CN107746677A - 一种强效抗污自洁喷涂液及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种强效抗污自洁喷涂液，所述强效抗污自洁喷涂液由以下各原料制备而成：低表面能物质、醇溶液、二氧化硅球形纳米粒子、有机硅烷试剂和无机酸。本发明还公开了上述强效抗污自洁喷涂液的制备方法和在制备强效抗污自洁材料中的应用。本发明强效抗污自洁喷涂液制备方法简单，适合批量生产；能通过简单的喷涂法在各种固体基底上制备了强效抗污自洁涂层，具有良好的抗污自洁性能，且制备方法简单，适用范围广，在常温下即可获得。

Description

一种强效抗污自洁喷涂液及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及纳米材料制备技术领域。更具体地，涉及一种强效抗污自洁喷涂液及其制备方法和应用。
背景技术
自清洁涂层在我们的日常生活中有重要的应用，使用自清洁涂层来替代传统的清洗方法可以节省巨大的清洗成本。例如，应用于太阳能光伏发电、温室大棚的塑料薄膜、光学透镜以及建筑材料等领域。强效抗污自洁涂层的制备是受到荷叶“出淤泥而不染”的启发，水在其表面的接触角大于150°，滚动角小于10°，当表面有灰尘或者污垢时，水易于滚落并带走灰尘，从而达到自清洁的效果。制备这种表面所需要的条件是具有合适的微纳结构、较高的粗糙度和较低的表面能。
Yao Lu等人(Lu Y,Sathasivam S,Song J,et al.Robust self-cleaningsurfaces that function when exposed to either air or oil[J].Science,2015,347(6226):1132-1135)通过提拉或喷涂商业的粘结剂【EVO-STIK(Bostik,UK)】以及二氧化硅、二氧化钛和十三氟辛基三乙氧基硅烷的混合溶胶液制备了高强度的超疏水涂层。但涂覆有该涂层的固体基底表面呈现白色，对于透明的基底影响了其使用效果，降低了基底透光率。Ying-Chu Chen等人(Chen Y C,Huang Z S,Yang H.Cicada-Wing-Inspired Self-Cleaning Antireflection Coatings on Polymer Substrates[J].ACS AppliedMaterials&Interfaces,2015,7(45):25495-25505)通过反应离子束刻蚀和化学气相沉积低表面能物质的方法制备了类似蝉翼结构的减反增透超疏水自清洁涂层，涂覆有该涂层的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基底在可见光波段内有较高的透光率和良好的超疏水性能。但是此研究中制备方法过于复杂，且需要用到特殊而昂贵的设备，因此不适用于大面积的应用。Dengteng Ge等人(Ge D,Yang L,Zhang Y,et al.Transparent andSuperamphiphobic Surfaces from One-Step Spray Coating of Stringed SilicaNanoparticle/Sol Solutions[J].Particle&Particle Systems Characterization,2014,31(7):763-770)通过一步喷涂法制备了透明超疏水涂层，并应用到了不同的基底上。但在此研究中对涂层的强度仅仅进行了冲水和冲沙试验，且所用的水的体积和沙的重量都偏低，涂层的强度较弱，无法适应实际应用的需求。
