CN108003669A - 自清洁光触媒ct触媒复合涂料、涂层及制品 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种自清洁光触媒CT触媒复合涂料、涂层及制品,通过制备一种含有导电性微粒0.001‑20份、光触媒0.001‑20份、CT触媒0.001‑20份、硬膜剂0.001‑5份、无机粘合剂0.001‑15份、亲水性溶剂20‑99.995份的复合型纳米涂料,为物体表面提供了能使其降解VOCs及杀菌消毒而且自清洁的无机涂层,使制品同时具有光触媒、CT触媒、超亲水、自清洁四种功能。这种复合涂料所制涂层,不仅利用其所含的光触媒及CT触媒,全天候分解环境中的VOCs等有害物及杀灭细菌病毒等致病性微生物,还具有表面自清洁功能,能抑制因灰尘、细土、油烟等污染物附着到制品表面而导致的性能衰减。
Description
技术领域
本发明涉及一种自清洁光触媒CT触媒复合涂料、涂层及制品,属于涂料领域。
背景技术
醛类、苯类、胺类等挥发性有机物(VOCs,volatile organic compounds)因各自独特的化学性能,成为某些制造领域的必用品,至今不容易被替代,例如“无醛不成胶”是胶粘剂行业的常识,这些有机化合物不可避免的要走出化工厂,沿着制造链进入人们的衣食住行等生活领域中。然而,家装、车饰、玩具等物品中甲醛的释放时间一般为3-15年,一旦超标其对人体特别是对孕妇、儿童造成的伤害,可谓触目惊心:VOCs表现出毒性、刺激性,能引起机体免疫水平失调,影响中枢神经系统功能,出现头晕、头痛、嗜睡、无力、胸闷等症状,还可能影响消化系统,出现食欲不振、恶心等,严重时可损伤肝脏、造血系统及危害生命。据中国室内装饰协会环境检测中心透露,我国每年由室内空气污染引起的死亡人数已超过11万,与全国每年因车祸死亡人数相当,室内空气污染成为看不见的贴身杀手!空气净化器虽然能过滤净化部分室内VOCs,但电器不能完全杜绝噪音,噪音危害尤其在夜深人静时更加明显,会吵的人无法入睡。
瘟疫、流感、非典(SARS)、禽流感、口蹄疫、超级细菌等都是由一些强烈致病性微生物而引发的病毒,通常具有强大的传染性和毁灭性,时常危及人类生命。例如,据世界卫生组织2003年8月15日公布的统计数字,截至当年8月7日,全球累计非典病例共8422例,涉及32个国家和地区,全球因非典死亡人数919人,病死率近11%。杀菌消毒液虽然可杀灭部分病毒及细菌,但通常存在毒性大、腐蚀性强、抗菌时效短、有刺激性、污染环境等弊病。而且,当今随着智能手机、平板电脑、触摸屏等电子设备的普及,人们每天与细菌病毒近距离接触的时间越来越长,曾有研究表明:单位表面手机盖板玻璃的细菌数量,甚至高过马桶。
光触媒在光照及水汽环境下,表面会产成羟基自由基、超氧阴离子自由基、活性氧等强氧化性的光生活性基团,这些光生活性基团的能量相当于3600K的高温(约为3327℃),具有很强的氧化性,能将室内VOCs和各类细菌病毒分解成水和二氧化碳。但是夜晚人们睡眠时间约为8个小时而且卧室相对封闭,无光环境下光触媒完全失效,当甲醛等VOCs从室内的复合地板、墙壁涂料、油漆家具等物品中释放出来时会被人体吸入,一旦浓度超标就会造成伤害。另外,光触媒不能分解无机物,当其表面被灰尘、细土等无机物遮蔽后性能会明显降低。
CT触媒是电荷转移( Charge Transfer)型催化剂,发源于日本,市面上可直接购买。不同于光触媒,CT触媒在不需要光照及水汽下每天可24小时连续运作,其原理是:空气中释放的热能会令CT触媒里的分子晶体震动,从而产生电荷移动并引发氧化及还原反应,可连续式分解吸附到其表面的VOCs及细菌,在-273℃-1350℃范围内都可提供防霉、防菌、除臭等功能。但是,CT触媒分解有机物及杀灭微生物的速度都比光触媒慢,而且CT触媒与基材的附着力通常不强,其涂层容易从基材表面剥落。另外,CT触媒不能分解无机物,当其表面被灰尘、细土等无机物遮蔽后性能也会明显降低。
在申请号为201711069743.4的中国发明专利中,本申请人公开了一种防静电自清洁纳米涂料,可抑制灰尘、细土等污染物附着到物体表面,具有明显的自清洁效果。其原理是:这种涂料所制亲水性无机涂层具有静电耗散及导静电功能,能即时消除物体表面与流动空气摩擦时产生的静电,从微观上就使物体表面丧失对空气中各类悬浮微粒的吸引力,致使污染物很难附着到物体表面。然而,这种防静电自清洁纳米涂料却不能分解VOCs等有害物及杀灭细菌病毒等微生物。
发明内容
发明要解决的问题
室内、车内的挥发性有机物VOCs浓度一旦超标会对人体造成严重伤害,瘟疫、流感等微生物细菌病毒时常爆发危及人们健康,智能手机、触摸屏等电子设备与人们长时间近距离接触。光触媒、CT触媒虽然都可降解VOCs及杀灭细菌病毒,但光触媒在无光环境下毫无作用,CT触媒的降解速度又比较慢,而且当它们表面被灰尘、细土等无机物遮蔽后功能会明显降低。防静电自清洁纳米涂料,虽然可抑制灰尘、细土等无机物附着到物体表面,但自身却不能分解VOCs等有害物及杀灭细菌病毒等致病性微生物。
用于解决问题的方案
本申请人经过精心研究后发现:只有将防静电自清洁纳米材料、光触媒、CT触媒与亲水性无机粘合剂等整合为复合型涂料,才能优势互补并协同发挥出最大功效。这种复合涂料涂覆在物体表面并固化形成的涂层,同时具有光触媒、CT触媒、亲水性、自清洁四种功能,可全天候降解环境中的VOCs等有害物,以及全天候杀灭细菌病毒等致病性微生物,而且可有效抑制灰尘、细土等无机物附着到其表面造成的功能降低。另外,内部或外部表面设置有这种涂层的制品,具有杀菌消毒兼自清洁性能,不仅利用其所含防静电等成分能抑制制品表面附着灰尘、细土、花粉、雾霾等污垢,还可利用其所含光触媒和CT触媒成分降解VOCs等有机物及杀菌消毒。该复合涂料中的无机粘合剂可提高涂层与基材的附着力。另外,本申请人还发现,使该涂层具有亲水性又可以促进其防静电自清洁和光触媒功能。
