[发明专利]一种具有自洁功能的有机-无机复合涂层材料

说明书

本发明公开了一种具有自洁功能的有机‑无机复合涂层材料，采用以下步骤制备而成：使纳米二氧化钛溶胶与二氧化硅溶胶及Bola型硅烷偶联剂反应，再添加颜料和助剂，从而制得具有自洁功能的有机‑无机复合涂层材料；其中，二氧化硅溶胶与Bola型硅烷偶联剂的质量比为0.2～0.5:1，纳米二氧化钛溶胶的用量是二氧化硅溶胶和Bola型硅烷偶联剂两者总质量的3～10％。本发明所形成涂层不仅韧性强、不易开裂脱落，而且具有良好的自洁能力，能够在长期使用下保持清洁的外观。

技术领域

本发明涉及建筑涂料领域，尤其涉及一种具有自洁功能的有机-无机复合涂层材料。

背景技术

有机-无机复合涂层材料是将有机材料与无机材料通过复合手段制得的新型涂层材料，兼具无机材料涂层的优异耐候性和有机材料涂层的柔韧性，能够实现性能互补，从而提高涂层的总体性能，因此在建筑涂料、防腐涂层等领域具有广阔的应用前景。

现有技术中的有机-无机复合涂层材料主要是采用含有环氧的硅烷偶联剂与硅溶胶反应制备而成，但这种有机-无机复合涂层材料在形成涂层后，涂层硬度高、韧性差、很容易开裂脱落，而且不具有自洁功能，长期使用容易受污染。

发明内容

针对现有技术中的上述不足之处，本发明提供了一种具有自洁功能的有机-无机复合涂层材料，所形成涂层不仅韧性强、不易开裂脱落，而且具有良好的自洁能力，能够在长期使用下保持清洁的外观。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种具有自洁功能的有机-无机复合涂层材料，采用以下步骤制备而成：使纳米二氧化钛溶胶与二氧化硅溶胶及Bola型硅烷偶联剂反应，再添加颜料和助剂，从而制得具有自洁功能的有机-无机复合涂层材料；其中，二氧化硅溶胶与Bola型硅烷偶联剂的质量比为0.2～0.5:1，纳米二氧化钛溶胶的用量是二氧化硅溶胶和Bola型硅烷偶联剂两者总质量的3～10％。

优选地，所述Bola型硅烷偶联剂的分子式为：(RO)₃－Si－R’－Si－(OR)₃；式中，R为CH₃或CH₃CH₂，R’为(CH₂)_n或(CH₂)_n－(S)_1～4－(CH₂)_n或(CH₂)_n－NH－(CH₂)_n，n的取值为1～20。

优选地，所述的助剂为润湿剂或消泡剂中的至少一种。

优选地，所述使纳米二氧化钛溶胶与二氧化硅溶胶及Bola型硅烷偶联剂反应包括以下步骤：将二氧化硅溶胶与纳米二氧化钛溶胶混合均匀，从而得到混合物A；将Bola型硅烷偶联剂加入到水中，从而得到混合物B；将混合物A加热到40～80℃，并在搅拌状态下将混合物B加入到混合物A中进行反应。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例所提供的具有自洁功能的有机-无机复合涂层材料主要是由纳米二氧化钛溶胶、二氧化硅溶胶、Bola型硅烷偶联剂三元复合而成；由于Bola型硅烷偶联剂的链两端的离子基团水解后可以与二氧化硅溶胶和二氧化钛表面的羟基发生缩合反应，因此通过使用不同链段长度的Bola型硅烷偶联剂可以获得一系列的具有不同柔性和硬度的复合涂料，这能够使所形成涂层韧性增强，有效避免涂层开裂脱落；此外，Bola型硅烷偶联剂的水解产物能够使二氧化硅溶胶与纳米二氧化钛通过化学键相交联，而纳米二氧化钛具有良好的光催化性能，因此本发明实施例所形成涂层具有良好的光催化自洁能力，能够在长期使用下保持清洁的外观。

具体实施方式