CN103351724B - 一种丝网印刷型自清洁防静电透明涂料的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种丝网印刷型自清洁防静电透明涂料的制备方法：将0.2-0.5克醋酸银、0.1-0.3克四氯化锡、0.05-0.2克氯化镍、0.1-0.3克三氯化铁、0.3-1.0克正硅酸乙酯、0.02-0.04克三氯化铒、0.05-0.1克三氯化钇和2-5克钛酸丁酯加到30-50毫升异丙醇中，在搅拌前提下逐滴加入5-10毫升36.5%的盐酸溶液；获得纳米复合物粉体；与80-100克直径为0.05-0.1毫米的二氧化锆粉体、2-5毫升冰醋酸以及5-20毫升的乙醇混合球磨；放入300-500毫升的乙醇当中收集纳米粉体的乙醇溶液；加5-10克乙基纤维素和50-100克松油醇，获得丝网印刷型自清洁防静电透明涂料。本发明具有微风除尘的能力。

Description

一种丝网印刷型自清洁防静电透明涂料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种涂料制备方法。特别是涉及一种丝网印刷型自清洁防静电透明涂料的制备方法。

背景技术

自清洁玻璃作为一种新兴的纳米科技产品，由于其具有独特的雨水自清洁功能以及光催化降解有机物的能力，近些年来受到越来越多的关注。目前，传统的自清洁玻璃的制作方式多是采用化学气相沉积、磁控溅射、喷涂等方式。化学气相沉积法同磁控溅射法目前主要被国外的厂商所采用，由于这两种方法在制备薄膜过程中发生了化学键之间的键合，因此所制备出的自清洁玻璃其表面的薄膜致密，结合力强，通常寿命在10年左右。然而由于其设备初始投资极大，因此不适用于小型玻璃深加工企业，导致该技术无法规模化应用。相对而言，采用喷涂的方式制备自清洁玻璃目前应用面最为广泛，尤其在中国已经有较多的相关专利进行申请并获得授权。然而喷涂工艺制备自清洁玻璃同样面临一些问题，一是所制备的薄膜与基底结合不够牢固，通常在3到5年自清洁薄膜即会有部分脱落，导致自清洁能衰退，有的甚至会导致自清洁玻璃表面比普通的玻璃更易积灰。另外，喷涂工艺会浪费较多的喷料，因此从成本控制方面不是一种绿色环保的工艺。

丝网印刷工艺作为一种廉价的镀膜方式，目前已经广泛应用于制造业的各个领域，从半导体器件的开发，光伏电池双面栅线的印制，再到普通的平面图案印制，均离不开丝印技术。对于丝网印刷工艺来说，其所制备薄膜质量的好坏，主要取决于丝印所用到的浆料。对于自清洁玻璃来说，丝印技术之所以迟迟未应用于其生产过程当中，主要问题即在于丝网印刷所制备的薄膜通常较厚，至少在500纳米以上。而当薄膜较厚时，若自清洁浆料当中纳米粒子的分散度不高，则所制备的自清洁薄膜就会呈现蓝色或者白色，导致玻璃的透过率下降。这主要是因为纳米颗粒由于其极高的表面能，通常不会以独立分散的形式存在整个体系当中，其倾向于团聚成较大的颗粒，因此整个团聚体的尺度通常已不再是纳米级别，而是亚微米甚至微米级别。而当团聚体的尺寸大于300纳米时，颗粒对可见光具有较强的散射能力，因此所制备出的薄膜并不透明，而是呈现蓝色或者白色。所以采用丝印工艺制备自清洁玻璃的科学研究至今鲜有报道。由于浆料当中的纳米粒子难以得到较好的分散，因此通过丝印所制备的涂层无法满足玻璃透明度高这一要求。

因此如何开发出一种高分散的自清洁涂料成为丝网印刷工艺能否成功应用于自清洁玻璃领域的关键。此外，目前无论是哪种工艺所制备的自清洁玻璃，均是需要通过雨水的冲刷才可以将无机灰尘冲洗干净，并没有考虑到如何通过改变涂层表面的静电吸附降低灰尘的附着力。而如何首先降低灰尘在玻璃表面的静电吸附从而使得微风即可除尘，则显得更为重要，尤其针对北方雨水较少这一特点更有实际应用意义。因此开发丝网印刷型自清洁防静电透明涂料具有十分重要的科学意义和实用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供了一种方法，使得不仅纳米粒子得到了很好的分散从而降低了散射效应的影响，同时由于加入了纳米防静电颗粒使得制备出的透明薄膜具有微风除尘的能力。

