建筑物表面納米防護(hù)液及其制備方法
【專利摘要】建筑物表面納米防護(hù)液及其制備方法，包括氟硅烷1%-5%、納米二氧化硅0.5%-3%、納米氧化鋅0.5%-3%、納米二氧化鈦0.5%-3%、有機(jī)酸0.1%-1%、分散劑0.3%-1%、有機(jī)溶劑85%-99%，制備方法包含三個(gè)步驟，第一步用氟硅烷對(duì)納米二氧化硅和納米氧化鋅進(jìn)行表面改性處理；第二步將改性后的組分材料經(jīng)過(guò)分散得到半透明納米分散液；第三步將第二步中得到的分散液與氟硅烷、有機(jī)酸、有機(jī)溶劑按配比混合并攪拌均勻而成。本發(fā)明具有防塵、防污、防紫外線、抗菌防霉等功能，能在長(zhǎng)期不用人工清理的情況下，使建筑物表面保持清潔、不褪色、不發(fā)黃、不長(zhǎng)霉，節(jié)省了大量維護(hù)費(fèi)用，延長(zhǎng)了建筑物的使用壽命。
【專利說(shuō)明】建筑物表面納米防護(hù)液及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑物表面納米防護(hù)液及其制備方法，尤其是能防污自潔、抗菌防霉及防止紫外線引起老化的防護(hù)液。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，城市里高樓林立，新農(nóng)村的住房建設(shè)也是如雨后春筍。但是不管是城市還是農(nóng)村，建筑物的外墻在經(jīng)過(guò)一定時(shí)間以后，都會(huì)變臟、表層老化脫落、發(fā)霉長(zhǎng)菌，非常影響美觀。
[0003]如果要對(duì)這些外墻進(jìn)行清理和翻新，則需要花費(fèi)大量資金。如果在這些建筑物的表面進(jìn)行處理，噴上一種防護(hù)液在表面能形成一道防護(hù)層，能有效地起到防污自潔、抗菌防霉、防止紫外線引起老化的作用，那么對(duì)這將對(duì)我們的建筑表面的養(yǎng)護(hù)、美觀、延長(zhǎng)使用壽命起到很大的幫助作用。
[0004]自然界的荷葉表面具有很好的憎水性，且出污泥而不染，通過(guò)研究荷葉表面的結(jié)構(gòu)得知，疏水自潔表面必須具備兩個(gè)條件:表面必須具有類(lèi)似蠟質(zhì)晶體的較低的表面能；同時(shí)表面是粗糙的，而且粗糙度必須是納米水平或接近納米水平。
[0005]要實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)目標(biāo)，首先引入一定尺度的納米材料，通過(guò)超分散技術(shù)使其能夠最大限度地保持單個(gè)粒子的非團(tuán)聚狀態(tài)，其次引入低表面能類(lèi)物質(zhì)，由于分子間范德華力和庫(kù)侖力的作用，低表面能類(lèi)物質(zhì)分子在納米顆粒表面上能夠鋪展形成高度有序排列的單分子膜。分子中具有低自由能的基團(tuán)由于分子的熱運(yùn)動(dòng)，向表面遷移富集并定向有序排列，形成一個(gè)由低自由能基團(tuán)構(gòu)成的表面。涂層最外層就是包裹在納米顆粒表面的緊密有序排列的低表面能物質(zhì)分子，這種固體表面上形成的超薄有序且有特定粗糙度的體系保證了固體表面具有最低的表面自由能。
.[0006]許多荷葉效果乳膠漆因此應(yīng)運(yùn)而生，但是很多建筑物的表面不是采用乳膠漆來(lái)作為裝飾，而且有可能是多種材料混合使用，例如大理石、玻璃、瓷磚等，所以需要一種不改變?cè)薪ㄖ牧系耐庥^，同時(shí)使之具有防水防油效果的防護(hù)液。很多墻體經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的風(fēng)吹日曬雨淋后，其表面的裝飾材料會(huì)發(fā)霉、剝落等，非常影響美觀，這就需要在其表面進(jìn)行防霉以及抗老化的處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供一種用于建筑物表面且不影響建筑物表面材料外觀的納米防護(hù)液及其制備方法，該防護(hù)液能用于各種材質(zhì)的建筑物表面，易于廣泛的推廣使用；并且使用本發(fā)明所述的納米防護(hù)液對(duì)建筑表面進(jìn)行處理后，能使其表面產(chǎn)生疏水、疏油、防塵、抗菌、防老化的作用，能使建筑物持久亮麗如新。