因此，需要开发一款制备方法简单、适合大规模生产的强效抗污自洁溶液，并寻求一种对设备要求低、在常温下即可获得强效抗污涂层、适用于不同基底的强效抗污自洁涂层的制备方法，以满足现有应用。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种强效抗污自洁喷涂液，该喷涂液具有良好的抗污自洁性能。
本发明的第二个目的在于提供上述喷涂液的制备方法，该制备方法简单，适合批量生产
本发明的第三个目的在于提供上述喷涂液在制备强效抗污自洁材料中的应用。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
本发明提供了一种强效抗污自洁喷涂液，所述强效抗污自洁喷涂液由以下各原料制备而成：低表面能物质、醇溶液、二氧化硅球形纳米粒子、有机硅烷试剂和无机酸。
进一步，所述低表面能物质与所述醇溶液的体积比为0.01～0.05:1；所述二氧化硅球形纳米粒子与所述低表面能物质和醇溶液的混合液的体积比为0.2～3:1；所述有机硅烷试剂与所述二氧化硅球形纳米粒子、低表面能物质与醇溶液的混合液的体积比为0.001～0.05:1；所述无机酸与所述二氧化硅球形纳米粒子、低表面能物质与醇溶液的混合液的体积比为0.001～0.008:1。
进一步，所述低表面能物质包括但不限于三氟丙基三甲氧基硅烷、三氟丙基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷或十二氟庚基丙基三乙氧基硅烷。
进一步，所述醇溶液包括但不限于乙醇、异丙醇、异戊醇、乙二醇中的一种或几种的混合。
进一步，所述有机硅烷试剂包括但不限于3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、四甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯和正硅酸异丙酯中的一种或几种的混合。
进一步，所述无机酸包括但不限于氢氟酸、盐酸、硫酸、硝酸和磷酸中的一种或几种的混合。
进一步，所述二氧化硅球形纳米粒子为不同粒径的二氧化硅球形纳米粒子，包含粒径为10～30nm的二氧化硅球形纳米粒子和粒径为31～100nm的二氧化硅球形纳米粒子；二者的体积比为0.2～1.5：1；所述二氧化硅纳米粒子是实心纳米粒子。
本发明进一步公开了上述强效抗污自洁喷涂液的方法，包括以下步骤：
1)将低表面能物质与醇溶液混合搅拌，得第一混合液；
2)将二氧化硅球形纳米粒子与第一混合液混合搅拌，并调节pH值，得第二混合液；
3)将所述第二混合液、有机硅烷试剂和无机酸进行混合搅拌，得到强效抗污自洁喷涂液。
具体的，上述强效抗污自洁喷涂液的方法，包括以下步骤：
1)将低表面能物质与醇溶液混合搅拌1～6h后，得第一混合液；
2)将二氧化硅球形纳米粒子与第一混合液混合搅拌6～24h，并调节pH值为6～8，得第二混合液；
3)将所述第二混合液、有机硅烷试剂和无机酸进行混合搅拌1～6h，得到强效抗污自洁喷涂液。
进一步，所述低表面能物质与醇溶液的体积比为0.01～0.05:1；所述二氧化硅球形纳米粒子与第一混合液的体积比为0.2～3:1；所述有机硅烷试剂与第二混合液的体积比为0.001～0.05:1；所述无机酸与第二混合液的体积比为0.001～0.008:1。
本发明还公开了上述强效抗污自洁喷涂液在制备强效抗污自洁材料中的应用。
本发明进一步还公开了一种强效抗污自洁涂层的制备方法，包括以下步骤：
1)将上述强效抗污自洁喷涂液倒入喷枪内，垂直于固体基底表面，距离固体基底表面8～20cm，沿直线进行喷涂；其中，在喷涂过程中，以空气为载气，空气压缩机的表压为0.6～0.8MPa，喷枪水平移动速度为2～10cm/s，流量为30～100mL/min；
2)喷涂完一遍后，待强效抗污自洁喷涂液完全干燥后，再喷涂第二遍，喷涂三到八遍即可。
进一步，所述固体基底包括但不限于玻璃基底、聚合物基底、金属板材、瓷砖、石材、木材、皮革、织物；
