CN109665717A - 憎亲水易洁净涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于亲水材料技术领域，尤其涉及一种憎亲水易洁净涂料及其制备方法。它解决了现有技术防水性较差等等缺陷。本憎亲水易洁净涂料包括如下组分：酸性水解合成混合物，改性二氧化硅分散液，双氨基硅烷偶联剂和石墨烯二氧化钛复合增强光触媒，酸性水解合成混合物由聚合硅酸和二氧化硅颗粒通过酸性水解合成。本发明的优点在于：提高了防水性，亲水性更好。

Description

憎亲水易洁净涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于亲水材料技术领域，尤其涉及一种憎亲水易洁净涂料及其制备方法。
背景技术
在建筑和能源行业中，玻璃为一种常用的材料，而光伏板是一种清洁能源，不论是何种材料，其在使用的过程中，外界的灰尘等等会滞留导致后续需要清理。
特别是高层建筑，其清理存在很大的困难。
有发明人设计了一种亲水材料，其喷涂在玻璃等等建筑物表面后，其可以达到自清洁的目的。
然而，现有的亲水材料其虽然在一定程度上具有自清洁功能，但是，这种亲水材料其在可见光区的吸收率较差，其次，这种亲水材料其防水性还是较差，无法满足超亲水和超耐酸的要求。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供了一种憎亲水易洁净涂料及其制备方法。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本憎亲水易洁净涂料包括如下组分：酸性水解合成混合物，改性二氧化硅分散液，双氨基硅烷偶联剂和石墨烯二氧化钛复合增强光触媒，酸性水解合成混合物由聚合硅酸和二氧化硅颗粒通过酸性水解合成。
优选地，所述的二氧化硅颗粒的粒径为20纳米以下。
本憎亲水易洁净涂料的制备方法包括如下步骤：
S1、备料，
通过酸性水解合成得到聚合硅酸和二氧化硅颗粒的酸性水解合成混合物；
用stober法制备粒径50纳米的二氧化硅分散液，PH后调成酸性，另外用双氨基硅烷偶联剂进行表面改性，得到改性二氧化硅分散液；
采购石墨烯二氧化钛复合增强光触媒；
S2、混合，先将S1步骤中的酸性水解合成混合物和S1步骤中的改性二氧化硅分散液进行混合，然后再将酸性水解合成混合物与改性二氧化硅分散液的混合物和石墨烯二氧化钛复合增强光触媒进行混合，即，制得憎亲水易洁净涂料。
优选地，所述的酸性水解合成混合物和改性二氧化硅分散液的混合比例为7-9:1。
优选地，酸性水解合成混合物与改性二氧化硅分散液的混合物和石墨烯二氧化钛复合增强光触媒的混合比例为7-9:0.4-1。
与现有的技术相比，本憎亲水易洁净涂料及其制备方法的优点在于：能够大幅提高可见光区的吸收率，同时，还可以大幅提高防水性和耐酸性能。
附图说明
图1是本发明提供的储存装置结构示意图。
图2是本发明提供的圆环件结构示意图。
图3是本发明提供的转轴结构示意图。
图4是本发明提供的移动套结构示意图。
图5是本发明提供的制备方法流程框图。
图中，10、容器；20、封闭盖；30、柱状堵头；300、翻边；3001、圈环形凹槽；301、锥形通孔；302、圆环件；303、网格式后混合机构；3031、C形后内混合条；3032、C形后外混合条；304、拱形片；3041、定位通孔；305、自由转动叶轮；3051、转轴；3052、工具配合槽；306、直杆；307、移动套；3071、内凸筋；3072、圆弧倒角；308、外凸挡点。
具体实施方式
以下是发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一
本憎亲水易洁净涂料包括如下组分：酸性水解合成混合物，改性二氧化硅分散液，双氨基硅烷偶联剂和石墨烯二氧化钛复合增强光触媒，酸性水解合成混合物由聚合硅酸和二氧化硅颗粒通过酸性水解合成。
所述的二氧化硅颗粒的粒径为20纳米以下。
二氧化硅颗粒的粒径为10-20纳米。
本憎亲水易洁净涂料包括以下组分和重量份含量：
优化方案，
本憎亲水易洁净涂料包括以下组分和重量份含量：
石墨烯二氧化钛复合增强光触媒的制备步骤如下：
