CN101423634B - 一种多功能的纳米复合材料的制备方法 - Google Patents

一种多功能的纳米复合材料的制备方法 Download PDF

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一种多功能的纳米复合材料的制备方法，属于功能材料技术领域。本发明采用具有透明隔热功能的纳米材料和具有自洁防污性能的纳米材料与高分子基体按比例复合，制备一种多功能的纳米复合材料，该材料具有透明、隔热、自洁、防污、抗菌及防静电多种功能；可用于制备涂料中的多功能添加剂或一种功能塑料母料。本发明的多功能的纳米复合材料，符合当今社会发展的需要和方向，在建筑门窗、车辆车窗、透明灯具、电话亭及报亭等透明基材上具有广泛的发展前景。

Description

一种多功能的纳米复合材料的制备方法
技术领域
一种多功能的纳米复合材料的制备方法，涉及一种可用于涂料中的多功能添加剂或一种塑料用功能母料的制备方法，属于功能材料技术领域。
背景技术
随着科学技术的发展、生活水平的提高，人们对材料的功能性也有着越来越高的要求，既要经济节能又要提高生活质量。目前功能材料的研究主要集中在单一功能方面，这已经远远不能满足人们的需要，对多功能材料的需求已经越来越明显，而且也是社会发展的一个必然趋势。在一些室外用的透明基材如建筑门窗、车辆车窗、照明灯具和电话亭、报亭等进行隔热处理可以节省大量的能源损耗，如果在此基础上使其具有自清洁功能，还可以节省更多的人力物力、提高工作效率，尤其是高层建筑清洗时耗费大量时间、资源，且高空作业具有不安全性。本发明考虑将透明隔热和自洁防污等多种功能结合起来，制备一种多功能的纳米复合材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种多功能的纳米复合材料的制备方法，选用多种功能纳米材料按一定比例混合，再与高分子基体复合制备一种具有透明、隔热、自清洁、防污、抗菌和防静电等的多功能材料。
本发明的技术方案：
一种多功能的纳米复合材料，其各组分的组成及重量百分比(％)如下：
纳米隔热材料    3-7
纳米TiO2        2-5
纳米SiO2        1-3
纳米Al2O3       0-1
表面改性剂      3-13
高分子基体      75-90
所述纳米隔热材料为纳米ATO(氧化锡锑，自制)或纳米ITO(氧化铟锡，自制)的一种或两种；
所述纳米TiO2为锐钛型纳米TiO2；
所述纳米SiO2为气相纳米SiO2或液相纳米SiO2中的一种；
所述表面改性剂为钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、聚氨酯丙烯酸酯分散剂或液体石蜡中的一种或几种；
所述高分子基体为聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等塑料中的一种或聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚有机硅树脂、丙烯酸改性聚氨酯、环氧改性聚氨酯等涂料用树脂中的一种。
所述的一种多功能的纳米复合材料，该材料具有透明、隔热、自洁、防污、抗菌及防静电多种功能。
所述多功能的纳米复合材料的制备方法：
按配比将纳米隔热材料和表面改性剂充分搅拌均匀，在高速剪切机上混合、分散；加入纳米TiO2、纳米SiO2及加或不加纳米Al2O3，充分润湿后，通过10000-15000转/分高速剪切分散、球磨分散使其分散均匀；加入高分子基体，高速剪切混合均匀后即成，作为涂料添加剂；或在双螺杆挤出机上挤出、造粒得塑料母料。
所述的一种多功能的纳米复合材料的应用，该材料用于制备成一种涂料的功能添加剂，或制备成一种功能塑料母料。
本发明的有益效果：
本发明制备的多功能的纳米复合材料可用作涂料的功能添加剂或一种功能塑料母料，其具有透明、隔热、自清洁和防污等多种功能，还具有一定的抗菌和防静电性能。将其添加到涂料中，在玻璃上成膜，用紫外可见光分光光度计测试其可见光透过率可达80％以上，盛夏时室内温度比使用白玻璃降低5℃以上；将浸有色拉油的薄纸擦拭薄膜表面，经紫外光照射至涂膜玻璃重量不再变化，通过计算色拉油残余重量，得膜层对色拉油的降解达90％以上。
本发明制备的多功能纳米复合材料可用于建筑门窗、车辆车窗、透明灯具、电话亭、报亭和透视隔板等的涂料或塑料中，可节省大量的资源能源。
具体实施方式
实施例1
一种多功能的纳米复合材料(重量百分数)由纳米ATO 3％，锐钛型纳米TiO2 3％，气相纳米SiO2 1％，纳米Al2O3 1％，钛酸酯偶联剂1％，液体石蜡3％，PC 88％配置而成，制备方法如上述，在双螺杆挤出机上(280℃)挤出、造粒制得功能塑料母料。
实施例2
一种多功能的纳米复合材料(重量百分数)由纳米ITO 5％，锐钛型纳米TiO24％，液相纳米SiO2 1％，硅烷偶联剂2％，液体石蜡5％，PP 83％配置而成，制备方法如上述，在双螺杆挤出机上(250℃)挤出、造粒制得功能塑料母料。
实施例3
一种多功能的纳米复合材料(重量百分数)由纳米ATO 7％，锐钛型纳米TiO2 2％，气相纳米SiO2 3％，纳米Al2O3 0.5％，硅烷偶联剂3％，聚氨酯丙烯酸酯分散剂5％，聚氨酯79.5％配置而成，制备方法如上述，作为涂料添加剂。
实施例4
一种多功能的纳米复合材料(重量百分数)由纳米ATO 3％，纳米ITO 2％，锐钛型纳米TiO2 3％，液相纳米SiO2 3％，硅烷偶联剂2％，聚氨酯丙烯酸酯分散剂7％，聚有机硅树脂80％配置而成，制备方法如上述，作为涂料添加剂。
实施例5
一种多功能的纳米复合材料(重量百分数)由纳米ATO 3％，纳米ITO 4％，纳米TiO2 5％，气相纳米SiO2 1％，纳米Al2O3 1％，钛酸酯偶联剂3％，液体石蜡8％，PMMA 75％配置而成，制备方法如上述，在双螺杆挤出机上(210℃)挤出、造粒制得功能塑料母料。