其中，所述玻璃基底包括但不限于普通市售玻璃、银镜、光学透镜、光伏玻璃或建筑玻璃；
所述聚合物基底包括但不限于有机玻璃(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚氨酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)；
所述金属基底包括但不限于铝合金、不锈钢、钛合金、铜。
本发明涂有上述强效抗污自洁涂层的固体基底的水接触角大于150°，滚动角小于10°；在经受5H铅笔划痕测试后涂层并没有破损；倾斜45°经受沙土自两米高处落下时，上部沙土较少，主要集中在底部，且经风吹可以全部去掉；经2米高花洒水冲洗后，可以带走表面污渍，达到自洁效果。
本发明中所用各原材料如无特殊说明均可通过商业市售购买获得。除上述说明外，本发明的制备方法中未具体提及的工序以及所用设备均可采用所属领域中的常规设备或参照所述领域的现有技术进行，且所述方法如无特殊说明，均为常规方法。
本发明的有益效果如下：
1、本发明强效抗污自洁喷涂液制备方法简单，适合批量生产。
2、本发明在各种固体基底上通过简单的喷涂法制备了强效抗污自洁涂层，具有良好的抗污自洁性能，且制备方法简单，适用范围广，在常温下即可获得。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出实施例6在太阳能电池板上制备的强效抗污自洁涂层效果对比图；A为无涂层，B为有涂层；
图2示出实施例6在太阳能电池板上制备的强效抗污自洁涂层经水冲实验后效果，A为无涂层，B为有涂层。
图3示出实施例8在瓷砖上制备的强效抗污自洁涂层。
图4示出实施例9制备的强效抗污自洁涂层效果对比图；A为建筑红砖涂覆强效抗污涂层后疏水效果；B为无涂层的建筑红砖对水的渗透效果。
图5示出实施例10制备的强效抗污自洁涂层效果对比图；A为无涂层的白墙经脏水泼后的情况图；B为有涂层的建筑白墙对脏水抗污情况图。
图6示出实施例11制备的强效抗污自洁涂层效果图；A为聚碳酸酯(PC板)涂覆后的效果图；B为有机玻璃(PMMA板)涂覆后的效果图。
图7示出实施例12制备的强效抗污自洁涂层效果图；A为玻璃(磨砂玻璃)涂覆后的效果图；B为金属(铝板)涂覆后的效果图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1一种强效抗污自洁喷涂液
一种强效抗污自洁喷涂液的制备方法，包括以下步骤：
1)将体积比为0.01:1的十三氟辛基三乙氧基硅烷与乙醇混合搅拌1h后，得第一混合液；
2)将1L的氨水和20L的乙醇溶液混合，然后水浴加热至45℃后加入1L的四乙氧基硅烷，恒温反应6h，得粒径为10～30nm的二氧化硅纳米粒子；
将3L的氨水和60L的乙醇溶液混合，然后水浴加热至35℃后加入4L的四乙氧基硅烷，恒温反应6h，得粒径为31～100nm的二氧化硅纳米粒子，所述二氧化硅纳米粒子是实心纳米粒子；
3)将体积比为0.2:1的步骤2)中的二氧化硅球形纳米粒子与步骤1)中的第一混合液混合搅拌6h，通过去除氨水调节反应体系的pH值到6，得第二混合液；
其中，所述粒径为10～30nm的二氧化硅纳米粒子与粒径为31～100nm的二氧化硅纳米粒子的体积比为0.5:1；
4)将所述第二混合液、四乙氧基硅烷和盐酸进行混合搅拌1h，得到80L强效抗污自洁喷涂液。其中，所述四乙氧基硅烷与第二混合液的体积比为0.001:1；所述盐酸和第二混合液的体积比为0.001:1。
实施例2一种强效抗污自洁喷涂液
一种强效抗污自洁喷涂液的制备方法，包括以下步骤：
1)将体积比为0.05:1的十七氟癸基三乙氧基硅烷与乙醇混合搅拌，得第一混合液；
2)将3L的氨水和60L的乙醇溶液混合，然后水浴加热至75℃后加入4L的四乙氧基硅烷，恒温反应8h，得粒径为10～30nm的二氧化硅纳米粒子；