本发明是通过下述具体技术方案实现的:配制一种复合型纳米涂料,当其涂覆到物体表面并且固化时,为制品提供的亲水性无机涂层,使制品不仅具有分解VOCs等有害物和杀灭细菌病毒的功能,还具有抑制灰尘、油污等附着在表面的自清洁功能,从而能长期维持此类制品分解VOCs和杀菌消毒的高活性,这种涂料的成分为:
纳米导电材料 0.001-20重量份;
纳米光触媒 0.001-20重量份;
CT触媒 0.001-20重量份;
硬膜剂 0.001-5重量份;
无机粘合剂 0.001-15重量份;
亲水性溶剂 20-99.995重量份。
作为该涂料成分中的纳米导电材料,其微观形貌包括且不限定于纳米颗粒、纳米棒、纳米管、纳米线、纳米片等,而且当这些纳米材料用万能试验机压制成结实的薄片后表面电阻率ρs小于1×107Ω/□。纳米导电材料包括但不限定于:掺锡氧化铟(SnO2-In2O3即ITO)、氧化锡(SnO2)、掺锑氧化锡(Sb2O3-SnO2即ATO)、掺铋氧化锡(Bi2O3-SnO2即BTO)、掺磷氧化锡(P2O5-SnO2即PTO)、掺氟氧化锡(F-SnO2即FTO)、磷氟共掺杂氧化锡(P-F-SnO2即PFTO)、掺锑氧化锌(Sb2O3-ZnO即AZO)、掺铋氧化锌(Bi2O3-ZnO即BZO)、银氧化锌(AgZnO)、碳纳米管(CNT)、石墨烯(C)、锡烯(Sn)、纳米银(Ag)、氮化二钙(Ca2N),锡酸铍(BeSnO3)、锡酸镁(MgSnO3)、锡酸钙(CaSnO3)、锡酸锶(SrSnO3)、锡酸钡(BaSnO3)、锡酸锌(ZnSnO3)、钨酸铯(CsxWO3,x<1)、钒酸铍、钒酸镁、钒酸钙、钒酸锶和钒酸钡中的至少一种。纳米导电材料可以以其分散液或溶胶等形式进行使用。自制这种分散液的方法包括:利用机械设备在亲水性溶剂中分散纳米导电材料,可例举出的机械设备有搅拌机、研磨机、球磨机、砂磨机、均质机等;也包括利用水热等方法合成纳米导电材料时,就已在亲水性溶剂中形成纳米导电材料自分散液或溶胶。另外,这类纳米导电材料的亲水性分散液或溶胶,除自制外还可以直接向专业供货商购买。
作为该涂料成分中的纳米光触媒,是粒径为0.1-100纳米的光触媒,是二氧化钛(TiO2)、掺杂型二氧化钛(doped TiO2)、复合型二氧化钛(Coupled/composite TiO2)中的至少一种,其中掺杂型二氧化钛的掺杂物为铁离子(Fe3+)、钼离子(Mo6+)、钌离子(Ru3+)、锇离子(Os3+)、铼离子(Re5+)、钒离子(V5+)、银离子(Ag+)、铜离子(Cu2+)、钴离子(Co2+)、镍离子(Ni2+)、锰离子(Mn2+)、镧离子(La3+)、铷离子(Nd3+)、铕离子(Eu3+)、钆离子(Gd3+)、镱离子(Yb3+)、银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、铑(Rh)、硼(B)、碳(C)、氮(N)、氟(F)、磷(P)、硫(S)中的至少一种;其中复合型二氧化钛的复合剂为硫化镉(CdS)、硫化铋(Bi2S3)、氧化钨(WOX,2≤x≤3)、氧化锡(SnO2)、氧化钼(MoO3)、氧化铁(Fe2O3)、氧化铈(Ce2O3)中的至少一种。纳米光触媒可以以其分散液或溶胶等形式进行使用,可预先将其粉体分散在亲水性溶剂中形成分散液,也包括利用水热等方法合成纳米光触媒时,就已在亲水性溶剂中形成纳米光触媒的自分散液或溶胶。另外,这类纳米光触媒的亲水性分散液或溶胶,除自制外还可以直接向专业供货商购买。
作为该涂料成分中的CT触媒,其作用是每天24小时全天候降解VOCs及杀菌消毒,尤其是在光触媒不能工作的无光照及无水汽环境下。CT触媒的纳米粉体及水性分散液已是成熟性商品,可直接向供货商购买。
作为该涂料成分中的硬膜剂,其作用是提高涂料所制膜层的硬度,或抑制基材表面渗出化学物质对膜层造成的伤害。硬膜剂包括但不限定于:氧化钨、氧化铈、氧化铝、铂、金、碳化钨、氧化锆中的至少一种纳米材料。硬膜剂可以以其分散液或溶胶等形式进行使用。可预先将其粉体分散在亲水性溶剂中形成分散液,也包括利用水热等方法合成硬膜剂时,就已在亲水性溶剂中形成硬膜剂的自分散液或溶胶。另外,这类硬膜剂的亲水性分散液或溶胶,除自制外还可以直接向专业供货商购买。
作为该涂料成分中的无机粘合剂,其作用是借助其粘性将纳米导电材料、纳米光触媒、CT触媒、硬膜剂粘结到基材表面。无机粘合剂包括但不限定于:二氧化硅、硅溶胶、硅酸钠、硅酸钾、氢氧化铝、磷酸二氢铝、磷酸二氢镁、磷酸铝、磷酸镁、磷酸钙、氢氧化铝中的至少一种。无机粘合剂可预先将其粉体分散或溶解在亲水性溶剂形成分散液、溶液或溶胶使用,也包括利用水热等方法合成无机粘合剂时,就已在亲水性溶剂中形成无机粘合剂的自分散液、溶液或溶胶。另外,这类无机粘合剂的亲水性分散液、溶液或溶胶,除自制外也还可以直接向专业供货商购买。
作为该涂料成分中的亲水性溶剂,其作用是为上述纳米导电材料、硬膜剂、纳米光触媒、CT触媒和无机粘合剂提供分散载体。亲水性溶剂,优选为水,也可以并用水和亲水性有机溶剂。作为亲水性有机溶剂,可例举出甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正戊醇、仲戊醇、叔戊醇、1-乙基-1-丙醇、2-甲基-1-丁醇、正己醇及环己醇等。
作为一种复合型纳米涂料,在涂覆前按比例混合上述纳米导电材料、硬膜剂、纳米光触媒、CT触媒、无机粘合剂和亲水性溶剂,并在容器中搅拌均匀后使用。涂覆方式为喷涂、淋涂、辊涂、旋涂、刮涂中的至少一种或多种组合。
作为被涂覆的基材,为防止某些基材内部化学物质渗出表面后对所制涂层造成伤害,在基材表面可选择性的预先涂覆隔离层。隔离层可选用能形成致密坚硬膜层的物质,包括且不限定于二氧化硅、氧化钨等,制备方法例如磁控溅射法、气相沉积法、液相涂布法等,这些具体方法已有很多公开文献,也已被相关人员熟知和使用,是本领域技术人员“不必再付出创造性劳动”就能实施的方法。另外,被涂覆的基材表面应被预先处理为干净且干燥状态。
