[发明专利]多质离散效应纳米结构液膜及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米结构薄膜涂料，尤其涉及一种多质离散效应纳米结构液膜及其制备方法和应用。

背景技术

目前，背景技术中的纳米薄膜材料的制备方法和品种很多，如制备方法有：胶态悬浮体化学沉淀法、自组装法、表面改性法、电化学沉积法等；其制备的纳米结构功能性的薄膜也有许多种类，如纳米半导体薄膜、纳米多孔薄膜、纳米光学薄膜、纳米磁学薄膜、纳米摩擦学薄膜等。已有技术中纳米结构的薄膜的制备，一般是由粒子和衬底来实现的。从以上所述的纳米结构薄膜功能的种类上看，没有提出关于“多质散效应”的纳米结构薄膜及其制备方法。该薄膜其特点就是利用离散效应原理，将即要附着于基料(衬底)上的许多种物质迅速离开，或者分解散去，免得基材接触，从而达到离散效应的作用。

背景技术中尽管没有提出多质离散效应理论，但有许多分解、疏油、疏水方面的材料，即单疏、双疏的概念。其产品实质是对水或油污的疏离作用，可以达到防油、防水的目的；已有技术中把只对水或油有单一疏离作用的叫单疏；对水、油同时具有疏离作用的叫双疏。这种物质我们定义为离散效应材料。

背景技术中的离散效应的材料一般由多种化学材料组成，其机理是化学反应或键合形式与基材结合，来改变基材的物化性能，如代表产品托氟龙、N(三元-丁基)丙烯酰胺、乙-十四烷基丙烯酸脂、乙烯十二酸脂以及卤类单体、N-氟苯乙烯等；另一方面解决防水、防油的方法是在基料中加入带有疏水或者疏油基团的(官能团)包覆材料，这些材料一般为超细粉体或液体，如国外报导了永久处理技术，技术涵概了许多化学基本原理和各种纳米材料，其产品性能及使用与其它产品基本相似，鉴于对背景技术分析，本发明人对现有技术中的纳米结构薄膜的种类和功能进行分析，认为背景技术中纳米结构薄膜种类和功能存在如下不足：

一、已有的纳米结构薄膜没有多质离散效应的功能，种类大多数是光学薄膜、磁学、半导体或导电膜及摩擦薄膜。本发明提供新的种类补充。

二、已有技术中的“离散效应”材料只是单一的防水、防油、抗菌、抗电磁等功能，一般不具有对多种物质的分解离散功能，本发明提供新功能的补充。

三、已有技术中的化学组分基本以有机物或包覆材料为主，产品性能不够稳定，耐久性差，甚至有些污染成分，达不到环保要求。

四、已有技术中使用的单疏材料也有部分粉体材料，但是由于粒料较大一般在1000nm以上，这种材料不易在液相或胶体中分散，使得它们被加入到介质材料中，效果不明显。而且影响制品的光泽，同时功能粉体上的基团多是以物理方式吸附在粉体表面，基团与粉体结合不牢固，这些基团随着时间延长和温度的提高而受到破坏，从而影响材料和制品的功能。

五、现有技术中的类似材料大都采用纳米材料、二氧化钛、氧化锌、氧化硅、三氧化二铝、碳酸钙等，这些材料虽然应用广泛，但制备方法多，工艺参数控制多变，导致材料的性质不够稳定，在生产中难以保证所制备薄膜材料的性能指标。

发明内容

根据前述背景技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种保持基材及其制品稳定性能并且可达到疏水、疏油、防尘、抗菌、抗老化功能的多质离散效应纳米结构液膜。

本发明的另外一个目的是提供上述的多质离散效应纳米结构液膜的制备方法以及该涂料的应用。

本发明中的“多质离散效应”理论是指该纳米薄膜从功能上可以对三种以上物质包括水、油、有机杂质、无机尘埃、细菌及光、电、磁等多种物质进行催化、分解、离异、分散的作用，从本发明定义角度出发，背景技术中的单疏、双疏材料均属于“单质离散型材料”。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案。

多质离散效应纳米结构液膜，由纳米复合粉体均匀分布在成膜活性分散物质中构成：纳米复合粉体占涂料总重量的0.1-2％，纳米复合粉体由粒度均小于100nm纳米粉体材料经氟碳表面活性剂改性后混合制得，纳米粉体材料至少包括以下2种粉体材料：纳米抗菌材料、纳米催化材料、纳米分解材料、纳米界面材料和纳米表面耗能材料；成膜活性分散物质包括成膜物质和水分散介质，成膜物质占涂料总重量的2-10％；余量为水分散介质。

作为优选，上述的成膜活性分散物质还包括功能助剂，功能助剂占涂料总重量的0.05-0.1％。作为再优选，功能助剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。脂肪醇聚氧乙烯醚可以用于体系平衡及性能稳定。

作为优选，纳米粉体材料包括：纳米抗菌材料、纳米催化材料、纳米分解材料、纳米界面材料和纳米表面耗能材料，各组分按重量百分比如下：

纳米抗菌材料    20-30％；

纳米催化材料    15-25％；