CN110724418A - 自清洁涂料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及涂料领域，公开了一种自清洁涂料的制备方法，包括以下步骤：将钛源加入至醋酸溶液中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第一混合液；将钨酸钠和表面活性剂加入至第一混合液中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第二混合液；将硝酸铋和柠檬酸加入至乙二醇中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第三混合液；将第三混合液加入至第二混合液中，进行搅拌操作，以使各组分混合均匀，得到第四混合液；将丙烯酸树脂和偶联剂加入至第四混合液中，进行搅拌操作，以使各组分混合均匀，得到自清洁涂料。该自清洁涂料可以同时吸收紫外光波及可见光波，大大增加了对太阳光波的利用率，从而大大提高了其自清洁功能。

Description

自清洁涂料的制备方法
技术领域
本发明涉及涂料领域，特别是涉及一种自清洁涂料的制备方法。
背景技术
玻璃、陶瓷、金属、建筑等表面在使用过程中极易被环境中污染物所污染，不仅影响材料美观，同时会对材料的性能造成巨大影响。据统计，中国空气污染令中国太阳能发电每年损失数十亿美元，其中重要原因是传统太阳能面板容易被空气中污染物粘附，降低面板对太阳能的吸收能力。现代高楼大厦中的大量玻璃和建筑外墙通常采用人工定期进行清理，不仅费时费力，而且安全性堪忧。
为了解决上述问题，人们开发出了自清洁涂料。自清洁涂料可以赋予玻璃、陶瓷、金属、建筑等表面自我清洁能力，使污染物不易粘附到材料表面，使材料长久保持清爽外观，大大增加材料的使用性能和维护周期。自清洁涂层材料可将表面的污垢主动清除，从而长久保持材料表面洁净。
现有的自清洁涂层中一大类是基于TiO2材料自清洁涂层。TiO2在没有光照射时，水与TiO2薄膜表面接触角为72°，光照射后，接触角小于10°，具有超亲水效果，同时TiO2可吸收太阳光产生超氧负离子和氢氧自由基，超氧负离子和氢氧自由基均具有强氧化性，可强烈分解大部分粘附至表面的有机物，减小灰尘的粘附。因此，基于TiO2材料的自清洁涂层对水分具有强润湿性，水分可在材料表面充分铺展，使得水与材料表面的接触角小于10°，当水接触到表面时，不会形成一个个独立的小水滴，而是迅速在表面铺展成均匀的水膜，并渗入污物与涂层的界面，大幅度降低污垢的附着力。在受到雨水冲刷和水淋冲等作用时，污垢能自动从表面剥离下来，从而达到自动防污和除污的效果。
然而，TiO2材料的能带间隙为3.2eV，只能吸收紫外光，而紫外光在太阳光波中只占到3％～5％，因此，基于TiO2材料的自清洁涂层只能利用紫外光，具有的太阳光利用效率很低，能够达到的防污和除污效果不佳。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种自清洁涂料的制备方法，制备得到的自清洁涂料可以同时吸收紫外光波及可见光波，大大增加了对太阳光波的利用率，从而大大提高了其自清洁功能，具有优良的自动防污和除污效果。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种自清洁涂料的制备方法，特征在于，包括以下步骤：
将钛源加入至醋酸溶液中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第一混合液；
将钨酸钠和表面活性剂加入至所述第一混合液中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第二混合液；
将硝酸铋和柠檬酸加入至乙二醇中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第三混合液；
将所述第三混合液加入至所述第二混合液中，进行搅拌操作，以使各组分混合均匀，得到第四混合液；
将丙烯酸树脂和偶联剂加入至所述第四混合液中，进行搅拌操作，以使各组分混合均匀，得到自清洁涂料。
在其中一种实施方式，所述将钛源加入至醋酸溶液中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第一混合液的操作具体为：将酸酸溶解于水中，得到所述醋酸溶液；将所述钛源逐滴加入至所述醋酸溶液中，进行所述搅拌操作，再静置至各组分完全溶解，得到第一混合液。
