CN101928517A - 纳米自清洁涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于功能材料技术领域，特别涉及纳米自清洁涂料及制备方法。搅拌下将锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶或掺杂稀土离子或金属离子的锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶加入到溶剂中，然后加入聚硅氧烷原料；或在搅拌下将聚硅氧烷原料加入到溶剂中，然后加入锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶或掺杂稀土离子或金属离子的锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶；充分搅拌，得到纳米自清洁涂料。将涂料涂覆在基材上后形成的自清洁涂层在紫外或紫外-可见光照射下具有高效活性。涂料中聚硅氧烷的质量百分比含量为0.5～20％，溶剂的质量百分比含量为60～99％，锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶或掺杂稀土离子或金属离子的锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶的质量百分比含量为0.5～20％。

Description

纳米自清洁涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，特别涉及纳米自清洁涂料及其制备方法。

背景技术

日常生活中，随着人们健康意识的日益增强，人们的生存环境状况越来越多的引起人们的注意，甲醛、苯等一系列衍生物严重危害着人们的身体健康。

随着我国建筑工业的迅猛发展，瓷砖、玻璃等建筑材料的清洗方式却没有任何改变。人工清洗即不方便也不安全，另外，长期使用清洗剂不仅浪费资源，还将对环境带来污染，不符合目前国家倡导的环保、节约方针。将自清洁涂料应用于玻璃、陶瓷、氟碳板及其它电子装置上，一方面可以利用自清洁涂料中的二氧化钛半导体粒子自身的光催化作用，能够分解吸附在基材表面的有机污染物，令基材表面保持洁净；另一方面还可以利用自清洁涂料中的二氧化钛的良好的抑菌、杀菌作用，在将自清洁涂料应用于这些基材表面时可以起到抑制病菌的传播。在紫外光照射下，二氧化钛具有良好的亲水性和分解有机物质的本领，因此当空气中的尘土、菌类等有机物附着在基材表面时，基材表面上的二氧化钛的自动分解机制就会启动，从而达到保持基材表面长久清洁的目的。这种自清洁材料的预期寿命可达十年之久，可广泛应用于医院手术室的抗菌材料、汽车的后视镜、家居的浴室、盥洗室以及污水净化系统等。

生产自清洁涂料的方法有很多种，CN 200510095423.7中所述的是超双疏自清洁涂料，虽然自清洁效果不错，但是制备方法比较繁琐，很难在大面积的工程表面施工。CN200410015409.7中所述的自清洁涂料具有较高的光催化活性，但是制备材料选取的是二氧化钛粉体、二甲苯、铝粉漆、消泡剂、抗氧化剂等，所以很难保证涂料的均一稳定性和环保性。

国外关于自清洁涂料也有多篇专利报道，如日本Cental Glass公司、Nippon Sheet Glass公司、Nippon Soda公司和Rhone Poulenc Chimie等。

以上专利和技术制备出的自清洁涂料存在的共同问题是：

(1)具有很好的亲水性，但是光催化活性没有本质性的提高，而自清洁材料最关键的是亲水性能和光催化活性这两项性能的共同提高才能实现真正意义上的自清洁。

(2)自清洁涂料使用范围受到限制，只能在固定温度下喷涂，温度梯度变化不大，在不同温度下做出的自清洁样品参差不齐，不光外观受影响，涂层的性能也得不到充分发挥。

(3)所得到的超亲水膜的强度较低，生产成本高，从而制约自清洁涂料的产业化应用。

发明内容

本发明的目的之一在于克服现有技术的不足，提供在常温和较高温度(60℃～120℃)下都可以喷涂形成自清洁涂层的在紫外或紫外-可见光照射下具有高效活性的纳米自清洁涂料。

