CN109679477A - 一种多功能智能涂层材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多功能智能涂层材料，其由以下按照重量份数计的组分组成：高分子基质材料40～95份、无机纳米颗粒5～60份、添加剂0～25份、偶联剂0～20份；本发明还公开了一种多功能智能涂层材料的制备方法。本发明设计合理巧妙，同时具有超疏水自清洁和热致变色功能，达到长期保持表面清洁和根据环境温度自动调节室内温度的效果，通过选择不同的工艺条件，使无机纳米颗粒在不同的应用领域充分发挥其独特的性能，从而有效地提高最终产品的质量和性能价格比，生产成本低，使用范围广泛，具有极大的经济和社会效益。

Description

一种多功能智能涂层材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂层新材料领域，具体涉及一种多功能智能涂层材料及其制备方法。
背景技术
多功能智能涂层材料是一种新型先进的涂层材料，是能够根据外部环境条件的不同而自动和主动地调节其物理特性的特殊材料，包括自清洁、自调光、调节室内温度和湿度、自动愈合或修复细小裂痕、抗菌和抑菌、防紫外线、智能变色和净化室内空气的主要功能，从而达到隔热、保温、隔音、节能、降耗、低碳、环保、防火和防水的效果。多功能智能涂层材料可以广泛应用于建筑表面、汽车、船舶、飞机、家具表面以及电子和医疗器件和设备，具有极大的经济和社会效益。据美国能源部估计，建筑物的能耗占世界总能耗的40％，用于空调的能耗每年以17％的速度增长。在夏天环境温度高时，涂抹具有热致变色功能涂层材料的玻璃能阻挡大部分的红外线，致使室温升高幅度较小，因而大大缩短空调的使用时间并节约大量电能。而冬天环境温度低时，此涂层材料对红外线透明，使红外线得以进入室内，从而保持室内温度。该多功能智能涂层材料还具有自清洁功能，可以使玻璃表面长期保持清洁，大大减少清洗玻璃所需的电能、清洗剂和人工，从而可以节约电能和减少清洗剂对环境的污染。
然而，现有的功能涂层材料大多是功能单一或采用多层涂料涂覆于基体材料的方法获得多种功能，制备工艺复杂且生产成本高，或性能达不到实际应用的要求，也没有多功能涂层材料能够根据外部环境条件的不同自动和主动地条件其物理特性。另外，这些涂料中的功能性填充物是微米级或以上的颗粒，不能充分发挥填充物的功能效果。与此相反，多功能智能涂料具有两种或以上功能协同作用，而且能够自动和主动地根据外部环境条件的不同动态调节其物理特性，是真正能满足实际应用起到节能环保等效果的涂层材料。文献和市场调研显示，将具有超疏水自清洁与热致变色特性功能的多功能智能涂层材料还未见报道。
发明内容
为了克服上述技术问题，本发明公开了一种多功能智能涂层材料；还公开了一种多功能智能涂层材料的制备方法。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：
一种多功能智能涂层材料，其由以下按照重量份数计的组分组成：高分子基质材料40～95份、无机纳米颗粒5～60份、添加剂0～25份、偶联剂0～20份。
上述的多功能智能涂层材料，其中高分子基质材料的溶液浓度为0.1～30wt％，优选地，高分子基质材料的溶液浓度为1～20wt％，更优选地，高分子基质材料的溶液浓度为2～15wt％。
上述的多功能智能涂层材料，其中高分子基质材料为聚氨酯、聚苯乙烯、聚丙烯酸、偏氟乙烯中的一种或多种，优选地，高分子基质材料至少一种为聚氨酯。
上述的多功能智能涂层材料，其中无机纳米颗粒的分散体系浓度为0.1～20wt％，优选地，无机纳米颗粒的分散体系浓度为0.5～10wt％。。
上述的多功能智能涂层材料，其中无机纳米颗粒的粒径为5～400nm，优选地，无机纳米颗粒的粒径为10～200nm，更优选地，无机纳米颗粒的粒径为20～100nm。
