專利名稱：自清潔涂料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種涂料及其制造方法，尤其涉及一種含有二氧化鈦粉體的自清潔涂料及其制造方法。
背景技術(shù)：
在日常生活中，電子裝置的外部構(gòu)件，如計(jì)算機(jī)的顯示器、鍵盤或者手機(jī)機(jī)殼等隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，常常覆蓋一層油脂和灰塵，并且此油脂和灰塵難以擦拭和清洗而影響電子裝置的外觀。因此近年來業(yè)界通常在此些物品表面鍍上一層自清潔涂料，而該自清潔涂料通常包含二氧化鈦(TiO2)半導(dǎo)體粒子，利用二氧化鈦(TiO2)半導(dǎo)體粒子自身的光催化作用將這些油脂層降解掉或者或者令其易于擦洗，如此令電子裝置外部構(gòu)件保持潔凈。并且二氧化鈦(TiO2)半導(dǎo)體粒子本身具有良好的殺菌抑菌作用，因此將此涂料應(yīng)用于電子裝置上亦可對(duì)抑制傳染病的傳播有一定的幫助。
相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)可參閱世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織第WO 03/022462號(hào)專利，其是利用鈦酸四丁脂與聚硅氧烷進(jìn)行交聯(lián)成膜用以涂敷到水泥片上而可將可口可樂殘液污漬除去。而WO 02/085989揭示的自清潔涂料由異丙醇鈦、TiO2粉體及滑石粉等制成，此可用來分解亞甲基藍(lán)染料、三甲胺等。而美國(guó)專利第5,616,532號(hào)采用聚硅氧烷作為黏結(jié)劑將二氧化鈦粉體黏結(jié)在涂料膜表層，從使涂料膜具有良好的自清潔作用而可將硬脂酸分解掉。由上述現(xiàn)有技術(shù)可看出目前的產(chǎn)品基本成分大都是黏結(jié)劑、溶劑和粒徑分布在6~30nm左右的納米二氧化鈦粉體，其中黏結(jié)劑使用較多的是有機(jī)硅黏結(jié)劑，如硅樹脂、硅氧烷、聚硅氧烷、硅酸脂和硅溶膠等，并且還根據(jù)需要涂料中還添加少量的吸附劑、潤(rùn)濕分散劑、填料等。但是由于有機(jī)硅烷粘結(jié)劑價(jià)格昂貴，當(dāng)所應(yīng)用的有機(jī)硅粘結(jié)劑的含量在10％以上時(shí)就使得工業(yè)化生產(chǎn)成本較高。
而直接將二氧化鈦粉體添加到聚氨脂樹脂、丙烯酸樹脂中以形成涂料的現(xiàn)有技術(shù)可參閱日本專利JP 09157549號(hào)及中國(guó)專利第02117093.2號(hào)，其中日本專利JP 09157549號(hào)所揭示的涂料組份為500份丙烯酸脂乳液、125份透明的二氧化鈦微粒、20份銀基抗菌劑和500份水，而中國(guó)專利第02117093.2號(hào)所揭示的涂料組份為4％羥乙基纖維素漿、BA-201(純丙)乳液、納米二氧化鈦和水，但是以上現(xiàn)有技術(shù)所揭示的涂料研究主要集中在水性涂料領(lǐng)域，對(duì)油性涂料并不適用，其中主要是因?yàn)橥苛铣赡ず?，二氧化鈦粉體會(huì)被油性涂料包裹，而油性涂料透氧氣和透紫外線能力差，從而阻礙了二氧化鈦粉體的光催化能力發(fā)揮。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于提供一種具有優(yōu)良光催化效果的自清潔涂料。
本發(fā)明又一目的在于提供一種具有優(yōu)良光催化效果的自清潔涂料的制造方法。
本發(fā)明自清潔涂料按重量百分比包括3％-10％的納米二氧化鈦粉體、33％-50％的漆料、0.2-10％分散劑及其它助劑，并且所述漆料包括有金屬粉體。
本發(fā)明自清潔涂料的制造方法包括以下步驟1)首先將稀釋劑、漆料和分散劑混合均勻，其中所述漆料包括有金屬粉體，而后在高速攪拌狀態(tài)下加入二氧化鈦粉體，高速分散后即可得到分散液；2)取適量分散液，根據(jù)最終涂料中二氧化鈦含量的需要，往分散液中添加漆料和稀釋劑并進(jìn)行分散。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將含有金屬粉體的漆料與二氧化鈦粉體混合，漆料中含有的金屬粉體會(huì)與二氧化鈦粉體相吸附，當(dāng)光照射到涂料膜表面時(shí)，二氧化鈦光催化劑表面產(chǎn)生的光生電子就會(huì)轉(zhuǎn)移到金屬粒子表面，從而促進(jìn)光生空穴和光生電子的分離，有效提高了二氧化鈦在涂料中的光催化作用。