本发明的目的之二在于提供一种在紫外或紫外-可见光照射下具有高效活性的纳米自清洁涂料的制备方法。

本发明的目的之三在于提供在紫外或紫外-可见光照射下具有高效活性的纳米自清洁涂料用途。

本发明中的纳米自清洁涂料是由聚硅氧烷原料、锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶及溶剂组成，其中，在涂料中聚硅氧烷的质量百分比含量为0.5～20％，锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶的质量百分比含量为0.5～20％，溶剂的质量百分比含量为60～99％；或

是由聚硅氧烷原料、掺杂稀土离子或金属离子的锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶及溶剂组成，其中，在涂料中聚硅氧烷的质量百分比含量为0.5～20％，掺杂稀土离子或金属离子的锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶的质量百分比含量为0.5～20％，溶剂的质量百分比含量为60～99％，掺杂稀土离子或金属离子的锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶中的稀土离子或金属离子与锐钛矿型纳米二氧化钛的质量百分比为0.1～2.0％。

所述的锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶或掺杂稀土离子或金属离子的锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶的粒径为10～30nm。

所述的锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶的制备方法可参照CN03119113.4；将偏钛酸分散到0.05～3M的硝酸溶液中，在25～90℃的温度下解胶(一般为1～8小时)后得到；其中，溶胶中的锐钛矿型纳米二氧化钛的质量百分比含量为5.7～20％。

所述的掺杂稀土离子或金属离子的锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶的制备方法可参照CN03119113.4，其中在所述的制备锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶的胶溶过程中加入稀土盐溶液或加入金属盐溶液获得掺杂稀土离子或金属离子的溶胶；将偏钛酸和稀土盐溶液或金属盐溶液分散到0.05～3M的硝酸溶液中，在25～90℃的温度下解胶(一般为1～8小时)后得到；其中，溶胶中的锐钛矿型纳米二氧化钛的质量百分比含量为5.7～20％，稀土盐或金属盐中的稀土离子或金属离子与锐钛矿型纳米二氧化钛的质量百分比为0.1～2％。

所述的稀土盐选自硝酸镧、硝酸铈、硝酸钕、硝酸铒等中的一种或任意两种的混合物。所述的金属盐选自硝酸铁、硝酸铜等或它们的混合物。

所述的稀土离子选自Ce³⁺、La³⁺、Nd³⁺、Eu³⁺等中的一种或任意两种；所述的金属离子选自Fe³⁺、Cu²⁺等或它们的混合物。

所述的溶剂选自水、甲醇、质量浓度为95％的乙醇中的一种；或选自水、无水乙醇、甲醇、质量浓度为95％的乙醇、异丙醇、丙酮、丁醇、丁酮、丁二醇、丙二醇、乙二醇、异丁醇、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、乙二醇甲醚、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、N-甲基吡咯烷酮、水性抗刮增滑剂、成膜剂所组成的组中的至少三种的混合物。

所述的水性抗刮增滑剂为广州市斯洛柯化学有限公司的

-8300PS或

-8510。

所述的成膜剂是乙二醇醚类或乙烯基乙二醇丁基醚。

所述的乙二醇醚类是乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚等中的一种。

所述的聚硅氧烷优选是北京中科赛纳玻璃技术有限公司生产的DR100。

纳米自清洁涂料中的聚硅氧烷和锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶或掺杂稀土离子或金属离子的锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶在基材表面形成的复合纳米离子的粒径为15～30nm，该复合纳米离子不仅保持了二氧化钛的光催化和超亲水性能，而且由于复合纳米离子中的聚硅氧烷的存在提高了二氧化钛与基材(如瓷砖、玻璃、太阳能电池板、氟碳板、水泥板等等)之间的粘接性，从而保证了基材上的由纳米自清洁涂料获得的自清洁纳米涂层的牢固性和耐磨性。

在不掺杂稀土离子或金属离子时获得的纳米自清洁涂料，使用该涂料时获得的自清洁纳米涂层在紫外光照射下具有超亲水性能(涂层表面与水的接触角小于5度)。

在掺杂稀土离子或金属离子时获得的纳米自清洁涂料，使用该涂料时获得的自清洁纳米涂层在紫外和可见光照射下具有超亲水性能(涂层表面与水的接触角小于5度)。

本发明的纳米自清洁涂料的制备方法：在搅拌下将锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶或掺杂稀土离子或金属离子的锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶加入到溶剂中，然后加入聚硅氧烷原料，充分搅拌，得到纳米自清洁涂料；或