取300mL无水乙醇，加入1.2mL的0.4mmol/L的KCl溶液，搅拌20min，加入定量的二氧化钛和石墨烯粉体，搅拌20min，缓慢滴入5.0mL的钛酸丁酯，搅拌10min.陈化4h.离心洗涤，干燥，并将其置于氩气气氛炉中，300℃之前升温速率为2℃/min.在300～500℃之间时，升温速率为1℃/min.500℃保温2h，制得成品。
当然，也可以商购石墨烯二氧化钛复合增强光触媒。
如图5所示，
本憎亲水易洁净涂料的制备方法包括如下步骤：
S1、备料，
通过酸性水解合成得到聚合硅酸和二氧化硅颗粒的酸性水解合成混合物；
用stober法制备粒径50纳米的二氧化硅分散液，PH后调成酸性，另外用双氨基硅烷偶联剂进行表面改性，得到改性二氧化硅分散液；
采购石墨烯二氧化钛复合增强光触媒；
S2、混合，先将S1步骤中的酸性水解合成混合物和S1步骤中的改性二氧化硅分散液进行混合，然后再将酸性水解合成混合物与改性二氧化硅分散液的混合物和石墨烯二氧化钛复合增强光触媒进行混合，即，制得憎亲水易洁净涂料。
所述的酸性水解合成混合物和改性二氧化硅分散液的混合比例为7-9:0.6-1。
酸性水解合成混合物与改性二氧化硅分散液的混合物和石墨烯二氧化钛复合增强光触媒的混合比例为7-9:0.4-1。
石墨烯二氧化钛复合增强光触媒：石墨烯与二氧化钛的复合，一方面使得二氧化钛光催化剂在可见光区的吸收大大增强，另外，石墨烯的存在能够促进二氧化钛半导体中电子和空穴的有效分离。
采用酸性水解合成混合物和用于对酸性水解合成混合物进行分散的改性二氧化硅分散液，其不仅能够提高耐酸性能，而且还可以延长储存时间，另外，还进一步增强了涂料的亲水性能。
如下为增加改性二氧化硅分散液后的实验结果：
有改性二氧化硅分散液 无改性二氧化硅分散液
储存1年 无分层现象 底部有出现分层迹象
储存1.5年 无分层现象 底部明显有分层迹象
储存2年以上 无分层现象 底部明显有分层迹象
通过上述的对比可以知道，增加后改性二氧化硅分散液，其可以延长储藏时间和品质。
另外，通过本申请的上述组分协同配伍，接触角可以达到150°，可以满足日常建筑的使用要求。
本憎亲水易洁净涂料采用如下储存装置进行储存。
如图1-4所示，
本储存装置的封堵机构，设置在容器10的敞口端内部，本机构包括与容器10敞口端外壁螺纹连接的封闭盖20，容器10由透明塑料材料制成，其容积为3-5L。
封闭盖20也为塑料制成。
本机构还包括柱状堵头30，柱状堵头30由耐腐蚀橡胶制成，在柱状堵头30的轴向中心设有锥形通孔301且锥形通孔301的小内径端朝外，在柱状堵头30的内端端面上设有圆环件302，优化方案，在柱状堵头30的内端端面上设有环形定位槽，圆环件302通过若干螺钉固定在环形定位槽内。
在圆环件302的内端面上设有呈环形结构的网格式后混合机构303，具体地，本实施例的网格式后混合机构303包括若干呈圆周分布的C形后内混合条3031，以及位于所述C形后内混合条3031外侧的若干C形后外混合条3032，所述的C形后内混合条3031数量和C形后外混合条3032数量相等且内外错位分布。
内外设置的C形后内混合条3031和C形后外混合条3032相互靠在一起。
C形后内混合条3031和C形后外混合条3032分别由不锈钢材料制成。
以及横跨在圆环件302内端的拱形片304，拱形片304由不锈钢材料制成，拱形片304向容器10内部拱起，在拱形片304的弧形顶部设有自由转动叶轮305，自由转动叶轮305的叶片有3-5片，在自由转动叶轮305的每片叶片上分别连接有直杆306且直杆306伸入至容器10内部，所述的直杆306相互平行，在每根直杆306上分别套设有至少一个能够沿着直杆306轴向移动的移动套307，数量不宜过多，两个为最多，在每根直杆306的两端分别设有外凸挡点308，移动套307位于两个外凸挡点308之间且在两个外凸挡点308之间移动。
外凸挡点308为与直杆306螺纹连接的自攻钉。
直杆306其由不锈钢材料制成。
在移动套307内壁设有若干沿着移动套307轴向设置的内凸筋3071。
在移动套307两端外壁设有圆弧倒角3072。
移动套307由不锈钢材料制成。
优化方案，在拱形片304弧形顶部设有定位通孔3041，定位通孔3041的轴心线和锥形通孔301的轴心线重合，自由转动叶轮305中心连接有转轴3051，转轴3051安装在定位通孔3041内且转轴3051和定位通孔3041转动连接。
