[发明专利]一种防雾自洁的新型纳米材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米材料，具体涉及一种防雾自洁的新型纳米材料的制备方法。

背景技术

防雾、自洁纳米材料的制备对于我国经济的可持续性发展来说至关重要。随着防雾、自洁纳米材料需求的日益突出，市场上出现一些防雾、自洁产品。然而，大多数防雾、自洁产品不仅存在着制作工艺复杂，稳定性差等问题，而且与基材之间的粘接性差，容易脱落。因此，难以保持长久防雾、自洁的效果。基于上述防雾、自洁产品存在的问题，我们研制了一种具有防雾能力强，自洁效果持久，施工简单，成本低等优点的防雾、自洁纳米材料。

发明内容

本发明目的在于提供一种防雾自洁的新型纳米材料的制备方法，以解决上述缺陷。

本发明通过下述技术方案实现：

一种防雾自洁的新型纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将钛酸丁酯在搅拌下滴加到无水乙醇中，充分搅拌然后向其依次加入硝酸、去离子水和醋酸，继续搅拌，最终得到稳定的二氧化钛溶胶；

(2)将得到的二氧化钛溶胶进行退火处理，退火温度为510℃，保温时间9小时，然后随炉冷却，得到二氧化钛粉末，球磨30小时，粉末样品中的二氧化钛颗粒尺寸为4nm，称取二氧化钛粉末样品，将其分散到去离子水中，得到二氧化钛溶液；

(3)将正硅酸乙酯在氨水催化下水解，制备出含有粒径为25nm的二氧化硅球形纳米粒子的悬浮液，在室温搅拌下并滴加盐酸溶液，陈化30小时，变成凝胶后放入干燥箱中进行干燥，再将干燥样品进行退火处理，退火温度为510℃，保温时间9小时，然后随炉冷却，得到二氧化硅粉末，球磨20小时，粉末样品中的二氧化硅颗粒尺寸在10nm以下；

(4)将得到二氧化钛溶液加入溶剂中，充分搅拌，再加入二氧化硅，在695℃温度下搅拌混合，得到溶液体系；

(5)在695℃温度下，在溶液体系中加入碱性催化剂，使溶液体系pH值为11；

(6)在步骤(5)中再加入氟烷基硅烷、钛酸酯偶联、乙二醇、聚乙二醇，在50-55℃温度下继续搅拌反应5h；

(7)在步骤(6)加入中和试剂，使溶液pH值为6.5，过滤反应产物。

所述步骤(4)和步骤(5)中温度为70℃。所述中和试剂为氯化铵和乙酸。所述溶剂包括异丙醇或正丁醇或乙二醇乙醚中的一种。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明纳米二氧化钛与纳米二氧化硅复合，该复合纳米材料不仅保持了原有二氧化钛的光催化和超亲水性能，而且提高了复合纳米材料与基材之间的粘接性，保证了基材上防雾、自洁纳米材料的牢固性和耐磨性；本发明制备工艺简单，便于操作。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

本发明一种防雾自洁的新型纳米材料的制备方法，将钛酸丁酯在搅拌下滴加到无水乙醇中，充分搅拌然后向其依次加入硝酸、去离子水和醋酸，继续搅拌，最终得到稳定的二氧化钛溶胶。将得到的二氧化钛溶胶进行退火处理，退火温度为500℃，保温时间6小时，然后随炉冷却，得到二氧化钛粉末，球磨30小时，粉末样品中的二氧化钛颗粒尺寸为4nm，称取二氧化钛粉末样品，将其分散到去离子水中，得到二氧化钛溶液；将正硅酸乙酯在氨水催化下水解，制备出含有粒径为25nm的二氧化硅球形纳米粒子的悬浮液，在室温搅拌下并滴加盐酸溶液，陈化30小时，变成凝胶后放入干燥箱中进行干燥，再将干燥样品进行退火处理，退火温度为500℃，保温时间6小时，然后随炉冷却，得到二氧化硅粉末，球磨20小时，粉末样品中的二氧化硅颗粒尺寸在10nm以下。

将得到二氧化钛溶液加入溶剂中，充分搅拌，再加入二氧化硅，在72℃温度下搅拌混合，得到溶液体系；保持所述温度并加入碱性催化剂，使溶液体系pH值为11，再加入氟烷基硅烷、钛酸酯偶联、乙二醇、聚乙二醇，在52℃温度下继续搅拌反应5h，得到透明溶液；加入中和试剂，使溶液pH值为6.5，过滤反应产物得到本发明的纳米材料。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。