建筑物表面纳米防护液及其制备方法
【专利摘要】建筑物表面纳米防护液及其制备方法，包括氟硅烷1%-5%、纳米二氧化硅0.5%-3%、纳米氧化锌0.5%-3%、纳米二氧化钛0.5%-3%、有机酸0.1%-1%、分散剂0.3%-1%、有机溶剂85%-99%，制备方法包含三个步骤，第一步用氟硅烷对纳米二氧化硅和纳米氧化锌进行表面改性处理；第二步将改性后的组分材料经过分散得到半透明纳米分散液；第三步将第二步中得到的分散液与氟硅烷、有机酸、有机溶剂按配比混合并搅拌均匀而成。本发明具有防尘、防污、防紫外线、抗菌防霉等功能，能在长期不用人工清理的情况下，使建筑物表面保持清洁、不褪色、不发黄、不长霉，节省了大量维护费用，延长了建筑物的使用寿命。
【专利说明】建筑物表面纳米防护液及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑物表面纳米防护液及其制备方法，尤其是能防污自洁、抗菌防霉及防止紫外线引起老化的防护液。
【背景技术】
[0002]目前，城市里高楼林立，新农村的住房建设也是如雨后春笋。但是不管是城市还是农村，建筑物的外墙在经过一定时间以后，都会变脏、表层老化脱落、发霉长菌，非常影响美观。
[0003]如果要对这些外墙进行清理和翻新，则需要花费大量资金。如果在这些建筑物的表面进行处理，喷上一种防护液在表面能形成一道防护层，能有效地起到防污自洁、抗菌防霉、防止紫外线引起老化的作用，那么对这将对我们的建筑表面的养护、美观、延长使用寿命起到很大的帮助作用。
[0004]自然界的荷叶表面具有很好的憎水性，且出污泥而不染，通过研究荷叶表面的结构得知，疏水自洁表面必须具备两个条件:表面必须具有类似蜡质晶体的较低的表面能；同时表面是粗糙的，而且粗糙度必须是纳米水平或接近纳米水平。
[0005]要实现这两个目标，首先引入一定尺度的纳米材料，通过超分散技术使其能够最大限度地保持单个粒子的非团聚状态，其次引入低表面能类物质，由于分子间范德华力和库仑力的作用，低表面能类物质分子在纳米颗粒表面上能够铺展形成高度有序排列的单分子膜。分子中具有低自由能的基团由于分子的热运动，向表面迁移富集并定向有序排列，形成一个由低自由能基团构成的表面。涂层最外层就是包裹在纳米颗粒表面的紧密有序排列的低表面能物质分子，这种固体表面上形成的超薄有序且有特定粗糙度的体系保证了固体表面具有最低的表面自由能。
.[0006]许多荷叶效果乳胶漆因此应运而生，但是很多建筑物的表面不是采用乳胶漆来作为装饰，而且有可能是多种材料混合使用，例如大理石、玻璃、瓷砖等，所以需要一种不改变原有建筑材料的外观，同时使之具有防水防油效果的防护液。很多墙体经过一段时间的风吹日晒雨淋后，其表面的装饰材料会发霉、剥落等，非常影响美观，这就需要在其表面进行防霉以及抗老化的处理。
【发明内容】
[0007]本发明提供一种用于建筑物表面且不影响建筑物表面材料外观的纳米防护液及其制备方法，该防护液能用于各种材质的建筑物表面，易于广泛的推广使用；并且使用本发明所述的纳米防护液对建筑表面进行处理后，能使其表面产生疏水、疏油、防尘、抗菌、防老化的作用，能使建筑物持久亮丽如新。
[0008]本发明的组分及质量含量百分比为:氟硅烷1%_5%、纳米二氧化硅0.5%_3%、纳米氧化锌0.5%-3%、纳米二氧化钛0.5%-3%、有机酸0.1%_1%、分散剂0.3%_1%、有机溶剂85%-99%，其中纳米二氧化硅和纳米氧化锌是经氟硅烷表面改性处理的纳米粉体，所述的氟硅烷是氟代烷基三乙氧基硅烷，分子式为CnFmH2n_m+1Si (OC2H5) 3，其中n=4?10，m=9?17，所述的纳米二氧化硅、纳米氧化锌、纳米二氧化钛的粒径范围在10-50nm之间，所述的纳米二氧化钛为锐钛型。
[0009]所述的建筑物表面纳米防护液及其制备方法，其特征是，所述的有机酸是醋酸或乙二酸其中一种或两种的混合物。
[0010]所述的分散剂为所述的分散剂为脂肪酸类、脂肪族酰胺类和酯类其中一种或多种的组合物。
[0011]所述的有机溶剂是指乙醇、异丙醇、丁醇、丙酮、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的一种或者多种的组合物。