作为该防静电、光触媒、CT触媒复合涂料所制的涂层,在低温、室温和高温下都可以实施固化,具体而言固化涂层的温度下限为-50℃,优选为-25℃,进一步优选为0℃,固化涂层的温度上限为4000℃,优选为1000℃,进一步优选为700℃。如果固化涂层的温度小于零下50℃,则会造成涂料中亲水性溶剂挥发太慢,严重降低制备涂层的效率;如果固化涂层的温度大于4000℃,基材及涂层容易受热变形甚至熔化,会对制品造成伤害。所制涂层成分为无机纳米材料而且涂层厚度通常小于10000纳米,所以该涂层还具有透明性,涂层的透光率大于40%,优选为大于60%,进一步优选为大于70%。所制涂层中含有纳米导电材料成分,其表面电阻率ρs小于1×1012Ω/□,优选为小于109Ω/□,进一步优选为小于108Ω/□,因此具有导静电、防静电、泄放静电或静电耗散功能,使涂层表面不会因与空气摩擦而积累静电,微观上使空气中的灰尘颗粒及油烟丧失了与涂层相吸附形成污垢的结合力,从而实现灰尘、细土、油烟等难以附着在其表面的自清洁功能。所制涂层中含有纳米光触媒成分,在紫外光及可见光照射下,表面会产成羟基自由基、超氧阴离子自由基、活性氧等强氧化性的光生活性基团,这些基团对于分解VOCs等有害物及杀灭病毒细菌等具有显著功效。所制涂层中含有CT触媒成分,可每天24小时全天候降解VOCs及杀菌消毒,尤其是在光触媒不能工作的无光照及无水汽环境下。所制涂层中含有硬膜剂成分,可提高膜层硬度,或抑制基材表面渗出的化学物质对膜层造成伤害。所制涂层还具有无机粘合剂成分,优选为亲水性无机粘合剂,例如亲水型纳米二氧化硅等。所制涂层具有亲水性,其水滴接触角度即亲水角小于40°,优选为小于10°,进一步优选为小于5°,本申请人还发现亲水角越小,所制涂层的杀菌消毒及自清洁功能越好,而且还能抑制在物体表面形成影响视线的水雾。
作为制品,其特征是内部或外部表面设置有上述自清洁光触媒CT触媒复合涂料所制涂层的物品,这些物品包括且不限定于高铁、动车、汽车等车体,车辆内饰、滑翔机、无人机等飞行器,手机屏、电视屏、电脑屏等电子类显示器,广告牌、雕塑、画像、建筑物、餐具、厨具、家具、衣裤鞋帽、陶瓷、瓷砖、塑料、汽车玻璃、建筑玻璃、电子玻璃、柔性屏、光伏玻璃、光伏面板、眼镜、地板、电梯、空气净化器内外部、剃须刀内外部、理发美容用具等。
发明的效果
本发明揭示了一种自清洁光触媒CT触媒复合涂料、涂层及制品,通过制备一种含有纳米导电材料、硬膜剂、纳米光触媒、CT触媒和无机粘合剂的复合型纳米涂料,为物体表面提供了能使其降解VOCs及杀菌消毒而且自清洁的无机涂层,使制品同时具有光触媒、CT触媒、超亲水、自清洁四种功能。这种复合涂料所制涂层,不仅利用其所含的光触媒及CT触媒,全天候分解环境中的VOCs等有害物及杀灭细菌病毒等致病性微生物,还具有表面自清洁功能,能抑制因灰尘、细土、油烟等污垢附着到制品表面而导致的性能衰减。另外,该涂层的亲水特性能使水在其表面成为透明水膜,能抑制在物体表面形成影响视线的水雾。
附图说明
图1. 自清洁光触媒CT触媒复合涂料所制涂层及制品示意图(无隔离层);
图2. 自清洁光触媒CT触媒复合涂料所制涂层及制品示意图(有隔离层);
其中11为基材,12为涂层,13为隔离层。
具体实施方式
实施例1
⑴制备纳米导电性SnO2。将250克四氯化锡水合物(SnCl4·5H2O)溶解到1000毫升去离子水中,滴加300毫升的25%浓氨水,使锡离子完全转化为Sn(OH)4沉淀,用水洗涤5次去除氯离子等,再分散到1000毫升去离子水中并且用氨水调节pH为10.5,在搅拌下快速加入12克的过氧化钠Na2O2,全部转移到水热反应釜中,水热反应5小时后降温直至室温,借助纳滤膜用去离子水洗涤5次去除纳离子等残留杂质,将过滤网表面灰白色物质转移到容器中并且补充100毫升水,就得到SnO2导电纳米颗粒的水性自分散液。因上述过滤、洗涤及转移过程中,纳米SnO2会有少量流失,为准确配制该无机纳米涂料,需测量出上述纳米SnO2分散液的固含量。测量方法为:取1毫升纳米SnO2分散液到干净干燥的小玻璃瓶中,然后在120℃烘箱中将分散液烘干,用分析天平称出小玻璃瓶前后的质量增加值(精确到毫克),重复三次算出各自的平均值,然后就得到上述纳米SnO2分散液的固含量(单位为克/毫升,g/ml),另外利用纳米粒度计可快速测量出SnO2的平均粒径。该分散液固含量和粒径测量方法简单易行,是本领域技术人员“不必再付出创造性劳动”就能实施的方法,同样适用于下述各实施例。测量此分散液中纳米SnO2固含量为1.07g/ml而且粒径约为2纳米。
⑵制备氧化钨硬膜剂。将100克的六氯化钨粉体溶解到1000毫升的无水乙醇,补加9000毫升的去离子水,然后在水热反应釜中升温到180℃并保温3小时,自然冷却到室温,借助纳滤膜用去离子水洗涤5次去除氯离子等残留杂质,将过滤网表面淡黄色物质转移到容器中并且补充50毫升的去离子,就得到水性体系的WO3硬膜剂,测量其固含量为1.15g/ml而且粒径约为20纳米。
⑶制备纳米复合型光触媒TiO2-Fe2O3。将100克的四氯化钛溶解到1000毫升的乙醇中,然后加入1克三氯化铁,搅拌均匀后加入到水热反应釜中,升温到200℃并保温5小时后自然冷却到室温,借助纳滤膜用去离子水洗涤5次去除氯离子等残留杂质,将过滤网表面物质转移到容器中并且补充30毫升的去离子,就得到TiO2-Fe2O3光触媒的水性分散液,测量固含量为1.37g/ml而且粒径约为50纳米。
⑷制备CT触媒水性分散液。将130克的CT触媒纳米粉体,利用纳米研磨机分散到1000毫升的水中,得到CT触媒的水性分散液,测量固含量为0.12g/ml且平均粒径为200纳米。
