[发明专利]一种具有超疏水和光催化功能的自清洁涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有超疏水和光催化功能的自清洁涂层及其制备方法，属于功能涂层技术领域，将超疏水与光催化两个功能结合，解决了现有自清洁涂层清洁效率低，且不能同时清洁水、油两相污物的缺点。本发明公开的具有超疏水和光催化功能的自清洁涂层的制备方法，首先采用将高分子成膜剂打底，随后涂覆纳米TiO₂/钙钛矿纳米晶复合材料和低表面能物质溶液；制备得到的具有超疏水和光催化功能的自清洁涂层相比于传统自清洁涂层同时具有光催化功能和疏水功能，具有自清洁效率高、实用性强等优势。

技术领域

本发明属于功能涂层技术领域，具体涉及一种具有超疏水和光催化功能的自清洁涂层及其制备方法。

背景技术

超疏水自清洁涂层是指涂层表面对水的接触角在150°以上，滚动角小于10°的涂层。当水滴在滴在其表面滚落下来并带走表面的尘埃等附着物，因此超疏水自清洁涂层有自清洁，抗黏附的特性。然而，这类涂层仅对水性污物具有自清洁效果，不具有普适性，限制其进一步应用。

TiO₂材料作为一种光催化材料，被广泛应用于污染物的降解处理，可有效降解大部分污染物。因此，近年来，将TiO₂引入到涂层中，构筑光催化自清洁涂层的研究备受关注。但传统的TiO₂自清洁涂层存在自清洁效率低及可见光利用率低等问题。将TiO₂与钙钛矿纳米晶复合，可获得光催化性能较好的复合材料。但钙钛矿类材料耐水稳定性欠佳，制约其商业化应用。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种具有超疏水和光催化功能的自清洁涂层及其制备方法，将超疏水与光催化两个功能结合，以解决现有自清洁涂层清洁效率低，且不能同时清洁水、油两相污物的缺点。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明公开了一种具有超疏水和光催化功能的自清洁涂层的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将高分子成膜剂涂敷在基底表面，干燥后，得到具有底涂涂层的基底；

步骤2：将纳米TiO₂/钙钛矿纳米晶复合材料分散液涂敷在具有底涂涂层的基底的表面上，干燥后进行融合、固化，得到具有预处理涂层的基底；

步骤3：在具有预处理涂层的基底的表面涂覆低表面能物质溶液，干燥后进行固化、成膜，最终得到一种具有超疏水和光催化功能的自清洁涂层。

进一步地，步骤1中，利用喷枪将高分子成膜剂涂敷在基底表面；步骤2和步骤3中，所述涂覆的方式为喷枪涂覆、旋涂、浸渍或沉积。

进一步地，步骤1中，所述干燥是在室温下干燥0.5～5h；步骤2中，所述干燥是在50～90℃温度下干燥0.5～5h；步骤3中，所述干燥是在25～120℃温度下干燥2～12h。

进一步地，步骤1中，所述基底包括皮革、合成革、织物、纸张、塑料、金属、陶瓷或玻璃。

进一步地，步骤1中，所述高分子成膜剂包括酪素、丙烯酸类树脂、聚氨酯、壳聚糖、玉米醇溶蛋白、明胶、硝化纤维或环氧树脂；所述高分子成膜剂的固含量为20～40％，高分子成膜剂的涂敷用量为0.3～1.2ml/cm²。

进一步地，步骤2中，所述纳米TiO₂/钙钛矿纳米晶复合材料分散液的制备方法为：将纳米TiO₂、钙钛矿纳米晶和溶剂按照体积比为(1～30)g：(5～20)g：(100～600)L混合，混合均匀后，得到纳米TiO₂/钙钛矿纳米晶复合材料分散液。