CN111087883A - 一种纳米自清洁水性玻璃涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种纳米自清洁水性玻璃涂料及其制备方法,涉及玻璃涂料,以重量份数计包括:含氟丙烯酸酯乳液80‑100份、聚氨酯乳液30‑50份、液体丁腈橡胶10‑20份、纳米TiO2掺杂包覆石墨烯40‑60份、聚酰胺蜡10‑15份、钠基膨润土2‑6份、交联醇胺纤维素1‑3份、羟乙基纤维素0.5‑1.5份、醇酯‑12 1‑2份、盐酸胍0.1‑1份、聚酰亚胺纤维20‑40份、润湿分散剂0.1‑1份、消泡剂0.1‑1份、乙二醇10‑20份、醋酸丁酯20‑30份、水60‑80份,本发明纳米自清洁水性玻璃涂料各项性能指标符合国家标准,而且涂膜表面与水有较大的接触角,具有超疏水性能,宏观表现为不沾污、低摩擦、斥水、斥油和自清洁等特殊表面性能。

Description

一种纳米自清洁水性玻璃涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及玻璃涂料领域,具体涉及一种纳米自清洁水性玻璃涂料及其制备方法。
背景技术
目前随着建筑物对玻璃的广泛使用,玻璃的清洁成为一个值得考虑的问题,因为随着环境污染的不断加剧,越来越严重的雾霾、油性烟雾、尾气废气等给建筑物外墙玻璃带来严重的侵蚀,影响其美观性、透光性及耐久性。
自清洁涂料能够借助雨水等自然条件冲刷保持户外物件表面干净,不仅能够降低维护费用,减少劳动力的需求,同时能减少清洁剂的使用,降低清洁剂污染,可广泛应用于高层建筑、幕墙、桥梁及汽车、风力发电等多个领域,将具有广泛的应用前景。
纳米粒子由于其特殊的性能广泛应用于涂料中,不仅可以增强涂层的稳定性和机械性能,而且能够制备出具有高接触角的疏水自清洁表面,石墨烯作为纳米级别的微粒,可以填补涂料本身的空隙或者空洞,隔离水和氧气,其表面效应使得石墨烯与水的接触角很大,对水的浸润性很差,水分子很难被石墨烯吸收,使得石墨烯可以有效隔绝水和玻璃的接触,使其自然滑落,但是石墨烯的共轭结构导致其与水、有机溶剂以及聚合物的相容性较差,很容易发生沉降,造成制成的涂料的保存时间不长。
中国专利CN107841206A公开了一种防雾自洁净弱化紫外线玻璃涂料及其制备方法,涂料包括以下组分及重量份含量:乳化剂0.1-1.5份、聚乙烯醇0.1-1.5份、阴离子表面活性剂0.2-1.3份、光催化剂0.1-1.3份、偏硅酸钠0.1-1份、异丙醇1-15份、甘油3-8份、香精0.05-0.3份、乙醇30-50份以及水20-70份,乳化剂为辛烷基苯酚聚氧乙烯醚或辛基苯基聚氧乙烯醚;制备时,将各组分混合后,搅拌均匀即可。与现有技术相比,该发明涂料具有持久的防雾性能,较强的光催化活性,同时具有良好的自清洁能力和杀菌能力,能够弱化紫外线,且易于制备,光催化剂为g-C3N4/BiOIO3虽然具有极好的弱化紫外线的能力,但是其自洁能力还是比不上纳米二氧化钛。
中国专利CN102876197A公开了一种具有隔热自清洁功能的玻璃涂料,主要由成膜树脂、纳米掺锑二氧化锡(ATO)粉体、纳米TiO2粉体、分散剂、成膜助剂等组分组成。该发明的涂料应用于玻璃后,可赋予玻璃隔热和自清洁双重功效。既能起到节能的作用,又可减少人工擦拭。而且涂料的制备简单易行,成本低廉,适合工业化的生产。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明提供了一种纳米自清洁水性玻璃涂料及其制备方法。
(二)技术方案
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:
一种纳米自清洁水性玻璃涂料,以重量份数计包括:
含氟丙烯酸酯乳液80-100份、聚氨酯乳液30-50份、液体丁腈橡胶10-20份、纳米TiO2掺杂包覆石墨烯40-60份、聚酰胺蜡10-15份、钠基膨润土2-6份、交联醇胺纤维素1-3份、羟乙基纤维素0.5-1.5份、醇酯-12 1-2份、盐酸胍0.1-1份、聚酰亚胺纤维20-40份、润湿分散剂0.1-1份、消泡剂0.1-1份、乙二醇10-20份、醋酸丁酯20-30份、水60-80份。