上述的多功能智能涂层材料，其中无机纳米颗粒为二氧化钒、二氧化硅、三氧化二铝、二氧化锆中的一种或多种，优选地，无机纳米颗粒至少一种为二氧化钒。
上述的多功能智能涂层材料，其中无机纳米颗粒的二氧化钒包含掺杂元素，掺杂元素为铌、钼、钨元素中的一种或多种，优选地，掺杂元素的含量为0～5mol％，更优选地，掺杂元素的含量为0.5～3mol％
上述的多功能智能涂层材料，其中添加剂为增塑剂、成膜剂、润湿剂、消泡剂中的一种或多种，优选地，添加剂至少一种为成膜剂。
上述的多功能智能涂层材料，其中添加剂的溶液浓度为0.01～30wt％，优选地，添加剂的溶液浓度为1～20wt％，更优选地，添加剂的溶液浓度为2～10wt％
上述的多功能智能涂层材料，其中基体材料为玻璃、金属、陶瓷、高分子材料中的一种。
上述的多功能智能涂层材料，其中有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、丁酮、甲苯、己烷、白汽油、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的一种或多种，但不限于上述有机溶剂。
上述的多功能智能涂层材料，其中高分子基质材料与无机纳米颗粒的重量比例为1：0.01～1，优选地，高分子基质材料与无机纳米颗粒的重量比例为1：0.05～0.8，更优选地，高分子基质材料与无机纳米颗粒的重量比例为1：0.1～0.6。
上述的多功能智能涂层材料，其中高分子基质材料与添加剂的重量比例为1：0～0.3，优选地，高分子基质材料与无机纳米颗粒的重量比例为1：0.01～0.2，更优选地，高分子基质材料与无机纳米颗粒的重量比例为1：0.05～0.15。
一种上述的多功能智能涂层材料的制备方法，其制备方法包括以下步骤：
步骤1，称量水或单一的有机溶剂，或按一定比例(每种溶剂按体积份数记的比例为5～95)称量不同的有机溶剂(有机溶剂包括但不限于甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、丁酮、甲苯、己烷、白汽油、乙酸乙酯、乙酸丁酯)，制备混合有机溶剂(制备的混合有机溶剂为以上有机溶剂任意两种或多种的组合)，形成溶剂a；
步骤2，将高分子基质材料溶解到溶剂a中，形成溶液b；
步骤3，将无机纳米颗粒分散到溶剂a中，形成分散体系c；
步骤4，将添加剂溶解或分散到溶剂a中，形成分散体系d；
步骤5，将溶液b加入到分散体系c中，或将分散体系c加入到溶液b中，形成分散体系e；
步骤6，将分散体系d加入到分散体系e中，形成分散体系f；
步骤7，利用偶联剂对要涂覆的基体材料进行表面处理，形成基体g；
步骤8，用喷涂或浸涂的方法将分散体系f涂覆到基体g上，形成样品h；
步骤9，将样品h在一定温度下干燥一定的时间，制成所述多功能智能涂层材料。
上述的多功能智能涂层材料的制备方法，其中在步骤1中，溶剂a的混合有机溶剂中各组分的比例按体积份数为5～95％，有机溶剂包括但不限于甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、丁酮、甲苯、己烷、白汽油、乙酸乙酯、乙酸丁酯。
上述的多功能智能涂层材料的制备方法，其中在步骤7中，对要涂覆的基体材料进行表面处理的偶联剂为硅烷偶联剂，优选地，硅烷偶联剂的浓度为0.01～10wt％，更优选地，硅烷偶联剂的浓度为0.1～5wt％，进一步优选地，硅烷偶联剂的浓度为0.5～2wt％。
上述的多功能智能涂层材料的制备方法，其中在步骤3中，利用偶联剂或表面改性剂对无机纳米颗粒进行表面处理，偶联剂为硅烷偶联剂、其它偶联剂，其它偶联剂为钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、有机铬洛合物、硼化物、磷酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂、锡酸酯偶联剂中的一种或多种，优选地，偶联剂至少一种为硅烷偶联剂；优选地，偶联剂的浓度为0.01～20wt％，更优选地，偶联剂的浓度为0.1～10wt％。
