CN106946469A - 增透易清洁涂层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于玻璃材料表面改进技术领域，具体涉及一种增透易清洁涂层及其制备方法。包括纳米填料和溶剂，纳米填料由SiO2或锐钛型TiO2中的一种或两种组成；溶剂为正丙醇、水、酒精、正丁醇或异丙醇的一种或几种。本发明所述的涂层为纳米结构，均匀附着于基体表面，不会对基体造成损害，具有增加透光性的作用，在基体上浸涂本发明所述的增透易清洁涂层后透光性能够至少提高3％，亲水角5‑6°，具有超亲水效果和易清洁的性能。本发明同时提供了一种工艺简单、节能环保的制备方法，干燥固化温度范围广。

Description

增透易清洁涂层及其制备方法
技术领域
本发明属于玻璃材料表面改进技术领域，具体涉及一种增透易清洁涂层及其制备方法。
背景技术
随着光伏组件玻璃、医疗器械、建筑玻璃等对透光、易清洁性能的要求不断提高，玻璃基体表面用涂层作为提升相关性能的配套产品也应运而生。高层建筑玻璃对透光和易清洁的要求主要体现在采光和高空清理方面；光伏组件玻璃透光和易清洁性要求，主要体现在发电量和清理造成的人力物力财力的花费方面，光医疗器械对透光和易清洁性要求，主要体现在器械精度以及清洁时间花费方面。
专利CN102382490公开了一种具有光催化活性的亲水性自清洁涂料的制备方法，公开的涂层为正硅酸乙酯水解和钛酸丁酯水解混合制成，钛酸丁酯水解得到溶胶的过程中，需要严格控制水解速率，否则易形成沉淀，影响涂层的性能，制备过程较为复杂；正硅酸乙酯水解速率较慢，一定程度地影响产品的制备效率，增加制备成本；涂层制备工艺复杂，不易于实现工程化应用。此外最终制备的涂层溶液，涂覆于玻璃表面后，需经紫外线一定程度的照射后才具有亲水性。
因此，研制出可以提高透光性和易于清洁的涂层材料具有十分重要的意义。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种增透易清洁涂层，具有增加透光性、超亲水效果和易清洁的性能；本发明还提供了一种工艺简单、节能环保的制备方法。
本发明所述的增透易清洁涂层，包括纳米填料和溶剂，纳米填料由SiO2或锐钛型TiO2中的一种或两种组成；溶剂为正丙醇、水、酒精、正丁醇或异丙醇的一种或几种。
所述纳米填料和溶剂的重量比为0.3～30：70～99.7。
优选地，纳米填料由SiO2和锐钛型TiO2组成；SiO2和锐钛型TiO2的质量比为50：1～10：1。
纳米填料中的SiO2由硅溶胶或/和正硅酸甲酯水解得到。正硅酸甲酯水解为本领域常规公知方法。
纳米填料中锐钛型TiO2由锐钛型TiO2粉体、锐钛型TiO2溶胶或四氯化钛水解中的一种或几种方式得到。四氯化钛水解为本领域常规公知方法。
所述的增透易清洁涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)将纳米填料和溶剂混合搅拌或细磨均匀成透明溶液；
(2)将步骤(1)所得的透明溶液均匀地涂覆于基体表面；
(3)将步骤(2)所得的基体干燥固化处理，得到产品。
纳米填料均匀分布于溶剂中，无沉淀现象发生。
步骤(2)中所述的涂覆为喷涂或浸涂。优选为浸涂。采用浸涂方式涂于基体表面，涂后透光性可提高至少3％，采用喷涂方式涂于基体表面，涂后透光性可提高约0.5-1.5％。
步骤(2)中所述的基体为玻璃基体。
干燥固化的温度为室温～400℃。
综上所述，本发明具有以下优点：
(1)本发明提供一种增透易清洁涂层，涂层为纳米结构，均匀附着于基体表面，不会对基体造成损害，具有增加透光性的作用，在基体上浸涂本发明所述的增透易清洁涂层后透光性能够至少提高3％，亲水角5-6°，具有超亲水效果和易清洁的性能。