[0012]所述的建筑物表面纳米防护液及其制备方法，其制备方法包含以下三个步骤: 第一步:用氟硅烷对纳米二氧化硅和纳米氧化锌进行表面改性处理；所述的表面改性
处理是指:将异丙醇与水混合均匀，然后滴加氟硅烷，搅拌一定时间，混合均匀；加入纳米二氧化硅及纳米氧化锌，再搅拌一定时间，放入烘箱中烘干，再经空气磨进行粉碎，得到经氟硅烷表面改性的纳米二氧化硅粉体和纳米氧化锌粉体。
[0013]第二步:将改性纳米二氧化硅粉体、改性纳米氧化锌粉体以及纳米二氧化钛粉体中的一种或多种组合物，加入到有机溶剂中，加入分散剂，经过高速分散、超声分散或卧式砂磨机分散，得到粒径在50nm以下的半透明纳米分散液。
[0014]第三步:将第二步中得到的半透明纳米分散液折算成粉体的质量份数，与氟硅烷、有机酸、有机溶剂按照本发明所述的质量百分比混合到一起，搅拌均匀即得到本发明所述的建筑物表面纳米防护液，在施工前将表面处理干净并保持干燥，用软毛刷涂刷在建筑物表面，或者用喷枪喷涂 在建筑物表面即可。
[0015]本发明采用氟硅烷对纳米二氧化硅粉体和纳米氧化锌粉体进行表面改性，使其表面自由能大幅度降低，达到疏水、疏油的效果，同时纳米二氧化硅粉体、纳米氧化锌粉体、纳米二氧化钛粉体的细小纳米粒子在建筑物表面形成了许多突起结构，能使灰尘随着雨水滚落而将其带走。纳米氧化锌粉体和纳米二氧化钛粉体在波长小于350nm时,两者遮蔽效率相近，但是在350?400nm时，纳米氧化锌粉体的遮蔽效率明显高于二氧化钛，将两者进行复配使用，能有效地阻止紫外线。锐钛型纳米二氧化钛粉体在光线的作用下，产生强烈催化降解功能；能有效地降解空气中有毒有害气体；能有效杀灭多种细菌，并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理；同时还具备除臭、抗污等功能。
[0016]本发明有如下优点:
I)本发明所述的建筑物表面纳米防护液，是一种建筑物表面通用型的防护剂，对建筑物表面进行处理后，可在建筑表面形成无数纳米级的颗粒突起，同时具有极低的表面自由能，可使建筑表面具有防尘、防污、防紫外线、抗菌防霉等功能，可在长期不用人工清理的情况下使建筑物保持清洁、不褪色、不发黄、不长霉，节省了大量的维护费用，延长了建筑物的使用寿命。
[0017]2)本发明使用氟硅烷对纳米二氧化硅粉体和纳米氧化锌粉体进行表面改性，同时在防护液中加入氟硅烷，这样在使用过程中能使纳米粒子紧密的附着在建筑物表面，提高了防护层的有效时限。
[0018]【具体实施方式】:下面结合【具体实施方式】对本发明做进一步说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了具体的实施方式和操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
[0019]实施例1:
第一步:用氟硅烷对纳米二氧化硅粉体和纳米氧化锌粉体进行表面改性处理；所述的表面改性处理是指:将IOOg异丙醇与Ig的水混合均勻，然后滴加2g的十七氟癸基三乙氧基硅烷，搅拌2.5小时，混合均匀；加入80g纳米二氧化硅粉体/纳米氧化锌粉体，搅拌3小时；放入80°C烘箱中烘干1.5小时后转入120°C的烘箱中彻底烘干；将得到的粉体经空气磨进行粉碎，得到经十七氟癸基三乙氧基硅烷表面改性的纳米二氧化硅粉体/纳米氧化锌粉体。
[0020]第二步:将15g改性纳米二氧化硅粉体、IOg改性纳米氧化锌粉体、5g纳米二氧化钛粉体加入到66g异丙醇中，加入4g的BYK-110分散剂，分别经过高速分散、超声分散、臣卜式砂磨机分散，得到粒径在50nm以下的半透明纳米分散液IOOg,纳米粉体的含量是30%。
[0021]第三步:将第二步中得到的IOOg纳米分散液与30g十七氟癸基三乙氧基硅烷、IOg醋酸、860g异丙醇混合到一起，搅拌均匀即得到本发明所述的建筑物表面纳米防护液。
[0022]实施例2:
第一步:用氟硅烷对纳米二氧化硅粉体和纳米氧化锌粉体进行表面改性处理；所述的表面改性处理是指:将IOOg丙酮与Ig的水混合均匀，然后滴加2g的十七氟癸基三乙氧基硅烷，搅拌2.5小时，混合均匀；加入80g纳米二氧化硅粉体/纳米氧化锌粉体，搅拌3小时；放入80°C烘箱中烘干1.5小时后转入120°C的烘箱中彻底烘干；将得到的粉体经空气磨进行粉碎，得到经十七氟癸基三乙氧基硅烷表面改性的纳米二氧化硅粉体/纳米氧化锌粉体。
