本發(fā)明涉及一種納米材料，具體涉及一種防霧自潔的新型納米材料的制備方法。
背景技術(shù)：
目前，納米材料作為重要的前沿領(lǐng)域已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。在我們?nèi)粘Ｉ钪校嚥Ａ?、樓宇玻璃、裝飾玻璃等，都需要我們頻繁的去維護(hù)和清潔，維護(hù)及清潔時(shí)會(huì)造成較大的資源浪費(fèi)，如水、電、人工等，在高層樓宇清潔中還存在著較大的安全隱患。與此同時(shí)，在雨雪天氣，汽車玻璃很容易產(chǎn)生霧氣，影響駕駛員視線，這是車輛事故多發(fā)的一個(gè)重要因素。因此，防霧、自潔納米材料的制備對于我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展來說至關(guān)重要。隨著防霧、自潔納米材料需求的日益突出，市場上出現(xiàn)一些防霧、自潔產(chǎn)品。然而，大多數(shù)防霧、自潔產(chǎn)品不僅存在著制作工藝復(fù)雜，穩(wěn)定性差等問題，而且與基材之間的粘接性差，容易脫落。因此，難以保持長久防霧、自潔的效果?；谏鲜龇漓F、自潔產(chǎn)品存在的問題，我們研制了一種具有防霧能力強(qiáng)，自潔效果持久，施工簡單，成本低等優(yōu)點(diǎn)的防霧、自潔納米材料。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的防霧自潔納米材料的粘接性差并且穩(wěn)定性也較差，不利于長期使用，目的在于提供一種防霧自潔的新型納米材料的制備方法，解決現(xiàn)有的具有納米材料粘接性和穩(wěn)定性差的問題。
本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種防霧自潔的新型納米材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)將鈦酸丁酯在攪拌下滴加到無水乙醇中，充分?jǐn)嚢枞缓笙蚱湟来渭尤氪姿?、硝酸和去離子水，繼續(xù)攪拌，最終得到穩(wěn)定的二氧化鈦溶膠；
(2)將得到的二氧化鈦溶膠進(jìn)行退火處理，退火溫度為480-520℃，保溫時(shí)間5-7小時(shí)，然后隨爐冷卻，得到二氧化鈦粉末，球磨30小時(shí)，粉末樣品中的二氧化鈦顆粒尺寸為4nm，稱取二氧化鈦粉末樣品，將其分散到去離子水中，得到二氧化鈦溶液；
(3)將正硅酸乙酯在氨水催化下水解，制備出含有粒徑為25nm的二氧化硅球形納米粒子的懸浮液，在室溫?cái)嚢柘虏⒌渭欲}酸溶液，陳化30小時(shí)，變成凝膠后放入干燥箱中進(jìn)行干燥，再將干燥樣品進(jìn)行退火處理，退火溫度為480-520℃，保溫時(shí)間5-7小時(shí)，然后隨爐冷卻，得到二氧化硅粉末，球磨20小時(shí)，粉末樣品中的二氧化硅顆粒尺寸在10nm以下；
(4)將得到二氧化鈦溶液加入溶劑中，充分?jǐn)嚢?，再加入二氧化硅，?5-75℃溫度下攪拌混合，得到溶液體系；
(5)在65-75℃溫度下，在溶液體系中加入堿性催化劑，使溶液體系ph值為11；
(6)在步驟(5)中再加入氟烷基硅烷、鈦酸酯偶聯(lián)、乙二醇、聚乙二醇，在50-55℃溫度下繼續(xù)攪拌反應(yīng)5h；
(7)在步驟(6)加入中和試劑，使溶液ph值為6.5，過濾反應(yīng)產(chǎn)物。
一種防霧自潔的新型納米材料的制備方法，所述步驟(2)和步驟(3)中的退火溫度為500℃，保溫時(shí)間6小時(shí)。所述步驟(4)和步驟(5)中溫度為70℃。所述中和試劑為氯化銨和乙酸。所述溶劑包括異丙醇或正丁醇或乙二醇乙醚中的一種或多種。