本发明所采用的技术方案是：一种丝网印刷型自清洁防静电透明涂料的制备方法，包括如下步骤：

（1）将0.2-0.5克醋酸银、0.1-0.3克四氯化锡、0.05-0.2克氯化镍、0.1-0.3克三氯化铁、0.3-1.0克正硅酸乙酯、0.02-0.04克三氯化铒、0.05-0.1克三氯化钇和2-5克的钛酸丁酯添加到30-50毫升的异丙醇当中，常温下搅拌；待混合均匀后，在搅拌的前提下逐滴加入5-10毫升36.5%的盐酸溶液；

（2）将步骤（1）获得的混合物溶液放置于水热釜当中进行水热反应，反应结束后，将样品取出置于烧杯内，倒入蒸馏水，搅拌清洗，待沉淀静置后倒出烧杯上方液体，反复数次，然后将冲洗干净后的混合物用惰性气体吹干，获得纳米复合物粉体；

（3）将步骤（2）制备出的纳米复合物粉体与80-100克直径为0.05-0.1毫米的二氧化锆粉体、2-5毫升冰醋酸以及5-20毫升的乙醇相互混合，然后将混合物整体放置于球磨罐当中进行球磨；

（4）将步骤（3）球磨后的混合物倒入300-500毫升的乙醇当中搅拌，然后静置待乙醇溶液与二氧化锆分层后，将上层含有纳米粉体的乙醇溶液倒入收集瓶当中；

（5）在乙醇溶液当中加入5-10克乙基纤维素和50-100克松油醇，快速搅拌，然后将搅拌后的溶液进行减压旋转蒸馏，反应结束后，即获得丝网印刷型自清洁防静电透明涂料。

步骤（2）中所述的水热反应是将水热温度控制在150-200摄氏度，反应时间为5-10小时。

步骤（2）中所述的清洗是反复清洗5次。

步骤（3）中所述的球磨罐转速为500-1000转/分钟，球磨时间控制在5-24小时。

步骤（4）中所述的搅拌时间为5-10分钟。

步骤（5）中所述的快速搅拌时间为30-120分钟。

步骤（5）中所述的蒸馏温度控制在30-50摄氏度，蒸馏时间为2-5小时。

本发明的一种丝网印刷型自清洁防静电透明涂料的制备方法，成本低、工艺控制过程简单、易大规模生产，制得的自清洁防静电透明涂料当中纳米粒子平均粒径在40-80纳米左右。并且在该浆料当中不仅纳米粒子得到了很好的分散从而降低了散射效应的影响，同时由于加入了纳米防静电颗粒导致做制备的透明薄膜具有微风除尘的能力。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的一种丝网印刷型自清洁防静电透明涂料的制备方法做出详细说明。

本发明的一种丝网印刷型自清洁防静电透明涂料的制备方法，包括如下步骤：

（1）将0.2-0.5克醋酸银、0.1-0.3克四氯化锡、0.05-0.2克氯化镍、0.1-0.3克三氯化铁、0.3-1.0克正硅酸乙酯、0.02-0.04克三氯化铒、0.05-0.1克三氯化钇和2-5克的钛酸丁酯添加到30-50毫升的异丙醇当中，常温下搅拌；待混合均匀后，在搅拌的前提下逐滴加入5-10毫升36.5%的盐酸溶液；

（2）将步骤（1）获得的混合物溶液放置于水热釜当中进行水热反应，所述的水热反应是将水热温度控制在150-200摄氏度，反应时间为5-10小时。反应结束后，将样品取出置于大烧杯内，倒入蒸馏水，搅拌清洗，待沉淀静置后倒出烧杯上方液体，反复数次，本实施例是反复清洗5次。然后将冲洗干净后的混合物用惰性气体吹干，获得纳米复合物粉体；