进一步地,以重量份数计包括:
含氟丙烯酸酯乳液85份、聚氨酯乳液40份、液体丁腈橡胶20份、纳米TiO2掺杂包覆石墨烯45份、聚酰胺蜡12份、钠基膨润土5份、交联醇胺纤维素1份、羟乙基纤维素1.2份、醇酯-12 2份、盐酸胍0.5份、聚酰亚胺纤维28份、润湿分散剂1份、消泡剂0.2份、乙二醇12份、醋酸丁酯30份、水60份。
进一步地,以重量份数计包括:
含氟丙烯酸酯乳液90份、聚氨酯乳液50份、液体丁腈橡胶20份、纳米TiO2掺杂包覆石墨烯45份、聚酰胺蜡10份、钠基膨润土4份、交联醇胺纤维素2份、羟乙基纤维素1份、醇酯-12 1份、盐酸胍0.2份、聚酰亚胺纤维25份、润湿分散剂0.5份、消泡剂1份、乙二醇16份、醋酸丁酯25份、水70份。
进一步地,所述含氟丙烯酸酯乳液的制备方法如下:
将阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂加入到水中搅拌混合均匀制成乳液,将乳液升温至70-80℃,滴加1/3的过硫酸钠溶液和一半的混合单体A,滴毕后保温反应30-50min,再将1/3的过硫酸钠溶液和剩余的混合单体A加入,继续保温反应30-50min,此时滴加混合单体B和剩余的1/3的过硫酸钠溶液,滴毕后升温至85-90℃反应2-4h,自然冷却至40-45℃用氨水调节体系pH至中性即可。
进一步地,所述阴离子表面活性剂为仲烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸中的任意一种。
进一步地,所述非离子表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、失水山梨醇酯中的任意一种。
进一步地,所述混合单体A是由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯按质量比6:5组成。
进一步地,所述混合单体B由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸十八醇酯、KH-550按质量比3:1:4:1:0.1-0.5组成。
进一步地,所述纳米TiO2掺杂包覆石墨烯的制备方法如下:
将四氯化钛加入到无水乙醇中搅拌溶清制成均一溶液A,将盐酸、冰醋酸加入到无水乙醇中搅拌制成均一溶液B,剧烈搅拌下将石墨烯加入到溶液B中,超声震荡分散均匀后冰浴下将溶液A缓慢滴加到溶液B中,滴毕后撤去冰浴,搅拌反应4-6h后滴加氨水至体系中,得到凝胶,将凝胶加入到去离子水中静置陈化5-10h,滤去上清液,将凝胶真空冷冻干燥后再转移到马弗炉中400-600℃煅烧3-5h筛选即可。
上述纳米自清洁水性玻璃涂料的制备方法如下:
(1)将含氟丙烯酸酯乳液、聚氨酯乳液、液体丁腈橡胶、醋酸丁酯加入到反应釜中,以600-800r/min的速度搅拌20-30min;
(2)将纳米TiO2掺杂包覆石墨烯、聚酰胺蜡、钠基膨润土加入到水中,超声震荡分散10-15min后滴加到反应釜中,滴毕后,调整反应釜转速至1000-1200r/min继续搅拌20-30min;
(3)最后依次将交联醇胺纤维素、羟乙基纤维素、醇酯-12、盐酸胍、聚酰亚胺纤维、润湿分散剂、消泡剂、乙二醇加入,调整反应釜转速至600-800r/min,搅拌分散30-50min,即可得到成品。
(三)有益效果
本发明提供了一种纳米自清洁水性玻璃涂料及其制备方法,具有以下有益效果。