本发明的有益效果为：本发明设计合理巧妙，同时具有超疏水自清洁和热致变色功能，达到长期保持表面清洁和根据环境温度自动调节室内温度的效果，通过选择不同的工艺条件，使无机纳米颗粒在不同的应用领域充分发挥其独特的性能，从而有效地提高最终产品的质量和性能价格比，生产成本低，使用范围广泛，具有极大的经济和社会效益。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为高分子基多功能智能涂层材料的结构示意图；
图2为表面改性过的无机纳米颗粒的结构示意图；
图3为多功能智能涂层材料的光学特性随环境温度变化示意图。
具体实施方式
参见图1至图3，本发明提供了一种多功能智能涂层材料，其由以下按照重量份数计的组分组成：高分子基质材料40～95份、无机纳米颗粒5～60份、添加剂0～25份、偶联剂0～20份。
上述的多功能智能涂层材料，其中高分子基质材料的溶液浓度为0.1～30wt％，优选地，高分子基质材料的溶液浓度为1～20wt％，更优选地，高分子基质材料的溶液浓度为2～15wt％。
上述的多功能智能涂层材料，其中高分子基质材料为聚氨酯、聚苯乙烯、聚丙烯酸、偏氟乙烯中的一种或多种，优选地，高分子基质材料至少一种为聚氨酯。
上述的多功能智能涂层材料，其中无机纳米颗粒的分散体系浓度为0.1～20wt％，优选地，无机纳米颗粒的分散体系浓度为0.5～10wt％。
上述的多功能智能涂层材料，其中无机纳米颗粒的粒径为5～400nm，优选地，无机纳米颗粒的粒径为10～200nm，更优选地，无机纳米颗粒的粒径为20～100nm。
上述的多功能智能涂层材料，其中无机纳米颗粒为二氧化钒、二氧化硅、三氧化二铝、二氧化锆中的一种或多种，优选地，无机纳米颗粒至少一种为二氧化钒。
上述的多功能智能涂层材料，其中无机纳米颗粒的二氧化钒包含掺杂元素，掺杂元素为铌、钼、钨元素中的一种或多种，优选地，掺杂元素的含量为0～5mol％，更优选地，掺杂元素的含量为0.5～3mol％
上述的多功能智能涂层材料，其中添加剂为增塑剂、成膜剂、润湿剂、消泡剂中的一种或多种，优选地，添加剂至少一种为成膜剂。
上述的多功能智能涂层材料，其中添加剂的溶液浓度为0.01～30wt％，优选地，添加剂的溶液浓度为1～20wt％，更优选地，添加剂的溶液浓度为2～10wt％。
上述的多功能智能涂层材料，其中基体材料为玻璃、金属、陶瓷、高分子材料中的一种或多种。
上述的多功能智能涂层材料，其中有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、丁酮、甲苯、己烷、白汽油、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的一种或多种，但不限于上述有机溶剂。
上述的多功能智能涂层材料，其中高分子基质材料与无机纳米颗粒的重量比例为1：0.01～1，优选地，高分子基质材料与无机纳米颗粒的重量比例为1：0.05～0.8，更优选地，高分子基质材料与无机纳米颗粒的重量比例为1：0.1～0.6。
上述的多功能智能涂层材料，其中高分子基质材料与添加剂的重量比例为1：0～0.3，优选地，高分子基质材料与无机纳米颗粒的重量比例为1：0.01～0.2，更优选地，高分子基质材料与无机纳米颗粒的重量比例为1：0.05～0.15。
本发明还提供了一种上述的多功能智能涂层材料的制备方法，其制备方法包括以下步骤：
