CN105504919B - 一种表面自清洁纳米涂料及其制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种表面自清洁纳米涂料，该涂料包含如下配方(重量份)：A组分：双酚A型树脂48～50；纳米二氧化硅24～26；硅烷偶联剂6～8；去离子水18～20；B组分：去离子水22～25；滑石粉18～20；蜡粉15～16；钛白粉18～20；丙烯酸15～18；润湿剂2～3；消泡剂1～2；色浆5～7。本发明还公开一种制备表面自清洁纳米涂料的工艺。该纳米涂料利用纳米材料的微小尺寸及其表面效应，将其添加到涂料中后，使涂层具有自清洁功能。表面自清洁纳米涂料可广泛的应用在建筑物的内外墙、隧道、桥梁、地铁口、市政护栏等，借助雨水等自然条件冲刷保持户外物件表面干净，不仅能够降低维护费用，减少劳动力的需求，同时可以将对环境的污染程度降到最低。
Description
技术领域
本发明涉及一种纳米涂料，具体地说是一种表面自清洁纳米涂料。
背景技术
随着环境污染的不断加剧，越来越严重的雾霾、油性烟雾、尾气废气等给建筑外墙、各种市政设施等带来严重的侵蚀，影响其美观性、功能性及耐久性。同时城市中各类小广告、牛皮癣、涂鸦等一直是困扰着大家的难题，花大量人力物力，难以彻底清除，严重影响市容市貌。传统涂料普遍存在着耐污能力差的缺点，在一定程度上制约了其应用。因此，针对目前涂料耐污能力不足的问题，具有自清洁功能的纳米涂料成为大家关注的热点。
纳米技术是20世纪后期发展起来的，成为21世纪三大主导技术之一。纳米微粒的尺寸为1～100nm，由于纳米微粒为纳米量级使得它拥有许多奇异的物理和化学性质，如量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足，本发明提供了一种表面自清洁纳米涂料。该纳米涂料具有很强的附着力，同时具有“荷叶效应”，借助雨水等自然条件冲刷保持户外物件表面干净，不仅能够降低维护费用，减少劳动力的需求，同时可以将对环境的污染程度降到最低。
同时，本发明还提供了一种制备表面自清洁纳米涂料的工艺。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
一种表面自清洁纳米涂料，该纳米涂料主要包括如下配方(重量份)：
A组分：双酚A型树脂48～50；纳米二氧化硅24～26；硅烷偶联剂6～8；去离子水18～20；
B组分：去离子水22～25；滑石粉18～20；蜡粉15～16；钛白粉18～20；丙烯酸15～18；润湿剂2～3；消泡剂1～2；色浆5～7。
作为本发明的一种优选方案，所述硅烷偶联剂为六甲基二硅氮烷(HMDZ)或偶联剂KH-550[(C2H5O3)3Si(CH2)3NH2]。
作为本发明的另一种优选方案，所述蜡粉为巴斯夫AF-30。
作为本发明的又一种优选方案，所述润湿剂为海川2105-3。
一种制备上述表面自清洁纳米涂料的工艺，该工艺包括如下步骤：
1)按重量比将纳米二氧化硅加入到双酚A型树脂中，经过超声处理60min后，得到均匀悬浮液；
2)按重量比将硅烷偶联剂和去离子水加入到悬浮液中，超声处理30min，在80℃恒温水浴槽中反应120min后，得到A组份；
3)密封灌装表面自清洁纳米涂料A组份，必须在1小时内完成密封灌装；
4)按重量比将去离子水、滑石粉、钛白粉加入反应釜中，780～820转/分钟搅拌20分钟；
5)按重量比将蜡粉和丙烯酸加入反应釜中，580～620转/分钟搅拌，同时逐步加入润湿剂、消泡剂以及色浆，再580～620转/分钟搅拌30分钟，得到B组份；
6)将制得的A组分和B组分按1:1进行混合即可得到表面自清洁纳米涂料。
本发明的技术效果是：该纳米涂料可利用纳米材料的微小尺寸及其表面效应，将其添加到涂料中后，使涂层具有自清洁功能。表面自清洁纳米涂料可广泛的应用在建筑物的内外墙、隧道、桥梁、地铁口、市政护栏等，借助雨水等自然条件冲刷保持户外物件表面干净，不仅能够降低维护费用，减少劳动力的需求，同时可以将对环境的污染程度降到最低。
具体实施方式