在其中一种实施方式，所述钛源、所述醋酸溶液、所述表面活性剂、所述钨酸钠、所述硝酸铋、所述柠檬酸及所述乙二醇的质量比为(3～15)：(105～120)：(2～5)：(0.5～3)：(1.47～8.84)：(1.75～10.50)：100。
在其中一种实施方式，所述柠檬酸、所述硝酸铋和所述钨酸钠的摩尔比为6:2:1。
在其中一种实施方式，所述醋酸溶液包括以下重量份数的组分：醋酸5～20份及水100份。
在其中一种实施方式，所述第四混合液、所述丙烯酸树脂和所述偶联剂的质量比为(40～60)：(1～4)：(1～3)。
在其中一种实施方式，所述钛源为钛酸正丁酯或钛酸四异丙酯。
在其中一种实施方式，所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。
在其中一种实施方式，对所述钛源和所述醋酸溶液进行所述搅拌操作的时间为6h～96h；优选地，对所述钛源和所述醋酸溶液进行所述搅拌操作的时间为24h～36h。
在其中一种实施方式，对所述第二混合液和所述第三混合液进行所述搅拌操作的时间为6h～96h；优选地，对所述第二混合液和所述第三混合液进行所述搅拌操作的时间为24h～48h。
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
钛源在醋酸溶液中水解生成TiO2，则第一混合液中含有TiO2，钨酸钠与硝酸铋反应生成Bi2WO6，则第四混合液中含有Bi2WO6，TiO2的能带间隙为3.2eV，能吸收紫外光，而紫外光在太阳光波中占到3％～5％，Bi2WO6的能带间隙为2.6eV，能吸收可见光，而可见光在太阳光波中占到43％，将可吸收紫外光的TiO2和可吸收可见光的Bi2WO6进行复配，使得自清洁涂料可以同时吸收紫外光及可见光波段，大大增加了对太阳光波的利用率，从而大大提高了其自清洁功能，具有优良的自动防污和除污效果。
进一步地，醋酸溶液的醋酸能够调控钛源的水解过程，增加钛源的水解速度。表面活性剂不仅能够增强钨酸钠和硝酸铋的在涂料的分散性能，以提高钨酸钠与硝酸铋的反应速度；还能够增强TiO2和Bi2WO6在涂料的分散性能，以增加TiO2和Bi2WO6在涂料的稳定性。柠檬酸能够调控钨酸钠与硝酸铋的反应过程，增加钨酸钠与硝酸铋的反应速度。乙二醇用于溶解硝酸铋，以使钨酸钠与硝酸铋在均相中反应，以使生成的Bi2WO6的颗粒尺寸小且可控。丙烯酸树脂为高透明耐黄变的树脂，完全不影响TiO2和Bi2WO6对太阳光的吸收，且长期使用后也基本不影响TiO2和Bi2WO6对太阳光的吸收；丙烯酸树脂能够增强自清洁涂料的粘结性能，以提高自清洁涂料的成膜性能，并增强自清洁涂料成膜后的亲水性能和耐老化性能。偶联剂能够增强TiO2和Bi2WO6在涂料内的分散性能，增强TiO2和Bi2WO6与丙烯酸树脂的相容性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明一实施方式的自清洁涂料的制备方法的步骤流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
一种自清洁涂料的制备方法，包括以下步骤：将钛源加入至醋酸溶液中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第一混合液；将钨酸钠和表面活性剂加入至所述第一混合液中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第二混合液；将硝酸铋和柠檬酸加入至乙二醇中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第三混合液；将所述第三混合液加入至所述第二混合液中，进行搅拌操作，以使各组分混合均匀，得到第四混合液；将丙烯酸树脂和偶联剂加入至所述第四混合液中，进行搅拌操作，以使各组分混合均匀，得到自清洁涂料。
