【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于功能涂層，具體涉及到一種量子點-有機硅復合改性的水性自清潔涂層及其制備方法。
技術介紹
1、為進一步應對全球變暖，減少碳排放，已有超190個國家承諾減少化學燃料的使用，推動全球能源系統由化石燃料向可再生清潔能源快速轉型。在全球脫碳計劃的快速推進過程中，太陽能和風能的發電量激增，但光伏組件和風機葉片等戶外能源裝備長期存在灰塵沉積等污染問題，以及面臨紫外線老化的考驗。通過在光伏組件面板等能源裝備外表面涂覆一層自清潔涂層，可有效地緩解污染問題，提高能源裝備的運行效率。水性自清潔涂層相較于溶劑型涂層具有更低的揮發性有機化合物排放，在減少碳排放方面做出了積極貢獻。近年來，研究人員圍繞水性自清潔涂層取得了諸多成果：
2、中國專利cn103772597b采用單體混合液有序加料方式，基于溶液聚合方式制備了含有短鏈硅烷的有機硅改性羥基丙烯酸水分散體。該分散體可與多異氰酸酯發生化學交聯，并制備了雙組分聚氨酯涂層，該涂層具有優異的耐水性和耐老化性，但短鏈有機硅的接枝對于涂層耐污性和自清潔性能的提升有限。
3、中國專利cn113321997b提供了一種由氟碳羥基丙烯酸樹脂、二氧化硅、二氧化鈦、親水性脂肪族多異氰酸酯組成的水性自清潔涂層，該涂層可通過光催化降解有機物，并具有較好的疏水和自清潔性能。然而該涂層并非透明涂層，無法在光學裝備上應用，且含氟材料對環境有不良影響，也限制了該涂層的應用。
4、此外，中國專利cn116874666a提供了一種有機硅改性丙烯酸酯乳液，并與異氰酸酯固化后得到了抗涂鴉涂層。該
5、綜上，現有水性自清潔涂層仍然存在不環保、透明度低、自清潔性能弱、耐老化性能差和性能單一等問題。因此，迫切開發綜合性能優異的水性自清潔涂層，以滿足各類場景中的自清潔等防護需求。
技術實現思路
1、本部分的目的在于概述本專利技術的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和專利技術名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和專利技術名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本專利技術的范圍。
2、鑒于上述和/或現有技術中存在的問題，提出了本專利技術。
3、因此，本專利技術一個目的是，克服現有技術中的不足，提供一種量子點-有機硅復合改性的水性自清潔涂層。
4、為解決上述技術問題，本專利技術提供了如下技術方案：所述水性自清潔涂層由量子點-有機硅復合改性的水性羥基丙烯酸分散體與交聯劑經涂覆和固化后得到。
5、作為本專利技術所述制備方法的一種優選方案，其中：
6、(i)由量子點-有機硅復合改性的水性羥基丙烯酸分散體與交聯劑經涂覆和固化后得到；
7、(ii)量子點-有機硅復合改性的水性羥基丙烯酸分散體與交聯劑質量比為1.5～4.5:1；
8、(iii)量子點-有機硅復合改性的水性羥基丙烯酸分散體由氨基化二氧化硅包封的氧化鋅量子點分散液和長鏈有機硅接枝的水性羥基丙烯酸組成。
9、本專利技術再一個目的是，克服現有技術中的不足，提供一種量子點-有機硅復合改性的水性自清潔涂層的制備方法。
10、作為本專利技術所述制備方法的一種優選方案，其中：將氫氧化鋰的乙醇溶液加入到醋酸鋅乙醇溶液中得到氧化鋅量子點乙醇分散液；
11、將正硅酸乙酯和氨基硅烷偶聯劑加入到氧化鋅量子點乙醇溶液中獲得氨基化二氧化硅包封的氧化鋅量子點分散液；
12、將長鏈有機硅以自由基聚合方式與丙烯酸酯硬/軟單體、交聯單體、水溶性單體進行共聚，并利用中和劑中和成鹽后分散在氨基化二氧化硅包封的氧化鋅量子點分散液中，得到量子點-有機硅復合改性的水性羥基丙烯酸分散體；
13、將量子點-有機硅復合改性的水性羥基丙烯酸分散體與交聯劑混合、涂覆、固化后得到水性自清潔涂層。
14、采用溶膠-凝膠化學法，首先，將醋酸鋅加入無水乙醇中，控制zn2+濃度為0.05～2.0mol/l，保持回流2～5h。隨后，將氫氧化鋰的乙醇溶液加入到醋酸鋅乙醇溶液中，控制反應體系中zn2+和oh-的摩爾比為1.0：1.2～1.6，在室溫下反應0.5～3.0h，得到氧化鋅量子點乙醇分散液。隨后，將正硅酸乙酯(teos)、氨基硅烷偶聯劑(nh)、水(h2o)按摩爾比為zn2+：teos：nh：h2o＝1：1～3：0.1～0.6：6～12加入到氧化鋅量子點乙醇分散液中，反應6～12h，除去多余的反應溶液后重新分散在水中，得到氨基化二氧化硅包封的氧化鋅量子點分散液。
15、基于自由基聚合法，取15～25份丙烯酸酯硬單體、25～40份丙烯酸酯軟單體、30～45份丙烯酸酯交聯單體、5～10份丙烯酸酯水溶性單體、1～15份長鏈有機硅單體、1～2份引發劑、1～2份鏈轉移劑、30～50份溶劑，在氮氣氛圍中，逐滴加入300～500份溶劑中，控制體系溫度為60～100℃；保溫反應2～4h后，補充0.5～1份引發劑、5～10份溶劑，繼續保溫反應4～10h。隨后，加入與丙烯酸酯水溶性單體摩爾量相同的中和劑。最后，將其分散于氨基化二氧化硅包封的氧化鋅量子點分散液中，得到量子點-有機硅復合改性的水性羥基丙烯酸分散體。