在搅拌下将聚硅氧烷原料加入到溶剂中，然后加入锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶或掺杂稀土离子或金属离子的锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶，充分搅拌，得到纳米自清洁涂料；

其中，在涂料中聚硅氧烷的质量百分比含量为0.5～20％，溶剂的质量百分比含量为60～99％，锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶的质量百分比含量为0.5～20％或掺杂稀土离子或金属离子的锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶的质量百分比含量为0.5～20％；所述的掺杂稀土离子或金属离子的锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶中的稀土离子或金属离子与锐钛矿型纳米二氧化钛的质量百分比为0.1～2.0％。

本发明方法得到的自清洁涂料在可见光下同样具有良好的光催化性和光致亲水性，性能稳定，几乎永久有效，并且无色透明，可广泛应用于瓷砖、金属、大理石、氟碳板、摩天大楼的玻璃幕墙，汽车玻璃，路灯灯罩，厨房玻璃，以及防雾玻璃，能够免除摩天大楼室内外玻璃的人工清洗，节省人力物力，以及降低人工清洗使用清洁剂带来的对玻璃和建筑结构的腐蚀和破坏，体现环保概念。

本发明的纳米自清洁涂料稳定性好，长期放置或稀释后不会出现沉淀物。

本发明的纳米自清洁涂料可在常温或较高温度下使用，在清洗干净的基材(瓷砖、玻璃、太阳能电池板、氟碳板、水泥板等等)表面经喷涂等方法制作形成自清洁纳米涂层，特别是可以应用在浮法玻璃生产线上，来制作纳米自清洁玻璃。

将本发明的纳米自清洁涂料涂覆在基材表面上形成自清洁膜层，该膜层中纳米二氧化钛和二氧化硅微相复合物粒径均一，该自清洁产品的纳米二氧化钛膜具有超亲水性，在紫外或紫外-可见光照射下都具有自清洁效果，在受到雨(水)冲刷时，在膜层表面形成亲水膜，不留水痕，灰尘等无机污染物很容易被冲走，从而达到表面清洁的效果。

本发明的纳米自清洁涂料具有超亲水，自清洁，防污，耐酸，耐碱，耐磨等优良性能。同时施工方便，对材料表面的清洁要求不高，对环境污染较小。

本发明的纳米自清洁涂料具有的特点为：

附着力(划格法)级        0级(GB/T17748-1999)

亲水性                  超亲水性

涂层表面与水的接触角    小于5度

附图说明

图1.本发明实施例1中的涂层表面与水的接触角图。

图2.本发明实施例2中的透光率。

图3.本发明实施例5的纳米自清洁涂料在玻璃表面形成的复合物扫描电镜图。

图4.本发明实施例8的分别掺杂有La+Ce离子，La离子，Ce离子，Fe离子的纳米自清洁涂料和未掺杂任何离子的纳米自清洁涂料涂覆于玻璃表面后做的紫外-可见光吸收光谱图；其中：由上到下依次为：掺杂La+Ce离子，La离子，Ce离子，Fe离子和未掺杂任何离子的吸收光谱曲线。

图5.本发明实施例4中的经过纳米自清洁涂料处理的钛板(A)和未经纳米自清洁涂料处理的钛板(B)放置于室外一个月后表面清洁效果对比图。

具体实施方式

实施例1.