本发明通过乳液聚合合成的含氟丙烯酸酯乳液具备了丙烯酸酯聚合物和氟碳聚合物二者的优点,用它作涂料成膜物时既保留了丙烯酸酯聚合物耐候、耐水、耐碱、耐化学品等优异性能,又兼具了氟碳聚合物不粘性和低摩擦性,液体丁腈橡胶作为反应型的塑化剂加入可以提高涂膜的交联程度,起到提高漆膜韧性的作用,而且液体丁腈橡胶的主链中富含双键结构,常温下呈液体,相比于一般的增韧剂更有利于与成膜物质的充分交联固化,利用纳米TiO2掺杂包覆石墨烯,可以改善石墨烯与聚合物的相容性,避免发生沉降,而且纳米TiO2分散在石墨烯表面可以更好的发挥纳米TiO2抗紫外线、抗菌、自洁净的性能,本发明纳米自清洁水性玻璃涂料各项性能指标符合国家标准,而且涂膜表面与水有较大的接触角,具有超疏水性能,宏观表现为不沾污、低摩擦、斥水、斥油和自清洁等特殊表面性能。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1:
一种纳米自清洁水性玻璃涂料,以重量份数计包括:
含氟丙烯酸酯乳液85份、聚氨酯乳液40份、液体丁腈橡胶20份、纳米TiO2掺杂包覆石墨烯45份、聚酰胺蜡12份、钠基膨润土5份、交联醇胺纤维素1份、羟乙基纤维素1.2份、醇酯-12 2份、盐酸胍0.5份、聚酰亚胺纤维28份、润湿分散剂1份、消泡剂0.2份、乙二醇12份、醋酸丁酯30份、水60份。
含氟丙烯酸酯乳液的制备方法如下:
将十二烷基苯磺酸钠和壬基酚聚氧乙烯醚加入到水中搅拌混合均匀制成乳液,将乳液升温至75℃,滴加1/3的过硫酸钠溶液和一半的由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯按质量比6:5组成混合单体A,滴毕后保温反应40min,再将1/3的过硫酸钠溶液和剩余的混合单体A加入,继续保温反应30min,此时滴加由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸十八醇酯、KH-550按质量比3:1:4:1:0.2组成的混合单体B和剩余的1/3的过硫酸钠溶液,滴毕后升温至90℃反应2h,自然冷却至40℃用氨水调节体系pH至中性即可。
纳米TiO2掺杂包覆石墨烯的制备方法如下:
将四氯化钛加入到无水乙醇中搅拌溶清制成均一溶液A,将盐酸、冰醋酸加入到无水乙醇中搅拌制成均一溶液B,剧烈搅拌下将石墨烯加入到溶液B中,超声震荡分散均匀后冰浴下将溶液A缓慢滴加到溶液B中,滴毕后撤去冰浴,搅拌反应5h后滴加氨水至体系中,得到凝胶,将凝胶加入到去离子水中静置陈化10h,滤去上清液,将凝胶真空冷冻干燥后再转移到马弗炉中500℃煅烧5h筛选即可。
上述纳米自清洁水性玻璃涂料的制备方法如下:
(1)将含氟丙烯酸酯乳液、聚氨酯乳液、液体丁腈橡胶、醋酸丁酯加入到反应釜中,以600r/min的速度搅拌25min;
(2)将纳米TiO2掺杂包覆石墨烯、聚酰胺蜡、钠基膨润土加入到水中,超声震荡分散12min后滴加到反应釜中,滴毕后,调整反应釜转速至1000r/min继续搅拌25min;
(3)最后依次将交联醇胺纤维素、羟乙基纤维素、醇酯-12、盐酸胍、聚酰亚胺纤维、润湿分散剂、消泡剂、乙二醇加入,调整反应釜转速至600r/min,搅拌分散40min,即可得到成品。
实施例2:
一种纳米自清洁水性玻璃涂料,以重量份数计包括:
含氟丙烯酸酯乳液90份、聚氨酯乳液50份、液体丁腈橡胶20份、纳米TiO2掺杂包覆石墨烯45份、聚酰胺蜡10份、钠基膨润土4份、交联醇胺纤维素2份、羟乙基纤维素1份、醇酯-12 1份、盐酸胍0.2份、聚酰亚胺纤维25份、润湿分散剂0.5份、消泡剂1份、乙二醇16份、醋酸丁酯25份、水70份。
含氟丙烯酸酯乳液的制备方法如下:
将仲烷基磺酸钠和辛基酚聚氧乙烯醚加入到水中搅拌混合均匀制成乳液,将乳液升温至80℃,滴加1/3的过硫酸钠溶液和一半的由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯按质量比6:5组成混合单体A,滴毕后保温反应40min,再将1/3的过硫酸钠溶液和剩余的混合单体A加入,继续保温反应35min,此时滴加由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸十八醇酯、KH-550按质量比3:1:4:1:0.1组成的混合单体B和剩余的1/3的过硫酸钠溶液,滴毕后升温至90℃反应2h,自然冷却至45℃用氨水调节体系pH至中性即可。