将3L的氨水和60L的乙醇溶液混合，然后水浴加热至35℃后加入4L的四乙氧基硅烷，恒温反应8h，得粒径为31～100nm的二氧化硅纳米粒子，所述二氧化硅纳米粒子是实心纳米粒子；
3)将体积比为3:1的步骤2)中的二氧化硅球形纳米粒子与步骤1)中的第一混合液混合搅拌24h，通过去除氨水调节反应体系的pH值为8，得第二混合液；
其中，所述粒径为31～100nm的二氧化硅球形纳米粒子和粒径为10～30nm的二氧化硅球形纳米粒子体积比为1:1；
4)将所述第二混合液、四乙氧基硅烷和盐酸进行混合搅拌6h，得到80L强效抗污自洁喷涂液。其中，所述四乙氧基硅烷与第二混合液的体积比为0.05:1；所述盐酸和第二混合液的体积比为0.008:1。
实施例3一种强效抗污自洁喷涂液
一种强效抗污自洁喷涂液的制备方法，包括以下步骤：
1)将体积比为0.02:1三氟丙基三甲氧基硅烷与乙醇混合搅拌3h，得第一混合液；
2)将2L的氨水和50L的乙醇溶液混合，然后水浴加热至60℃后加入3L的四乙氧基硅烷，恒温反应10h，得粒径为10～30nm的二氧化硅纳米粒子；将2L的氨水和50L的乙醇溶液混合，然后水浴加热至30℃后加入3L的四乙氧基硅烷，恒温反应10h，得粒径为31～100nm的二氧化硅纳米粒子，所述二氧化硅纳米粒子是实心纳米粒子；
3)将体积比为2:1的步骤2)中的二氧化硅球形纳米粒子与步骤1)中的第一混合液混合搅拌15h，通过去除氨水调节反应体系的pH值为7，得第二混合液；
其中，所述粒径为10～30nm的二氧化硅球形纳米粒子和所述粒径为31～100nm的二氧化硅球形纳米粒子的体积比为1.5:1；
4)将所述第二混合液、四乙氧基硅烷和硫酸进行混合搅拌3h，得到80L强效抗污自洁喷涂液。其中，所述四乙氧基硅烷与第二混合液的体积比为0.03:1；所述硫酸和第二混合液的体积比为0.004:1。
实施例4一种强效抗污自洁喷涂液
一种强效抗污自洁喷涂液的制备方法，包括以下步骤：
1)将体积比为0.02:1十七氟癸基三乙氧基硅烷与乙醇混合搅拌，得第一混合液；
2)将1L的氨水和60L的乙醇溶液混合，然后水浴加热至45℃后加入2L的四乙氧基硅烷，恒温反应10h，得粒径为10～30nm的二氧化硅纳米粒子；将3L的氨水和40L的乙醇溶液混合，然后水浴加热至35℃后加入4L的四乙氧基硅烷，恒温反应10h，得粒径为31～100nm的二氧化硅纳米粒子，所述二氧化硅纳米粒子是实心纳米粒子；
3)将体积比为1.4:1的步骤2)中的二氧化硅球形纳米粒子与步骤1)中的第一混合液混合搅拌10h，通过去除氨水调节反应体系的pH值为6，得第二混合液；
其中，所述粒径为10～30nm的二氧化硅纳米粒子与粒径为31～100nm的二氧化硅纳米粒子的体积比为0.2:1；
4)将所述第二混合液、四乙氧基硅烷和硝酸进行混合搅拌2h，得到100L强效抗污自洁喷涂液。其中，所述四乙氧基硅烷与第二混合液的体积比为0.025:1；所述硝酸和第二混合液的体积比为0.003:1。
实施例5一种强效抗污自洁喷涂液
一种强效抗污自洁喷涂液的制备方法，包括以下步骤：
1)将体积比为0.04:1的十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷与乙醇混合搅拌，得第一混合液；
2)将3L的氨水和40L的乙醇溶液混合，然后水浴加热至75℃后加入2L的四乙氧基硅烷，恒温反应10h，得粒径为10～30nm的二氧化硅纳米粒子；将1L的氨水和60L的乙醇溶液混合，然后水浴加热至25℃后加入4L的四乙氧基硅烷，恒温反应10h，得粒径为31～100nm的二氧化硅纳米粒子，所述二氧化硅纳米粒子是实心纳米粒子；
3)将体积比为2：1的步骤2)中的二氧化硅球形纳米粒子与步骤1)中的第一混合液混合搅拌20h，通过去除氨水调节反应体系的pH值为7，得第二混合液；