圖1為本明的測(cè)試效果圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明自清潔涂料的制造方法包括以下步驟首先制備出高濃度的二氧化鈦分散液，然后根據(jù)需要添加適量的漆料和稀釋劑即可以配出自清潔效果優(yōu)良的涂料，具體步驟如下(1)預(yù)先將稀釋劑、漆料和分散劑混合均勻，在高速攪拌狀態(tài)下加入二氧化鈦粉體，高速分散后即可得到分散液，其中分散液的組份按重量百分比為10-40％的二氧化鈦粉體、30-45％的稀釋劑和30-45％的漆料，其中漆料可以是鋁粉漆或金粉漆，而所用的分散劑都是高分子分散劑，如德國(guó)畢克公司的BYK系列，例如BYK110、BYK111，BYK105、BYK106、BYK115、BYK174等；荷蘭埃夫卡公司的EFKA4009、EFKA44、EFKA65；DEGUSA的FF-400等，并且分散劑的添加量與二氧化鈦粉體的粒徑分布有關(guān)，一般粒徑越小，添加量越大，在本實(shí)施例中分散劑的添加量為二氧化鈦粉體總重量的0.2-10％。此外，可根據(jù)需要在涂料中添加適量的固化劑、消泡劑、表面活性劑、抗氧化劑等。而分散的方式可以采用鋯珠配合分散漿在1000-3000rpm下進(jìn)行球磨，或者采用分散盤3000-8000rpm進(jìn)行高速分散，也可以采取兩者相結(jié)合進(jìn)行分散。當(dāng)然涂料中也可以含有少量的有機(jī)硅樹脂，其方法是預(yù)先將二氧化鈦粉分散在有機(jī)硅樹脂中，然后再混入漆料中，利用有機(jī)硅樹脂本身耐候性強(qiáng)和透氧能力強(qiáng)的特點(diǎn)以提高涂料的光催化效果和耐候性。并且所述的二氧化鈦粉體經(jīng)過了特殊的表面處理以令其表面為親油性，以便能在漆料中充分潤(rùn)濕分散。二氧化鈦粉體的粒徑分布小于等于30納米，晶型主要為銳鈦礦型或金紅石型或二者的混合。
(2)取適量分散液，根據(jù)最終涂料中二氧化鈦含量的需要，往分散液中添加漆料和稀釋劑。如果分散液中未加入有機(jī)硅樹脂，則此階段只需添加漆料后只要500rpm左右低速分散30分鐘即可。如果分散液中加入有機(jī)硅樹脂，則此階段只需添加漆料后須在500-1000rpm分散1-2小時(shí)。最后補(bǔ)充適量稀釋劑以調(diào)整涂料粘度，并加入固化劑以用于涂膜。
本發(fā)明制造的自清潔涂料可采用浸涂或噴涂工藝進(jìn)行涂膜，基板材料可以是玻璃、PC+ABS或者其它家電產(chǎn)品中常用的塑料件。涂料膜一般在50~80攝氏度下烘烤5~15min進(jìn)行固化。
本發(fā)明效果的測(cè)試方法可通過應(yīng)用此涂料形成的表面膜降解動(dòng)物油脂的能力來衡量。所采用的光源為365nm主波長(zhǎng)的高壓汞燈，照射在涂料膜上的光強(qiáng)為2.4mW/cm2。測(cè)試時(shí)可在樣片上均勻地涂上薄薄的一層油脂，油脂量約為0.25~0.3mg/cm2。通過紫外線照射一定時(shí)間后，對(duì)照和試樣上油脂量變化的差異來衡量涂料膜的自清潔能力。
以下為實(shí)施本發(fā)明的三種方式實(shí)例1將鋁粉漆30g、二甲苯20g和1.33克的分散劑EFKA4009預(yù)先混合，然后加入二氧化鈦粉體9g，采用直徑為2cm的鋯珠進(jìn)行球磨分散，攪拌漿轉(zhuǎn)速為3000rpm，球磨3小時(shí)可制備出二氧化鈦含量為15％左右的分散液。取適量分散液，添加鋁粉漆、稀釋劑和固化劑后低速攪拌30分鐘，得到含3％二氧化鈦的鋁粉漆涂料。該涂料膜具有良好的光催化效果，光照6小時(shí)后基本把表面所涂的油脂降解完。同樣該涂料膜也可對(duì)甲基橙同樣有良好的降解作用，對(duì)甲基橙溶液的降解率通過下式計(jì)算
用2.4mW/cm的紫外光照射5小時(shí)后，其降解率可達(dá)86.6％，如圖1所示，其中實(shí)驗(yàn)時(shí)甲基橙濃度為0.04g/L。
實(shí)例2.