⑸制备二氧化硅粘合剂。将420毫升的正硅酸乙酯(TEOS)加入到435毫升的无水乙醇中,然后滴加82.5毫升的去离子水和18.75毫升的1M盐酸水溶液,搅拌60分钟后在室温下陈化24小时,然后加热到80℃下搅拌40分钟后自然冷却到室温,就得到二氧化硅水性溶胶粘合剂,测量氧化硅固含量为0.11 g/ml而且粒径约为5纳米。
⑹制备自清洁光触媒CT触媒复合涂料。混合10毫升的上述导电性纳米SnO2的水性自分散液、10毫升的氧化钨硬膜剂水性分散液、10毫升的TiO2-Fe2O3光触媒水性分散液、10毫升的CT光触媒水性分散液、10毫升的氧化硅粘合剂(含乙醇)、950毫升去离子水,搅拌均匀就制得1000毫升这种纳米复合涂料,其成分为1.07重量份数的纳米导电性氧化锡、1.15重量份的氧化钨硬膜剂、1.37重量份的TiO2-Fe2O3光触媒、0.12重量份的CT光触媒、0.11重量份的二氧化硅粘合剂、0.36重量份的乙醇和95.82重量份的水。
⑺制备涂层及其制品。将5毫升上述自清洁光触媒CT触媒复合涂料,利用喷涂工具均匀涂覆到一个直径为300mm的圆形餐盘的内表面和外表面,300℃下加热固化后,就制得到一个具有杀菌消毒而且自清洁的餐具。
⑻检测表面设置该涂层的餐具制品的防静电性、透明性、光照降解VOCs性能、无光照降解VOCs性能、光照时抗菌性、无光照时抗菌性、抗尘土自清洁、抗油污自清洁、亲水接触角、涂层厚度、耐摩擦性等,见表1。
表1为:
实施例2
⑴制备纳米导电性SnO2,固含量为1.07g/ml的SnO2水性分散液,SnO2粒径约为2nm,与实施例1相同。
⑵购买硬膜剂a,固含量为1g/ml的WO3水性分散液,WO3粒径约为40纳米。
购买硬膜剂b,固含量为0.5g/ml的铂微粒水性分散液,Pt粒径约为30纳米。
⑶购买氮掺杂型二氧化钛光触媒,固含量为0.2g/ml的N-TiO2水性分散液,N-TiO2粒径约为50纳米。
⑷购买CT触媒,固含量为0.3g/ml的CT触媒水性分散液,CT触媒平均粒径约为200纳米。
⑸购买粘合剂A,固含量为0.2g/ml的SiO2水性分散液,SiO2粒径约为8纳米。
购买粘合剂B,固含量为0.1g/ml的非晶体SiO2水性分散液,SiO2粒径约为1纳米。
⑹制备自清洁光触媒CT触媒复合涂料。混合20毫升上述纳米导电性SnO2水性分散液、10毫升硬膜剂a、10毫升硬膜剂b、10毫升N-TiO2光触媒水性分散液、10毫升CT触媒水性分散液、15毫升无机粘合剂A、10毫升无机粘合剂B、915毫升去离子水,搅拌均匀就制得1000毫升这种纳米复合涂料,其成分为2.14重量份数的纳米导电性氧化锡、1重量份的氧化钨硬膜剂、0.5重量份的铂金硬膜剂、0.2重量份的N-TiO2光触媒、0.3重量份的CT触媒、0.3重量份的SiO2粘合剂、0.1重量份的非晶体SiO2粘合剂、95.46重量份的水。
⑺制备涂层及其制品。将100毫升上述纳米涂料,利用喷枪均匀涂覆到面积为10平方米的洁净墙壁表面,25℃下表干固化后,就得到一面具有杀菌消毒而且自清洁的墙壁。
⑻检测表面设置该涂层的墙壁表面的防静电性、透明性、光照降解VOCs性能、无光照降解VOCs性能、光照时抗菌性、无光照时抗菌性、抗尘土自清洁、抗油污自清洁、亲水接触角、涂层厚度、耐摩擦性等,见表1。
实施例3
⑴自制纳米导电性FTO。将100克四氯化锡水合物(SnCl4·5H2O)溶解到1000毫升去离子水中,滴加300毫升的25%浓氨水,使锡离子完全转化为Sn(OH)4沉淀,用水洗涤5次去除氯离子后转移沉淀物到水热反应釜中,补加1重量份氢氟酸(HF)、20重量份的去离子水后,将水热反应釜升温到180℃并且恒温15小时后冷却到室温。将反应釜中的浑浊液分离后得到无色沉淀物,表明氟离子已经掺杂进入SnO2晶格生成导电性纳米FTO (掺氟氧化锡,F-SnO2),借助纳滤膜用去离子水洗涤5次去除杂质,将过滤网表面沉淀物转移到容器中并且补充40毫升水,就得到纳米导电性FTO的分散液,测量纳米FTO固含量为1.05 g/ml而且粒径约为5纳米。
⑵购买硬膜剂,固含量为0.5g/ml的氧化铈水性分散液,CeO2粒径约为40纳米。
⑶购买碳掺杂型二氧化钛光触媒,固含量为0.2g/ml的C-TiO2水性分散液,C-TiO2粒径约为50纳米。
⑷购买CT触媒,固含量为0.3g/ml的CT触媒水性分散液,CT触媒平均粒径约为200纳米。
⑸购买无机粘合剂,固含量为0.4g/ml的硅酸钠水溶液。
⑹制备自清洁光触媒CT触媒复合涂料。混合10毫升的上述纳米导电性FTO水性分散液、10毫升的氧化铈硬膜剂分散液、5毫升的C-TiO2光触媒、10毫升的CT触媒水性分散液、15毫升的硅酸钠粘合剂水溶液、950毫升去离子水,搅拌均匀就制得1000毫升这种纳米复合涂料,其成分为1.05重量份数的纳米导电性FTO、0.5重量份的氧化铈硬膜剂、0.1重量份的C-TiO2光触媒、0.3重量份的CT触媒、0.6重量份的硅酸钠粘合剂、97.45重量份的水。
⑺制备隔离层、无机透明涂层及其制品。在家具内外表面都先预先喷涂一层氧化硅隔离层,家具包括且不限定于床头柜、书桌、衣柜等家用物品,室温下表干固化。然后将100毫升上述纳米复合涂料,再均匀喷涂到该家具的里外表面,室温下表干固化后就得到一个内表面和外表面都具有杀菌消毒而且自清洁的家具。
⑻检测表面设置该涂层的家具制品内外表面的防静电性、透明性、光照降解VOCs性能、无光照降解VOCs性能、光照时抗菌性、无光照时抗菌性、抗尘土自清洁、抗油污自清洁、亲水接触角、涂层厚度、耐摩擦性等,见表1。
实施例4
⑴购买纳米导电性钒酸锶,固含量为0.4g/ml的钒酸锶水性分散液,SrVO3粒径约为70纳米。
⑵购买硬膜剂,固含量为1g/ml的氧化锆水性分散液,ZrO2粒径约为40纳米。
⑶购买氟掺杂型二氧化钛光触媒,固含量为0.2g/ml的F-TiO2水性分散液,F-TiO2粒径约为50纳米。
⑷购买CT触媒,固含量为0.3g/ml的CT触媒水性分散液,CT触媒平均粒径约为200纳米。