一种表面自清洁纳米涂料，该涂料包含如下配方(重量份)：
A组分：双酚A型树脂48～50；纳米二氧化硅24～26；硅烷偶联剂6～8；去离子水18～20；
B组分：去离子水22～25；滑石粉18～20；蜡粉15～16；钛白粉18～20；丙烯酸15～18；润湿剂2～3；消泡剂1～2；色浆5～7。其中，硅烷偶联剂为六甲基二硅氮烷(HMDZ)或偶联剂KH-550[(C2H5O3)3Si(CH2)3NH2]；蜡粉为巴斯夫AF-30；润湿剂为海川2105-3。
实施例1
一种制备表面自清洁纳米涂料的工艺，该工艺包括如下步骤：
1)将纳米二氧化硅24Kg加入到双酚A型树脂48Kg中，经过超声处理60min后，得到均匀悬浮液；
2)将硅烷偶联剂8Kg和去离子水20Kg加入到悬浮液中，超声处理30min，在80℃恒温水浴槽中反应120min后，得到A组份；
3)密封灌装表面自清洁纳米涂料A组份，必须在1小时内完成密封灌装；
4)将去离子水22Kg、滑石粉18Kg、钛白粉18Kg加入反应釜中，780转/分钟搅拌20分钟；
5)将蜡粉16Kg和丙烯酸18Kg加入反应釜中，580转/分钟搅拌，同时逐步加入润湿剂3Kg、消泡剂2Kg以及色浆7Kg，再580转/分钟搅拌30分钟，得到B组份；
6)将制得的A组分和B组分按1:1进行混合即可得到表面自清洁纳米涂料。
将制备的表面自清洁纳米涂料用于建筑物的内外墙、隧道、桥梁、地铁口、市政护栏上，实验测试指标：
实施例2
一种制备表面自清洁纳米涂料的工艺，该工艺包括如下步骤：
1)将纳米二氧化硅26Kg加入到双酚A型树脂50Kg中，经过超声处理60min后，得到均匀悬浮液；
2)将硅烷偶联剂6Kg和去离子水18Kg加入到悬浮液中，超声处理30min，在80℃恒温水浴槽中反应120min后，得到A组份；
3)密封灌装表面自清洁纳米涂料A组份，必须在1小时内完成密封灌装；
4)将去离子水25Kg、滑石粉20Kg、钛白粉20Kg加入反应釜中，790转/分钟搅拌20分钟；
5)将蜡粉15Kg和丙烯酸15Kg加入反应釜中，590转/分钟搅拌，同时逐步加入润湿剂2Kg、消泡剂1Kg以及色浆5Kg，再590转/分钟搅拌30分钟，得到B组份；
6)将制得的A组分和B组分按1:1进行混合即可得到表面自清洁纳米涂料。
将制备的表面自清洁纳米涂料用于建筑物的内外墙、隧道、桥梁、地铁口、市政护栏上，实验测试指标：
| 项目 | 参数 | 标准 |
| 耐沾污等级 | 0级 | GB/T 9780-2013 |
| 拉拔法附着力测试，MPa | 1级 | GB/T 5210-2006 |
| 铅笔硬度 | 6H未划破 | GB/T 6739-2006 |
| 耐水性(浸32天) | 无变化 | GB/T 1733-1993 |
| 耐碱性(饱和Ca(OH)11天) | 无变化 | GB/T 9274-1988 |
| 耐酸性((0.1mol/L)HCI5天) | 无变化 | GB/T 9274-1988 |
实施例3
一种制备表面自清洁纳米涂料的工艺，该工艺包括如下步骤：
1)将纳米二氧化硅24.5Kg加入到双酚A型树脂48.5Kg中，经过超声处理60min后，得到均匀悬浮液；
2)将硅烷偶联剂6.5Kg和去离子水18.5Kg加入到悬浮液中，超声处理30min，在80℃恒温水浴槽中反应120min后，得到A组份；
3)密封灌装表面自清洁纳米涂料A组份，必须在1小时内完成密封灌装；
4)将去离子水23Kg、滑石粉18.5Kg、钛白粉18.5Kg加入反应釜中，800转/分钟搅拌20分钟；
5)将蜡粉15.4Kg和丙烯酸16Kg加入反应釜中，600转/分钟搅拌，同时逐步加入润湿剂2.4Kg、消泡剂1.4Kg以及色浆5.8Kg，再600转/分钟搅拌30分钟，得到B组份；
6)将制得的A组分和B组分按1:1进行混合即可得到表面自清洁纳米涂料。
将制备的表面自清洁纳米涂料用于建筑物的内外墙、隧道、桥梁、地铁口、市政护栏上，实验测试指标：
| 项目 | 参数 | 标准 |
| 耐沾污等级 | 0级 | GB/T 9780-2013 |
