本發(fā)明屬于建筑幕墻板制造，具體涉及一種自清潔涂層金屬幕墻板及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著城市化進(jìn)程的加快，建筑物外墻的美觀性和耐久性成為了人們關(guān)注的重點。傳統(tǒng)金屬幕墻板，如不銹鋼幕墻板，雖然具有良好的耐候性和裝飾性，但在實際使用過程中，會因為雨水、塵土和污染物的積累而影響外觀。為了保持幕墻板的美觀和延長使用壽命，通常需要定期進(jìn)行人工清潔，這不僅耗費大量的人力和物力資源，而且在高層建筑中進(jìn)行外墻清潔工作還存在較高的安全風(fēng)險。

2、目前，基于光催化的自清潔涂層技術(shù)得到廣泛的研究，例如二氧化鈦光催化涂層，能夠在紫外線照射下分解有機(jī)污物。然而，這類涂層通常依賴于特定的環(huán)境條件，并且隨著時間的推移容易出現(xiàn)脫落和性能衰減的現(xiàn)象。此外，這類涂層更多地著眼于解決特定污物的催化分解問題，但往往不能很好地解決雨水和污物在表面的滯留問題，雨水風(fēng)干后仍然容易將其中攜帶的污物附著在涂層表面形成污漬，在不銹鋼金屬基材表面則尤其明顯。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種自清潔涂層金屬幕墻板及其制備方法。本發(fā)明的目的在于利用涂層技術(shù)提供一種超疏水的金屬幕墻板，減少水滴在幕墻表面的停留時間，并且確保涂層的長期穩(wěn)定性，延長幕墻板的使用壽命，減少人工清潔的需求，降低維護(hù)成本和安全風(fēng)險。

2、本發(fā)明的第一方面是提供一種自清潔涂層金屬幕墻板的制備方法，包括以下步驟：

3、步驟s1：金屬基板的表面預(yù)處理

4、包括使用酸在金屬基板表面進(jìn)行微腐蝕和通過磁控濺射在經(jīng)微腐蝕金屬基板表面附著濺射層；

5、步驟s2：微納結(jié)構(gòu)疏水涂料的制備

6、包括先后對空心玻璃微珠表面進(jìn)行多巴胺化和聚苯乙烯化，在空心玻璃微珠表面形成具有微納結(jié)構(gòu)的聚苯乙烯疏水層；然后將聚苯乙烯化的多巴胺化空心玻璃微珠、聚二甲基硅氧烷和石油醚混合得到疏水涂料；

7、步驟s3：涂層的涂覆

8、將步驟s2制得的疏水涂料涂布在步驟s1制得的經(jīng)過表面預(yù)處理的金屬基板上，加熱固化，得到所述自清潔涂層金屬幕墻板。

9、作為自清潔涂層金屬幕墻板制備方法的進(jìn)一步優(yōu)化方案，在步驟s1中，金屬基板的微腐蝕是使用鹽酸溶液對不銹鋼基板表面進(jìn)行微腐蝕，將不銹鋼基板浸泡在質(zhì)量濃度為3.0％～6.0％的鹽酸溶液中，超聲振蕩處理60s～120s，然后清洗去除表面殘留酸液，干燥后得到微腐蝕的不銹鋼基板。

10、作為自清潔涂層金屬幕墻板制備方法的進(jìn)一步優(yōu)化方案，在步驟s1中，濺射層通過以下步驟形成：將經(jīng)過微腐蝕處理的不銹鋼基板固定在濺射裝置中進(jìn)行磁控濺射鍍膜，基板與靶材之間的距離為20±1cm，濺射靶材選用高純鎳粉、高純銅粉和高純硅化鉬粉的混合粉末，三者質(zhì)量比為100:(15～25):(10～15)；抽真空至10-3pa～10-5pa，氬氣為工藝氣體，流量為50cm3/min～80cm3/min，濺射功率為600w～800w，濺射持續(xù)3min～5min。

11、作為自清潔涂層金屬幕墻板制備方法的進(jìn)一步優(yōu)化方案，在步驟s2中，多巴胺化空心玻璃微珠通過以下步驟制得：將1mol/l的三羥甲基氨基甲烷鹽酸鹽(tris-hcl)溶液滴加至質(zhì)量濃度為0.25％的多巴胺的水溶液中，調(diào)節(jié)溶液ph為9，然后加入粒徑10±2μm空心玻璃微珠，常溫下機(jī)械攪拌10h以上，經(jīng)過濾、洗滌、干燥得到多巴胺化空心玻璃微珠。