将偏钛酸分散到0.05M的硝酸溶液中，在90℃的温度下解胶1小时后得到二氧化钛溶胶；其中，溶胶中的锐钛矿型纳米二氧化钛的质量百分比含量为10％。

室温下，将0.5克水，40克无水乙醇，0.5克丁醇搅拌均匀得到混合溶剂，在搅拌下将锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶0.6克加入到以上混合溶剂中，充分搅拌，然后加入聚硅氧烷原料(北京中科赛纳玻璃技术有限公司生产的DR100)1.5克，充分搅拌，得到纳米自清洁涂料；

其中，在涂料中聚硅氧烷的质量百分比含量为3.5％，混合溶剂的质量百分比含量为95.1％，锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶的质量百分比含量为1.4％。

静置陈化2天，得淡蓝色透明纳米自清洁涂料；将上述自清洁涂料用浸涂法在瓷砖上涂膜，室温干燥固化5小时，便可得到致密、均匀的透明涂层，涂料中的聚硅氧烷和锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶在瓷砖表面形成的复合纳米离子的粒径为15nm。

用2μl的去离子水滴于涂层表面，测量接触角为4度，具有超亲水性(见图1)，该涂层具有很好的亲水性。

实施例2.

将偏钛酸分散到1.5M的硝酸溶液中，在35℃的温度下解胶8小时后得到二氧化钛溶胶；其中，溶胶中的锐钛矿型纳米二氧化钛的质量百分比含量为5.7％。

室温下，将5.5克质量浓度为95％的乙醇，2克乙二醇，2.5克正丁醇搅拌均匀得到混合溶剂；按质量比为1∶1的比例，将聚硅氧烷和锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶共0.10克依次加入到以上混合溶剂中；搅拌20分钟得半透明溶胶后，再继续搅拌30分钟；得到纳米自清洁涂料；

其中，在涂料中聚硅氧烷的质量百分比含量为0.5％，混合溶剂的质量百分比含量为99％，锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶的质量百分比含量为0.5％。

将纳米自清洁涂料静置陈化，用浸涂法涂在玻璃表面，室温干燥30分钟后，放置于120℃的烘箱中固化1小时，涂料中的聚硅氧烷和锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶在玻璃表面形成的复合纳米离子的粒径为30nm；测试涂层透光率为85％(见图2)，具有很好的透光性能。

实施例3.

将实施例2中的玻璃样品在700℃钢化处理120秒，处理后的自清洁玻璃保持了良好的超亲水特性和光催化性能，且玻璃表面的二氧化钛晶型为锐钛矿型；

将自清洁玻璃在室外放置20天后，再进行接触角的测试，涂料膜层与水的接触角为2度，保持了良好的亲水性能。

实施例4.

将偏钛酸和硝酸铈溶液分散到3M的硝酸溶液中，在50℃的温度下解胶4小时后得到掺杂铈离子的二氧化钛溶胶；其中，溶胶中的锐钛矿型纳米二氧化钛的质量百分比含量为15％，Ce³⁺与锐钛矿型纳米二氧化钛的质量百分比为2.0％。

室温下，将0.5克无水乙醇，2克乙二醇，0.02克水性抗刮增滑剂(广州市斯洛柯化学有限公司的

-8510)，0.07克异丁醇，0.01克丁二醇，0.5克丙酮醇搅拌均匀得到混合溶剂；按质量比为2∶1的比例，将掺杂Ce³⁺子的锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶和聚硅氧烷(北京中科赛纳玻璃技术有限公司生产的DR100)共1.24克依次加入到以上混合溶剂中；充分搅拌30分钟后得到纳米自清洁涂料；

其中，在涂料中聚硅氧烷的质量百分比含量为9.5％，混合溶剂的质量百分比含量为71.4％，掺杂Ce³⁺的锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶的质量百分比含量为19.1％。

将纳米自清洁涂料静置陈化，用喷枪喷涂在钛板表面，室温干燥20分钟，放置于180℃的烘箱中固化半小时，等自然冷却后置于室外，涂料中的聚硅氧烷和掺杂Ce³⁺的锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶在钛板表面形成的复合纳米离子的粒径为20nm。对比未经纳米自清洁涂料处理的钛板，同样环境，同样条件放置于室外一个月后，明显可见，经过纳米自清洁涂料处理的钛板表面灰尘少，且用自来水冲洗后比较干净(图5A)；未经纳米自清洁涂料处理的钛板表面有明显的圈状污迹(图5B)。

实施例5.