⑸购买无机粘合剂,固含量为0.5g/ml的磷酸铝水性分散液,AlPO4粒径约为60纳米。
⑹制备自清洁光触媒CT触媒复合涂料。混合10毫升的上述纳米导电性SrVO3水性分散液、10毫升的ZrO2硬膜剂水性分散液、20毫升的F-TiO2光触媒水性分散液、10毫升的CT触媒水性分散液、10毫升的AlPO4粘合剂水性分散液、940毫升去离子水,搅拌均匀就制得1000毫升这种纳米复合涂料,其成分为0.4重量份的纳米导电性SrVO3、1重量份的氧化锆硬膜剂、0.4重量份的F-TiO2光触媒、0.3重量份的CT触媒、0.5重量份的磷酸铝粘合剂、97.4重量份的水。
⑺制备隔离层、无机涂层及其制品。将100毫升上述自清洁光触媒CT触媒复合涂料,利用喷枪均匀喷涂到一片已制备氧化硅减反射膜而且长宽高尺寸为1956mm×992mm×100mm的光伏玻璃外表面上,室温表干后得到具有该防静电光触媒CT触媒涂层的光伏玻璃。氧化硅减反射膜也是该玻璃基材与该无机涂层之间的隔离层,制备这种氧化硅减反射膜的技术当前已被许多相关企业的人员熟知及使用。
⑻检测表面设置该涂层的玻璃制品表面的防静电性、透明性、光照降解VOCs性能、无光照降解VOCs性能、光照时抗菌性、无光照时抗菌性、抗尘土自清洁、抗油污自清洁、亲水接触角、涂层厚度、耐摩擦性等,见表1。
实施例5
⑴购买导电性碳纳米管,固含量为0.1g/ml的碳纳米管水性分散液,CNT管径约为10纳米,管长小于10微米。
⑵购买硬膜剂,固含量为0.3g/ml的铂水性分散液,Pt粒径约为20纳米。
⑶购买银掺杂二氧化钛光触媒,固含量为0.2g/ml的Ag-TiO2水性分散液,Ag-TiO2粒径约为50纳米。
⑷购买CT触媒,固含量为0.3g/ml的CT触媒水性分散液,CT触媒平均粒径约为200纳米。
⑸购买无机粘合剂,固含量为0.2g/ml的水性硅溶胶,SiO2粒径约为10纳米。
⑹制备自清洁光触媒CT触媒复合涂料。混合10毫升上述导电性碳纳米管CNT水性分散液、10毫升Pt硬膜剂分散液、10毫升Ag-TiO2光触媒水性分散液、10毫升CT触媒水性分散液、40毫升硅溶胶粘合剂、920毫升去离子水,搅拌均匀就制得1000毫升这种纳米复合涂料,其成分为0.1重量份的纳米导电性CNT、0.3重量份的Pt硬膜剂、0.2重量份的Ag-TiO2光触媒、0.3重量份的CT触媒、0.8重量份的硅溶胶粘合剂、98.3重量份的水。
⑺制备隔离层、无机涂层及其制品。将10毫升上述自清洁光触媒CT触媒复合涂料,利用喷枪均匀喷涂到一片7寸智能手机盖板玻璃外表面上,室温表干后得到具有该防静电光触媒CT触媒涂层的手机盖板玻璃。
⑻检测表面设置该涂层的手机盖板玻璃制品外表面的防静电性、透明性、光照降解VOCs性能、无光照降解VOCs性能、光照时抗菌性、无光照时抗菌性、抗尘土自清洁、抗油污自清洁、亲水接触角、涂层厚度、耐摩擦性等,见表1。
实施例6
⑴购买导电性银掺杂型氧化锌,固含量为0.15g/ml的AgZnO水性分散液,AgZnO粒径约为30纳米。
⑵购买硬膜剂,固含量为0.2g/ml的氧化铈水性分散液,CeO2粒径约为40纳米。
⑶购买氧化钨复合型二氧化钛光触媒,固含量为0.25g/ml的WO3-TiO2水性分散液,WO3-TiO2粒径约为50纳米。
⑷购买CT触媒,固含量为0.3g/ml的CT触媒水性分散液,CT触媒平均粒径约为200纳米。
⑸购买无机粘合剂,固含量为0.2g/ml的水性硅溶胶,SiO2粒径约为10纳米。
⑹制备自清洁光触媒CT触媒复合涂料。混合10毫升上述导电性纳米材料AgZnO水性分散液、10毫升CeO2硬膜剂水性分散液、20毫升WO3-TiO2光触媒水性分散液、10毫升CT触媒水性分散液、20毫升硅溶胶粘合剂、930毫升去离子水,搅拌均匀就制得1000毫升这种纳米复合涂料,其成分为使该纳米涂料的成分为0.15重量份的导电性纳米材料AgZnO、0.2重量份的CeO2硬膜剂、0.5重量份的WO3-TiO2光触媒、0.3重量份的CT触媒、0.4重量份的硅溶胶粘合剂、98.45重量份的水。
⑺制备隔离层、无机涂层及其制品。将100毫升上述自清洁光触媒CT触媒复合涂料,利用喷枪均匀喷涂到一片2平方米的汽车玻璃的内表面和外表面上,室温表干后得到具有该防静电光触媒CT触媒涂层的汽车玻璃。另外,这种涂层的亲水特性,能使潮湿环境中的水汽在玻璃表面成为透明水膜,抑制其形成影响视线的水雾,这对于安全驾驶非常重要。
⑻检测表面设置该涂层的汽车玻璃制品内外表面的防静电性、透明性、光照降解VOCs性能、无光照降解VOCs性能、光照时抗菌性、无光照时抗菌性、抗尘土自清洁、抗油污自清洁、亲水接触角、涂层厚度、耐摩擦性等,见表1。
实施例7
⑴购买导电性纳米钨酸铯,固含量为0.25g/ml的钨酸铯(CsxWO3,x<1)水性分散液,CsxWO3粒径约为80纳米。
⑵购买硬膜剂,固含量为0.1g/ml的碳化钨水性分散液,WC粒径约为60纳米。
⑶购买硼掺杂型二氧化钛光触媒,固含量为0.2g/ml的B-TiO2水性分散液,B-TiO2粒径约为50纳米。
⑷购买CT触媒,固含量为0.3g/ml的CT触媒水性分散液,CT触媒平均粒径约为200纳米。
⑸购买无机粘合剂,固含量为0.1g/ml的水性硅溶胶,SiO2粒径约为10纳米。
⑹制备自清洁光触媒CT触媒复合涂料。混合40毫升的上述导电性纳米材料CsxWO3水性分散液、10毫升WC硬膜剂水性分散液、10毫升B-TiO2光触媒水性分散液、10毫升CT触媒水性分散液、10毫升硅溶胶粘合剂、920毫升去离子水,搅拌均匀就制得1000毫升这种纳米复合涂料,其成分为1重量份的导电性纳米材料CsxWO3、0.1重量份的WC硬膜剂、0.2重量份的B-TiO2光触媒、0.3重量份的CT触媒、0.1重量份的硅溶胶粘合剂、98.3重量份的水。