將鋁粉漆120g、二甲苯150g和1.5g分散劑BYK-110預(yù)先混合，然后在攪拌的狀態(tài)下加入二氧化鈦粉體30g，采用分散盤以6000rpm高速分散3h，制備出二氧化鈦含量為10％左右的分散液。取適量分散液，添加鋁粉漆、二甲苯和固化劑后低速攪拌30min，得到含二氧化鈦3％的鋁粉漆涂料。
實(shí)例3.
將有機(jī)硅樹脂160g、二甲苯140g、2.4gBYK-110和2.4g DisperBYK174預(yù)先混合，然后在攪拌的狀態(tài)下加入二氧化鈦粉體96g，采用分散盤以5000rpm的速度高速分散2.5h，可制備出二氧化鈦含量為24％左右的分散液。取適量分散液，添加鋁粉漆、稀釋劑和固化劑后低速攪拌60min，得到含二氧化鈦3％的鋁粉漆涂料。
權(quán)利要求
1.一種自清潔涂料，其特征在于該涂料按重量百分比包括3％-10％的納米二氧化鈦粉體、33％-50％的漆料、0.2-10％分散劑及其它助劑，并且所述漆料包括有金屬粉體。
2.如權(quán)利要求1所述的自清潔涂料，其特征在于所述二氧化鈦粉體表面為親油性。
3.如權(quán)利要求1所述的自清潔涂料，其特征在于所述二氧化鈦粉體的粒徑分布小于等于30納米，晶型主要為銳鈦礦型或金紅石型或二者的混合。
4.如權(quán)利要求1所述的自清潔涂料，其特征在于所述漆料可為鋁粉漆或金粉漆。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的自清潔涂料，其特征在于所述自清潔涂料還包括有機(jī)硅樹脂，該有機(jī)硅樹脂為二氧化鈦粉體總重量的0.2-10％。
6.一種制造權(quán)利要求1所述的自清潔涂料的方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)首先將稀釋劑、漆料和分散劑混合均勻，其中所述漆料包括有金屬粉體，而后在高速攪拌狀態(tài)下加入二氧化鈦粉體，高速分散后即可得到分散液；2)取適量分散液，根據(jù)最終涂料中二氧化鈦含量的需要，往分散液中添加漆料和稀釋劑并進(jìn)行分散。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于在步驟(1)中可先將二氧化鈦粉分散在有機(jī)硅樹脂中，然后再混入漆料中。
8.如權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于所述二氧化鈦粉體表面為親油性。
9.如權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于所述二氧化鈦粉體的粒徑分布小于等于30納米，晶型主要為銳鈦礦型或金紅石型或二者的混合。
10.如權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于所述漆料可為鋁粉漆或金粉漆。
11.如權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于所用的分散的方式可以采用鋯珠配合分散漿在1000-3000rpm下進(jìn)行球磨，或者采用分散盤3000-8000rpm進(jìn)行高速分散，也可以采取兩者相結(jié)合進(jìn)行分散。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種自清潔涂料及其制造方法，依重量百分比計(jì)，該自清潔涂料包括3％－10％的納米二氧化鈦粉體、33％－50％的漆料、0.2－10％分散劑及其他助劑，并且所述漆料包括有金屬粉體，本發(fā)明利用金屬粉體與二氧化鈦粉體相吸附，當(dāng)光照射到涂料膜表面時(shí)，二氧化鈦光催化劑表面產(chǎn)生的光生電子就會(huì)轉(zhuǎn)移到金屬粒子表面，從而促進(jìn)光生空穴和光生電子的分離，有效提高了二氧化鈦在涂料中的光催化作用。
文檔編號(hào)C09D5/00GK1660944SQ200410015409
公開日2005年8月31日 申請(qǐng)日期2004年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月20日
發(fā)明者杜澤惠 申請(qǐng)人:漢達(dá)精密電子科技(順德)有限公司