(2)本发明同时提供了一种工艺简单、节能环保的制备方法，干燥固化温度范围广。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
硅溶胶 3重量份；
锐钛型TiO2粉体 0.3重量份；
水 97.7重量份。
上述锐钛型TiO2粉体与水混合，通过纳米研磨机进行研磨，研磨至锐钛型TiO2粉体均匀分散于水中，且静置无沉淀产生。再将研磨好的锐钛型TiO2粉体溶液进行搅拌，搅拌过程中将硅溶胶缓慢加入，搅拌均匀得到涂层料。采用浸涂的方式，将涂层料涂覆于基体表面制得涂层。
所制备的增透易清洁涂层具备性能指标如下：
室温固化，涂层具有超亲水性，透光率提高3％，具有光催化性能，有效分解有机物。
实施例2
上述锐钛型TiO2粉体与50％重量份水混合，通过纳米研磨机进行研磨，研磨至锐钛型TiO2粉体均匀分散于水中，且静置无沉淀产生。正硅酸甲酯、正丁醇、50％重量份水混合搅拌，酸催化水解得到溶胶，再搅拌机中将上述两种溶液搅拌均匀，硅溶胶缓慢加入到混合溶液中，搅拌均匀得到涂层料。采用浸涂的方式，将涂层料涂覆于基体表面制得涂层。
所制备的增透易清洁涂层具备性能指标如下：
100℃固化，涂层具有超亲水性，透光率提高3.5％，具有光催化性能，有效分解有机物。
实施例3
上述正硅酸甲酯、丙醇、水混合搅拌，酸催化水解得到溶胶，得到溶胶后继续搅拌，搅拌过程中加入缓慢锐钛型TiO2溶胶，待搅拌均匀得到涂层料。采用喷涂的方式，将涂层料涂覆于基体表面制得涂层。
所制备的增透易清洁涂层具备性能指标如下：
400℃固化，涂层具有超亲水性，透光率提高1.5％，具有光催化性能，有效分解有机物。
实施例4
上述正硅酸甲酯、酒精、水混合搅拌，酸催化水解得到溶胶，得到溶胶后继续搅拌，搅拌过程中加入缓慢锐钛型TiO2溶胶，待搅拌均匀得到涂层料。采用喷涂的方式，将涂层料涂覆于基体表面制得涂层。
所制备的增透易清洁涂层具备性能指标如下：
300℃固化，涂层具有超亲水性，透光率提高0.8％，具有光催化性能，有效分解有机物。
实施例5
上述正硅酸甲酯、50％重量份酒精、水混合搅拌，酸催化水解得到溶胶；上述四氯化钛与50％重量份的酒精混合搅拌至均匀，继续搅拌，将得到的溶胶缓慢滴加到四氯化钛酒精溶液中，继续搅拌均匀得到涂层料。采用喷涂的方式，将涂层料涂覆于基体表面制得涂层。
所制备的增透易清洁涂层具备性能指标如下：
400℃固化，涂层具有亲水性，透光率提高1.5％，具有光催化性能，有效分解有机物。
实施例6
上述正硅酸甲酯、50％重量份酒精、水混合搅拌，酸催化水解得到溶胶；上述四氯化钛与50％重量份的酒精混合搅拌至均匀，继续搅拌，将得到的溶胶缓慢滴加到四氯化钛酒精溶液中，继续搅拌均匀得到涂层料。采用浸涂的方式，将涂层料涂覆于基体表面制得涂层。
所制备的增透易清洁涂层具备性能指标如下：
400℃固化，涂层具有亲水性，透光率提高3.3％，具有光催化性能，有效分解有机物。
实施例7
上述钛酸丁酯与50％重量份的异丙醇以及硅溶胶、50％重量份异丙醇、水分别混合搅拌至均匀，继续搅拌，将得到的硅溶胶溶液缓慢滴加到二氧化钛钛溶胶异丙醇溶液中，继续搅拌均匀得到涂层料。采用浸涂的方式，将涂层料涂覆于基体表面制得涂层。
所制备的增透易清洁涂层具备性能指标如下：
室温℃固化，涂层具有超亲水性，透光率提高3％，具有光催化性能，有效分解有机物。
实施例8
硅溶胶 5重量份；
四氯化钛 0.1重量份；
水 94.9重量份。
上述四氯化钛与水混合并搅拌均匀，继续搅拌，将硅溶胶溶液缓慢加入到到四氯化钛水溶液中，继续搅拌均匀得到涂层料。采用喷涂的方式，将涂层料涂覆于基体表面制得涂层。