将偏钛酸和硝酸铁溶液分散到2M的硝酸溶液中，在60℃的温度下解胶3.5小时后得到掺杂铁离子的二氧化钛溶胶；其中，溶胶中的锐钛矿型纳米二氧化钛的质量百分比含量为18％。其中，Fe³⁺与锐钛矿型纳米二氧化钛的质量百分比为1.5％。

室温下，将1.5克异丙醇，0.2克乙二醇，0.3克丁二醇，0.8克丙酮，0.02克异丁醇，0.01克乙二醇单乙醚，0.01克N-甲基吡络烷酮，0.16克质量浓度为95％乙醇搅拌均匀得到混合溶剂；按质量比为5∶2的比例，将掺杂Fe³⁺的二氧化钛溶胶和聚硅氧烷共0.75克依次加入到以上混合溶剂中；充分搅拌30分钟后得到纳米自清洁涂料；

其中，在涂料中聚硅氧烷的质量百分比含量为5.7％，混合溶剂的质量百分比含量为80％，掺杂Fe³⁺的锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶的质量百分比含量为14.3％；

在制备玻璃时，在玻璃表面温度为85℃时，用喷枪将上述纳米自清洁涂料均匀喷涂在玻璃表面(速度1.2米/秒)，常温常压固化就可以得到超亲水纳米自清洁玻璃，不需要高温烧结，膜层的耐老化性能、耐酸和耐碱性能、附着力均达到国家涂料标准；扫描电镜结果显示：涂料中的聚硅氧烷和掺杂Fe³⁺的锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶在玻璃表面形成的复合纳米离子的粒径为15nm(见图3)。再将固化后的自清洁玻璃表面用0.001M的硫酸水溶液浸泡1.1小时，取出后用自来水冲洗干净，再用去离子水冲洗，自然条件下晾干，再进行接触角测试，涂料膜层与水的接触角为5度。

实施例6.

将偏钛酸、硝酸铁溶液和硝酸铜溶液一起分散1M的硝酸溶液中，在75℃的温度下解胶4.5小时后得到掺杂铁离子、铜离子的二氧化钛溶胶；其中，溶胶中的锐钛矿型纳米二氧化钛的质量百分比含量为19％，Fe³⁺、Cu²⁺与锐钛矿型纳米二氧化钛的质量百分比为1.0％。

室温下，将1.0克无水乙醇，0.5克乙二醇单甲醚，0.01克(广州市斯洛柯化学有限公司的

-8300PS)，0.07克丙二醇，0.01克丁二醇，0.3克丙酮醇，0.2克丁醇搅拌均匀得到混合溶剂；按质量比为3∶1的比例，将掺杂铁离子、铜离子的二氧化钛溶胶和聚硅氧烷共0.40克依次加入到以上混合溶剂中；充分搅拌20分钟后得到纳米自清洁涂料，陈化后即可使用；

其中，在涂料中聚硅氧烷的质量百分比含量为4％，混合溶剂的质量百分比含量为84％，掺杂Fe³⁺、Cu²⁺的锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶的质量百分比含量为12％。

将纳米自清洁涂料静置陈化，用喷枪喷涂在瓷砖表面，室温干燥10分钟，放置于200℃的烘箱中固化半小时，等自然冷却后用接触角仪测试涂料膜层与水的接触角为7度，涂料中的聚硅氧烷和掺杂Fe³⁺、Cu²⁺的锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶在瓷砖表面形成的复合纳米离子的粒径为30nm。

实施例7.