16、將量子點-有機硅復合改性的水性羥基丙烯酸分散體與交聯劑按質量比為1.5-4.5：1混合于溶劑中，獲得樹脂固體含量為20～40％、納米顆粒固體含量為1～8％的涂料液。隨后，將涂料液噴涂在清潔后的超白玻璃上，在120～160℃下固化0.5～2h后得到水性自清潔涂層。
17、作為本專利技術所述制備方法的一種優選方案，其中：所述水性自清潔涂層厚度為5～30μm。
18、作為本專利技術所述制備方法的一種優選方案，其中：所述氨基硅烷偶聯劑包括3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-二乙烯三氨丙基甲基二甲氧基硅烷、n-(γ,-二甲氨丙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一種或幾種。
19、作為本專利技術所述制備方法的一種優選方案，其中：所述長鏈有機硅單體是端基或側鏈含有乙烯基或(甲基)丙烯酰氧基的反應性聚二甲基硅氧烷；
20、所述丙烯酸酯硬單體是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、丙烯腈中的至少一種；
21、所述丙烯酸酯軟單體是丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸正辛酯中的至少一種；
22、所述丙烯酸酯交聯單體為(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯、(甲基)丙烯酸羥丁酯中的至少一種；
23、所述丙烯酸酯水溶性單體為丙烯酸、甲基丙烯酸中本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種量子點-有機硅復合改性的水性自清潔涂層，其特征在于：包括，
2.如權利要求1所述的水性自清潔涂層的制備方法，其特征在于：包括，
3.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述交聯劑包括甲醚化三聚氰胺、乙醚化三聚氰胺、混合醚化三聚氰胺中的一種或幾種。
4.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述自由基聚合方式中丙烯酸酯硬、軟單體、交聯單體、水溶性單體、長鏈有機硅單體、引發劑、鏈轉移劑、溶劑的質量比為15～25：25～40：30～45：5～10：1～15：1～2：1～2：30～50。
5.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述長鏈有機硅單體是端基或側鏈含有乙烯基/甲基丙烯酰氧基的反應性聚二甲基硅氧烷中的一種或者多種。
6.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述氨基化二氧化硅包封的氧化鋅量子點分散液中，Zn2+濃度為0.05～2.0moL/L，Zn2+和OH-的摩爾比為1.0：1.2～1.6，在室溫下反應時間為0.5～3.0h；進一步將正硅酸乙酯、氨基硅烷偶聯劑、水按摩爾比為Zn2+：TEOS：NH：
7.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述涂料液的樹脂固體含量為20～40％，納米顆粒固體含量為1～8％。
8.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述中和劑包括三乙胺、二乙醇胺、二甲基乙醇胺、2-氨基-2甲基丙醇中的一種或多種。
9.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述固化條件為溫度120～160℃，時間為0.5～2h。
10.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述水性自清潔涂層厚度為5～30μm。
...【技術特征摘要】
1.一種量子點-有機硅復合改性的水性自清潔涂層，其特征在于：包括，
2.如權利要求1所述的水性自清潔涂層的制備方法，其特征在于：包括，
3.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述交聯劑包括甲醚化三聚氰胺、乙醚化三聚氰胺、混合醚化三聚氰胺中的一種或幾種。
4.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述自由基聚合方式中丙烯酸酯硬、軟單體、交聯單體、水溶性單體、長鏈有機硅單體、引發劑、鏈轉移劑、溶劑的質量比為15～25：25～40：30～45：5～10：1～15：1～2：1～2：30～50。
5.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述長鏈有機硅單體是端基或側鏈含有乙烯基/甲基丙烯酰氧基的反應性聚二甲基硅氧烷中的一種或者多種。
6.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述氨基化二氧化硅包封的氧化鋅...
【專利技術屬性】
技術研發人員：喻敏，周柯，秦麗文，朱立平，梁沁沁，蒙瑩，潘積琦，李建新，
申請(專利權)人：廣西電網有限責任公司電力科學研究院，
類型：發明
國別省市：
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