步骤1，称量水或单一的有机溶剂，或按一定比例(每种溶剂按体积份数记的比例为5～95)称量不同的有机溶剂(有机溶剂包括但不限于甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、丁酮、甲苯、己烷、白汽油、乙酸乙酯、乙酸丁酯)，制备混合有机溶剂(制备的混合有机溶剂为以上有机溶剂任意两种或多种的组合)形成溶剂a；
步骤2，将高分子基质材料溶解到溶剂a中，形成溶液b；
步骤3，将无机纳米颗粒分散到溶剂a中，形成分散体系c；
步骤4，将添加剂溶解或分散到溶剂a中，形成分散体系d；
步骤5，将溶液b加入到分散体系c中，或将分散体系c加入到溶液b中，形成分散体系e；
步骤6，将分散体系d加入到分散体系e中，形成分散体系f；
步骤7，利用偶联剂对要涂覆的基体材料进行表面处理，形成基体g；
步骤8，用喷涂或浸涂的方法将分散体系f涂覆到基体g上，形成样品h；
步骤9，将样品h在一定温度下干燥一定的时间，制成所述多功能智能涂层材料。
上述的多功能智能涂层材料的制备方法，其中在步骤1中，溶剂a的混合有机溶剂中各组分的比例按体积份数为5～95％，有机溶剂包括但不限于甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、丁酮、甲苯、己烷、白汽油、乙酸乙酯、乙酸丁酯。
上述的多功能智能涂层材料的制备方法，其中在步骤7中，对要涂覆的基体材料进行表面处理的偶联剂为硅烷偶联剂，优选地，硅烷偶联剂的浓度为0.01～10wt％，更优选地，硅烷偶联剂的浓度为0.1～5wt％，进一步优选地，硅烷偶联剂的浓度为0.5～2wt％。
上述的多功能智能涂层材料的制备方法，其中在步骤3中，利用偶联剂对无机纳米颗粒进行表面处理。
上述的多功能智能涂层材料的制备方法，其中在步骤3中，对无机纳米颗粒进行表面处理的偶联剂为硅烷偶联剂、其它偶联剂或表面改性剂，其他偶联剂为钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、有机铬洛合物、硼化物、磷酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂、锡酸酯偶联剂中的一种或多种，优选地，偶联剂至少一种为硅烷，优选地，偶联剂的浓度为0.01～20wt％，更优选地，偶联剂的浓度为0.1～10wt％。
实施例1：一种多功能智能涂层材料的制备过程如下：a.制备混合有机溶剂：将丁酮33份，甲苯37份，120号白汽油30份混合形成溶剂a，溶剂a要求水含量低于0.5％；b.制备无机纳米颗粒表面处理剂溶液：取2份全氟辛基三氯硅烷，置于棕色玻璃瓶中，加入98份无水乙醇，摇晃1分钟，使其混合均匀，形成溶液b；c.纳米二氧化硅颗粒表面处理：将2份纳米二氧化硅放入烧杯中，加入50份上述溶液b，用超声分散棒分散1s，停止运作2s，持续30min，再以10ml为单位用离心机分离，离心速率为2000r/min，持续20min，然后用无水乙醇清洗纳米二氧化硅颗粒表面，最后在100℃的鼓风干燥箱内干燥1h；d.制备纳米二氧化硅颗粒分散体系：取上述步骤c制得的纳米二氧化硅颗粒0.8份，加入上述步骤a中88.2份溶剂a，混合均匀后用超声波分散棒分散1s，停止运作2s，持续30min；e.制备聚氨酯基质分散体系：在上述步骤d的纳米二氧化硅颗粒分散体系中加入聚氨酯树脂10份，置于高速搅拌机下搅拌10min后转入超声分散机下分散15min，形成分散体系e，其中所述聚氨酯为单组份，固含量为50wt％；f.将玻璃基体置于乙醇中，用超声波清洗机超声30min后取出，放置在100℃的鼓风干燥箱内干燥30min；g.用喷涂设备将分散体系e喷涂在上述步骤f的玻璃基体上，在常温条件下干燥24小时，得到多功能智能涂层材料。经检测，多功能智能涂层材料的疏水角为151°，透光率为88％。