为了更好地对上述自清洁涂料的制备方法进行说明，以更好地理解上述自清洁涂料的制备方法的构思。一实施方式，请参阅图1，一种自清洁涂料的制备方法，包括以下步骤：S110，将钛源加入至醋酸溶液中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第一混合液；S120，将钨酸钠和表面活性剂加入至所述第一混合液中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第二混合液；S130，将硝酸铋和柠檬酸加入至乙二醇中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第三混合液；S140，将所述第三混合液加入至所述第二混合液中，进行搅拌操作，以使各组分混合均匀，得到第四混合液；S150，将丙烯酸树脂和偶联剂加入至所述第四混合液中，进行搅拌操作，以使各组分混合均匀，得到自清洁涂料。
需要说明的是，钛源在醋酸溶液中水解生成TiO2，则第一混合液中含有TiO2，钨酸钠与硝酸铋反应生成Bi2WO6，则第四混合液中含有Bi2WO6，TiO2的能带间隙为3.2eV，能吸收紫外光，而紫外光在太阳光波中占到3％～5％，Bi2WO6的能带间隙为2.6eV，能吸收可见光，而可见光在太阳光波中占到43％，将可吸收紫外光的TiO2和可吸收可见光的Bi2WO6进行复配，使得自清洁涂料可以同时吸收紫外光及可见光波段，大大增加了对太阳光波的利用率，从而大大提高了其自清洁功能，具有优良的自动防污和除污效果。
进一步地，需要说明的是，醋酸溶液的醋酸能够调控钛源的水解过程，增加钛源的水解速度。表面活性剂不仅能够增强钨酸钠和硝酸铋的在涂料的分散性能，以提高钨酸钠与硝酸铋的反应速度；还能够增强TiO2和Bi2WO6在涂料的分散性能，以增加TiO2和Bi2WO6在涂料的稳定性。柠檬酸能够调控钨酸钠与硝酸铋的反应过程，增加钨酸钠与硝酸铋的反应速度。乙二醇用于溶解硝酸铋，以使钨酸钠与硝酸铋在均相中反应，以使生成的Bi2WO6的颗粒尺寸小且可控。丙烯酸树脂为高透明耐黄变的树脂，完全不影响TiO2和Bi2WO6对太阳光的吸收，且长期使用后也基本不影响TiO2和Bi2WO6对太阳光的吸收；丙烯酸树脂能够增强自清洁涂料的粘结性能，以提高自清洁涂料的成膜性能，并增强自清洁涂料成膜后的亲水性能和耐老化性能。偶联剂能够增强TiO2和Bi2WO6在涂料内的分散性能，增强TiO2和Bi2WO6与丙烯酸树脂的相容性。
更进一步地，需要说明的是，不能直接添加TiO2晶粒，一方面直接添加TiO2晶粒容易发生团聚，不能与涂料的其他组分进行有效混合分散；另一方面，市面上的TiO2晶粒的尺寸和暴露晶面难以达到太阳光吸收效果；而通过钛源水解反应生成的TiO2为纳米级溶胶状态，具有极佳的紫外光吸收效果。同理，不能直接添加Bi2WO6晶粒，一方面直接添加Bi2WO6晶粒容易发生团聚，不能与涂料的其他组分进行有效混合分散；另一方面，市面上的Bi2WO6晶粒的尺寸和暴露晶面难以达到太阳光吸收效果；而通过溶液状态的钨酸钠与硝酸铋的反应生成的Bi2WO6为纳米级溶胶状态，具有极佳的可见光吸收效果。在偶联剂和表面活性剂的协同作用下，均匀分散在涂料中，以使涂料具有极佳的太阳光吸收效果。
一实施方式，所述将钛源加入至醋酸溶液中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第一混合液的操作具体为：将酸酸溶解于水中，得到所述醋酸溶液；将所述钛源逐滴加入至所述醋酸溶液中，进行所述搅拌操作，再静置至各组分完全溶解，得到第一混合液。需要说明的是，钛源逐滴加入可使使钛源充分发生水解反应，剧烈搅拌可使钛源均匀分散溶解，静置至各组分完全溶解时，溶解变成透明状态，此时水解得到的二氧化钛可以达到纳米级溶胶状态。
一实施方式，将所述第三混合液加入至所述第二混合液中的加入方式为逐滴加入。需要说明的是，在第三混合液加入至第二混合液的过程中，会反应生成Bi2WO6，若第三混合液大量加入，则会快速生成大量Bi2WO6，导致大量Bi2WO6颗粒团聚；而逐滴加入可以调控第三混合液与第二混合液的混合状态，避免大量加入造成的Bi2WO6颗粒团聚。
一实施方式，所述钛源、所述醋酸溶液、所述表面活性剂、所述钨酸钠、所述硝酸铋、所述柠檬酸及所述乙二醇的质量比为(3～15)：(105～120)：(2～5)：(0.5～3)：(1.47～8.84)：(1.75～10.50)：100。需要说明的是，若钛源含量过高，则容易团聚，无法均匀分散；若钛源含量过低，则生成的TiO2过少，对太阳光的吸收效果不佳；故钛源的重量份数以5～20份为宜。若钨酸钠和硝酸铋的含量过高，则容易团聚，无法均匀分散；若钨酸钠和硝酸铋的含量过低，则生成的Bi2WO6过少，对太阳光的吸收效果不佳；故钨酸钠和硝酸铋的重量份数分别以0.5～3份和1.47～8.84份为宜。表面活性剂仅需2～5份重量份即可达到较好的分散效果。优选地，所述钛源、所述醋酸溶液、所述表面活性剂、所述钨酸钠、所述硝酸铋、所述柠檬酸及所述乙二醇的质量比为(5～10)：(110～115)：(3～4)：(1～2)：(3～6)：(4～8)：100。