| 拉拔法附着力测试，MPa | 1级 | GB/T 5210-2006 |
| 铅笔硬度 | 6H未划破 | GB/T 6739-2006 |
| 耐水性(浸34天) | 无变化 | GB/T 1733-1993 |
| 耐碱性(饱和Ca(OH)13天) | 无变化 | GB/T 9274-1988 |
| 耐酸性((0.1mol/L)HCI6天) | 无变化 | GB/T 9274-1988 |
实施例4
一种制备表面自清洁纳米涂料的工艺，该工艺包括如下步骤：
1)将纳米二氧化硅25Kg加入到双酚A型树脂49Kg中，经过超声处理60min后，得到均匀悬浮液；
2)将硅烷偶联剂7Kg和去离子水19Kg加入到悬浮液中，超声处理30min，在80℃恒温水浴槽中反应120min后，得到A组份；
3)密封灌装表面自清洁纳米涂料A组份，必须在1小时内完成密封灌装；
4)将去离子水24Kg、滑石粉19Kg、钛白粉19Kg加入反应釜中，820转/分钟搅拌20分钟；
5)将蜡粉15.8Kg和丙烯酸17Kg加入反应釜中，620转/分钟搅拌，同时逐步加入润湿剂2.8Kg、消泡剂1.8Kg以及色浆6Kg，再620转/分钟搅拌30分钟，得到B组份；
6)将制得的A组分和B组分按1:1进行混合即可得到表面自清洁纳米涂料。
将制备的表面自清洁纳米涂料用于建筑物的内外墙、隧道、桥梁、地铁口、市政护栏上，实验测试指标：
| 项目 | 参数 | 标准 |
| 耐沾污等级 | 0级 | GB/T 9780-2013 |
| 拉拔法附着力测试，MPa | 1级 | GB/T 5210-2006 |
| 铅笔硬度 | 6H未划破 | GB/T 6739-2006 |
| 耐水性(浸31天) | 无变化 | GB/T 1733-1993 |
| 耐碱性(饱和Ca(OH)10天) | 无变化 | GB/T 9274-1988 |
| 耐酸性((0.1mol/L)HCI1天) | 无变化 | GB/T 9274-1988 |
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (2)
1.一种表面自清洁纳米涂料，其特征在于，该纳米涂料由以下配方组成：以重量分数计， A组分：双酚A型树脂48～50；纳米二氧化硅24～26；硅烷偶联剂6～8； 去离子水18～20； B组分：去离子水22～25；滑石粉18～20；蜡粉15～16；钛白粉18～20； 丙烯酸15～18；润湿剂2～3；消泡剂1～2；色浆5～7；其中所述硅烷偶联剂为六甲基二硅氮烷(HMDZ)或偶联剂KH-550[(C2H5O3)3Si(CH2)3NH2]；所述的蜡粉为巴斯夫AF-30；所述润湿剂为海川2105-3。
2.一种制备权利要求1所述的表面自清洁纳米涂料的工艺，其特征在于，该工艺包括如下步骤： 1)按重量比将纳米二氧化硅加入到双酚A型树脂中，经过超声处理60min 后，得到均匀悬浮液； 2)按重量比将硅烷偶联剂和去离子水加入到悬浮液中，超声处理30min， 在80℃恒温水浴槽中反应120min后，得到A组份； 3)密封灌装表面自清洁纳米涂料A组份，必须在1小时内完成密封灌装； 4)按重量比将去离子水、滑石粉、钛白粉加入反应釜中，780～820转/分 钟搅拌20分钟； 5)按重量比将蜡粉和丙烯酸加入反应釜中，580～620转/分钟搅拌，同时 逐步加入润湿剂、消泡剂以及色浆，再580～620转/分钟搅拌30分钟，得到B 组份；6)将制得的A组分和B组分按1:1进行混合即可得到表面自清洁纳米涂料。
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| CN101575478A (zh) * | 2008-05-05 | 2009-11-11 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种环氧树脂超疏水涂层的制备方法 |
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