其中，所述粒径为10～30nm的二氧化硅球形纳米粒子和所述粒径为31～100nm的二氧化硅球形纳米粒子的体积比为0.5:1；
4)将所述第二混合液、四乙氧基硅烷和磷酸进行混合搅拌4h，得到150L强效抗污自洁喷涂液。其中，所述四乙氧基硅烷与第二混合液的体积比为0.025:1；所述磷酸和第二混合液的体积比为0.001:1。
实施例6一种强效抗污自洁涂层
一种强效抗污自洁涂层的制备方法，包括以下步骤：
1)将实施例1中制备的强效自洁喷涂液搅拌均匀，倒入喷枪液壶中；
2)喷涂时，喷枪垂直于太阳能电池板表面，并距离表面8cm，沿直线进行喷涂。喷涂制备涂层时以空气为载气，空气压缩机的表压为0.6MPa，喷枪水平移动速度为2cm/s，流量为30mL/min。
3)喷涂完一遍，待太阳能电池板表面喷涂液完全干燥后，再喷涂第二遍。
4)喷涂八遍后，得到强效抗污自洁涂层。
将两块太阳能电池板倾斜45°经受沙土自两米高处落下。实施例6有强效抗污自洁涂层的太阳能电池板上部沙土较少，主要集中在底部，经风吹可以全部去掉(如图1中B所示)；而没有涂层的太阳能电池板整板粘附沙土较多，经风吹后依然整板粘附有沙土(如图1中A所示)。将有沙土的两块太阳能电池板经1.5米高花洒水冲洗模拟雨水，实施例6有强效抗污自洁涂层的太阳能电池板瞬间干净(如图2中B所示)，而没有涂层的太阳能电池板依然有泥渍覆盖(如图2中A所示)。
实施例7一种强效抗污自洁涂层
一种强效抗污自洁涂层的制备方法，包括以下步骤：
1)将实施例2中制备的强效自洁喷涂液搅拌均匀，倒入喷枪液壶中；
2)喷涂时，喷枪垂直于太阳能电池板表面，并距离表面20cm，沿直线进行喷涂。喷涂制备涂层时以空气为载气，空气压缩机的表压为0.8MPa，喷枪水平移动速度为10cm/s，流量为30～100mL/min。
3)喷涂完一遍，待太阳能电池板表面喷涂液完全干燥后，再喷涂第二遍。
4)喷涂三遍后，得到强效抗污自洁涂层。
本实施例所制备的强效抗污自洁涂层的性能测试效果与实施例6相似。
实施例8一种强效抗污自洁涂层
一种强效抗污自洁涂层的制备方法，包括以下步骤：
1)将实施例3中制备的强效自洁喷涂液搅拌均匀，倒入喷枪液壶中；
2)喷涂时，喷枪垂直于瓷砖，并距离表面15cm，沿直线进行喷涂。喷涂制备涂层时以空气为载气，空气压缩机的表压为0.7MPa，喷枪水平移动速度为6cm/s，流量为60mL/min。
3)喷涂完一遍，待瓷砖表面喷涂液完全干燥后，再喷涂第二遍。
4)喷涂五遍后，得到强效抗污自洁涂层。
将瓷砖倾斜5°经受沙土自两米高处落下，将有沙土的瓷砖经1.5米高花洒水冲洗模拟雨水，本实施例8有强效抗污自洁涂层的瓷砖瞬间干净。用洗瓶冲洗，水滴从瓷砖表面滚落，带走表面的尘土，从而达到自洁效果；另外，涂层为无色透明，不影响原瓷砖自身的色彩和花纹(如图3所示)。
实施例9一种强效抗污自洁涂层
一种强效抗污自洁涂层的制备方法，包括以下步骤：
1)将实施例4中制备的强效自洁喷涂液搅拌均匀，倒入喷枪液壶中；
2)喷涂时，喷枪垂直于建筑红砖，并距离表面12cm，沿直线进行喷涂。喷涂制备涂层时以空气为载气，空气压缩机的表压为0.6MPa，喷枪水平移动速度,为4cm/s，流量为50mL/min。
3)喷涂完一遍，待建筑红砖表面喷涂液完全干燥后，再喷涂第二遍。
4)喷涂五遍后，得到强效抗污自洁涂层。
有强效抗污自洁涂层的建筑红砖不沾水，表面保持干燥；
将建筑红砖倾斜5°经受沙土自两米高处落下，将有沙土的建筑红砖经1.5米高花洒水冲洗模拟雨水，有强效抗污自洁涂层的建筑红砖瞬间干净。用洗瓶冲洗，水滴从建筑红砖表面滚落，带走表面的尘土，从而达到自洁效果(如图4中A所示)。而没有涂层的建筑红砖被水渗透变湿，沙土液变泥留在红砖上。用洗瓶冲洗，不能带走表面的尘土(如图4中B所示)。
实施例10一种强效抗污自洁涂层
一种强效抗污自洁涂层的制备方法，包括以下步骤：