⑺制备隔离层、无机涂层及其制品。将100毫升上述自清洁光触媒CT触媒复合涂料,利用工具均匀刮涂到一片2平方米的建筑玻璃的内表面和外表面上,室温表干后得到具有该防静电光触媒CT触媒涂层的建筑玻璃。
⑻检测表面设置该涂层的建筑玻璃制品内外表面的防静电性、透明性、光照降解VOCs性能、无光照降解VOCs性能、光照时抗菌性、无光照时抗菌性、抗尘土自清洁、抗油污自清洁、亲水接触角、涂层厚度、耐摩擦性等,见表1。
实施例8
⑴购买纳米导电性ITO,固含量为0.15g/ml的ITO水性分散液,ITO粒径约为10纳米。
⑵购买硬膜剂,固含量为0.25g/ml氧化铝的水性分散液,Al2O3粒径约为40纳米。
⑶购买铁离子掺杂型二氧化钛光触媒,固含量为0.15g/ml的TiO2-Fe3+水性分散液,TiO2-Fe3+粒径约为50纳米。
⑷购买CT触媒,固含量为0.3g/ml的CT触媒水性分散液,CT触媒平均粒径小于900纳米。
⑸购买无机粘合剂,固含量为0.15g/ml的水性硅溶胶,SiO2粒径约为10纳米。
⑹制备自清洁光触媒CT触媒复合涂料。混合10毫升上述纳米导电性ITO水性分散液、10毫升Al2O3硬膜剂水性分散液、20毫升TiO2-Fe3+光触媒水性分散液、10毫升CT触媒水性分散液、20毫升硅溶胶粘合剂、930毫升去离子水,搅拌均匀就制得1000毫升这种纳米复合涂料,其成分为0.15重量份数的纳米导电性ITO、0.25重量份的Al2O3硬膜剂、0.3重量份的TiO2-Fe3+光触媒、0.3重量份的CT触媒、0.3重量份的硅溶胶粘合剂、98.7重量份的水。
⑺制备无机涂层及其制品。将30毫升上述纳米涂料,利用刮涂工具均匀涂覆到一片1平方米的瓷砖外表面,室温下表干后得到一片杀菌消毒且自清洁的瓷砖。
⑻检测表面设置该涂层的瓷砖制品外表面的防静电性、透明性、光照降解VOCs性能、无光照降解VOCs性能、光照时抗菌性、无光照时抗菌性、抗尘土自清洁、抗油污自清洁、亲水接触角、涂层厚度、耐摩擦性等,见表1。
实施例9
⑴购买纳米导电性掺磷氧化锡,固含量为0.15g/ml的P-SnO2水性分散液,P-SnO2粒径约为50纳米。
⑵购买硬膜剂,固含量为0.2g/ml的氧化钨乙醇分散液,WO3粒径约50纳米。
⑶购买氧化钼复合二氧化钛光触媒,固含量为0.15g/ml的TiO2-MoO3水性分散液,TiO2-MoO3粒径约为40纳米。
⑷购买CT触媒,固含量为0.3g/ml的CT触媒水性分散液,CT触媒平均粒径为200纳米。
⑸购买无机粘合剂,固含量为0.1g/ml的水性硅溶胶,SiO2粒径约为10纳米。
⑹制备自清洁光触媒CT触媒复合涂料。混合10毫升上述纳米导电性P-SnO2水性分散液、10毫升WO3硬膜剂水性分散液、10毫升TiO2-MoO3光触媒水性分散液、10毫升CT触媒水性分散液、20毫升硅溶胶粘合剂、940毫升去离子水,搅拌均匀就制得1000毫升这种纳米复合涂料,其成分为0.15重量份数的纳米导电性P-SnO2、0.2重量份的WO3硬膜剂、0.15重量份的TiO2-MoO3光触媒、0.3重量份的CT触媒、0.2重量份的硅溶胶粘合剂、99重量份的水。
⑺制备无机涂层及其制品。将100毫升上述纳米涂料,利用喷工具均匀涂覆到一个空气净化器的内表面和外表面,室温下表干后就在该空气净化器的内外表面都制备了杀菌消毒且自清洁的涂层。
⑻检测表面设置该涂层的空气净化器制品内外表面的防静电性、透明性、光照降解VOCs性能、无光照降解VOCs性能、光照时抗菌性、无光照时抗菌性、抗尘土自清洁、抗油污自清洁、亲水接触角、涂层厚度、耐摩擦性等,见表1。
实施例10
⑴购买导电性纳米银线,固含量为0.1g/ml的Ag纳米线水性分散液,Ag纳米线平均直径约为10纳米,平均长度小于10000纳米。
⑵购买硬膜剂,固含量为0.2g/ml氧化铝的水性分散液,Al2O3粒径约为50纳米。
⑶购买钒掺杂型二氧化钛光触媒,固含量为0.25g/ml的TiO2-V5+水性分散液,TiO2-V5+粒径约50纳米。
⑷购买CT触媒,固含量为0.3g/ml的CT触媒水性分散液,CT触媒平均粒径约为200纳米。
⑸购买无机粘合剂,固含量为0.1g/ml的水性硅溶胶,SiO2粒径约为10纳米。
⑹制备自清洁光触媒CT触媒复合涂料。混合10毫升上述导电性Ag纳米线水性分散液、10毫升Al2O3硬膜剂水性分散液、40毫升TiO2-V5+光触媒水性分散液、10毫升CT触媒水性分散液、20毫升硅溶胶粘合剂、910毫升去离子水,使该纳米涂料的成分为0.1重量份数的导电性Ag纳米线、0.2重量份的Al2O3硬膜剂、1重量份的TiO2-V5+光触媒、0.3重量份的CT触媒、0.2重量份的硅溶胶粘合剂、98.2重量份的水。
⑺制备无机涂层及其制品。将100毫升上述纳米涂料,利用喷工具均匀涂覆到一个汽车内饰的外表面,汽车内饰包括且不限定于座椅、车顶、仪表盘等车内物品,室温下表干后就在该汽车内饰的外表面制备了杀菌消毒且自清洁的涂层。
⑻检测表面设置该涂层的汽车内饰制品外表面的防静电性、透明性、光照降解VOCs性能、无光照降解VOCs性能、光照时抗菌性、无光照时抗菌性、抗尘土自清洁、抗油污自清洁、亲水接触角、涂层厚度、耐摩擦性等,见表1。
实施例补充内容
⒈当前工业界制备氧化硅等功能膜或隔离层的三种方法。
①磁控溅射法。使用纯度为99.9%的二氧化硅靶为靶材,纯度为99.9%的氩气为溅射气体,抽真空使溅射室腔体真空度小于1×10-3Pa后开始实施磁控溅射,这是当前玻璃镀膜企业的通用做法,也适用于在瓷砖、电视屏、电子显示屏等绝缘体表面预先制备氧化硅隔离层。另外,采用高纯度氧化钨靶材,也可以为基材表面磁控溅射制备氧化钨隔离层。