一实施方式，所述柠檬酸、所述硝酸铋和所述钨酸钠的摩尔比为6:2:1。需要说明的是，硝酸铋与钨酸钠的反应摩尔比为2:1，1mol钨酸钠与2mol硝酸铋在6mol柠檬酸的催化下，理论上能够完全反应，不剩下反应物。
一实施方式，所述醋酸溶液包括以下重量份数的组分：醋酸5～20份及水100份。需要说明的是，适量的醋酸溶液的醋酸能够调控钛源的水解过程，增加钛源的水解速度；不论醋酸含量偏高还是偏低，都不利于钛源的水解过程的进行。
一实施方式，所述第四混合液、所述丙烯酸树脂和所述偶联剂的质量比为(40～60)：(1～4)：(1～3)。需要说明的是，若丙烯酸树脂的含量偏高，会不利于TiO2和Bi2WO6等无机物质的分散性以及涂料的铺展性；若丙烯酸树脂的含量偏低，会不利于涂料的粘结性以及成膜性。若偶联剂的含量偏低，会不利于TiO2和Bi2WO6等无机物质与丙烯酸树脂的相容性；若偶联剂的含量偏高，会不利于涂料的粘结性以及成膜性。故第四混合液、丙烯酸树脂和偶联剂的质量比以(40～60)：(1～4)：(1～3)为宜。优选地，所述第四混合液、所述丙烯酸树脂和所述偶联剂的质量比为(40～60)：(2～3)：(1～2)。
一实施方式，所述钛源为钛酸正丁酯或钛酸四异丙酯。需要说明的是，钛酸正丁酯和钛酸四异丙酯都为含钛的水解物质，适合作为能够水解的钛源。
一实施方式，所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。例如，所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基苯磺酸钠的共同混合物。例如，所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、十六烷基三甲基溴化铵或者十二烷基苯磺酸钠。需要说明的是，聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基苯磺酸钠都能与丙烯酸树脂良好相溶，亲水性较强，能有效降低油-水界面的张力，一方面能够消除在搅拌过程中产生的泡沫，另一方面能够提高TiO2和Bi2WO6的亲水性能。它们特有的亲水亲油性质，不仅能够增强钨酸钠和硝酸铋的在涂料的分散性能，以提高钨酸钠与硝酸铋的反应速度；还能够增强TiO2和Bi2WO6在涂料的分散性能，以增加TiO2和Bi2WO6在涂料的稳定性。
一实施方式，所述偶联剂为硅烷偶联剂。例如，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、γ-硫丙基三甲氧基硅烷和γ-尿基丙基三乙氧基硅烷中的至少一种。需要说明的是，硅烷偶联剂具有两不同性质官能团的物质，一个是亲无机物的基团，易与无机物表面起化学反应；另一个是亲有机物的基团，能与合成树脂或其它聚合物发生化学反应或生成氢键溶于其中。通过硅烷偶联剂，在Bi2WO6和TiO2等无机物与丙烯酸树脂的界面之间架起“分子桥”，能改善Bi2WO6和TiO2等无机物在丙烯酸树脂中的分散性、相容性及粘合力，从而提高涂料的机械强度，电绝缘和耐磨耐候等性能。
一实施方式，对所述钛源和所述醋酸溶液进行所述搅拌操作的时间为6h～96h。优选地，对所述钛源和所述醋酸溶液进行所述搅拌操作的时间为24h～36h。需要说明的是，通过搅拌来促进钛源水解过程的进行，搅拌操作的时间也为钛源完全水解的时间，钛源完全水解的时间因钛源的含量的不同而不同，一般为6h～96h。
一实施方式，对所述第二混合液和所述第三混合液进行所述搅拌操作的时间为6h～96h。优选地，对所述第二混合液和所述第三混合液进行所述搅拌操作的时间为24h～48h。需要说明的是，通过搅拌来促进硝酸铋与钨酸钠的反应过程的进行以及生成的Bi2WO6的溶解，搅拌操作的时间也为硝酸铋与钨酸钠的完全反应时间以及Bi2WO6的溶解时间，其因硝酸铋与钨酸钠的含量的不同而不同，一般为6h～96h。