[0008]本發(fā)明的組分及質(zhì)量含量百分比為:氟硅烷1%_5%、納米二氧化硅0.5%_3%、納米氧化鋅0.5%-3%、納米二氧化鈦0.5%-3%、有機(jī)酸0.1%_1%、分散劑0.3%_1%、有機(jī)溶劑85%-99%，其中納米二氧化硅和納米氧化鋅是經(jīng)氟硅烷表面改性處理的納米粉體，所述的氟硅烷是氟代烷基三乙氧基硅烷，分子式為CnFmH2n_m+1Si (OC2H5) 3，其中n=4?10，m=9?17，所述的納米二氧化硅、納米氧化鋅、納米二氧化鈦的粒徑范圍在10-50nm之間，所述的納米二氧化鈦為銳鈦型。
[0009]所述的建筑物表面納米防護(hù)液及其制備方法，其特征是，所述的有機(jī)酸是醋酸或乙二酸其中一種或兩種的混合物。
[0010]所述的分散劑為所述的分散劑為脂肪酸類(lèi)、脂肪族酰胺類(lèi)和酯類(lèi)其中一種或多種的組合物。
[0011]所述的有機(jī)溶劑是指乙醇、異丙醇、丁醇、丙酮、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的一種或者多種的組合物。
[0012]所述的建筑物表面納米防護(hù)液及其制備方法，其制備方法包含以下三個(gè)步驟: 第一步:用氟硅烷對(duì)納米二氧化硅和納米氧化鋅進(jìn)行表面改性處理；所述的表面改性
處理是指:將異丙醇與水混合均勻，然后滴加氟硅烷，攪拌一定時(shí)間，混合均勻；加入納米二氧化硅及納米氧化鋅，再攪拌一定時(shí)間，放入烘箱中烘干，再經(jīng)空氣磨進(jìn)行粉碎，得到經(jīng)氟硅烷表面改性的納米二氧化硅粉體和納米氧化鋅粉體。
[0013]第二步:將改性納米二氧化硅粉體、改性納米氧化鋅粉體以及納米二氧化鈦粉體中的一種或多種組合物，加入到有機(jī)溶劑中，加入分散劑，經(jīng)過(guò)高速分散、超聲分散或臥式砂磨機(jī)分散，得到粒徑在50nm以下的半透明納米分散液。
[0014]第三步:將第二步中得到的半透明納米分散液折算成粉體的質(zhì)量份數(shù)，與氟硅烷、有機(jī)酸、有機(jī)溶劑按照本發(fā)明所述的質(zhì)量百分比混合到一起，攪拌均勻即得到本發(fā)明所述的建筑物表面納米防護(hù)液，在施工前將表面處理干凈并保持干燥，用軟毛刷涂刷在建筑物表面，或者用噴槍噴涂 在建筑物表面即可。
[0015]本發(fā)明采用氟硅烷對(duì)納米二氧化硅粉體和納米氧化鋅粉體進(jìn)行表面改性，使其表面自由能大幅度降低，達(dá)到疏水、疏油的效果，同時(shí)納米二氧化硅粉體、納米氧化鋅粉體、納米二氧化鈦粉體的細(xì)小納米粒子在建筑物表面形成了許多突起結(jié)構(gòu)，能使灰塵隨著雨水滾落而將其帶走。納米氧化鋅粉體和納米二氧化鈦粉體在波長(zhǎng)小于350nm時(shí),兩者遮蔽效率相近，但是在350?400nm時(shí)，納米氧化鋅粉體的遮蔽效率明顯高于二氧化鈦，將兩者進(jìn)行復(fù)配使用，能有效地阻止紫外線。銳鈦型納米二氧化鈦粉體在光線的作用下，產(chǎn)生強(qiáng)烈催化降解功能；能有效地降解空氣中有毒有害氣體；能有效殺滅多種細(xì)菌，并能將細(xì)菌或真菌釋放出的毒素分解及無(wú)害化處理；同時(shí)還具備除臭、抗污等功能。
[0016]本發(fā)明有如下優(yōu)點(diǎn):
