CN112812646A - 一种纳米复合防污涂料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纳米复合防污涂料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：步骤S1：将粉末状的二氧化硅、乙醇、水和氨水混合搅拌制备得到混合液A；步骤S2：对混合液A进行加热至第一温度，对混合液A进行搅拌并且边搅拌边滴加KH‑570，在第一温度下反应制备得到改性二氧化硅溶胶备用；步骤S3：将2‑全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯、GMA、AIBN引发剂和乙醇混合制备得到混合液B；步骤S4：将混合液B滴入到改性二氧化硅溶胶中，在第二温度下加热搅拌制备得到复合防污涂料。本发明可以制备自清洁性能强、对环境无污染、与基底附着力好的纳米复合防污涂料。

Description

一种纳米复合防污涂料的制备方法
技术领域
本发明涉及防污涂料技术领域，尤其涉及一种纳米复合防污涂料的制备方法。
背景技术
建筑外墙暴露在空气中，会遭受雾霾、工业废气、汽车尾气、酸雨等因素的侵蚀及污染，对建筑的外观、耐久性带来影响，而人工清洗费时费力，因此，希望通过在建筑物表面构建超疏水涂层，实现建筑外墙的自清洁。
纳米颗粒沉积是构建超疏水涂层的一种重要方式，在现有的技术中，纳米颗粒涂料的分散需要使用大量有机溶剂，VOC值很高，在对环境日益重视的今天，构建环境友好的建筑外墙涂料尤为重要。
发明内容
本发明提供一种纳米复合防污涂料的制备方法，其可以制备自清洁性能强、对环境无污染、与基底附着力好的纳米复合防污涂料。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种纳米复合防污涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
步骤S1：将粉末状的二氧化硅、乙醇、水和氨水混合搅拌制备得到混合液A；
步骤S2：对混合液A进行加热至第一温度，对混合液A进行搅拌并且边搅拌边滴加KH-570，在第一温度下反应制备得到改性二氧化硅溶胶备用；
步骤S3：将2-全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯、GMA、AIBN引发剂和乙醇混合制备得到混合液B；
步骤S4：将混合液B滴入到改性二氧化硅溶胶中，在第二温度下加热搅拌制备得到复合防污涂料。
作为上述技术方案的优选，所述步骤S1中的二氧化硅为15nm级的二氧化硅粉末。
作为上述技术方案的优选，所述步骤S1中的氨水为氨的质量百分比浓度为30％的氨水溶液。
作为上述技术方案的优选，所述步骤S1中，混合液A中的二氧化硅、乙醇、水和氨水的用量以重量份计为：二氧化硅15份、乙醇400份、水36份、氨水2份。
作为上述技术方案的优选，所述步骤S2中的第一温度为50℃。
作为上述技术方案的优选，所述步骤S2中采用水浴法对混合液A进行加热至第一温度。
作为上述技术方案的优选，所述步骤S2中，在第一温度下反应制备得到改性二氧化硅溶胶备用为：在50℃下搅拌反应5h后停止加热制备得到改性二氧化硅溶胶，将改性二氧化硅溶胶在室温下搅拌散热隔夜备用。
作为上述技术方案的优选，所述步骤S3中，混合液B中2-全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯、GMA、AIBN引发剂和乙醇的用量以重量份计为：2-全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯0～9份、GMA0～9份、AIBN引发剂0.2份、乙醇100份。
作为上述技术方案的优选，所述步骤S4中的第二温度为85℃。
作为上述技术方案的优选，所述步骤S4中在第二温度下加热搅拌的时间为5h。
本发明提供的一种纳米复合防污涂料的制备方法，该方法通过对涂料中的纳米颗粒进行表面修饰，提升其附着力，制备的防污涂料在使用的时候可以在建筑墙面构建超疏水涂层，使得能在使用较少且毒性较低的有机溶剂的情况下，实现纳米颗粒在涂料中的均匀分散，该方法制备的防污涂料具有自清洁性能强、对环境无污染、与基底附着好的特点。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
图1示出了防污涂料的制备流程图；
图2示出了防污涂料的红外谱图；
图3示出了防污涂料的静态水接触角；
图4示出了防污涂料在玻璃和环氧上的实物图；
图5示出了防污涂料的扫描电镜图。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做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：
本实施例的一种纳米复合防污涂料的制备方法包括以下步骤：
步骤S1：称取15g二氧化硅、400g乙醇、36g水和2g氨水混合搅拌制备得到混合液A；
步骤S2：对混合液A进行加热至50℃，对混合液A进行搅拌并且边搅拌边滴加KH-570，50℃下搅拌反应5h后制备得到改性二氧化硅溶胶，停止加热，室温下搅拌过夜备用；
步骤S3：称取3g的2-全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯、6g的GMA、0.2g的AIBN引发剂和100g的乙醇混合制备得到混合液B；