实施例2：一种多功能智能涂层材料，其制备过程如下：a.制备混合有机溶剂：将丁酮45份，甲苯30份，乙酸乙酯25份混合形成溶剂a，溶剂a要求水含量低于0.5％；b.制备纳米二氧化硅颗粒分散体系：取已表面处理的纳米二氧化硅颗粒2份，加入88份溶剂a，用玻璃棒搅拌，使纳米二氧化硅分散在溶剂a中，再用超声波分散棒超声分散2s，停止运作2s，持续30min；c.制备聚氨酯基质分散体系：在上述步骤b中的纳米二氧化硅颗粒分散体系中加入聚氨酯树脂10份，置于高速搅拌机下搅拌10min后转入超声波分散机下分散15min，其中聚氨酯树脂为单组份，固含量为50％；d.将玻璃基体置于乙醇中，用超声波清洗机超声30min后取出，放置在100℃的鼓风干燥箱内干燥30min；e.用喷涂设备将上述步骤c中的聚氨酯基质分散体系喷涂在上述步骤d中的玻璃基体上，在常温条件下干燥24小时，得到多功能智能涂层材料。经检测，多功能智能涂层材料的疏水角为155°，透光率为85％。
实施例3：一种多功能智能涂层材料，其制备过程如下：a.制备混合有机溶剂，将丁酮50份，甲苯25份，乙酸丁酯25份混合形成溶剂a，溶剂a要求水含量低于0.5％；b.制备纳米二氧化硅颗粒分散体系：取已表面处理的纳米二氧化硅颗粒3份，加入86份溶剂a，用玻璃棒搅拌，使纳米二氧化硅颗粒分散在混合溶剂中，然后用超声波分散机分散2s，停止运作3s，持续30min；c.制备氟碳树脂基分散体系：在上述步骤b中的纳米二氧化硅颗粒分散体系中加入氟碳树脂10份，置于高速搅拌机下搅拌5min，加入1份异氰酸酯，在高速搅拌机下搅拌5min后转入超声波分散机下分散15min，其中氟碳树脂为双组份，固含量为50％，羟值为55，其中异氰酸酯固含量为100％，异氰酸酯基的含量为21％；d.将玻璃基体置于乙醇中，用超声波清洗机超声30min后取出，放置在100℃的鼓风干燥箱内干燥30min；e.用喷涂设备将上述步骤c中的氟碳树脂基分散体系喷涂在上述步骤d的玻璃基体上，在常温条件下干燥24h，得到多功能智能涂层材料。经检测，多功能智能涂层材料的疏水角为154°，透光率为89％。
实施例4：一种多功能智能涂层材料，其制备过程如下：a.制备纳米二氧化硅颗粒分散体系：取未经表面处理的纳米二氧化硅颗粒2份，加入去离子水87份，用玻璃棒搅拌混合均匀后，用超声波分散机分散4s，停止运作2s，持续30min；c.制备丙烯酸树脂基分散体系：在上述步骤a中的纳米二氧化硅颗粒分散体系中加入水性丙烯酸树脂11份，置于高速搅拌机下搅拌5min，加入1份水性异氰酸酯，在高速搅拌机下搅拌5min后转入超声波分散机分散15min，其中水性丙烯酸树脂为双组份，固含量为45％，固体成分羟基含量为4.2％，其中异氰酸酯固含量为100％，异氰酸酯基的含量为21％；d.将玻璃基体置于乙醇中，用超声波清洗机超声30min后取出，放置在100℃的鼓风干燥箱内干燥30min；e.用喷涂设备将上述步骤c中的丙烯酸树脂基分散体系喷涂在上述步骤d的玻璃基体上，在常温条件下干燥24h，得到多功能智能涂层材料。经检测，多功能智能涂层材料的疏水角为151°，透光率为79％。
实施例5：一种多功能智能涂层材料，其制备过程如下：a.制备混合有机溶剂，将丁酮35份，甲苯40份，120号白汽油25份混合形成溶剂a，溶剂a要求水含量低于0.5％；b.制备无机纳米颗粒表面处理剂溶液，取2份全氟辛基三氯硅烷，置于棕色玻璃瓶中，加入98份无水乙醇，摇晃1分钟，使其混合均匀，形成溶液b；c.纳米二氧化钒表面处理：将1.5份纳米二氧化钒放入烧杯中，加入50份溶液b，用超声分散棒分散1s，停止运作2s，持续30min；再以10ml为单位用离心机分离，离心速率为3000r/min，持续20min，然后用无水乙醇清洗纳米二氧化硅颗粒表面，最后在100℃的鼓风干燥箱内干燥1h；d.