纳米TiO2掺杂包覆石墨烯的制备方法如下:
将四氯化钛加入到无水乙醇中搅拌溶清制成均一溶液A,将盐酸、冰醋酸加入到无水乙醇中搅拌制成均一溶液B,剧烈搅拌下将石墨烯加入到溶液B中,超声震荡分散均匀后冰浴下将溶液A缓慢滴加到溶液B中,滴毕后撤去冰浴,搅拌反应4h后滴加氨水至体系中,得到凝胶,将凝胶加入到去离子水中静置陈化5h,滤去上清液,将凝胶真空冷冻干燥后再转移到马弗炉中450℃煅烧4h筛选即可。
上述纳米自清洁水性玻璃涂料的制备方法如下:
(1)将含氟丙烯酸酯乳液、聚氨酯乳液、液体丁腈橡胶、醋酸丁酯加入到反应釜中,以600r/min的速度搅拌25min;
(2)将纳米TiO2掺杂包覆石墨烯、聚酰胺蜡、钠基膨润土加入到水中,超声震荡分散15min后滴加到反应釜中,滴毕后,调整反应釜转速至1000r/min继续搅拌25min;
(3)最后依次将交联醇胺纤维素、羟乙基纤维素、醇酯-12、盐酸胍、聚酰亚胺纤维、润湿分散剂、消泡剂、乙二醇加入,调整反应釜转速至600r/min,搅拌分散35min,即可得到成品。
实施例3:
一种纳米自清洁水性玻璃涂料,以重量份数计包括:
含氟丙烯酸酯乳液100份、聚氨酯乳液35份、液体丁腈橡胶12份、纳米TiO2掺杂包覆石墨烯50份、聚酰胺蜡12份、钠基膨润土4份、交联醇胺纤维素1份、羟乙基纤维素1份、醇酯-12 1份、盐酸胍0.2份、聚酰亚胺纤维20份、润湿分散剂1份、消泡剂0.1份、乙二醇10份、醋酸丁酯25份、水70份。
含氟丙烯酸酯乳液的制备方法如下:
将十二烷基苯磺酸和脂肪酸聚氧乙烯酯加入到水中搅拌混合均匀制成乳液,将乳液升温至80℃,滴加1/3的过硫酸钠溶液和一半的由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯按质量比6:5组成混合单体A,滴毕后保温反应30min,再将1/3的过硫酸钠溶液和剩余的混合单体A加入,继续保温反应40min,此时滴加由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸十八醇酯、KH-550按质量比3:1:4:1:0.1组成的混合单体B和剩余的1/3的过硫酸钠溶液,滴毕后升温至90℃反应4h,自然冷却至40℃用氨水调节体系pH至中性即可。
纳米TiO2掺杂包覆石墨烯的制备方法如下:
将四氯化钛加入到无水乙醇中搅拌溶清制成均一溶液A,将盐酸、冰醋酸加入到无水乙醇中搅拌制成均一溶液B,剧烈搅拌下将石墨烯加入到溶液B中,超声震荡分散均匀后冰浴下将溶液A缓慢滴加到溶液B中,滴毕后撤去冰浴,搅拌反应5h后滴加氨水至体系中,得到凝胶,将凝胶加入到去离子水中静置陈化10h,滤去上清液,将凝胶真空冷冻干燥后再转移到马弗炉中600℃煅烧5h筛选即可。
上述纳米自清洁水性玻璃涂料的制备方法如下:
(1)将含氟丙烯酸酯乳液、聚氨酯乳液、液体丁腈橡胶、醋酸丁酯加入到反应釜中,以600r/min的速度搅拌25min;
(2)将纳米TiO2掺杂包覆石墨烯、聚酰胺蜡、钠基膨润土加入到水中,超声震荡分散10min后滴加到反应釜中,滴毕后,调整反应釜转速至1000r/min继续搅拌25min;
(3)最后依次将交联醇胺纤维素、羟乙基纤维素、醇酯-12、盐酸胍、聚酰亚胺纤维、润湿分散剂、消泡剂、乙二醇加入,调整反应釜转速至800r/min,搅拌分散40min,即可得到成品。
实施例4:
一种纳米自清洁水性玻璃涂料,以重量份数计包括:
含氟丙烯酸酯乳液100份、聚氨酯乳液30份、液体丁腈橡胶10份、纳米TiO2掺杂包覆石墨烯60份、聚酰胺蜡10份、钠基膨润土5份、交联醇胺纤维素1份、羟乙基纤维素0.5份、醇酯-12 2份、盐酸胍0.2份、聚酰亚胺纤维25份、润湿分散剂1份、消泡剂0.2份、乙二醇15份、醋酸丁酯30份、水65份。
含氟丙烯酸酯乳液的制备方法如下:
将十二烷基苯磺酸钠和辛基酚聚氧乙烯醚加入到水中搅拌混合均匀制成乳液,将乳液升温至70℃,滴加1/3的过硫酸钠溶液和一半的由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯按质量比6:5组成混合单体A,滴毕后保温反应35min,再将1/3的过硫酸钠溶液和剩余的混合单体A加入,继续保温反应30min,此时滴加由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸十八醇酯、KH-550按质量比3:1:4:1:0.5组成的混合单体B和剩余的1/3的过硫酸钠溶液,滴毕后升温至90℃反应2h,自然冷却至40℃用氨水调节体系pH至中性即可。
纳米TiO2掺杂包覆石墨烯的制备方法如下:
将四氯化钛加入到无水乙醇中搅拌溶清制成均一溶液A,将盐酸、冰醋酸加入到无水乙醇中搅拌制成均一溶液B,剧烈搅拌下将石墨烯加入到溶液B中,超声震荡分散均匀后冰浴下将溶液A缓慢滴加到溶液B中,滴毕后撤去冰浴,搅拌反应5h后滴加氨水至体系中,得到凝胶,将凝胶加入到去离子水中静置陈化10h,滤去上清液,将凝胶真空冷冻干燥后再转移到马弗炉中400℃煅烧5h筛选即可。
上述纳米自清洁水性玻璃涂料的制备方法如下:
(1)将含氟丙烯酸酯乳液、聚氨酯乳液、液体丁腈橡胶、醋酸丁酯加入到反应釜中,以600r/min的速度搅拌25min;
(2)将纳米TiO2掺杂包覆石墨烯、聚酰胺蜡、钠基膨润土加入到水中,超声震荡分散10min后滴加到反应釜中,滴毕后,调整反应釜转速至1200r/min继续搅拌25min;
(3)最后依次将交联醇胺纤维素、羟乙基纤维素、醇酯-12、盐酸胍、聚酰亚胺纤维、润湿分散剂、消泡剂、乙二醇加入,调整反应釜转速至600r/min,搅拌分散50min,即可得到成品。
实施例5:
一种纳米自清洁水性玻璃涂料,以重量份数计包括:
含氟丙烯酸酯乳液80份、聚氨酯乳液30份、液体丁腈橡胶10份、纳米TiO2掺杂包覆石墨烯40份、聚酰胺蜡10份、钠基膨润土2份、交联醇胺纤维素1份、羟乙基纤维素0.5份、醇酯-12 1份、盐酸胍0.1份、聚酰亚胺纤维20份、润湿分散剂0.1份、消泡剂0.1份、乙二醇10份、醋酸丁酯20份、水60份。
含氟丙烯酸酯乳液的制备方法如下:
将仲烷基磺酸钠和壬基酚聚氧乙烯醚加入到水中搅拌混合均匀制成乳液,将乳液升温至70℃,滴加1/3的过硫酸钠溶液和一半的由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯按质量比6:5组成混合单体A,滴毕后保温反应30min,再将1/3的过硫酸钠溶液和剩余的混合单体A加入,继续保温反应30min,此时滴加由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸十八醇酯、KH-550按质量比3:1:4:1:0.1组成的混合单体B和剩余的1/3的过硫酸钠溶液,滴毕后升温至85℃反应2h,自然冷却至40℃用氨水调节体系pH至中性即可。
纳米TiO2掺杂包覆石墨烯的制备方法如下:
将四氯化钛加入到无水乙醇中搅拌溶清制成均一溶液A,将盐酸、冰醋酸加入到无水乙醇中搅拌制成均一溶液B,剧烈搅拌下将石墨烯加入到溶液B中,超声震荡分散均匀后冰浴下将溶液A缓慢滴加到溶液B中,滴毕后撤去冰浴,搅拌反应4h后滴加氨水至体系中,得到凝胶,将凝胶加入到去离子水中静置陈化5h,滤去上清液,将凝胶真空冷冻干燥后再转移到马弗炉中400℃煅烧3h筛选即可。
上述纳米自清洁水性玻璃涂料的制备方法如下:
(1)将含氟丙烯酸酯乳液、聚氨酯乳液、液体丁腈橡胶、醋酸丁酯加入到反应釜中,以600r/min的速度搅拌20min;
(2)将纳米TiO2掺杂包覆石墨烯、聚酰胺蜡、钠基膨润土加入到水中,超声震荡分散10min后滴加到反应釜中,滴毕后,调整反应釜转速至1000r/min继续搅拌20min;
(3)最后依次将交联醇胺纤维素、羟乙基纤维素、醇酯-12、盐酸胍、聚酰亚胺纤维、润湿分散剂、消泡剂、乙二醇加入,调整反应釜转速至600r/min,搅拌分散30min,即可得到成品。
实施例6:
一种纳米自清洁水性玻璃涂料,以重量份数计包括:
含氟丙烯酸酯乳液100份、聚氨酯乳液50份、液体丁腈橡胶20份、纳米TiO2掺杂包覆石墨烯60份、聚酰胺蜡15份、钠基膨润土6份、交联醇胺纤维素3份、羟乙基纤维素1.5份、醇酯-12 2份、盐酸胍1份、聚酰亚胺纤维40份、润湿分散剂1份、消泡剂1份、乙二醇20份、醋酸丁酯30份、水80份。
含氟丙烯酸酯乳液的制备方法如下:
将十二烷基苯磺酸钠和脂肪酸聚氧乙烯酯加入到水中搅拌混合均匀制成乳液,将乳液升温至80℃,滴加1/3的过硫酸钠溶液和一半的由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯按质量比6:5组成混合单体A,滴毕后保温反应50min,再将1/3的过硫酸钠溶液和剩余的混合单体A加入,继续保温反应50min,此时滴加由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸十八醇酯、KH-550按质量比3:1:4:1:0.5组成的混合单体B和剩余的1/3的过硫酸钠溶液,滴毕后升温至90℃反应4h,自然冷却至45℃用氨水调节体系pH至中性即可。
纳米TiO2掺杂包覆石墨烯的制备方法如下:
将四氯化钛加入到无水乙醇中搅拌溶清制成均一溶液A,将盐酸、冰醋酸加入到无水乙醇中搅拌制成均一溶液B,剧烈搅拌下将石墨烯加入到溶液B中,超声震荡分散均匀后冰浴下将溶液A缓慢滴加到溶液B中,滴毕后撤去冰浴,搅拌反应6h后滴加氨水至体系中,得到凝胶,将凝胶加入到去离子水中静置陈化10h,滤去上清液,将凝胶真空冷冻干燥后再转移到马弗炉中600℃煅烧5h筛选即可。
上述纳米自清洁水性玻璃涂料的制备方法如下:
(1)将含氟丙烯酸酯乳液、聚氨酯乳液、液体丁腈橡胶、醋酸丁酯加入到反应釜中,以800r/min的速度搅拌30min;
(2)将纳米TiO2掺杂包覆石墨烯、聚酰胺蜡、钠基膨润土加入到水中,超声震荡分散15min后滴加到反应釜中,滴毕后,调整反应釜转速至1200r/min继续搅拌30min;
(3)最后依次将交联醇胺纤维素、羟乙基纤维素、醇酯-12、盐酸胍、聚酰亚胺纤维、润湿分散剂、消泡剂、乙二醇加入,调整反应釜转速至800r/min,搅拌分散50min,即可得到成品。
实施例7:
一种纳米自清洁水性玻璃涂料,以重量份数计包括:
含氟丙烯酸酯乳液100份、聚氨酯乳液30份、液体丁腈橡胶15份、纳米TiO2掺杂包覆石墨烯50份、聚酰胺蜡10份、钠基膨润土5份、交联醇胺纤维素1份、羟乙基纤维素1份、醇酯-12 1份、盐酸胍0.2份、聚酰亚胺纤维40份、润湿分散剂0.5份、消泡剂1份、乙二醇15份、醋酸丁酯30份、水70份。
含氟丙烯酸酯乳液的制备方法如下:
将十二烷基苯磺酸和壬基酚聚氧乙烯醚加入到水中搅拌混合均匀制成乳液,将乳液升温至75℃,滴加1/3的过硫酸钠溶液和一半的由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯按质量比6:5组成混合单体A,滴毕后保温反应30min,再将1/3的过硫酸钠溶液和剩余的混合单体A加入,继续保温反应50min,此时滴加由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸十八醇酯、KH-550按质量比3:1:4:1:0.2组成的混合单体B和剩余的1/3的过硫酸钠溶液,滴毕后升温至90℃反应3h,自然冷却至45℃用氨水调节体系pH至中性即可。
纳米TiO2掺杂包覆石墨烯的制备方法如下:
将四氯化钛加入到无水乙醇中搅拌溶清制成均一溶液A,将盐酸、冰醋酸加入到无水乙醇中搅拌制成均一溶液B,剧烈搅拌下将石墨烯加入到溶液B中,超声震荡分散均匀后冰浴下将溶液A缓慢滴加到溶液B中,滴毕后撤去冰浴,搅拌反应5h后滴加氨水至体系中,得到凝胶,将凝胶加入到去离子水中静置陈化10h,滤去上清液,将凝胶真空冷冻干燥后再转移到马弗炉中600℃煅烧5h筛选即可。
上述纳米自清洁水性玻璃涂料的制备方法如下:
(1)将含氟丙烯酸酯乳液、聚氨酯乳液、液体丁腈橡胶、醋酸丁酯加入到反应釜中,以600r/min的速度搅拌25min;
(2)将纳米TiO2掺杂包覆石墨烯、聚酰胺蜡、钠基膨润土加入到水中,超声震荡分散10min后滴加到反应釜中,滴毕后,调整反应釜转速至1200r/min继续搅拌25min;
(3)最后依次将交联醇胺纤维素、羟乙基纤维素、醇酯-12、盐酸胍、聚酰亚胺纤维、润湿分散剂、消泡剂、乙二醇加入,调整反应釜转速至800r/min,搅拌分散40min,即可得到成品。
实施例8:
一种纳米自清洁水性玻璃涂料,以重量份数计包括:
含氟丙烯酸酯乳液90份、聚氨酯乳液35份、液体丁腈橡胶12份、纳米TiO2掺杂包覆石墨烯50份、聚酰胺蜡15份、钠基膨润土2份、交联醇胺纤维素1份、羟乙基纤维素1.5份、醇酯-12 2份、盐酸胍0.3份、聚酰亚胺纤维40份、润湿分散剂0.5份、消泡剂1份、乙二醇20份、醋酸丁酯25份、水60份。
含氟丙烯酸酯乳液的制备方法如下:
将十二烷基苯磺酸钠和壬基酚聚氧乙烯醚加入到水中搅拌混合均匀制成乳液,将乳液升温至80℃,滴加1/3的过硫酸钠溶液和一半的由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯按质量比6:5组成混合单体A,滴毕后保温反应40min,再将1/3的过硫酸钠溶液和剩余的混合单体A加入,继续保温反应30min,此时滴加由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸十八醇酯、KH-550按质量比3:1:4:1:0.1组成的混合单体B和剩余的1/3的过硫酸钠溶液,滴毕后升温至90℃反应3h,自然冷却至40℃用氨水调节体系pH至中性即可。
纳米TiO2掺杂包覆石墨烯的制备方法如下:
将四氯化钛加入到无水乙醇中搅拌溶清制成均一溶液A,将盐酸、冰醋酸加入到无水乙醇中搅拌制成均一溶液B,剧烈搅拌下将石墨烯加入到溶液B中,超声震荡分散均匀后冰浴下将溶液A缓慢滴加到溶液B中,滴毕后撤去冰浴,搅拌反应5h后滴加氨水至体系中,得到凝胶,将凝胶加入到去离子水中静置陈化10h,滤去上清液,将凝胶真空冷冻干燥后再转移到马弗炉中500℃煅烧3h筛选即可。
上述纳米自清洁水性玻璃涂料的制备方法如下:
(1)将含氟丙烯酸酯乳液、聚氨酯乳液、液体丁腈橡胶、醋酸丁酯加入到反应釜中,以600r/min的速度搅拌30min;
(2)将纳米TiO2掺杂包覆石墨烯、聚酰胺蜡、钠基膨润土加入到水中,超声震荡分散12min后滴加到反应釜中,滴毕后,调整反应釜转速至1000r/min继续搅拌30min;
(3)最后依次将交联醇胺纤维素、羟乙基纤维素、醇酯-12、盐酸胍、聚酰亚胺纤维、润湿分散剂、消泡剂、乙二醇加入,调整反应釜转速至600r/min,搅拌分散40min,即可得到成品。
下表1为本发明实施例1纳米自清洁水性玻璃涂料的一般性能指标。
表1:
Figure BDA0002328004350000141
Figure BDA0002328004350000151
下表2为本发明实施例1-3纳米自清洁水性玻璃涂料涂膜表面与水的接触角。
表2:
Figure BDA0002328004350000152
本发明纳米自清洁水性玻璃涂料各项性能指标符合国家标准,而且涂膜表面与水有较大的接触角,具有超疏水性能,宏观表现为不沾污、低摩擦、斥水、斥油和自清洁等特殊表面性能。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种纳米自清洁水性玻璃涂料,其特征在于,以重量份数计包括:
含氟丙烯酸酯乳液80-100份、聚氨酯乳液30-50份、液体丁腈橡胶10-20份、纳米TiO2掺杂包覆石墨烯40-60份、聚酰胺蜡10-15份、钠基膨润土2-6份、交联醇胺纤维素1-3份、羟乙基纤维素0.5-1.5份、醇酯-12 1-2份、盐酸胍0.1-1份、聚酰亚胺纤维20-40份、润湿分散剂0.1-1份、消泡剂0.1-1份、乙二醇10-20份、醋酸丁酯20-30份、水60-80份。