将偏钛酸、硝酸镧溶液和硝酸钕溶液一起分散2.5M的硝酸溶液中，在80℃的温度下解胶2.5小时后得到掺杂镧离子、钕离子的二氧化钛溶胶；其中，溶胶中的锐钛矿型纳米二氧化钛的质量百分比含量为20％，La³⁺、Nd³⁺与锐钛矿型纳米二氧化钛的质量百分比为0.1％。

将2.5克质量浓度为95％的乙醇，3.0克无水乙醇，1克乙二醇，2.4克异丁醇，0.1克乙烯基乙二醇丁基醚搅拌均匀得到混合溶剂；按质量比为1∶1.5的比例将聚硅氧烷和掺杂镧离子、钕离子的二氧化钛溶胶共1.5克依次加入到以上混合溶剂中；搅拌20分钟得到纳米自清洁涂料；

其中，在涂料中聚硅氧烷的质量百分比含量5.96％，混合溶剂的质量百分比含量85.1％，掺杂La³⁺、Nd³⁺的锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶的质量百分比含量为8.94％。

将纳米自清洁涂料静置陈化，用浸涂法涂在瓷砖表面，室温干燥10分钟，涂料中的聚硅氧烷和掺杂La³⁺、Nd³⁺的锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶在瓷砖表面形成的复合纳米离子的粒径为30nm。

实施例8.

将偏钛酸、偏钛酸和硝酸镧溶液、偏钛酸和硝酸铁溶液、偏钛酸和硝酸铈溶液、偏钛酸与硝酸镧溶液和硝酸铈溶液分别分散在2.2M的硝酸溶液中，在75℃的温度下解胶3.5小时后分别得到二氧化钛溶胶，掺杂La离子，掺杂Fe离子、掺杂Ce离子、掺杂La离子和Ce离子的二氧化钛溶胶；其中，上述溶胶中的锐钛矿型纳米二氧化钛的质量百分比含量均为15％，掺杂离子与锐钛矿型纳米二氧化钛的质量百分比均为0.5％。

将异丙醇2.5克、丙酮4.0克、丁酮1.5克、乙二醇甲醚0.2克、4-羟基-4-甲基-2-戊酮0.1克、二丙酮醇2.5克搅拌均匀得到混合溶剂；按质量比为3∶4的比例，分别将聚硅氧烷与上述得到的二氧化钛溶胶、掺杂Fe离子、掺杂Ce离子、掺杂La离子和Ce离子的二氧化钛溶胶各为1.76克依次分别加入到以上混合溶剂中；搅拌20分钟得到一种未掺杂任何离子的纳米自清洁涂料和分别掺杂有La+Ce离子，La离子，Ce离子，Fe离子的纳米自清洁涂料；

其中，在上述各种涂料中聚硅氧烷的质量百分比含量均为6％，混合溶剂的质量百分比含量均为86％，未掺杂任何离子的锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶和分别掺杂有La+Ce离子，La离子，Ce离子，Fe离子的锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶的质量百分比含量均为8％。

将上述各种纳米自清洁涂料均静置陈化，然后分别用浸涂法涂在玻璃表面，室温干燥后分别做紫外-可见光吸收光谱图(见图4)。

结果表明，掺杂有Fe离子、La离子、Ce离子、La离子和Ce离子的涂料，都可以增加氧化钛在可见光区的吸收。其中，La离子和Ce离子混合掺杂，将氧化钛的光吸收的起峰位置提前到了700nm，且在400nm～600nm之间具有较强的光吸收。La离子掺杂后其光吸收峰的起峰位置在620nm，在400nm～600nm之间的光吸收仅次于La离子和Ce离子混合掺杂的情况。

Claims (10)

1.一种纳米自清洁涂料，其特征是：所述的涂料是由聚硅氧烷原料、锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶及溶剂组成，其中，在涂料中聚硅氧烷的质量百分比含量为0.5～20％，锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶的质量百分比含量为0.5～20％，溶剂的质量百分比含量为60～99％；或

所述的涂料是由聚硅氧烷原料、掺杂稀土离子或金属离子的锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶及溶剂组成，其中，在涂料中聚硅氧烷的质量百分比含量为0.5～20％，掺杂稀土离子或金属离子的锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶的质量百分比含量为0.5～20％，溶剂的质量百分比含量为60～99％，掺杂稀土离子或金属离子的锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶中的稀土离子或金属离子与锐钛矿型纳米二氧化钛的质量百分比为0.1～2％。

