本发明涉及一种表面疏水剂，特别是一种防污垢纳米易清洁镀膜液及其制备方法和应用。
背景技术：
室内卫生间的淋浴房，浴缸。洗脸池、瓷砖或者马桶等表面，常常由于接触水或者清洁剂，残留水垢，时间长了难以擦除，并且容易发霉发黄。十分影响外观。利用在玻璃或陶瓷表面，形成一层低表面能疏水或者亲水表面，可以有效的防止此类生活烦恼的发生。
目前的技术主要集中于两个方向，即超亲水表面，利用水在基材表面的铺展，带走污垢。而低表面能疏水表面，则是利用了低表面能污垢附着力下降，并且水在基材表面形成水珠滚动带走污垢的原理。
超亲水表面的制备方法很多，例如光致超亲水表面利用纳米二氧化钛在紫外光照下产生oh·自由基的原理，由于oh·的亲水性，使得水可以在其表面铺展开，并且oh·的强氧化性可以分解大多都是污垢。但是由于这种方法需要长时间的紫外光照才能获得响应，无法应用于室外，即使在长期的室外光照后产生了超亲水现象，一旦失去光照，再次响应仍需要很长的时间。而利用表面活性剂产生的超亲水表面，则只能维持几天时间，无法真正长期应用于室内。
本专利采用的低表面能疏水表，兼顾低表面能的污垢低附着特性和水珠滚动带走污垢的特性。其与基材极高的化学键结合，可以使得涂层寿命长达数年。用水冲洗，即可清除污垢。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种防污垢纳米易清洁镀膜液及其制备方法和应用。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种防污垢纳米易清洁镀膜液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂和含活性基团的全氟有机物溶解于c2-c5饱和一元醇中，用酸性催化剂调节ph值至2-4，并加入固化剂，在40-60℃下反应形成凝胶液；
所述硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂与c2-c5饱和一元醇质量比为1：2-5；
所述含活性基团的全氟有机物与c2-c5饱和一元醇质量比为1：30-50；
所述固化剂与c2-c5饱和一元醇体积质量比为0.1ml：70-90g；
(2)在步骤(1)中得到的透明凝胶液加入气相纳米二氧化硅分散均匀即得防污垢纳米易清洁镀膜液。
所述气相纳米二氧化硅与c2-c5饱和一元醇质量比为1：150-170。
本发明通过溶胶-凝胶法，制得了具有低表面能的有机基团改性气相纳米二氧化硅凝胶液，结合气相纳米二氧化硅对粗糙表面的构造，获得具有良好疏水性和疏油性以及高环境耐受能力的纳米疏水疏油自清洁涂层。
优选的，所述步骤(1)中的硅烷偶联剂为正硅酸乙酯。
优选的，所述步骤(1)中的钛酸酯偶联剂为钛酸四丁酯。
优选的，所述步骤(1)中的含活性基团的全氟有机物为羟基改性的全氟聚醚或羟基改性的全氟丙烯酸酯。
优选的，所述步骤(1)中的c2-c5饱和一元醇为乙醇、异丙醇、甲醇或正丁醇中一种或几种。
优选的，所述步骤(1)中的酸性催化剂为硝酸、乙酸或盐酸。
优选的，所述步骤(1)中的固化剂为月桂酸丁基锡。
优选的，所述步骤(1)中的反应时还需要搅拌，反应时间为22-26小时。
上述制备方法制备的防污垢纳米易清洁镀膜液。
将本发明提供的将防污垢纳米易清洁镀膜液涂覆于基材表面，自然固化，即在基体表面形成一种防污垢纳米易清洁涂层。所述基材可以是玻璃、装饰石材、墙面、装饰金属表面、陶瓷表面、灯具表面，涂覆可以为喷枪喷涂或者擦涂等涂覆方式，涂覆之前应将基材表面处理干净。