取上述步骤c中的纳米二氧化钒颗粒0.8份，加入88.2份溶剂a，混合均匀后用超声波分散棒分散1s，停止运作2s，持续30min；e.制备聚氨酯基质分散体系：在上述步骤d中的分散体系中加入聚氨酯树脂10份，置于高速搅拌机下搅拌10min后转入超声分散机下分散15min，形成分散体系e，其中聚氨酯为单组份，固含量为50wt％；f.将玻璃基体置于乙醇中，用超声波清洗机超声30min后取出，放置在100℃的鼓风干燥箱内干燥30min；g.用喷涂设备将上述e分散体系喷涂在上述f的玻璃基体上，在常温条件下干燥24小时，得到多功能智能涂层材料。经检测，多功能智能涂层材料的疏水角为123°，透光率为87.5％。
实施例6：一种多功能智能涂层材料，其制备过程如下：a.制备混合有机溶剂：将丁酮45份，甲苯55份混合形成溶剂a，溶剂a要求水含量低于0.5％；b.制备纳米颗粒分散体系：取纳米二氧化硅颗粒0.8份和纳米二氧化钒0.8份，加入87份溶剂a，混合均匀后用超声波分散棒超声分散1s，停止运作2s，持续30min；c.制备聚氨酯基质分散体系：在上述步骤b中的纳米颗粒分散体系中加入聚氨酯树脂12.5份，置于高速搅拌机下搅拌10min后转入超声波分散机下分散15min，其中聚氨酯为单组份，固含量为50％；d.将玻璃基体置于乙醇中，用超声波清洗机超声30min后取出，放置在100℃的鼓风干燥箱内干燥30min；e.用喷涂设备将上述步骤c中的聚氨酯基质分散体系喷涂在上述步骤d的玻璃基体上，在常温条件下干燥24小时，得到多功能智能涂层材料。经检测，多功能智能涂层材料的疏水角为135°，透光率为85.1％。
实施例7：一种多功能智能涂层材料，其制备过程如下：a.制备混合有机溶剂，将丙酮40份，乙醇60份混合形成溶剂a，溶剂a要求水含量低于0.5％；b.制备纳米二氧化硅颗粒分散体系：取已表面处理的纳米二氧化硅颗粒0.8份，加入90份溶剂a，用玻璃棒搅拌，使纳米二氧化硅颗粒分散在混合溶剂中，然后用超声波分散机分散1s，停止运作2s，持续30min；c.制备涂层材料分散体系：在上述步骤b中的纳米二氧化硅颗粒分散体系中加入5份氟碳化合物，在超声波分散机下分散30min，加入成膜剂5份，在超市分散机下分散30min，其中所述氟碳化合物的固含量为40％，其中成膜剂固含量为45％；d.将玻璃基体置于乙醇中，用超声波清洗机超声30min后取出，放置在100℃的鼓风干燥箱内干燥30min；e.用喷涂设备将上述步骤c中的涂层材料分散体系喷涂在上述步骤d的玻璃基体上，在100℃条件下烘干1小时，得到多功能智能涂层材料。经检测，多功能智能涂层材料的水接触角为153°，透光率为84.7％，硬度为H。
实施例8：一种多功能智能涂层材料，其制备过程如下：a.制备混合有机溶剂，将丙酮40份，乙醇60份混合形成溶剂a，溶剂a要求水含量低于0.5％；b.制备纳米二氧化钒颗粒分散体系：取纳米二氧化钒颗粒0.8份置于烧杯中，加入上述89.2份溶剂a，用玻璃棒搅拌，使纳米二氧化钒颗粒分散在溶剂a中，然后用超声波分散机分散1s，停止运作2s，持续30min；c.制备涂层材料分散体系：在上述步骤b中的纳米二氧化钒颗粒分散体系中加入10份氟碳化合物，在超声棒分散机小分散s，停止运作2s，持续30min，其中氟碳化合物的固含量为40％；d.将玻璃基体置于乙醇中，用超声波清洗机超声30min后取出，放置在100℃的鼓风干燥箱内干燥30min；e.用喷涂设备将上述步骤c中的涂层材料分散体系喷涂在上述步骤d的玻璃基体上，在100℃条件下烘干1小时，得到多功能智能涂层材料。经检测，多功能智能涂层材料的疏水角为130°，透光率为79.5％。