12、作為自清潔涂層金屬幕墻板制備方法的進(jìn)一步優(yōu)化方案，在步驟s2中，聚苯乙烯化的多巴胺化空心玻璃微珠通過以下步驟制得：在反應(yīng)容器中加入質(zhì)量比為(3～5):(0.8～1.2):(5～8):100的多巴胺化空心玻璃微珠、聚乙烯吡咯烷酮、苯乙烯和去離子水，加熱至65℃，高速攪拌狀態(tài)下緩慢滴加質(zhì)量濃度為1.5％的過硫酸鉀水溶液，過硫酸鉀水溶液與反應(yīng)容器加入的去離子水的質(zhì)量比為(60～80):100；滴加完成后繼續(xù)攪拌并反應(yīng)12h以上，冷卻后經(jīng)過濾、洗滌、干燥得到聚苯乙烯化的多巴胺化空心玻璃微珠。

13、作為自清潔涂層金屬幕墻板制備方法的進(jìn)一步優(yōu)化方案，在步驟s2中，通過以下步驟制得：在混合容器中加入質(zhì)量比為(4.0～5.5):(0.4～0.6):100的聚苯乙烯化的多巴胺化空心玻璃微珠、聚二甲基硅氧烷和石油醚，攪拌形成均勻分散液，即微納結(jié)構(gòu)疏水涂料。

14、作為自清潔涂層金屬幕墻板制備方法的進(jìn)一步優(yōu)化方案，在步驟s3中，使用噴槍將步驟s2制得的疏水涂料噴涂在步驟s1制得的經(jīng)過表面預(yù)處理的金屬基板上，自然晾干，然后加熱固化，得到自清潔涂層金屬幕墻板。

15、作為自清潔涂層金屬幕墻板制備方法的進(jìn)一步優(yōu)化方案，在步驟s3中，疏水涂料的控制噴涂量為15g/m2～30g/m2，自然晾干后置于65℃的烘箱中固化3h到自清潔涂層金屬幕墻板。

16、作為自清潔涂層金屬幕墻板制備方法的進(jìn)一步優(yōu)化方案，金屬基板為304不銹鋼金屬基板。

17、本發(fā)明第二方面是提供一種自清潔涂層金屬幕墻板，即采用上述制備方法制得的金屬幕墻板，具有優(yōu)異的疏水性和耐久性，可廣泛應(yīng)用于各類戶外建筑的裝飾幕墻。

18、有益效果

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的自清潔涂層金屬幕墻板作為一種裝飾板材，不僅能提升建筑的美觀度，還能在很大程度上降低維護(hù)成本，提高安全性和耐用性。

20、幕墻板由于具有超疏水性，水滴在幕墻表面不易停留，在重力、風(fēng)力等自然力作用下，水滴能夠快速滑落，有效防止水漬沉積和留下污跡。自然環(huán)境下，戶外的雨水可以帶走表面的灰塵，減少定期清潔的需求，從而降低維護(hù)成本，降低高空作業(yè)的安全風(fēng)險，也減少外墻化學(xué)清潔劑的使用。

21、幕墻板表面的超疏水涂層不僅耐磨，而且在不銹鋼基板表面具有極強(qiáng)的穩(wěn)固性和耐久性，即使在大風(fēng)揚(yáng)沙等惡劣天氣條件下，涂層仍能長期保持優(yōu)良的疏水性能。