②硅溶胶法。利用硅溶胶在超白光伏玻璃表面制备的减反射增透膜,即为氧化硅隔离层。先将商品硅溶胶固含量调节到约3%,然后利用辊涂或喷涂等设备,在超白光伏玻璃表面涂膜,室温下表干后,再在100-700℃下加热固化,就在超白玻璃表面制备了氧化硅隔离层,这是当前光伏玻璃生产企业的通用做法,也适用于在超白压花玻璃、建筑玻璃、汽车玻璃、电子类玻璃、手机盖板玻璃、平板电脑玻璃、瓷砖、陶瓷等耐高温绝缘体表面预先制备氧化硅隔离层。另外,采用氧化钨溶胶,也可以为基材表面制备氧化钨隔离层。
③氧化硅涂布法。利用商品纳米氧化硅涂料,用喷涂等设备直接对物体实施涂覆并在室温下固化成氧化硅隔离层,该涂覆工艺已在该行业中非常成熟,适用于不耐高温的基材表面预先制备氧化硅隔离层。另外,利用商品纳米氧化钨涂料,也可以为基材表面制备氧化钨隔离层。
⒉购买纳米光触媒
光触媒是一种以二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称,纯二氧化钛光触媒的激发光谱只限于紫外光,但掺杂型二氧化钛、复合型二氧化钛的激发光谱可拓宽到可见光范围,具有更高的光催化活性,能有效降解涂层表面附着的有机物。二氧化钛、掺杂型二氧化钛、复合型二氧化钛等光触媒的生产技术已很成熟,其粉体及分散液都可以从市面上直接购得,采购光触媒粉体及其分散液是本领域技术人员“不必再付出创造性劳动”就能实施的方法。
⒊制品涂层性能评价
⑴防静电性。涂覆了该自清洁光触媒CT触媒复合涂料所制涂层的制品,检测其表面电阻率小于1×1011(Ω/□)时防静电性为合格用○表示,小于1×109(Ω/□)为良好用●表示,小于1×108(Ω/□)为优秀用★表示。检测办法是直接将表面电阻测试仪放置在制品表面并且按下检测键,根据仪器上的指示灯确定其表面电阻率,参考现行标准《GA/T 1410-2006 固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法》。
⑵透明性。涂覆了该自清洁光触媒CT触媒复合涂料所制涂层的物体,其中玻璃、眼镜等透明物体,可直接利用透光率检测仪测量其透光率,而对于车体、显示屏和广告牌等非透明物体,可利用玻璃等制备其相同涂层,利用透光率检测仪测量其透光率,间接测量该涂层的透光率。如果涂层透光率T>40%即判定该涂层透明性合格用○表示,T>60%为良好用●表示,T>70%为优秀用★表示。另外,也可以目测对比该制品涂层区域和周边区域的色差,如无差异,则表明涂层没有遮盖住物体的原有颜色,也可判定涂层透明性合格。
⑶光照时降解VOCs性能。制做相同材质、形状及容积的密闭型木箱A和B,底部各放置1个玻璃圆盘,中部各悬挂1个模拟太阳光的电灯和1个VOCs检测器探针,顶部都设有线孔和密封盖。将实施例中制品和没有该涂层的相同物品裁切为相同尺寸的样品。在木箱A中放入实施例中设置涂层的制品的样品,在木箱B中放入实施例中没有该涂层的相同物品的样品。在两个木箱底部的玻璃圆盘中,各滴入1毫升甲醛和1毫升苯,然后封闭顶部的密封盖并打开电灯,模拟光照时降解封闭环境中VOCs的实验,并观察两个箱子外部VOCs检测器的数值变化。如果1小时后木箱A中VOCs含量少于木箱B中VOCs含量的30%时为合格用○表示,少于10%为良好用●表示,小于5%为优秀用★表示。
⑷无光照时降解VOCs性能。制做相同材质、形状及容积的密闭型木箱A和B,底部各放置1个玻璃圆盘,中部各悬挂1个VOCs检测器探针,顶部都设有线孔和密封盖。将实施例中制品和没有该涂层的相同物品裁切为相同尺寸的样品。在木箱A中放入实施例中设置涂层的制品的样品,在木箱B中放入实施例中没有该涂层的相同物品的样品。在两个木箱底部的玻璃圆盘中,各滴入1毫升甲醛和1毫升苯,然后封闭顶部的密封盖并放置在暗室中,模拟无光照时降解封闭环境中VOCs的实验,并观察两个箱子外部VOCs检测器的数值变化。如果10小时后木箱A中VOCs含量少于木箱B中VOCs含量的30%时为合格用○表示,少于10%为良好用●表示,小于5%为优秀用★表示。
⑸光照时抗菌性。抗菌性被定义为同时具有抑制微生物生长繁衍和杀死微生物营养体及繁殖体的性能。采用盖玻璃法(薄膜粘附性),将用NA培养基进行了20小时前培养的肠炎弧菌(V.alginolyticus)加入到稀释至200倍的NB培养基中,并使得菌数为2.0×105-1.0×106/ml。接着将5ml菌液滴落到实施例的制品表面,在模拟户外阳光的光源下照射,在35℃培养规定的时间,加入10ml 的SCDLP培养基,冲洗细菌,加入荧光试剂(DAPI,PI),采用混释平板培养法测定残余活菌数。1小时后菌数少于初期菌数5%时为合格用○表示,少于1%为良好用●表示,小于0.1%为优秀用★表示。该自检方法参考了现行标准《GB/T 21510-2008 纳米无机材料抗菌性能检测方法》。
⑹无光时抗菌性。仍采用盖玻璃法(薄膜粘附性),将用NA培养基进行了20小时前培养的肠炎弧菌(V.alginolyticus)加入到稀释至200倍的NB培养基中,并使得菌数为2.0×105-1.0×106/ml。接着将5ml菌液滴落到实施例的制品表面,放置在干燥暗室中,在35℃培养规定的时间,加入10ml 的SCDLP培养基,冲洗细菌,加入荧光试剂(DAPI,PI),采用混释平板培养法测定残余活菌数。10小时后菌数少于初期菌数5%时为合格用○表示,少于1%为良好用●表示,小于0.1%为优秀用★表示。
⑺抗尘土自清洁性。在相同条件下,向自清洁光触媒CT触媒复合涂料所制涂层的制品表面与没有该涂层的相同物品表面,用风扇同时吹拂从户外一些光伏电池表面收集到的灰尘,30分钟后停止吹拂,如果制品表面的积尘量小于无涂层物品表面积尘量的50%时,即可判定该制品的即时自清洁性能合格用○表示,小于30%为良好用●表示,小于10%为优秀用★表示。该自检方法参考了现行标准《GA/T 31815-2015建筑外表面用自清洁涂料》和《JC/T 2210-2014 建筑陶瓷自清洁性能测试方法》等。