实施例9：一种多功能智能涂层材料，其制备过程如下：a.制备纳米颗粒分散体系：取纳米二氧化硅颗粒0.6份和纳米二氧化钒0.2份置于烧杯中，加入89.2份丙酮，混合均匀后用超声分散棒超声分散1s，停止运作2s，持续30min；b.制备涂层材料分散体系：在上述步骤a中的纳米颗粒分散体系中加入10份氟碳化合物，用超声分散棒分散1s，停止运作2s，持续30min，其中氟碳化合物的固含量为40％；c.将玻璃基体置于乙醇中，用超声波清洗机超声30min后取出，放置在100℃的鼓风干燥箱内干燥30min；d.用喷涂设备将上述步骤b中的涂层材料分散体系喷涂在上述c的玻璃基体上，在常温条件下干燥24小时，得到多功能智能涂层材料。经检测，多功能智能涂层材料的疏水角为126o，透光率为91.2％。
本发明设计合理巧妙，同时具有超疏水自清洁和热致变色的功能，达到长期保持表面清洁和根据环境温度自动调节室内温度的效果，通过选择不同的工艺条件，使无机纳米颗粒在不同的应用领域充分发挥其独特的性能，从而有效地提高最终产品的质量和性能价格比，生产成本低，使用范围广泛，具有极大的经济和社会效益。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术手段和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。故凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多功能智能涂层材料，其特征在于，其由以下按照重量份数计的组分组成：高分子基质材料40～95份、无机纳米颗粒5～60份、添加剂0～25份、偶联剂0～20份。
2.根据权利要求1所述的多功能智能涂层材料，其特征在于，高分子基质材料的溶液浓度为0.01～30wt％。
3.根据权利要求2所述的多功能智能涂层材料，其特征在于，高分子基质材料为聚氨酯、聚苯乙烯、聚丙烯酸、聚偏氟乙烯中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的多功能智能涂层材料，其特征在于，无机纳米颗粒的分散体系浓度为0.1～20wt％。
5.根据权利要求4所述的多功能智能涂层材料，其特征在于，无机纳米颗粒的粒径为5～400nm。
6.根据权利要求5所述的多功能智能涂层材料，其特征在于，无机纳米颗粒为二氧化钒、二氧化硅、三氧化二铝、二氧化锆中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的多功能智能涂层材料，其特征在于，添加剂为增塑剂、成膜剂、润湿剂、消泡剂中的一种或多种。
8.一种权利要求1-7任一所述的多功能智能涂层材料的制备方法，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
步骤1，称量水或单一的有机溶剂，或按一定比例称量不同的有机溶剂制成混合有机溶剂，形成溶剂a；
步骤2，将高分子基质材料溶解到溶剂a中，形成溶液b；
步骤3，将无机纳米颗粒分散到溶剂a中，形成分散体系c；
步骤4，将添加剂溶解或分散到溶剂a中，形成分散体系d；
步骤5，将溶液b加入到分散体系c中，或将分散体系c加入到溶液b中，形成分散体系e；
步骤6，将分散体系d加入到分散体系e中，形成分散体系f；
步骤7，利用偶联剂对要涂覆的基体材料进行表面处理，形成基体g；
步骤8，用喷涂或浸涂的方法将分散体系f涂覆到基体g上，形成样品h；
步骤9，将样品h在一定温度下干燥一定的时间，制成所述多功能智能涂层材料。
9.根据权利要求8所述的多功能智能涂层材料的制备方法，其特征在于，在步骤1中，溶剂a的混合有机溶剂中各组分的比例按体积份数为5～95％。
10.根据权利要求8所述的多功能智能涂层材料的制备方法，其特征在于，在步骤3中，利用偶联剂对无机纳米颗粒进行表面处理。
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