一种纳米自洁净环保涂料的制备方法技术

本发明专利技术公开一种纳米自洁净环保涂料的制备方法,先将纳米二氧化钛胶质物放入搅拌反应釜中，加入去离子水、乙醇和有机溶剂反应，制得纳米二氧化钛胶体溶液，再将纳米二氧化钛胶体溶液加入加热搅拌器中，同时加入沸石、无机环保填料、聚乙烯吡咯烷酮和苯甲酸钠，搅拌反应制得纳米二氧化钛乳液，将所述纳米二氧化钛乳液加入搅拌釜中，加入增稠剂和消泡剂，制备得纳米自洁净环保涂料，该环保涂料具有超疏水疏油性能，自洁净性能优良；本发明专利技术还提供了一种球磨装置，该球磨装置用于二氧化钛颗粒磨碎细化，混合物料在球磨装置中设有的轮砂切槽中翻滚、磨碎细化，球磨效果良好。

A preparation method of nano self-cleaning environmental protection coating

【技术实现步骤摘要】
一种纳米自洁净环保涂料的制备方法
本专利技术涉及涂料制备
，具体涉及一种纳米自洁净环保涂料的制备方法。
技术介绍
纳米环保涂料是纳米材料与涂料相对接的产物，属于一类高科技功能涂料，它特指用溶胶-凝胶法等纳米材料制备方法制成的，全部由100纳米以下粒径的纳米材料构成的涂料，广泛应用于房屋墙壁粉刷、车辆喷涂等方面，由于纳米微粒的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等使得它们在磁、光、电、敏感等方面呈现常规材料不具备的特性。自洁涂料是一种可以用在基材（如玻璃陶瓷或者木材石材等）表面，依靠涂料本身所具有的疏水或亲水的物理特性，能够起到防污和自清洁作用的涂料，涂料的粒度进入纳米尺度，材料表面活性中心的增多可提高其化学催化和光催化的反应能力，在紫外线和氧气的作用下给予涂层自清洁能力；高表面能的纳米材料表面经过改性可以获得同时憎水和憎油的特性，用于内外墙涂料可以显著提高涂层的抗污性并可提高耐候性；纳米二氧化硅添加到外墙涂料中可提高涂料的耐擦洗性；纳米二氧化钛添加到建筑外墙涂料中，可将乳胶漆的耐候性提高到一个新的等级，同时还使乳胶漆的耐老化性能有很大的提高。但现有的纳米环保涂料自洁净性能较差，涂在物件表面，一段时间后物件表面容易富集水分与油脂等有机物，影响涂料美观，同时使物件发生锈蚀腐蚀。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种纳米自洁净环保涂料的制备方法,本专利技术制备得到的纳米自洁净环保涂料，该环保涂料表面具有超疏水疏油性能，自洁净性能优良。本本专利技术需要解决的技术问题为：1、现有技术生产的环保涂料在使用过程时容易发发生流平开裂现象，并且由于耐磨性和耐久性较低，使得涂料的使用寿命较低。2、现有技术生产的环保涂料涂于工件表面，工件表面容易锈蚀，一段时间后工件表面容易附着水分和有机污染物，影响工件美观，自洁性能较差。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种纳米自洁净环保涂料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：步骤一、以重量份计，取30-45份纳米二氧化钛胶质物放入搅拌反应釜中，向搅拌反应釜中加入50-60份去离子水，搅拌反应釜转速为280-350r/min，以5-7℃/min的升温速率升温至80℃，搅拌5-10min后，纳米二氧化钛胶质物初步分散于去离子水中，向搅拌反应釜中逐滴加入5-10份乙醇和5-10有机溶剂，搅拌时间设置为20-30min，纳米二氧化钛胶质物在乙醇和有机溶剂作用下进一步溶解，得到纳米二氧化钛胶体溶液；步骤二、称取5-10份沸石粉碎，得到粒径为30-40nm的沸石粉末，将步骤一得到的纳米二氧化钛胶体溶液加入加热搅拌器中，设定转速为200-300r/min，温度设为90-95℃，先向加热搅拌器中加入研磨好的沸石粉末，搅拌5-10min后，再向加热搅拌器中加入20-30份无机环保填料、15-20份聚乙烯吡咯烷酮和15-20份苯甲酸钠，继续搅拌反应30-50min后，得到纳米二氧化钛乳液；步骤三、将步骤一得到的纳米二氧化钛胶体溶液放入搅拌釜中，设定转速为200-300r/min，搅拌温度设为70-80℃，先向搅拌釜中加入3-5份增稠剂，搅拌5min后，再向搅拌釜中加入3-5份消泡剂，继续搅拌20-30min，冷却后得到纳米自洁净环保涂料。其中，步骤一中添加的有机溶剂为苯乙烯或全氯乙烯或乙烯乙二醇醚中的任一种；步骤二中添加的的无机环保填料为碳酸钙或高岭土或膨润土中的任一种；步骤三中添加的消泡剂为乳化硅油或聚二甲基硅氧烷中的任一种；步骤三中添加的增稠剂为明胶或聚乙烯吡咯烷酮中的任一种。