2.根据权利要求1所述的纳米自清洁涂料，其特征是：所述的纳米自清洁涂料中的聚硅氧烷和锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶或掺杂稀土离子或金属离子的锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶在基材表面形成的复合纳米离子的粒径为15～30nm。

3.根据权利要求1或2所述的纳米自清洁涂料，其特征是：所述的锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶是将偏钛酸分散到0.05～3M的硝酸溶液中，在25～90℃的温度下解胶后得到的；其中，溶胶中的锐钛矿型纳米二氧化钛的质量百分比含量为5.7～20％。

4.根据权利要求1或2所述的纳米自清洁涂料，其特征是：所述的掺杂稀土离子或金属离子的锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶是将偏钛酸和稀土盐溶液或金属盐溶液分散到0.05～3M的硝酸溶液中，在25～90℃的温度下解胶后得到的；其中，溶胶中的锐钛矿型纳米二氧化钛的质量百分比含量为5.7～20％，稀土盐或金属盐中的稀土离子或金属离子与锐钛矿型纳米二氧化钛的质量百分比为0.1～2.0％。

5.根据权利要求4所述的纳米自清洁涂料，其特征是：所述的稀土盐选自硝酸镧、硝酸铈、硝酸钕、硝酸铒中的一种或任意两种的混合物；

所述的金属盐选自硝酸铁、硝酸铜或它们的混合物；

所述的稀土离子选自Ce³⁺、La³⁺、Nd³⁺、Eu³⁺中的一种或任意两种；所述的金属离子选自Fe³⁺、Cu²⁺或它们的混合物。

6.根据权利要求1或2所述的纳米自清洁涂料，其特征是：所述的稀土离子选自Ce³⁺、La³⁺、Nd³⁺、Eu³⁺中的一种或任意两种；所述的金属离子选自Fe³⁺、Cu²⁺或它们的混合物。

7.根据权利要求1所述的纳米自清洁涂料，其特征是：所述的溶剂选自水、甲醇、质量浓度为95％的乙醇中的一种；或选自水、无水乙醇、甲醇、质量浓度为95％的乙醇、异丙醇、丙酮、丁醇、丁酮、丁二醇、丙二醇、乙二醇、异丁醇、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、乙二醇甲醚、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、N-甲基吡咯烷酮、水性抗刮增滑剂、成膜剂所组成的组中的至少三种的混合物。

8.根据权利要求7所述的纳米自清洁涂料，其特征是：所述的水性抗刮增滑剂为广州市斯洛柯化学有限公司的-8300PS或

-8510；

所述的成膜剂是乙烯基乙二醇丁基醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚中的一种。

9.根据权利要求1所述的纳米自清洁涂料，其特征是：所述的聚硅氧烷是北京中科赛纳玻璃技术有限公司生产的DR100。

10.一种根据权利要求1～9任意一项所述的纳米自清洁涂料的制备方法，其特征是：在搅拌下将锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶或掺杂稀土离子或金属离子的锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶加入到溶剂中，然后加入聚硅氧烷原料，充分搅拌，得到纳米自清洁涂料；或

在搅拌下将聚硅氧烷原料加入到溶剂中，然后加入锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶或掺杂稀土离子或金属离子的锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶，充分搅拌，得到纳米自清洁涂料；

其中，在涂料中聚硅氧烷的质量百分比含量为0.5～20％，溶剂的质量百分比含量为60～99％，锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶的质量百分比含量为0.5～20％或掺杂稀土离子或金属离子的锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶的质量百分比含量为0.5～20％；

所述的掺杂稀土离子或金属离子的锐钛矿型纳米二氧化钛溶胶中的稀土离子或金属离子与锐钛矿型纳米二氧化钛的质量百分比为0.1～2.0％。

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