進(jìn)一步的，本發(fā)明中納米材料與基材表面以化學(xué)鍵結(jié)合，其具有較強(qiáng)的附著力，并且在玻璃、陶瓷、金屬、塑料、橡膠、電子元器件表面都具有較好的附著力，按照gb/t9286-1998進(jìn)行測試，附著力均達(dá)到0級(jí)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：
1、本發(fā)明一種防霧自潔的新型納米材料的制備方法，本發(fā)明含有氟硅烷、二氧化硅和納米材料，性能穩(wěn)定，儲(chǔ)存穩(wěn)定性好，擁有無機(jī)材料和有機(jī)硅材料所具有的優(yōu)異的耐高低溫、耐老化性能，同時(shí)還因?yàn)楹鶊F(tuán)的引入而賦予了涂層耐溶劑、化學(xué)穩(wěn)定、更低的表面能等優(yōu)異性能；
2、本發(fā)明一種防霧自潔的新型納米材料的制備方法，本發(fā)明納米二氧化鈦與納米二氧化硅復(fù)合，該復(fù)合納米材料不僅保持了原有二氧化鈦的光催化和超親水性能，而且提高了復(fù)合納米材料與基材之間的粘接性，保證了基材上防霧、自潔納米材料的牢固性和耐磨性；
3、本發(fā)明一種防霧自潔的新型納米材料的制備方法，本發(fā)明制備工藝簡單，便于操作。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。
實(shí)施例1
本發(fā)明一種防霧自潔的新型納米材料的制備方法，將鈦酸丁酯在攪拌下滴加到無水乙醇中，充分?jǐn)嚢枞缓笙蚱湟来渭尤氪姿帷⑾跛岷腿ルx子水，繼續(xù)攪拌，最終得到穩(wěn)定的二氧化鈦溶膠。
將得到的二氧化鈦溶膠進(jìn)行退火處理，退火溫度為500℃，保溫時(shí)間6小時(shí)，然后隨爐冷卻，得到二氧化鈦粉末，球磨30小時(shí)，粉末樣品中的二氧化鈦顆粒尺寸為4nm，稱取二氧化鈦粉末樣品，將其分散到去離子水中，得到二氧化鈦溶液；
將正硅酸乙酯在氨水催化下水解，制備出含有粒徑為25nm的二氧化硅球形納米粒子的懸浮液，在室溫?cái)嚢柘虏⒌渭欲}酸溶液，陳化30小時(shí)，變成凝膠后放入干燥箱中進(jìn)行干燥，再將干燥樣品進(jìn)行退火處理，退火溫度為500℃，保溫時(shí)間6小時(shí)，然后隨爐冷卻，得到二氧化硅粉末，球磨20小時(shí)，粉末樣品中的二氧化硅顆粒尺寸在10nm以下。
將得到二氧化鈦溶液加入溶劑中，充分?jǐn)嚢?，再加入二氧化硅，?2℃溫度下攪拌混合，得到溶液體系；保持所述溫度并加入堿性催化劑，使溶液體系ph值為11，再加入氟烷基硅烷、鈦酸酯偶聯(lián)、乙二醇、聚乙二醇，在52℃溫度下繼續(xù)攪拌反應(yīng)5h，得到透明溶液；加入中和試劑，使溶液ph值為6.5，過濾反應(yīng)產(chǎn)物得到本發(fā)明的納米材料。
本實(shí)施例中所制得的納米材料的附著力為0級(jí)，并且優(yōu)于現(xiàn)有的防霧自潔功能的納米材料的附著力6％，并且，本實(shí)施例中的納米材料的耐高低溫和耐老化性能也較好。
其中，本發(fā)明由以下重量份數(shù)的組分組成：鈦酸丁酯31份、無水乙醇132份、醋酸12份、硝酸7份、去離子水51份、正硅酸乙酯39份、鹽酸溶液62份、溶劑108份、鈦酸酯偶聯(lián)5份，乙二醇11份、聚乙二醇12份、氨水8份、堿性催化劑8份、中和試劑7份、氟烷基硅烷12份。所述堿性催化劑為氫氧化鈉或乙醇鈉中的一種或多種。所述中和試劑為氯化銨和乙酸。所述溶劑包括異丙醇或正丁醇或乙二醇乙醚中的一種或多種。
以上所述的具體實(shí)施方式，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。