I)本發(fā)明所述的建筑物表面納米防護(hù)液，是一種建筑物表面通用型的防護(hù)劑，對(duì)建筑物表面進(jìn)行處理后，可在建筑表面形成無(wú)數(shù)納米級(jí)的顆粒突起，同時(shí)具有極低的表面自由能，可使建筑表面具有防塵、防污、防紫外線、抗菌防霉等功能，可在長(zhǎng)期不用人工清理的情況下使建筑物保持清潔、不褪色、不發(fā)黃、不長(zhǎng)霉，節(jié)省了大量的維護(hù)費(fèi)用，延長(zhǎng)了建筑物的使用壽命。
[0017]2)本發(fā)明使用氟硅烷對(duì)納米二氧化硅粉體和納米氧化鋅粉體進(jìn)行表面改性，同時(shí)在防護(hù)液中加入氟硅烷，這樣在使用過(guò)程中能使納米粒子緊密的附著在建筑物表面，提高了防護(hù)層的有效時(shí)限。
[0018]【具體實(shí)施方式】:下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了具體的實(shí)施方式和操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述實(shí)施例。
[0019]實(shí)施例1:
第一步:用氟硅烷對(duì)納米二氧化硅粉體和納米氧化鋅粉體進(jìn)行表面改性處理；所述的表面改性處理是指:將IOOg異丙醇與Ig的水混合均勻，然后滴加2g的十七氟癸基三乙氧基硅烷，攪拌2.5小時(shí)，混合均勻；加入80g納米二氧化硅粉體/納米氧化鋅粉體，攪拌3小時(shí)；放入80°C烘箱中烘干1.5小時(shí)后轉(zhuǎn)入120°C的烘箱中徹底烘干；將得到的粉體經(jīng)空氣磨進(jìn)行粉碎，得到經(jīng)十七氟癸基三乙氧基硅烷表面改性的納米二氧化硅粉體/納米氧化鋅粉體。
[0020]第二步:將15g改性納米二氧化硅粉體、IOg改性納米氧化鋅粉體、5g納米二氧化鈦粉體加入到66g異丙醇中，加入4g的BYK-110分散劑，分別經(jīng)過(guò)高速分散、超聲分散、臣卜式砂磨機(jī)分散，得到粒徑在50nm以下的半透明納米分散液IOOg,納米粉體的含量是30%。
[0021]第三步:將第二步中得到的IOOg納米分散液與30g十七氟癸基三乙氧基硅烷、IOg醋酸、860g異丙醇混合到一起，攪拌均勻即得到本發(fā)明所述的建筑物表面納米防護(hù)液。
[0022]實(shí)施例2:
第一步:用氟硅烷對(duì)納米二氧化硅粉體和納米氧化鋅粉體進(jìn)行表面改性處理；所述的表面改性處理是指:將IOOg丙酮與Ig的水混合均勻，然后滴加2g的十七氟癸基三乙氧基硅烷，攪拌2.5小時(shí)，混合均勻；加入80g納米二氧化硅粉體/納米氧化鋅粉體，攪拌3小時(shí)；放入80°C烘箱中烘干1.5小時(shí)后轉(zhuǎn)入120°C的烘箱中徹底烘干；將得到的粉體經(jīng)空氣磨進(jìn)行粉碎，得到經(jīng)十七氟癸基三乙氧基硅烷表面改性的納米二氧化硅粉體/納米氧化鋅粉體。
.[0023]第二步:將IOg改性納米二氧化硅粉體、IOg改性納米氧化鋅粉體、IOg納米二氧化鈦粉體加入到66g異丙酮中，加入4g的BYK-110分散劑。分別經(jīng)過(guò)高速分散、超聲分散、臣卜式砂磨機(jī)分散，得到粒徑在50nm以下的半透明納米分散液IOOg,納米粉體的含量是30%。
[0024]第三步:將第二步中得到的IOOg納米分散液與40g十七氟癸基三乙氧基硅烷、IOg醋酸、850g丙酮混合到一起，攪拌均勻即得到本發(fā)明所述的建筑物表面納米防護(hù)液。
[0025]實(shí)施例3:
第一步:用氟硅烷對(duì)納米二氧化硅粉體和納米氧化鋅粉體進(jìn)行表面改性處理；所述的表面改性處理是指:將IOOg丙酮與Ig的水混合均勻，然后滴加2g的十三氟辛基三乙氧基硅烷，攪拌2.5小時(shí)，混合均勻；加入80g納米二氧化硅粉體/納米氧化鋅粉體，攪拌3小時(shí)；放入80°C烘箱中烘干1.5小時(shí)后轉(zhuǎn)入120°C的烘箱中徹底烘干；將得到的粉體經(jīng)空氣磨進(jìn)行粉碎，得到經(jīng)十三氟辛基三乙氧基硅烷表面改性的納米二氧化硅粉體/納米氧化鋅粉體。
