[发明专利]涂料组合物及其制备方法、自清洁纳米涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种涂料组合物，其通过将无机两性氧化物纳米颗粒溶胶与异氰酸酯官能化有机硅氧烷改性的亲水性表面活性剂混合制备而成；其中在所述无机两性氧化物纳米颗粒溶胶中，所述无机两性氧化物纳米颗粒的平均粒径为5-150nm，其中5-50nm的无机两性氧化物纳米颗粒的数目占30％-70％，50-100nm的无机两性氧化物纳米颗粒的数目占20％-50％，100-150nm的无机两性氧化物纳米颗粒的数目占10％-20％；并且，基于所述涂料组合物的总重量，将80％(w/w)至99.9％(w/w)的所述无机两性氧化物纳米颗粒溶胶与0.1％(w/w)至20％(w/w)的所述异氰酸酯官能化有机硅氧烷改性的亲水性表面活性剂混合。

2.根据权利要求1所述的涂料组合物，其中所述无机两性氧化物选自TiO₂、SiO₂、SnO₂、ZnO、Fe₂O₃和Fe₃O₄。

3.根据权利要求1所述的涂料组合物，其中所述异氰酸酯官能化有机硅氧烷改性的亲水性表面活性剂是通过异氰酸酯官能化有机硅氧烷的异氰酸酯基团与亲水性表面活性剂的异氰酸酯基反应性基团反应形成-NH-C＝O-O-键而得到的，其中所述异氰酸酯基反应性基团选自羟基、氨基和羧基。

4.根据权利要求3所述的涂料组合物，其中所述异氰酸酯官能化有机硅氧烷的通式如下式I所示：

(RO-)₃Si(-CH₂)_n-NCO (I)，

其中，R代表烷基；n为1-3的整数。

5.根据权利要求3所述的涂料组合物，其中所述异氰酸酯官能化有机硅氧烷选自异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷和异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷。

6.根据权利要求3所述的涂料组合物，其中所述亲水性表面活性剂选自聚二甲基硅氧烷共聚醇、聚乙二醇、吐温20、吐温60、吐温80、甘油、羧甲基纤维素、聚乙烯亚胺、乙二胺、三乙烯四胺和多巴胺。

7.一种制备涂料组合物的方法，包括以下步骤：

1)提供无机两性氧化物纳米颗粒溶胶，其中在所述无机两性氧化物纳米颗粒溶胶中，所述无机两性氧化物纳米颗粒的平均粒径为5-150nm，并且其中5-50nm的无机两性氧化物纳米颗粒的数目占30％-70％，50-100nm的无机两性氧化物纳米颗粒的数目占20％-50％，100-150nm的无机两性氧化物纳米颗粒的数目占10％-20％；

2)提供异氰酸酯官能化有机硅氧烷改性的亲水性表面活性剂；

3)将80％(w/w)至99.9％(w/w)的所述无机两性氧化物纳米颗粒溶胶和0.1％(w/w)至20％(w/w)的所述异氰酸酯官能化有机硅氧烷改性的亲水性表面活性剂混合；

其中，步骤1)和步骤2)不按序地进行。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述无机两性氧化物选自TiO₂、SiO₂、SnO₂、ZnO、Fe₂O₃和Fe₃O₄。

9.根据权利要求7所述的方法，其中在步骤1)中，利用无机两性氧化物纳米颗粒前驱体在催化剂和醇溶剂的存在下制备所述无机两性氧化物纳米颗粒溶胶，并且其中所述催化剂与所述无机两性氧化物纳米颗粒前驱体的摩尔比为(0.03-0.34):1。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述无机两性氧化物纳米颗粒前驱体选自钛酸丁酯、四氯化锡、缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、硅酸四乙酯、氨丙基三乙氧基硅烷和甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、无水氯化锌、六水合氯化铁、七水合硫酸铁。