1)将实施例5中制备的强效自洁喷涂液搅拌均匀，倒入喷枪液壶中；
2)喷涂时，喷枪垂直于墙面，并距离表面18cm，沿直线进行喷涂。喷涂制备涂层时以空气为载气，空气压缩机的表压为0.7MPa，喷枪水平移动速度为8cm/s，流量,为80mL/min。
3)喷涂完一遍，待墙面喷涂液完全干燥后，再喷涂第二遍。
4)喷涂三遍后，得到强效抗污自洁涂层。
直接向墙面泼混有泥土的脏水，没有涂层的墙面瞬间变湿变脏，脏水继续垂直落下，所过之处白墙全部变脏(如图5中A所示)；而有强效抗污自洁涂层的墙面不沾脏水，泼过来的脏水反弹并落下，白墙没有变化，达到抗污自洁效果(如图5中B所示)。
实施例11一种强效抗污自洁涂层
一种强效抗污自洁涂层的制备方法，包括以下步骤：
1)将实施例1中制备的强效自洁喷涂液搅拌均匀，倒入喷枪液壶中；
2)喷涂时，喷枪垂直于聚合物基底，并距离表面5cm，沿直线进行喷涂。喷涂制备涂层时以空气为载气，空气压缩机的表压为0.8MPa，喷枪水平移动速度为10cm/s，流量为70mL/min。
3)喷涂完一遍，待表面喷涂液完全干燥后，再喷涂第二遍。
4)喷涂五遍后，得到强效抗污自洁涂层。
用洗瓶测试，水滴不在有涂层的聚合物基底表面停留，随重力作用全部滚落。图6中A为聚碳酸酯(PC)板，图6中B为有机玻璃(PMMA)板。其他聚合物材料如聚氨酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等，性能测试效果与实施例11相似。
实施例12一种强效抗污自洁涂层
一种强效抗污自洁涂层的制备方法，包括以下步骤：
1)将实施例1中制备的强效自洁喷涂液搅拌均匀，倒入喷枪液壶中；
2)喷涂时，喷枪垂直于基底，并距离表面8cm，沿直线进行喷涂。喷涂制备涂层时以空气为载气，空气压缩机的表压为0.6MPa，喷枪水平移动速度为6cm/s，流量为90mL/min。
3)喷涂完一遍，待表面喷涂液完全干燥后，再喷涂第二遍。
4)喷涂六遍后，得到强效抗污自洁涂层。
用洗瓶测试，水滴不在有涂层的基底表面停留，随重力作用全部滚落。图7中A为磨砂玻璃，图7中B为铝板。其他基底如玻璃基底、铜板、铁板、钢板、钛板、合金板、瓷砖、水泥板、石材、木材、皮革、各种织物等，性能测试效果与实施例12相似。
对比例1一种强效抗污自洁涂层
强效抗污自洁喷涂液的制备与实施例1区别在于，在制备第一混合液时，十三氟辛基三乙氧基硅烷与乙醇的体积比为0.007:1；其他条件不变；
按照实施例6的方法制备得到强效抗污自洁涂层；
将实施例6和对比例1制备的太阳能电池板倾斜45°经受沙土自两米高处落下。对比例1的太阳能电池板整板粘附沙土明显多于实施例6，经风吹后依然整板粘附有沙土。将有沙土的两块太阳能电池板经1.5米高花洒水冲洗模拟雨水，实施例6的太阳能电池板瞬间干净，而对比例1的太阳能电池板依然有泥渍覆盖。
对比例2一种强效抗污自洁涂层
强效抗污自洁喷涂液的制备与实施例3区别在于，在制备第二混合液时，步骤2)中的二氧化硅球形纳米粒子与步骤1)中的第一混合液的体积比为0.05:1；其他条件不变；
按照实施例8的方法制备得到强效抗污自洁涂层；
将瓷砖倾斜5°经受沙土自两米高处落下，将有沙土的瓷砖经1.5米高花洒水冲洗模拟雨水，实施例8有强效抗污自洁涂层的瓷砖瞬间干净，用洗瓶冲洗，水滴从瓷砖表面滚落，带走表面的尘土，从而达到自洁效果；而对比例2的瓷砖上粘附沙土人较多，用洗瓶冲洗后仍然有少量残留需要进一步清理。
对比例3一种强效抗污自洁涂层
强效抗污自洁喷涂液的制备与实施例3区别在于，在制备第二混合液时，步骤2)中的二氧化硅球形纳米粒子与步骤1)中的第一混合液的体积比为8:1；其他条件不变；
按照实施例8的方法制备得到强效抗污自洁涂层；