⑻抗油污自清洁性。在自清洁光触媒CT触媒复合涂料所制涂层的物品表面与没有该涂层的相同物品表面,用油性笔各画出三条宽度约2mm的横线,人为造成顽固型污垢,同时在模拟户外阳光的光源下照射1小时后,对比防静电光触媒CT触媒复合涂层制品与无该涂层相同物品上残留横线的清晰度,如果前者比后者小约30%时,即判定该涂层降解VOCs性能合格用○表示,小约70%为良好用●表示,小约为90%为优秀用★表示。该自检方法参考了现行标准《GA/T 23764-2009 光催化自清洁材料性能测试方法》
⑼接触角(contact angle)是指在气、液、固三相交点处所作的气-液界面的切线,此切线在液体一方的与固-液交界线之间的夹角θ,是润湿程度的量度。本发明中自清洁光触媒CT触媒复合涂料所制涂层的接触角利用外形图像分析方法测量。具体方法是将水滴滴于该涂层样品表面,通过显微镜头与相机获得水滴的外形图像, 再运用数字图像处理和Young-Laplace方程将图像中的水滴的接触角计算出来。如果涂层与水滴的接触角小于40°,即判定该涂层亲水性接触角合格用○表示,小于10°为良好用●表示,小于5°为优秀用★表示。
⑽涂层厚度。上述实施例中自清洁光触媒CT触媒复合涂料所制涂层,可利用薄膜测厚仪等设备检测其具体厚度。如果厚度为0.1-10000纳米或用人眼不能识别出表面凸凹不平,即判定该涂层厚度合格用○表示,平均厚度小于1000纳米为良好用●表示,平均厚度小于400纳米为优秀用★表示。
⑾耐摩擦性。用旋转磨擦橡胶轮法测定实施例制品的涂层耐磨性,即在温度(23±2)℃、相对湿度(100±5)%、旋转盘转速为 60±2r/min 和加压臂承载500g砝码的试验条件下,采用外径为(51.6±0.1)mm的硬质橡胶磨擦轮磨耗涂层表面(如CS-10F型砂轮),涂层耐磨性以研磨50转数后涂层质量损耗 ( 失重法 ) 的三次实验平均值评价,精确到0.1mg,如质量损耗小于0.05g可判定耐摩擦性合格用○表示,小于0.03g为良好用●表示,小于0.01g为优秀用★表示。另外,涂层耐摩擦性与涂层的附着力、耐候性、硬度等基本是一致的,即耐摩擦性合格时,该涂层的附着力、耐候性、硬度等也是合格的。该检测方法参考现行国际标准《ISO 7784-2-1997,Paints and varnishes,Determination of resistance toabrasion,Part 2: Rotating abrasive rubber wheel method》和《GA/T 1768-2006 色漆和清漆 耐磨性的测定 旋转橡胶砂轮法》。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并且不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种自清洁光触媒CT触媒复合涂料,其特征在于,其成分以重量份计为:导电性微粒0.001-20份、光触媒0.001-20份、CT触媒0.001-20份、硬膜剂0.001-5份、无机粘合剂0.001-15份、亲水性溶剂20-99.995份。
2.根据权利要求1所述的复合涂料,其特征在于,所述导电性微粒是导电性纳米材料,具体为掺锡氧化铟、氧化锡、掺锑氧化锡、掺铋氧化锡、掺磷氧化锡、掺氟氧化锡、磷氟共掺杂氧化锡、掺锑氧化锌、掺铋氧化锌、银氧化锌、碳纳米管、石墨烯、锡烯、纳米银、氮化二钙,锡酸铍、锡酸镁、锡酸钙、锡酸锶、锡酸钡、锡酸锌、钨酸铯、钒酸铍、钒酸镁、钒酸钙、钒酸锶、钒酸钡中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的复合涂料,其特征在于,所述光触媒的粒径小于100纳米,是二氧化钛、掺杂型二氧化钛、复合型二氧化钛中的至少一种,其中掺杂型二氧化钛的掺杂物为铁离子、钼离子、钌离子、锇离子、铼离子、钒离子、银离子、铜离子、钴离子、镍离子、锰离子、镧离子、铷离子、铕离子、钆离子、镱离子、银、金、铂、铑、硼、碳、氮、氟、磷、硫中的至少一种,其中复合型二氧化钛的复合物为硫化镉、硫化铋、氧化钨、氧化锡、氧化钼、氧化铁、氧化铈中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的复合涂料,其特征在于,所述CT触媒的粒径小于900纳米,所述硬膜剂是粒径为0.1-100纳米的氧化钨、氧化铈、氧化铝、铂、金、碳化钨、氧化锆中的至少一种,所述无机粘合剂为二氧化硅、硅溶胶、硅酸钠、硅酸钾、氢氧化铝、磷酸二氢铝、磷酸二氢镁、磷酸铝、磷酸镁、磷酸钙、氢氧化铝中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的复合涂料,其特征在于,所述亲水性溶剂为水、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正戊醇、仲戊醇、叔戊醇、1-乙基-1-丙醇、2-甲基-1-丁醇、正己醇以及环己醇中的至少一种。
6.一种涂层,其特征在于,将权利要求1-5任一所述的复合涂料涂覆在物体内部及外部表面并固化形成的涂层,制备涂层的涂覆方法为喷涂、淋涂、辊涂、旋涂、刮涂中至少一种的组合,固化涂层的温度下限为-50℃,优选为-25℃,进一步优选为0℃,固化涂层的温度上限为4000℃,优选为1000℃,进一步优选为700℃。
7.根据权利要求6所述的涂层,其特征在于,涂层具有亲水性,与水滴的接触角小于40°,优选为小于10°,进一步优选为小于5°。
8.根据权利要求6所述的涂层,其特征在于,涂层的透光率大于40%,优选为大于60%,进一步优选为大于70%。
9.根据权利要求6所述的涂层,其特征在于,涂层的表面电阻率ρs小于1×1012Ω/□,优选为小于109Ω/□,进一步优选为小于108Ω/□。
10.一种制品,其特征在于,所述制品的表面设置有权利要求1-9中任意一项所述的涂层。
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