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
钛源在醋酸溶液中水解生成TiO2，则第一混合液中含有TiO2，钨酸钠与硝酸铋反应生成Bi2WO6，则第四混合液中含有Bi2WO6，TiO2的能带间隙为3.2eV，能吸收紫外光，而紫外光在太阳光波中占到3％～5％，Bi2WO6的能带间隙为2.6eV，能吸收可见光，而可见光在太阳光波中占到43％，将可吸收紫外光的TiO2和可吸收可见光的Bi2WO6进行复配，使得自清洁涂料可以同时吸收紫外光及可见光波段，大大增加了对太阳光波的利用率，从而大大提高了其自清洁功能，具有优良的自动防污和除污效果。
进一步地，醋酸溶液的醋酸能够调控钛源的水解过程，增加钛源的水解速度。表面活性剂不仅能够增强钨酸钠和硝酸铋的在涂料的分散性能，以提高钨酸钠与硝酸铋的反应速度；还能够增强TiO2和Bi2WO6在涂料的分散性能，以增加TiO2和Bi2WO6在涂料的稳定性。柠檬酸能够调控钨酸钠与硝酸铋的反应过程，增加钨酸钠与硝酸铋的反应速度。乙二醇用于溶解硝酸铋，以使钨酸钠与硝酸铋在均相中反应，以使生成的Bi2WO6的颗粒尺寸小且可控。丙烯酸树脂为高透明耐黄变的树脂，完全不影响TiO2和Bi2WO6对太阳光的吸收，且长期使用后也基本不影响TiO2和Bi2WO6对太阳光的吸收；丙烯酸树脂能够增强自清洁涂料的粘结性能，以提高自清洁涂料的成膜性能，并增强自清洁涂料成膜后的亲水性能和耐老化性能。偶联剂能够增强TiO2和Bi2WO6在涂料内的分散性能，增强TiO2和Bi2WO6与丙烯酸树脂的相容性。
以下是具体实施例部分
实施例1
S111，将5g酸酸加入至100ml水中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到醋酸溶液；将3g钛酸正丁酯逐滴加入至所述醋酸溶液中，进行剧烈搅拌6h之后停止搅拌，静置至各组分完全溶解，此时该溶液变得透明，得到第一混合液；
S121，将0.5g钨酸钠加入至所述第一混合液中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，再将2g聚乙烯吡咯烷酮加入至所述第一混合液中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第二混合液；
S131，将1.47g硝酸铋和1.75g柠檬酸加入至100ml乙二醇中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第三混合液；
S141，将所述第三混合液逐滴加入至所述第二混合液中，进行搅拌6h，以使各组分混合均匀，得到第四混合液；
S151，将5.34g丙烯酸树脂和5.34g偶联剂加入至所述第四混合液中，进行搅拌操作，以使各组分混合均匀，得到实施例1的自清洁涂料。
实施例2
S112，将20g酸酸加入至100ml水中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到醋酸溶液；将15g钛酸四异丙酯逐滴加入至所述醋酸溶液中，进行剧烈搅拌96h之后停止搅拌，静置至各组分完全溶解，此时该溶液变得透明，得到第一混合液；
S122，将3g钨酸钠加入至所述第一混合液中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，再将5g聚乙二醇加入至所述第一混合液中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第二混合液；
S132，将8.84g硝酸铋和10.50g柠檬酸加入至100ml乙二醇中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第三混合液；
S142，将所述第三混合液逐滴加入至所述第二混合液中，进行搅拌96h，以使各组分混合均匀，得到第四混合液；
S152，将16.5g丙烯酸树脂和12.37g偶联剂加入至所述第四混合液中，进行搅拌操作，以使各组分混合均匀，得到实施例2的自清洁涂料。
实施例3
S113，将10g酸酸加入至100ml水中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到醋酸溶液；将5g钛酸正丁酯逐滴加入至所述醋酸溶液中，进行剧烈搅拌24h之后停止搅拌，静置至各组分完全溶解，此时该溶液变得透明，得到第一混合液；