步骤S4：将混合液B滴入到改性二氧化硅溶胶中，在85℃下加热搅拌5h制备得到复合防污涂料。
按实施例制备方法所得的防污涂料性能如表1所示：
表1超疏水自清洁涂料性能
Figure BDA0002878710310000041
由表1可知，实施例所述制备方法所得的防污涂料具有很好的超疏水性能，其接触角和滚动角分别为157.0°和1.6°，其涂料表面沾染的灰尘能通过水珠很快被冲掉。此外，该防污涂料干燥时间短，与基底附着力好，并具有很低的吸水率。
参见图1所示，防污涂料的制备流程图：先用KH-570改性15nm SiO2，引入双键，再加入FMA和GMA发生共聚反应，制得超疏水涂料，并应用在环氧基底上。
参见图2所示，防污涂料的红外谱图：(a)GMA 0.0g，(b)GMA0.6g。对比红外光谱可以注意到，在1204cm-1处有明显的吸收峰，此峰为酯基吸收峰，表明KH-570、FMA、GMA单体成功参与聚合反应，与纳米SiO2进行复合。添加GMA后906cm-1处有微弱小峰，为环氧吸收峰。环氧基团的引入，可以与环氧基底中的固化剂进行反应，增强防污涂料与基底的附着力。
参见图3所示，防污涂料的静态水接触角为157°。
参见图4所示，防污涂料在玻璃和环氧上的实物图：从实物图中可以看出，实施例所得防污涂料在基底上具有很好的成膜性，并非单纯的有机物改性纳米粒子。
参见图5所示，防污涂料的扫描电镜图：从图中可以看出，防污涂料整体相对比较平整，微观上存在很多微小颗粒构成微观粗糙沟壑结构。这种微观粗糙沟壑结构中能存储大量的空气，能有效的减少水滴与基底的接触面积，使涂层具有很大的接触角和滚动角，从而提高涂料的自清洁防污性能。
由此可见，本实施例制备所得的涂料具有优异的疏水性能，能够通过防污吸附使得表面自清洁，并具有干燥时间短，与基底附着力好等优点。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种纳米复合防污涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
步骤S1：将粉末状的二氧化硅、乙醇、水和氨水混合搅拌制备得到混合液A；
步骤S2：对混合液A进行加热至第一温度，对混合液A进行搅拌并且边搅拌边滴加KH-570，在第一温度下反应制备得到改性二氧化硅溶胶备用；
步骤S3：将2-全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯(FMA)、GMA、AIBN引发剂和乙醇混合制备得到混合液B；
步骤S4：将混合液B滴入到改性二氧化硅溶胶中，在第二温度下加热搅拌制备得到复合防污涂料。
2.根据权利要求1所述的纳米复合防污涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的二氧化硅为15nm级的二氧化硅粉末。
3.根据权利要求1所述的纳米复合防污涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的氨水为氨的质量百分比浓度为30％的氨水溶液。
4.根据权利要求1所述的纳米复合防污涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，混合液A中的二氧化硅、乙醇、水和氨水的用量以重量份计为：二氧化硅15份、乙醇400份、水36份、氨水2份。
5.根据权利要求1所述的纳米复合防污涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的第一温度为50℃。
6.根据权利要求1所述的纳米复合防污涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中采用水浴法对混合液A进行加热至第一温度。
7.根据权利要求1所述的纳米复合防污涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，在第一温度下反应制备得到改性二氧化硅溶胶备用为：在50℃下搅拌反应5h后停止加热制备得到改性二氧化硅溶胶，将改性二氧化硅溶胶在室温下搅拌散热隔夜备用。
8.根据权利要求1所述的纳米复合防污涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，混合液B中2-全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯、GMA、AIBN引发剂和乙醇的用量以重量份计为：2-全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯0～9份、GMA0～9份、AIBN引发剂0.2份、乙醇100份。
9.根据权利要求1所述的纳米复合防污涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中的第二温度为85℃。
10.根据权利要求1所述的纳米复合防污涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中在第二温度下加热搅拌的时间为5h。
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