（3）将步骤（2）制备出的纳米复合物粉体与80-100克直径为0.05-0.1毫米的二氧化锆粉体、2-5毫升冰醋酸以及5-20毫升的乙醇相互混合，然后将混合物整体放置于球磨罐当中进行球磨，所述的球磨罐转速为500-1000转/分钟，球磨时间控制在5-24小时；

（4）将步骤（3）球磨后的混合物倒入300-500毫升的乙醇当中搅拌，搅拌时间控制为5-10分钟，然后静置待乙醇溶液与二氧化锆分层后，将上层含有纳米粉体的乙醇溶液倒入收集瓶当中；

（5）在乙醇溶液当中加入5-10克乙基纤维素和50-100克松油醇，快速搅拌，所述的快速搅拌时间为30-120分钟，然后将搅拌后的溶液进行减压旋转蒸馏，所述的蒸馏温度控制在30-50摄氏度，蒸馏时间为2-5小时，反应结束后，即获得丝网印刷型自清洁防静电透明涂料。

实施例1

（1）将0.2克醋酸银、0.1克四氯化锡、0.05克氯化镍、0.1克三氯化铁、0.3克正硅酸乙酯、0.02克三氯化铒、0.05克三氯化钇和2克的钛酸丁酯添加到30毫升的异丙醇当中，常温下搅拌；待混合均匀后，在不断搅拌的前提下逐滴加入5毫升36.5%的盐酸溶液。

（2）将步骤（1）获得的混合物溶液放置于水热釜当中进行水热反应，水热温度控制在150摄氏度，反应时间为5小时。反应结束后，将样品取出置于大烧杯内。倒入蒸馏水，搅拌清洗，待沉淀静置后倒出上方液体，反复清洗5次。将用蒸馏水冲洗干净沉淀后的混合物用惰性气体吹干，获得纳米复合物粉体。

（3）将步骤（2）制备出的纳米复合物粉体与80克直径为0.05毫米的二氧化锆粉体、2毫升冰醋酸以及5毫升的乙醇相互混合，然后将混合物整体放置于球磨罐当中进行球磨。球磨罐转速为500转每分钟，球磨时间控制在5小时。

（4）将步骤（3）球磨后的混合物倒入300毫升的乙醇当中，搅拌5分钟，静置待乙醇溶液与二氧化锆分层后，将上层含有纳米粉体的乙醇溶液倒入收集瓶当中。

（5）在乙醇溶液当中加入5克乙基纤维素和50克松油醇，快速搅拌30分钟。然后将上述溶液进行减压旋转蒸馏，蒸馏温度控制在30摄氏度，蒸馏时间为2小时。反应结束后，即可获得丝网印刷型自清洁防静电透明涂料。

实施例2

（1）将0.3克醋酸银、0.15克四氯化锡、0.12克氯化镍、0.2克三氯化铁、0.6克正硅酸乙酯、0.03克三氯化铒、0.07克三氯化钇和3.5克的钛酸丁酯添加到40毫升的异丙醇当中，常温下搅拌；待混合均匀后，在不断搅拌的前提下逐滴加入8毫升36.5%的盐酸溶液。

（2）将步骤（1）获得的混合物溶液放置于水热釜当中进行水热反应，水热温度控制在170摄氏度，反应时间为7.5小时。反应结束后，将样品取出置于大烧杯内。倒入蒸馏水，搅拌清洗，待沉淀静置后倒出上方液体，反复清洗5次。将用蒸馏水冲洗干净沉淀后的混合物用惰性气体吹干，获得纳米复合物粉体。

（3）将步骤（2）制备出的纳米复合物粉体与80克直径为0.05毫米的二氧化锆粉体、3毫升冰醋酸以及12毫升的乙醇相互混合，然后将混合物整体放置于球磨罐当中进行球磨。球磨机转速为800转每分钟，球磨时间控制在14小时。

（4）将步骤（3）球磨后的混合物倒入410毫升的乙醇当中，搅拌5分钟，静置待乙醇溶液与二氧化锆分层后，将上层含有纳米粉体的乙醇溶液倒入收集瓶当中。

（5）在乙醇溶液当中加入7.5克乙基纤维素和70克松油醇，快速搅拌60分钟。然后将上述溶液进行减压旋转蒸馏，蒸馏温度控制在40摄氏度，蒸馏时间为3.5小时。反应结束后，即可获得丝网印刷型自清洁防静电透明涂料。