S123，将0.5g钨酸钠加入至所述第一混合液中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，再将3g十六烷基三甲基溴化铵加入至所述第一混合液中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第二混合液；
S133，将1.47g硝酸铋和1.75g柠檬酸加入至100ml乙二醇中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第三混合液；
S143，将所述第三混合液逐滴加入至所述第二混合液中，进行搅拌24h，以使各组分混合均匀，得到第四混合液；
S153，将13.3g丙烯酸树脂和8.87g偶联剂加入至所述第四混合液中，进行搅拌操作，以使各组分混合均匀，得到实施例3的自清洁涂料。
实施例4
S114，将15g酸酸加入至100ml水中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到醋酸溶液；将10g钛酸四异丙酯逐滴加入至所述醋酸溶液中，进行剧烈搅拌48h之后停止搅拌，静置至各组分完全溶解，此时该溶液变得透明，得到第一混合液；
S124，将0.5g钨酸钠加入至所述第一混合液中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，再将4g十二烷基苯磺酸钠加入至所述第一混合液中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第二混合液；
S134，将1.47g硝酸铋和1.75g柠檬酸加入至100ml乙二醇中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第三混合液；
S144，将所述第三混合液逐滴加入至所述第二混合液中，进行搅拌48h，以使各组分混合均匀，得到第四混合液；
S154，将9.3g丙烯酸树脂和13.96g偶联剂加入至所述第四混合液中，进行搅拌操作，以使各组分混合均匀，得到实施例4的自清洁涂料。
实施例5
S115，将10g酸酸加入至100ml水中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到醋酸溶液；将5g钛酸正丁酯逐滴加入至所述醋酸溶液中，进行剧烈搅拌36h之后停止搅拌，静置至各组分完全溶解，此时该溶液变得透明，得到第一混合液；
S125，将1g钨酸钠加入至所述第一混合液中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，再将3g聚乙烯吡咯烷酮加入至所述第一混合液中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第二混合液；
S135，将2.94g硝酸铋和3.5g柠檬酸加入至100ml乙二醇中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第三混合液；
S145，将所述第三混合液逐滴加入至所述第二混合液中，进行搅拌36h，以使各组分混合均匀，得到第四混合液；
S155，将13.53g丙烯酸树脂和9.02g偶联剂加入至所述第四混合液中，进行搅拌操作，以使各组分混合均匀，得到实施例5的自清洁涂料。
对比例1
将5g酸酸加入至100ml水中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到醋酸溶液；将3g钛酸正丁酯逐滴加入至所述醋酸溶液中，进行剧烈搅拌6h之后停止搅拌，静置至各组分完全溶解，此时该溶液变得透明，得到第一混合液；
将2.67g丙烯酸树脂和2.67g偶联剂加入至所述第一混合液中，进行搅拌操作，以使各组分混合均匀，得到对比例1的自清洁涂料。
将玻璃板分别浸泡在实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5和对比例1的自清洁涂料中，取出在120℃的温度条件下干燥，以使各自清洁涂料干固形成各涂层，分别在各涂层表面滴涂罗丹明B/乙醇溶液，然后采用紫外光和可见光照射各涂层表面20min后，再测试涂层表面的颜色值，测试结果见表1和表2。
表1紫外光照射性能测试结果