所制备的增透易清洁涂层具备性能指标如下：
400℃固化，涂层具有超亲水性，透光率提高1.5％，具有光催化性能，有效分解有机物。
实施例9
上述四氯化钛与50％重量份的水混合并搅拌均匀，上述正硅酸甲酯与酒精和50％重量份的水混合搅拌，酸催化水解得到溶胶，将上述两种溶液混合搅拌均匀得到涂层料。采用喷涂的方式，将涂层料涂覆于基体表面制得涂层。
所制备的增透易清洁涂层具备性能指标如下：
400℃固化，涂层具有超亲水性，透光率提高1.5％，具有光催化性能，有效分解有机物。
实施例10
上述二氧化钛溶胶与50％重量份的异丙醇混合并搅拌均匀，上述正硅酸甲酯、硅溶胶与酒精50％重量份的异丙醇和水混合搅拌，酸催化水解得到溶胶，将上述溶胶缓慢滴加到二氧化钛溶胶异丙醇溶液中，搅拌均匀得到涂层料。采用浸涂的方式，将涂层料涂覆于基体表面制得涂层。
所制备的增透易清洁涂层具备性能指标如下：
室温固化，涂层具有亲水性，透光率提高3％，具有光催化性能，有效分解有机物。
对比例1
上述正硅酸乙酯、50％重量份酒精、水混合搅拌，酸催化水解得到溶胶；上述钛酸丁酯与50％重量份的酒精混合搅拌至均匀，继续搅拌，将得到的溶胶缓慢滴加到正硅酸乙酯酒精溶液中，继续搅拌均匀得到涂层料。采用浸涂的方式，将涂层料涂覆于基体表面制得涂层。
对比例1中钛酸丁酯水解得到溶胶的过程中，需要严格控制水解速率，否则易形成沉淀，影响涂层的性能，制备过程较为复杂；正硅酸乙酯水解速率较慢，一定程度地影响产品的制备效率，增加制备成本；涂层制备工艺复杂，不易于实现工程化应用。此外最终制备的涂层溶液，涂覆于玻璃表面后，需经紫外线一定程度的照射后才具有亲水性。

Claims (10)

1.一种增透易清洁涂层，其特征在于：包括纳米填料和溶剂，纳米填料由SiO2或锐钛型TiO2中的一种或两种组成；溶剂为正丙醇、水、酒精、正丁醇或异丙醇的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的增透易清洁涂层，其特征在于：纳米填料和溶剂的重量比为0.3～30：70～99.7。
3.根据权利要求1所述的增透易清洁涂层，其特征在于：纳米填料由SiO2和锐钛型TiO2组成。
4.根据权利要求3所述的增透易清洁涂层，其特征在于：SiO2和锐钛型TiO2的质量比为50：1～10：1。
5.根据权利要求1所述的增透易清洁涂层，其特征在于：纳米填料中的SiO2由硅溶胶或/和正硅酸甲酯水解得到。
6.根据权利要求1所述的增透易清洁涂层，其特征在于：纳米填料中锐钛型TiO2由锐钛型TiO2粉体、锐钛型TiO2溶胶或四氯化钛水解中的一种或几种方式得到。
7.一种权利要求1-6任一所述的增透易清洁涂层的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将纳米填料和溶剂混合搅拌或细磨均匀成透明溶液；
(2)将步骤(1)所得的透明溶液均匀地涂覆于基体表面；
(3)将步骤(2)所得的基体干燥固化处理，得到产品。
8.根据权利要求7所述的增透易清洁涂层的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的基体为玻璃基体。
9.根据权利要求7所述的增透易清洁涂层的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的涂覆为喷涂或浸涂。
10.根据权利要求7所述的增透易清洁涂层的制备方法，其特征在于：干燥固化的温度为室温～400℃。
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