2.如权利要求1所述的纳米自清洁水性玻璃涂料,其特征在于,以重量份数计包括:
含氟丙烯酸酯乳液85份、聚氨酯乳液40份、液体丁腈橡胶20份、纳米TiO2掺杂包覆石墨烯45份、聚酰胺蜡12份、钠基膨润土5份、交联醇胺纤维素1份、羟乙基纤维素1.2份、醇酯-122份、盐酸胍0.5份、聚酰亚胺纤维28份、润湿分散剂1份、消泡剂0.2份、乙二醇12份、醋酸丁酯30份、水60份。
3.如权利要求1所述的纳米自清洁水性玻璃涂料,其特征在于,以重量份数计包括:
含氟丙烯酸酯乳液90份、聚氨酯乳液50份、液体丁腈橡胶20份、纳米TiO2掺杂包覆石墨烯45份、聚酰胺蜡10份、钠基膨润土4份、交联醇胺纤维素2份、羟乙基纤维素1份、醇酯-12 1份、盐酸胍0.2份、聚酰亚胺纤维25份、润湿分散剂0.5份、消泡剂1份、乙二醇16份、醋酸丁酯25份、水70份。
4.如权利要求1所述的纳米自清洁水性玻璃涂料,其特征在于,所述含氟丙烯酸酯乳液的制备方法如下:
将阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂加入到水中搅拌混合均匀制成乳液,将乳液升温至70-80℃,滴加1/3的过硫酸钠溶液和一半的混合单体A,滴毕后保温反应30-50min,再将1/3的过硫酸钠溶液和剩余的混合单体A加入,继续保温反应30-50min,此时滴加混合单体B和剩余的1/3的过硫酸钠溶液,滴毕后升温至85-90℃反应2-4h,自然冷却至40-45℃用氨水调节体系pH至中性即可。
5.如权利要求4所述的纳米自清洁水性玻璃涂料,其特征在于,所述阴离子表面活性剂为仲烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸中的任意一种。
6.如权利要求4所述的纳米自清洁水性玻璃涂料,其特征在于,所述非离子表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、失水山梨醇酯中的任意一种。
7.如权利要求4所述的纳米自清洁水性玻璃涂料,其特征在于,所述混合单体A是由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯按质量比6:5组成。
8.如权利要求4所述的纳米自清洁水性玻璃涂料,其特征在于,所述混合单体B由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸十八醇酯、KH-550按质量比3:1:4:1:0.1-0.5组成。
9.如权利要求4所述的纳米自清洁水性玻璃涂料,其特征在于,所述纳米TiO2掺杂包覆石墨烯的制备方法如下:
将四氯化钛加入到无水乙醇中搅拌溶清制成均一溶液A,将盐酸、冰醋酸加入到无水乙醇中搅拌制成均一溶液B,剧烈搅拌下将石墨烯加入到溶液B中,超声震荡分散均匀后冰浴下将溶液A缓慢滴加到溶液B中,滴毕后撤去冰浴,搅拌反应4-6h后滴加氨水至体系中,得到凝胶,将凝胶加入到去离子水中静置陈化5-10h,滤去上清液,将凝胶真空冷冻干燥后再转移到马弗炉中400-600℃煅烧3-5h筛选即可。
10.如权利要求1-9中任一项所述的纳米自清洁水性玻璃涂料的制备方法,其特征在于,具体如下:
(1)将含氟丙烯酸酯乳液、聚氨酯乳液、液体丁腈橡胶、醋酸丁酯加入到反应釜中,以600-800r/min的速度搅拌20-30min;
(2)将纳米TiO2掺杂包覆石墨烯、聚酰胺蜡、钠基膨润土加入到水中,超声震荡分散10-15min后滴加到反应釜中,滴毕后,调整反应釜转速至1000-1200r/min继续搅拌20-30min;
(3)最后依次将交联醇胺纤维素、羟乙基纤维素、醇酯-12、盐酸胍、聚酰亚胺纤维、润湿分散剂、消泡剂、乙二醇加入,调整反应釜转速至600-800r/min,搅拌分散30-50min,即可得到成品。
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