作为本专利技术进一步的方案，所述纳米二氧化钛胶质物通过下述步骤制备得到：1）以重量份计，将40-50份二氧化钛颗粒和5-10份氧化锆陶瓷微珠通过加料口加入到球磨装置的磨碎空间中，采用三段式选速干法球磨，打开油缸，通过油缸驱动活塞杆做给出移动，同时打开旋转电机，通过旋转电机驱动与旋转电机的输出轴固定连接的球磨棒转动，进而使粉碎圆头做旋转推进移动，进而通过粉碎圆头上设有的螺旋轮砂切槽旋转，物料在轮砂切槽中不停翻滚，磨碎细化，三段式选速干法球磨后得到的混合物微粒中，纳米二氧化钛的粒径为20-30nm;2）将步骤1）中得到的混合物微粒淋洗、过滤，去除混合物微粒中的氧化锆陶瓷微珠，得到仅含二氧化钛微粒的溶液，将该溶液放入搅拌反应釜中，向搅拌反应釜中加入3-5份乳化剂，搅拌反应釜转速为300-400r/min，反应温度为100-120℃，搅拌时间为30-40min，得到纳米二氧化钛丝状物；3）将步骤2）中得到的纳米二氧化钛丝状物加入马弗炉中，以5-7℃/min的升温速率升温至120℃，保持120℃的温度灼烧纳米二氧化钛丝状物30-50min，除去纳米二氧化钛丝状物中的水分，得到初步干燥后的纳米二氧化钛胶质物，将初步干燥后的纳米二氧化钛胶质物放入烘箱中，设置烘干温度为110℃，烘干时间为60-80min，得到纳米二氧化钛胶质物；其中，步骤1）所选的二氧化钛颗粒为金红石型二氧化钛，步骤2）中的乳化剂为水性聚氨酯乳液。作为本专利技术进一步的方案，步骤1）中三段式选速干法球磨方法具体过程为：第一段为低速预球磨，设置旋转电机转速为200-300r/min，时间为5min；第二段为高速球磨，设置旋转电机转速为500-600r/min，时间为5min；第三段为后球磨，设置旋转电机转速为200-300r/min，时间为5min。作为本专利技术进一步的方案，本专利技术还提供一种球磨装置，该球磨装置包括球磨室体，球磨室体上侧壁设有加料口，球磨室体下侧壁设有出料口，球磨室体侧壁两端分别设有支撑座，支撑座的设置用于固定球磨室体；球磨室体的左端内侧面上设有油缸，油缸固定连接有活塞杆，活塞杆的另一端设有旋转电机，旋转电机的输出轴固定连接有球磨棒，球磨棒的另一端固定连接有粉碎圆头，粉碎圆头侧壁上设有螺旋轮砂切槽，物料从加料口进入粉碎圆头的轮砂切槽中，通过旋转电机驱动与旋转电机的输出轴固定连接的球磨棒转动，进而使粉碎圆头旋转，粉碎圆头顶部设有耐磨垫；位于球磨棒左端处的球磨室体侧壁内设有密封轴承，密封轴承的外圈与球磨室体侧壁固定连接，密封轴承的内圈与球磨棒固定连接，密封轴承的设置防止物料泄露，减少生产成本的投入；球磨室体的右端内侧面上设置有与粉碎圆头配合的圆台凹槽，圆台凹槽内侧壁上设有若干凸起摩擦点，凸起摩擦点用于增加物料与圆台凹槽内侧壁的摩擦力，进一步提高物料细化程度，提高球磨效率，粉碎圆头的外侧与圆台凹槽的内侧形成磨碎空间。本专利技术的有益效果：1、本专利技术的一种纳米自洁净环保涂料的制备方法,在制备该环保涂料时，向搅拌反应釜中添加乙醇和有机溶剂乙烯乙二醇醚，可将纳米二氧化钛胶质物溶解在溶液中，与乙醇配合使用，溶解效果良好；在纳米二氧化钛乳液的制备过程中添加无机环保填料高岭土，调节涂料的流变性能，提高该涂料的耐磨性和耐久性，延长涂料的使用寿命；步骤三中添加的乳化硅油与反应过程产生的气泡接触后迅速铺展于气泡表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米自洁净环保涂料的制备方法,其特征在于，该制备方法包括如下步骤：/n步骤一、以重量份计，取30-45份纳米二氧化钛胶质物放入搅拌反应釜中，向搅拌反应釜中加入50-60份去离子水，搅拌反应釜转速为280-350r/min，以5-7℃/min的升温速率升温至80℃，搅拌5-10min后，纳米二氧化钛胶质物初步分散于去离子水中，向搅拌反应釜中逐滴加入5-10份乙醇和5-10有机溶剂，搅拌时间设置为20-30min，纳米二氧化钛胶质物在乙醇和有机溶剂作用下进一步溶解，得到纳米二氧化钛胶体溶液；/n步骤二、称取5-10份沸石粉碎，得到粒径为30-40nm的沸石粉末，将步骤一得到的纳米二氧化钛胶体溶液加入加热搅拌器中，转速为200-300r/min，温度设为90-95℃，先向加热搅拌器中加入研磨好的沸石粉末，搅拌5-10min后，再向加热搅拌器中加入20-30份无机环保填料、15-20份聚乙烯吡咯烷酮和15-20份苯甲酸钠，继续搅拌反应30-50min后，得到纳米二氧化钛乳液；/n步骤三、将步骤二得到的纳米二氧化钛乳液放入搅拌釜中，设定转速为200-300r/min，搅拌温度设为70-80℃，先向搅拌釜中加入3-5份增稠剂，搅拌5min后，再向搅拌釜中加入3-5份消泡剂，继续搅拌20-30min，冷却后得到纳米自洁净环保涂料。/n...