将瓷砖倾斜5°经受沙土自两米高处落下，将有沙土的瓷砖经1.5米高花洒水冲洗模拟雨水，实施例8有强效抗污自洁涂层的瓷砖瞬间干净，用洗瓶冲洗，水滴从瓷砖表面滚落，带走表面的尘土，从而达到自洁效果；而对比例3的瓷砖上粘附沙土人较多，用洗瓶冲洗后仍然有少量残留需要进一步清理。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种强效抗污自洁喷涂液，其特征在于，所述强效抗污自洁喷涂液由以下各原料制备而成：低表面能物质、醇溶液、二氧化硅球形纳米粒子、有机硅烷试剂和无机酸。
2.根据权利要求1所述的强效抗污自洁喷涂液，其特征在于，所述低表面能物质与所述醇溶液的体积比为0.01～0.05:1；所述二氧化硅球形纳米粒子与所述低表面能物质和醇溶液的混合液的体积比为0.2～3:1；所述有机硅烷试剂与所述二氧化硅球形纳米粒子、低表面能物质与醇溶液的混合液的体积比为0.001～0.05:1；所述无机酸与所述二氧化硅球形纳米粒子、低表面能物质与醇溶液的混合液的体积比为0.001～0.008:1。
3.根据权利要求1所述的强效抗污自洁喷涂液，其特征在于，所述低表面能物质为三氟丙基三甲氧基硅烷、三氟丙基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷或十二氟庚基丙基三乙氧基硅烷。
4.根据权利要求1所述的强效抗污自洁喷涂液，其特征在于，所述醇溶液为乙醇、异丙醇、异戊醇、乙二醇中的一种或几种的混合；所述无机酸为氢氟酸、盐酸、硫酸、硝酸和磷酸中的一种或几种的混合。
5.根据权利要求1所述的强效抗污自洁喷涂液，其特征在于，所述有机硅烷试剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、四甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯和正硅酸异丙酯中的一种或几种的混合。
6.根据权利要求1所述的强效抗污自洁喷涂液，其特征在于，所述二氧化硅球形纳米粒子为不同粒径的二氧化硅球形纳米粒子，包含粒径为10～30nm的二氧化硅球形纳米粒子和粒径为31～100nm的二氧化硅球形纳米粒子；二者的体积比为0.2～1.5：1。
7.一种制备权利要求1-6任一所述的强效抗污自洁喷涂液的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将低表面能物质与醇溶液混合搅拌，得第一混合液；
2)将二氧化硅球形纳米粒子与第一混合液混合搅拌，并调节pH值，得第二混合液；
3)将所述第二混合液、有机硅烷试剂和无机酸进行混合搅拌，得到强效抗污自洁喷涂液。
8.一种如权利要求1-6任一所述的强效抗污自洁喷涂液在制备强效抗污自洁材料中的应用。
9.一种强效抗污自洁涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将权利要求1-6任一所述的强效抗污自洁喷涂液倒入喷枪内，垂直于固体基底表面，距离固体基底表面8～20cm，沿直线进行喷涂；其中，在喷涂过程中，以空气为载气，空气压缩机的表压为0.6～0.8MPa，喷枪水平移动速度为2～10cm/s，流量为30～100mL/min；
2)喷涂完一遍后，待强效抗污自洁喷涂液完全干燥后，再喷涂第二遍，喷涂三到八遍即可。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述固体基底为玻璃基底、聚合物基底、金属板材、瓷砖、石材、木材、皮革或织物；
其中，所述玻璃基底为普通玻璃、银镜、光学透镜、光伏玻璃或建筑玻璃；
所述聚合物基底为有机玻璃、聚碳酸酯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯；
所述金属基底为铝合金、不锈钢、钛合金或铜。
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