与现有技术相比，本发明具有的优点如下：
1、解决了玻璃易沾污的特点，低表面能使污垢难以积累在玻璃表面，更容易保持清洁
2、对于陶瓷表面，构筑了疏水疏油釉面，让低端陶瓷可媲美高端陶瓷
3、可以在常温固化，不必通过复杂的高温釉面烧结工艺就能获易清洁涂层
4、采用绿色环保溶剂，不含苯类
5、提高了易清洁涂层的耐摩擦性，可以反复耐受擦洗
6、反应工艺简单，条件温和
7、施工方法简单，可采用喷涂，擦涂，滚涂等涂装方法。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步说明：
实施例1
将20gteos(正硅酸乙酯)溶于80g无水乙醇，加入硝酸调节ph至2，45℃搅拌24h，获得稳定的溶胶液，加入羟基改性的全氟聚醚2g以及0.1ml月桂酸丁基锡，搅拌24h。加入0.5g气相纳米二氧化硅，高速剪切分散1h，即制得防污垢纳米易清洁镀膜液。将镀膜液用压力喷枪喷于家庭陶瓷和玻璃表面，使其自然流平，24h后测试。
实施例2
将20gteos溶于80g无水乙醇，加入硝酸调节ph至2，45℃搅拌24h，获得稳定的溶胶液，加入羟基改性的含氟丙烯酸树脂2g以及0.1ml月桂酸丁基锡，搅拌24h。加入0.5g气相纳米二氧化硅，高速剪切分散1h，即制得防污垢纳米易清洁镀膜液。将镀膜液用压力喷枪喷于家庭陶瓷和玻璃表面，使其自然流平，24h后测试。
实施例3
将20g钛酸四丁酯溶于80g异丙醇，加入10％乙酸，直至ph为4，滴加乙酸时速度必须控制为极缓慢加入，至少需要4小时滴加完毕。，获得稳定的溶胶液，加入2g羟基改性全氟聚醚以及0.1ml月桂酸丁基锡，搅拌24h。加入0.5g气相纳米二氧化硅，高速剪切分散1h，即制得防污垢纳米易清洁镀膜液。将镀膜液用压力喷枪喷于家庭陶瓷和玻璃表面，使其自然流平，24h后测试。
对比例1
将20gteos溶于80g无水乙醇，加入硝酸调节ph至2，45℃搅拌24h，获得稳定的凝胶液，加入无氟羟基改性丙烯酸树脂2g以及0.1ml月桂酸丁基锡，搅拌24h。加入0.5g气相纳米二氧化硅，高速剪切分散1h，即制得防污垢纳米易清洁镀膜液。将镀膜液用压力喷枪喷于家庭陶瓷和玻璃表面，使其自然流平，24h后测试。
对比例2
将20gteos溶于80g无水乙醇，加入硝酸调节ph至2，45℃搅拌24h，获得稳定的溶胶液，加入羟基改性的无氟聚醚2g以及0.1ml月桂酸丁基锡，搅拌24h。加入0.5g气相纳米二氧化硅，高速剪切分散1h，即制得防污垢纳米易清洁镀膜液。将镀膜液用压力喷枪喷于家庭陶瓷和玻璃表面，使其自然流平，24h后测试。
1、涂层测试结果
注：耐酸性测试：ph1强酸浸泡24小时疏水角变化率
耐碱性测试：ph14强碱浸泡24小时疏水角变化率
耐磨性测试：在海绵完全润湿的情况下，载荷1n在镀膜玻璃上来回摩擦4000来回后的疏水角变化率
2、长期稳定性检测
考察方案：将实施例2于江浙沪正常的室内环境湿度下密闭存放14个月，在第36914个月短暂开封取样后，立即密闭。
对于从事本领域或者其他相似领域的技术人员，显然本发明不仅限于上述示范性实施例的细节，有关本发明的实施案例，可以以多种形式展现，因此上述实施例均是示范性的，而非限制性的。本发明的范围所附权利要求为等同条件的含义和范围实施的案例。