[发明专利]一种超亲水自洁涂层溶胶及其制备和使用方法

说明书

本发明公开了一种采用二氧化钛和无机聚硅氮烷复合而成的超亲水自洁涂层溶胶及其制备方法和应用。本发明将纳米二氧化钛和无机聚硅氮烷复合制备出可自固化强粘结的超亲水自洁涂层溶胶，所制备涂层具有光催化活性和稳定的超亲水性；本发明制备工艺简单、成本低廉、绿色环保、操作条件易控，有效解决了目前已有涂层光催化活性较差、以及制备工艺复杂的问题，有利于促进超亲水技术的应用和发展。

技术领域

本发明涉及一种超亲水自洁涂层溶胶，具体地说，是涉及一种采用二氧化钛和无机聚硅氮烷复合而成的超亲水自洁涂层溶胶及其制备方法和应用。

背景技术

近些年，通过控制固体表面的润湿性而产生的超润湿表面受到了业界的关注，其中超亲水表面(表面水的接触角小于10°)由于其在自清洁、防雾、油水分离、淡水收集、空调用换热器等领域拥有巨大的潜在应用价值成为了研究热点。为了获取超亲水表面，也就需要在材料表面涂覆一层具有超亲水性能的涂层。因此，研发具有超亲水性能的涂层材料具有重要应用价值和经济效益。

二氧化钛因为具有强大的氧化能力，高化学稳定度，及无毒的特性，最常被使用来做为光触媒的物质。光触媒可用于处理空气中低浓度的有害化学物质，本身不会释出有害物质，因此是极佳的环境净化用触媒。二氧化钛光催化活性高，具有消臭、杀菌、抗菌、防污和除去有害物质等功能。除此之外，二氧化钛薄膜材料具有较好的超亲水性，可将水滴形成水膜均匀的铺展在其表面上。目前制备二氧化钛基涂层，一般采用化学气相沉积法、磁控溅射法、溶胶凝胶法等。化学气相沉积法和磁控溅射法所制备的二氧化钛涂层通常非晶态含量高，光催化活性较低，且制备方法复杂，设备要求要；溶胶-凝胶法制备的二氧化钛涂层，需要高温烘烤，来提高粘结性和光催化活性。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的缺点，提供一种具有可自固化强粘结的超亲水自洁涂层溶胶；

本发明进一步要解决的技术问题在于，提供一种具有可自固化强粘结的超亲水自洁涂层溶胶的制备方法；

本发明提供的超亲水自洁涂层溶胶经过成膜之后，具有光催化活性，且可保持超亲水性。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种具有可自固化强粘结的超亲水自洁涂层溶胶，包含纳米二氧化钛、无机聚硅氮烷、溶剂、催化剂；

所述的溶剂为乙醇、甲醇、异丙醇、正丁醇、甲苯、正丁醚、二甲苯、二氯甲烷、水的至少一种；

所述催化剂为4,4'-三亚甲基双(1-甲基哌啶)、1-甲基哌啶、二甲胺的至少一种；

所述纳米二氧化钛为锐钛矿型纳米二氧化钛；

所述纳米二氧化钛的平均粒径为0.1~50nm；

所述无机聚硅氮烷为全氢化聚硅氮烷，其结构式为：

，其中n为1~3000。

用在本发明中，含有上述通式所表示的重复单元和在溶剂中可溶的无机聚硅氮烷，可以是通过现有技术中已知的方法制得的任一种聚硅氮烷。作为制备含有上述通式所表示的在溶剂中可溶的无机聚硅氮烷的方法，可以使用包括现有技术中已知方法的任何一种。本发明中，无机聚硅氮烷优选使用数均分子量为400~50000的全氢化聚硅氮烷。

所述纳米二氧化钛和无机聚硅氮烷的质量比为10:（0.1~5）；

所述无机聚硅氮烷和催化剂的质量比为10:（0.001~1）；

所述超亲水自洁涂层溶胶的固含量为1~70%；

一种超亲水自洁涂层溶胶的制备方法，包括以下步骤：

（1）纳米二氧化钛溶液的制备