实施例3

（1）将0.5克醋酸银、0.3克四氯化锡、0.1克氯化镍、0.3克三氯化铁、0.8克正硅酸乙酯、0.04克三氯化铒、0.1克三氯化钇和5克的钛酸丁酯添加到50毫升的异丙醇当中，常温下搅拌；待混合均匀后，在搅拌的前提下逐滴加入10毫升36.5%的盐酸溶液。

（2）将步骤（1）获得的混合物溶液放置于水热釜当中进行水热反应，水热温度控制在200摄氏度，反应时间为10小时。反应结束后，将样品取出置于大烧杯内。倒入蒸馏水，搅拌清洗，待沉淀静置后倒出上方液体，反复清洗5次。将用蒸馏水冲洗干净沉淀后的混合物用惰性气体吹干，获得纳米复合物粉体。

（3）将步骤（2）制备出的纳米复合物粉体与100克直径为0.1毫米的二氧化锆粉体、5毫升冰醋酸以及20毫升的乙醇相互混合，然后将混合物整体放置于球磨罐当中进行球磨。球磨罐转速为1000转每分钟，球磨时间控制在24小时。

（4）将步骤（3）球磨后的混合物倒入500毫升的乙醇当中，搅拌10分钟，静置待乙醇溶液与二氧化锆分层后，将上层含有纳米粉体的乙醇溶液倒入收集瓶当中。

（5）在乙醇溶液当中加入10克乙基纤维素和100克松油醇，快速搅拌100分钟。然后将上述溶液进行减压旋转蒸馏，蒸馏温度控制在45摄氏度，蒸馏时间为4小时。反应结束后，即可获得丝网印刷型自清洁防静电透明涂料。

Claims (2)

1.一种丝网印刷型自清洁防静电透明涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将0.2-0.5克醋酸银、0.1-0.3克四氯化锡、0.05-0.2克氯化镍、0.1-0.3克三氯化铁、0.3-1.0克正硅酸乙酯、0.02-0.04克三氯化铒、0.05-0.1克三氯化钇和2-5克的钛酸丁酯添加到30-50毫升的异丙醇当中，常温下搅拌；待混合均匀后，在搅拌的前提下逐滴加入5-10毫升36.5%的盐酸溶液；

（2）将步骤（1）获得的混合物溶液放置于水热釜当中进行水热反应，所述的水热反应是将水热温度控制在150-200摄氏度，反应时间为5-10小时，反应结束后，将样品取出置于烧杯内，倒入蒸馏水，搅拌清洗，待沉淀静置后倒出烧杯上方液体，反复数次，然后将冲洗干净后的混合物用惰性气体吹干，获得纳米复合物粉体；

（3）将步骤（2）制备出的纳米复合物粉体与80-100克直径为0.05-0.1毫米的二氧化锆粉体、2-5毫升冰醋酸以及5-20毫升的乙醇相互混合，然后将混合物整体放置于球磨罐当中进行球磨；

（4）将步骤（3）球磨后的混合物倒入300-500毫升的乙醇当中搅拌，然后静置待乙醇溶液与二氧化锆分层后，将上层含有纳米粉体的乙醇溶液倒入收集瓶当中；

（5）在乙醇溶液当中加入5-10克乙基纤维素和50-100克松油醇，快速搅拌，然后将搅拌后的溶液进行减压旋转蒸馏，反应结束后，即获得丝网印刷型自清洁防静电透明涂料。

2.根据权利要求1所述的一种丝网印刷型自清洁防静电透明涂料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的清洗是反复清洗5次。

3．根据权利要求1所述的一种丝网印刷型自清洁防静电透明涂料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述的球磨罐转速为500-1000转/分钟，球磨时间控制在5-24小时。

4．根据权利要求1所述的一种丝网印刷型自清洁防静电透明涂料的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述的搅拌时间为5-10分钟。

5．根据权利要求1所述的一种丝网印刷型自清洁防静电透明涂料的制备方法，其特征在于，步骤（5）中所述的快速搅拌时间为30-120分钟。

6．根据权利要求1所述的一种丝网印刷型自清洁防静电透明涂料的制备方法，其特征在于，步骤（5）中所述的蒸馏温度控制在30-50摄氏度，蒸馏时间为2-5小时。