技術(shù)特征：

1.一種自清潔涂層金屬幕墻板的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自清潔涂層金屬幕墻板的制備方法，其特征在于：在步驟s1中，金屬基板的微腐蝕是使用鹽酸溶液對不銹鋼基板表面進(jìn)行微腐蝕，將不銹鋼基板浸泡在質(zhì)量濃度為3.0%~6.0%的鹽酸溶液中，超聲振蕩處理60s~120s，然后清洗去除表面殘留酸液，干燥后得到微腐蝕的不銹鋼基板。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自清潔涂層金屬幕墻板的制備方法，其特征在于：在步驟s1中，濺射層通過以下步驟形成：將經(jīng)過微腐蝕處理的不銹鋼基板固定在濺射裝置中進(jìn)行磁控濺射鍍膜，基板與靶材之間的距離為20±1cm，濺射靶材選用高純鎳粉、高純銅粉和高純硅化鉬粉的混合粉末，三者質(zhì)量比為100:(15~25):(10~15)；抽真空至10?3pa~10?5pa，氬氣為工藝氣體，流量為50cm3/min~80cm3/min，濺射功率為600w~800w，濺射持續(xù)3min~5min。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自清潔涂層金屬幕墻板的制備方法，其特征在于：在步驟s2中，多巴胺化空心玻璃微珠通過以下步驟制得：將1mol/l的三羥甲基氨基甲烷鹽酸鹽（tris-hcl）溶液滴加至質(zhì)量濃度為0.25%的多巴胺的水溶液中，調(diào)節(jié)溶液ph為9，然后加入粒徑10±2μm空心玻璃微珠，常溫下機(jī)械攪拌10h以上，經(jīng)過濾、洗滌、干燥得到多巴胺化空心玻璃微珠。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自清潔涂層金屬幕墻板的制備方法，其特征在于：在步驟s2中，聚苯乙烯化的多巴胺化空心玻璃微珠通過以下步驟制得：在反應(yīng)容器中加入質(zhì)量比為(3~5):(0.8~1.2):(5~8):100的多巴胺化空心玻璃微珠、聚乙烯吡咯烷酮、苯乙烯和去離子水，加熱至65℃，高速攪拌狀態(tài)下緩慢滴加質(zhì)量濃度為1.5%的過硫酸鉀水溶液，過硫酸鉀水溶液與反應(yīng)容器加入的去離子水的質(zhì)量比為(60~80):100；滴加完成后繼續(xù)攪拌并反應(yīng)12h以上，冷卻后經(jīng)過濾、洗滌、干燥得到聚苯乙烯化的多巴胺化空心玻璃微珠。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自清潔涂層金屬幕墻板的制備方法，其特征在于：在步驟s2中，通過以下步驟制得：在混合容器中加入質(zhì)量比為(4.0~5.5):(0.4~0.6):100的聚苯乙烯化的多巴胺化空心玻璃微珠、聚二甲基硅氧烷和石油醚，攪拌形成均勻分散液，即微納結(jié)構(gòu)疏水涂料。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自清潔涂層金屬幕墻板的制備方法，其特征在于：在步驟s3中，使用噴槍將步驟s2制得的疏水涂料噴涂在步驟s1制得的經(jīng)過表面預(yù)處理的金屬基板上，自然晾干，然后加熱固化，得到自清潔涂層金屬幕墻板。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自清潔涂層金屬幕墻板的制備方法，其特征在于：在步驟s3中，疏水涂料的控制噴涂量為15g/m2~30g/m2，自然晾干后置于65℃的烘箱中固化3h到自清潔涂層金屬幕墻板。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項所述的自清潔涂層金屬幕墻板的制備方法，其特征在于：所述金屬基板為304不銹鋼金屬基板。

10.一種自清潔涂層金屬幕墻板，其特征在于：根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項所述的制備方法制得。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于建筑幕墻板制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自清潔涂層金屬幕墻板及其制備方法。步驟S1：使用酸在金屬基板表面進(jìn)行微腐蝕和通過磁控濺射在經(jīng)微腐蝕金屬基板表面附著濺射層；步驟S2：先后對空心玻璃微珠表面進(jìn)行多巴胺化和聚苯乙烯化，在空心玻璃微珠表面形成具有微納結(jié)構(gòu)的聚苯乙烯疏水層；然后將聚苯乙烯化的多巴胺化空心玻璃微珠、聚二甲基硅氧烷和石油醚混合得到疏水涂料；步驟S3：將疏水涂料涂布經(jīng)過表面預(yù)處理的金屬基板上，加熱固化，得到所述自清潔涂層金屬幕墻板。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的自清潔涂層金屬幕墻板作為一種裝飾板材，不僅能提升建筑的美觀度，還能在很大程度上降低維護(hù)成本，提高安全性和耐用性。

技術(shù)研發(fā)人員：肖金芝,苗珍錄,王璟珉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇邦得綠建裝飾有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10