【技术特征摘要】
1.一种纳米自洁净环保涂料的制备方法,其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
步骤一、以重量份计，取30-45份纳米二氧化钛胶质物放入搅拌反应釜中，向搅拌反应釜中加入50-60份去离子水，搅拌反应釜转速为280-350r/min，以5-7℃/min的升温速率升温至80℃，搅拌5-10min后，纳米二氧化钛胶质物初步分散于去离子水中，向搅拌反应釜中逐滴加入5-10份乙醇和5-10有机溶剂，搅拌时间设置为20-30min，纳米二氧化钛胶质物在乙醇和有机溶剂作用下进一步溶解，得到纳米二氧化钛胶体溶液；
步骤二、称取5-10份沸石粉碎，得到粒径为30-40nm的沸石粉末，将步骤一得到的纳米二氧化钛胶体溶液加入加热搅拌器中，转速为200-300r/min，温度设为90-95℃，先向加热搅拌器中加入研磨好的沸石粉末，搅拌5-10min后，再向加热搅拌器中加入20-30份无机环保填料、15-20份聚乙烯吡咯烷酮和15-20份苯甲酸钠，继续搅拌反应30-50min后，得到纳米二氧化钛乳液；
步骤三、将步骤二得到的纳米二氧化钛乳液放入搅拌釜中，设定转速为200-300r/min，搅拌温度设为70-80℃，先向搅拌釜中加入3-5份增稠剂，搅拌5min后，再向搅拌釜中加入3-5份消泡剂，继续搅拌20-30min，冷却后得到纳米自洁净环保涂料。


2.根据权利要求1所述的一种纳米自洁净环保涂料的制备方法，其特征在于，步骤一中添加的有机溶剂为苯乙烯或全氯乙烯或乙烯乙二醇醚中的任一种，步骤二中添加的的无机环保填料为碳酸钙或高岭土或膨润土中的任一种，步骤三中添加的消泡剂为乳化硅油或聚二甲基硅氧烷中的任一种，步骤三中添加的增稠剂为明胶或聚乙烯吡咯烷酮中的任一种。


3.根据权利要求1所述的一种纳米自洁净环保涂料的制备方法，其特征在于，所述纳米二氧化钛胶质物由以下步骤制备得到：
1）以重量份计，将40-50份二氧化钛颗粒和5-10份氧化锆陶瓷微珠通过加料口（11）加入到球磨装置的磨碎空间（6）中，采用三段式选速干法球磨，打开油缸（2），通过油缸（2）驱动活塞杆（21）做给出移动，同时打开旋转电机（22），通过旋转电机（22）驱动与旋转电机（22）的输出轴固定连接的球磨棒（3）转动，进而使粉碎圆头（4）做旋转推进移动，进而通过粉碎圆头（4）上设有的螺旋轮砂切槽（41）旋转，物料在轮砂切槽（41）中不停翻滚，磨碎细化，三段式选速干法球磨后得到的混合物微粒中，纳米二氧化钛的粒径为20-30nm;
2）将步骤1）中得到的混合物微粒淋洗、过滤，去除混合物微粒中的氧化锆陶瓷微珠，得到仅含二氧化钛微粒的溶液，将该溶液放入搅拌反应釜中...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆瑜，
申请(专利权)人：骆瑜，
类型：发明
国别省市：江苏;32