Claims (6)

1.一种多功能的纳米复合材料，其特征在于各组分及重量％比如下：
纳米隔热材料        3-7
纳米TiO2            2-5
纳米SiO2            1-3
纳米Al2O3           0-1
表面改性剂          3-13
高分子基体          75-90
所述纳米隔热材料为纳米氧化锡锑，或纳米氧化铟锡中的一种或两种；
所述表面改性剂为钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、聚氨酯丙烯酸分散剂和/或液体石蜡中的一种或几种；
所述高分子基体为聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯塑料用树脂中的一种；或聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚有机硅树脂、丙烯酸改性聚氨酯或环氧改性聚氨酯涂料用树脂中的一种。
2.根据权利要求1所述的一种多功能的纳米复合材料，其特征是所述纳米TiO2为锐钛型纳米TiO2。
3.根据权利要求1所述的一种多功能的纳米复合材料，其特征是所述的纳米SiO2为气相纳米SiO2或液相纳米SiO2中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种多功能的纳米复合材料，其特征是该材料具有透明、隔热、自洁、防污、抗菌及防静电多种功能。
5.一种权利要求1所述多功能的纳米复合材料的制备方法，其特征是：按配比将纳米隔热材料和表面改性剂充分搅拌均匀，在高速剪切机上混合、分散；加入纳米TiO2、纳米SiO2及加或不加纳米Al2O3，充分润湿后，通过10000-15000转/分高速剪切分散、球磨分散使其分散均匀；加入高分子基体，高速剪切混合均匀后即成，作为涂料添加剂；或在双螺杆挤出机上挤出、造粒得塑料母料。
6.权利要求1所述的一种多功能的纳米复合材料的应用，其特征是该材料用于制备成一种涂料的功能添加剂，或制备成一种功能塑料母料。
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