表2可见光照射性能测试结果
Figure BDA0002207961490000122
Figure BDA0002207961490000131
表1和表2中，颜色值包括L值、a值和b值，L值为黑白值，a值为红绿值，b值为黄蓝值。
由表1测试结果可知，在紫外光催化20min之后，实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5和对比例1的涂层表面颜色的L值增大，a值减小，b值增大，表明实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5和对比例1的涂层均在紫外光辐射下具有自清洁能力。
由表2测试结果可知，在可见光催化20min之后，实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5和对比例1的涂层表面颜色的L值增大，a值减小，b值增大，表明实施例1、实施例2、实施例3、实施例4和实施例5的涂层在可见光辐射下具有自清洁能力，而对比例1的涂层在可见光照射下涂层表面颜色基本没有变化，表明对比例1的涂层在可见光辐射下没有自清洁能力。
以上实验结果充分说明实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5和对比例1的自清洁涂料不仅可以利用紫外光进行表面自清洁，同时可以利用可见光进行表面自清洁，大大提高了对太阳光的利用效率。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种自清洁涂料的制备方法，特征在于，包括以下步骤：
将钛源加入至醋酸溶液中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第一混合液；
将钨酸钠和表面活性剂加入至所述第一混合液中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第二混合液；
将硝酸铋和柠檬酸加入至乙二醇中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第三混合液；
将所述第三混合液加入至所述第二混合液中，进行搅拌操作，以使各组分混合均匀，得到第四混合液；
将丙烯酸树脂和偶联剂加入至所述第四混合液中，进行搅拌操作，以使各组分混合均匀，得到自清洁涂料。
2.根据权利要求1所述的自清洁涂料的制备方法，其特征在于，所述将钛源加入至醋酸溶液中，进行搅拌操作，以使各组分完全溶解，得到第一混合液的操作具体为：将酸酸溶解于水中，得到所述醋酸溶液；将所述钛源逐滴加入至所述醋酸溶液中，进行所述搅拌操作，再静置至各组分完全溶解，得到第一混合液。
3.根据权利要求1所述的自清洁涂料的制备方法，其特征在于，所述钛源、所述醋酸溶液、所述表面活性剂、所述钨酸钠、所述硝酸铋、所述柠檬酸及所述乙二醇的质量比为(3～15)：(105～120)：(2～5)：(0.5～3)：(1.47～8.84)：(1.75～10.50)：100。
4.根据权利要求3所述的自清洁涂料的制备方法，其特征在于，所述柠檬酸、所述硝酸铋和所述钨酸钠的摩尔比为6:2:1。
5.根据权利要求3所述的自清洁涂料的制备方法，其特征在于，所述醋酸溶液包括以下重量份数的组分：醋酸5～20份及水100份。
6.根据权利要求3所述的自清洁涂料的制备方法，其特征在于，所述第四混合液、所述丙烯酸树脂和所述偶联剂的质量比为(40～60)：(1～4)：(1～3)。
7.根据权利要求1所述的自清洁涂料的制备方法，其特征在于，所述钛源为钛酸正丁酯或钛酸四异丙酯。
8.根据权利要求1所述的自清洁涂料的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的自清洁涂料的制备方法，其特征在于，对所述钛源和所述醋酸溶液进行所述搅拌操作的时间为6h～96h；优选地，对所述钛源和所述醋酸溶液进行所述搅拌操作的时间为24h～36h。
10.根据权利要求1所述的自清洁涂料的制备方法，其特征在于，对所述第二混合液和所述第三混合液进行所述搅拌操作的时间为6h～96h；优选地，对所述第二混合液和所述第三混合液进行所述搅拌操作的时间为24h～48h。
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