.[0023]第二步:将IOg改性纳米二氧化硅粉体、IOg改性纳米氧化锌粉体、IOg纳米二氧化钛粉体加入到66g异丙酮中，加入4g的BYK-110分散剂。分别经过高速分散、超声分散、臣卜式砂磨机分散，得到粒径在50nm以下的半透明纳米分散液IOOg,纳米粉体的含量是30%。
[0024]第三步:将第二步中得到的IOOg纳米分散液与40g十七氟癸基三乙氧基硅烷、IOg醋酸、850g丙酮混合到一起，搅拌均匀即得到本发明所述的建筑物表面纳米防护液。
[0025]实施例3:
第一步:用氟硅烷对纳米二氧化硅粉体和纳米氧化锌粉体进行表面改性处理；所述的表面改性处理是指:将IOOg丙酮与Ig的水混合均匀，然后滴加2g的十三氟辛基三乙氧基硅烷，搅拌2.5小时，混合均匀；加入80g纳米二氧化硅粉体/纳米氧化锌粉体，搅拌3小时；放入80°C烘箱中烘干1.5小时后转入120°C的烘箱中彻底烘干；将得到的粉体经空气磨进行粉碎，得到经十三氟辛基三乙氧基硅烷表面改性的纳米二氧化硅粉体/纳米氧化锌粉体。
[0026]第二步:将8g改性纳米二氧化硅粉体、IOg改性纳米氧化锌粉体、8g纳米二氧化钛粉体加入到70g异丙醇中，加入4g的BYK-112分散剂。分别经过高速分散、超声分散、卧式砂磨机分散，得到粒径在50nm以下的半透明纳米分散液IOOg,纳米粉体的含量是26%。
[0027]第三步:将第二步中得到的IOOg纳米分散液与50g十三氟辛基三乙氧基硅烷、IOg醋酸、840g异丙醇混合到一起，搅拌均匀即得到本发明所述的建筑物表面纳米防护液。
【权利要求】
1.建筑物表面纳米防护液及其制备方法，其特征在于，其组分及质量含量百分比为:氟硅烷1%_5%、纳米二氧化硅0.5%-3%、纳米氧化锌0.5%-3%、纳米二氧化钛0.5%-3%、有机酸0.1%_1%、分散剂0.3%-1%、有机溶剂85%-99%，其中纳米二氧化硅和纳米氧化锌是经氟硅烷表面改性处理的纳米粉体，所述的氟硅烷是氟代烷基三乙氧基硅烷，分子式为CnFmH2n-m+iSi (OC2H5) 3,其中n=4?10，m=9?17，所述的纳米二氧化娃、纳米氧化锌、纳米二氧化钛的粒径范围在10-50nm之间，所述的纳米二氧化钛为锐钛型。
2.根据权利要求1所述的建筑物表面纳米防护液及其制备方法，其特征是，所述的有机酸是醋酸或乙二酸其中一种或两种的混合物。
3.根据权利要求1所述的建筑物表面纳米防护液及其制备方法，其特征是，所述的分散剂为脂肪酸类、脂肪族酰胺类和酯类其中一种或多种的组合物。
4.根据权利要求1所述的建筑物表面纳米防护液及其制备方法，其特征是，所述的有机溶剂是指乙醇、异丙醇、丁醇、丙酮、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的一种或者多种的组合物。
5.根据权利要 求1所述的建筑物表面纳米防护液及其制备方法，其制备方法特征在于包含以下三个步骤: 1)第一步:用氟硅烷对纳米二氧化硅和纳米氧化锌进行表面改性处理；所述的表面改性处理是指:将异丙醇与水混合均匀，然后滴加氟硅烷，搅拌一定时间，混合均匀；加入纳米二氧化硅及纳米氧化锌，再搅拌一定时间，放入烘箱中烘干，再经空气磨进行粉碎，得到经氟硅烷表面改性的纳米二氧化硅粉体和纳米氧化锌粉体； 2)第二步:将改性纳米二氧化硅粉体、改性纳米氧化锌粉体以及纳米二氧化钛粉体中的一种或多种组合物，加入到有机溶剂中，加入分散剂，经过高速分散、超声分散或卧式砂磨机分散，得到粒径在50nm以下的半透明纳米分散液； 3)第三步:将第二步中得到的半透明纳米分散液折算成粉体的质量份数，与氟硅烷、有机酸、有机溶剂按照本发明所述的质量百分比混合到一起，搅拌均匀即得到本发明所述的建筑物表面纳米防护液，在施工前将表面处理干净并保持干燥，用软毛刷涂刷在建筑物表面，或者用喷枪喷涂在建筑物表面即可。
【文档编号】C09D183/08GK103436166SQ201310402325
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年9月6日 优先权日:2013年9月6日
【发明者】凌金龙, 周迪 申请人:深圳市文浩建材科技有限公司