[0026]第二步:將8g改性納米二氧化硅粉體、IOg改性納米氧化鋅粉體、8g納米二氧化鈦粉體加入到70g異丙醇中，加入4g的BYK-112分散劑。分別經(jīng)過(guò)高速分散、超聲分散、臥式砂磨機(jī)分散，得到粒徑在50nm以下的半透明納米分散液IOOg,納米粉體的含量是26%。
[0027]第三步:將第二步中得到的IOOg納米分散液與50g十三氟辛基三乙氧基硅烷、IOg醋酸、840g異丙醇混合到一起，攪拌均勻即得到本發(fā)明所述的建筑物表面納米防護(hù)液。
【權(quán)利要求】
1.建筑物表面納米防護(hù)液及其制備方法，其特征在于，其組分及質(zhì)量含量百分比為:氟硅烷1%_5%、納米二氧化硅0.5%-3%、納米氧化鋅0.5%-3%、納米二氧化鈦0.5%-3%、有機(jī)酸0.1%_1%、分散劑0.3%-1%、有機(jī)溶劑85%-99%，其中納米二氧化硅和納米氧化鋅是經(jīng)氟硅烷表面改性處理的納米粉體，所述的氟硅烷是氟代烷基三乙氧基硅烷，分子式為CnFmH2n-m+iSi (OC2H5) 3,其中n=4?10，m=9?17，所述的納米二氧化娃、納米氧化鋅、納米二氧化鈦的粒徑范圍在10-50nm之間，所述的納米二氧化鈦為銳鈦型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑物表面納米防護(hù)液及其制備方法，其特征是，所述的有機(jī)酸是醋酸或乙二酸其中一種或兩種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑物表面納米防護(hù)液及其制備方法，其特征是，所述的分散劑為脂肪酸類(lèi)、脂肪族酰胺類(lèi)和酯類(lèi)其中一種或多種的組合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑物表面納米防護(hù)液及其制備方法，其特征是，所述的有機(jī)溶劑是指乙醇、異丙醇、丁醇、丙酮、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的一種或者多種的組合物。
5.根據(jù)權(quán)利要 求1所述的建筑物表面納米防護(hù)液及其制備方法，其制備方法特征在于包含以下三個(gè)步驟: 1)第一步:用氟硅烷對(duì)納米二氧化硅和納米氧化鋅進(jìn)行表面改性處理；所述的表面改性處理是指:將異丙醇與水混合均勻，然后滴加氟硅烷，攪拌一定時(shí)間，混合均勻；加入納米二氧化硅及納米氧化鋅，再攪拌一定時(shí)間，放入烘箱中烘干，再經(jīng)空氣磨進(jìn)行粉碎，得到經(jīng)氟硅烷表面改性的納米二氧化硅粉體和納米氧化鋅粉體； 2)第二步:將改性納米二氧化硅粉體、改性納米氧化鋅粉體以及納米二氧化鈦粉體中的一種或多種組合物，加入到有機(jī)溶劑中，加入分散劑，經(jīng)過(guò)高速分散、超聲分散或臥式砂磨機(jī)分散，得到粒徑在50nm以下的半透明納米分散液； 3)第三步:將第二步中得到的半透明納米分散液折算成粉體的質(zhì)量份數(shù)，與氟硅烷、有機(jī)酸、有機(jī)溶劑按照本發(fā)明所述的質(zhì)量百分比混合到一起，攪拌均勻即得到本發(fā)明所述的建筑物表面納米防護(hù)液，在施工前將表面處理干凈并保持干燥，用軟毛刷涂刷在建筑物表面，或者用噴槍噴涂在建筑物表面即可。
【文檔編號(hào)】C09D183/08GK103436166SQ201310402325
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】凌金龍, 周迪 申請(qǐng)人:深圳市文浩建材科技有限公司