其次，转轴3051外端延长至定位通孔3041的外端外侧，在转轴3051的外端设有工具配合槽3052。
在柱状堵头30外端设有向外延长的翻边300，翻边300的外径小于容器10敞口端外径且翻边300贴靠在容器10敞口端面上。
还有，在翻边300外端面上设有若干圈环形凹槽3001。
本憎亲水易洁净涂料的储存装置包括容器10且容器10的上端敞口，容器10其径向受到挤压力时能够发生径向形变，在容器10的敞口端设有封堵机构，具体地，本实施例的封堵机构包括与容器10敞口端外壁螺纹连接的封闭盖20，本机构还包括柱状堵头30，在柱状堵头30的轴向中心设有锥形通孔301且锥形通孔301的小内径端朝外，在柱状堵头30的内端端面上设有圆环件302，在圆环件302的内端面上设有呈环形结构的网格式后混合机构303，以及横跨在圆环件302内端的拱形片304，拱形片304向容器10内部拱起，在拱形片304的弧形顶部设有自由转动叶轮305，在自由转动叶轮305的每片叶片上分别连接有直杆306且直杆306伸入至容器10内部，所述的直杆306相互平行，在每根直杆306上分别套设有至少一个能够沿着直杆306轴向移动的移动套307，在每根直杆306的两端分别设有外凸挡点308，移动套307位于两个外凸挡点308之间且在两个外凸挡点308之间移动；
储存装置的使用方法包括如下步骤：
S1、准备，准备憎亲水易洁净涂料、容器10和封堵机构；
S2、装瓶，将憎亲水易洁净涂料先装入至容器10内，然后将连接有圆环件302、网格式后混合机构303、拱形片304、自由转动叶轮305、直杆306和移动套307的柱状堵头30挤入至容器10的敞口端内部，直至翻边300贴靠在容器10敞口端面上，最后将封闭盖20与容器10敞口端螺纹连接密封；
S3、喷射，拧开封闭盖20，憎亲水易洁净涂料随着柱状堵头30的锥形通孔301喷射出，在喷射的过程中，憎亲水易洁净涂料与自由转动叶轮305接触从而迫使自由转动叶轮305自由转动，自由转动叶轮305转动从而带动直杆306将容器内的憎亲水易洁净涂料进行搅拌，且网格式后混合机构303也对憎亲水易洁净涂料进行搅拌。
容器受到挤压后则迫使容器内的憎亲水易洁净涂料向外喷射，喷射时，憎亲水易洁净涂料其与自由转动叶轮接触从而迫使自由转动叶轮转动，转动的同时则带动直杆在容器内的憎亲水易洁净涂料混合，在喷射时达到搅拌的目的。
当直杆对憎亲水易洁净涂料进行搅拌后，此时的网格式后混合机构则对憎亲水易洁净涂料进行再次的搅拌，在喷射时达到搅拌的目的，均匀性更好。
在喷射之前，在轴向外力的作用摇晃容器，此时的移动套则可以对憎亲水易洁净涂料进行撞击，达到混合的目的。
憎亲水即为超疏水。
实施例二
本憎亲水易洁净涂料包括以下组分和重量份含量：
实施例三
本憎亲水易洁净涂料包括以下组分和重量份含量：

Claims (5)

1.憎亲水易洁净涂料，其特征在于，包括如下组分：酸性水解合成混合物，改性二氧化硅分散液，双氨基硅烷偶联剂和石墨烯二氧化钛复合增强光触媒，酸性水解合成混合物由聚合硅酸和二氧化硅颗粒通过酸性水解合成。
2.根据权利要求1所述的憎亲水易洁净涂料，其特征在于，所述的二氧化硅颗粒的粒径为20纳米以下。
3.根据权利要求1或2所述的憎亲水易洁净涂料的制备方法，其特征在于，本方法包括如下步骤：
S1、备料，
通过酸性水解合成得到聚合硅酸和二氧化硅颗粒的酸性水解合成混合物；
用stober法制备粒径50纳米的二氧化硅分散液，PH后调成酸性，另外用双氨基硅烷偶联剂进行表面改性，得到改性二氧化硅分散液；
采购石墨烯二氧化钛复合增强光触媒；
S2、混合，先将S1步骤中的酸性水解合成混合物和S1步骤中的改性二氧化硅分散液进行混合，然后再将酸性水解合成混合物与改性二氧化硅分散液的混合物和石墨烯二氧化钛复合增强光触媒进行混合，即，制得憎亲水易洁净涂料。
4.根据权利要求3所述的憎亲水易洁净涂料的制备方法，其特征在于，所述的酸性水解合成混合物和改性二氧化硅分散液的混合比例为7-9:0.6-1。
5.根据权利要求3所述的憎亲水易洁净涂料的制备方法，其特征在于，酸性水解合成混合物与改性二氧化硅分散液的混合物和石墨烯二氧化钛复合增强光触媒的混合比例为7-9:0.4-1。
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