氧烷、单羟基封端的聚支链的聚二甲基硅氧烷、单羟基封端的聚二甲基硅氧烷共聚物，且所述低表面能分子的羟基当量为10
‑
20g/mol，分子量为1000
‑
10000g/mol。
[0019]具体地，所述低表面能分子为单羟基封端的线性聚二甲基硅氧烷(Linear Polydimethylsiloxane,LPDMS)，且所述低表面能分子的羟基当量为12g/mol。
[0020]优选地，所述多羟基反应底物包括线性多羟基丙烯酸酯共聚物、具支链多羟基丙烯酸酯共聚物，且所述多羟基反应底物的羟基含量为1
‑
10wt％。
[0021]具体地，所述多羟基反应底物为聚丙烯酸酯共聚物(Polyacrylate,PAC)，且所述多羟基反应底物的羟基含量为3wt％。
[0022]优选地，所述催化剂包括二月桂酸二丁基锡、三乙烯二胺和双(二甲氨基乙基)醚。具体地，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡(Dibutyltin Dilaurate,DBTDL)。
[0023]进一步地，溶解催化剂的溶剂包括丙酮、乙腈、乙醚、乙酸乙酯和乙酸丁酯中的至少一种。
[0024]优选地，所述助溶剂包括乙腈、乙酸乙酯、乙酸丁酯、四氢呋喃中的至少一种。
[0025]本专利技术还提供了采用上述的制备方法制备得到的防污光催化涂料。
[0026]本专利技术还提供了上述的防污光催化涂料在制备防污光催化涂层中的应用，具体为：将上述的防污光催化涂料涂覆于材料表面，80
‑
100℃下加热固化1
‑
4h即得。
[0027]优选地，所述涂覆的方法包括旋涂、拉涂、刷涂、浸涂。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0029]本专利技术提供了一种防污光催化涂料的制备方法，采用三乙醇胺对纳米催化剂进行...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防污光催化涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、纳米催化剂的修饰：首先往10
‑
50g三乙醇胺中加入等体积的水配置的三乙醇胺溶液，将纳米催化剂以1
‑
10g/180mL的比例分散在水中，并恒压滴定加入所述三乙醇胺溶液，持续搅拌12
‑
24小时后经清洗、离心和干燥得到修饰后的纳米催化剂；S2、异氰酸酯的接枝：先将催化剂制备成2
‑
20wt％的催化剂溶液，然后往异氰酸酯中加入甲苯、催化剂溶液和低表面能分子，并置于80
‑
120℃的油浴中搅拌反应1
‑
4h，降温除去甲苯后再加入乙腈，经离心、取上清液，除去溶剂后得到接枝后的异氰酸酯；所述低表面能分子为聚二甲基硅氧烷或其共聚物；S3、防污光催化涂料的制备：将步骤S2接枝后的异氰酸酯和多羟基反应底物加入到助溶剂中，并加入2
‑
10wt％步骤S1修饰后的纳米催化剂，搅拌均匀制备得到防污光催化涂料。2.根据权利要求1所述的一种防污光催化涂料的制备方法，其特征在于，所述纳米催化剂包括二氧化钛、氧化锆、氧化锌、氧化钨、氧化铁、氧化锡、钛酸锶、硫化铅、硫化锌、硫化镉、铂、铑、钯。3.根据权利要求1所述的一种防污光催化涂料的制备方法，其特征在于，所述纳米催化剂的粒径为1
‑
100nm。4.根据权利要求1所述的一种防污光催化涂料的制备方法，其特征在于，所述异氰酸酯为包括2个或2个以上官能团的异氰酸酯类单分子或寡聚物，且异氰酸酯的异氰酸基含量为10
‑
30wt％。5.根据权利要求4所述的一种防污光催化涂料的制备方法，其特征在于，所述异氰酸酯包...

【专利技术属性】
技术研发人员：田雪林，吴成蛟，王宏鑫，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：