其時自清潔粉末涂料的研討與運用已獲得了明顯效果。日本是世界上較早開展納米粒子光催化活性及用于涂層自清潔、抗菌功用研討的國家之一，20世紀90年代即完結在陶瓷、玻璃等資料上的工業(yè)運用。

1涂層自清潔原理

現(xiàn)行親水性定義為：正常水接觸角θ<10°，θ<5°為超親水，θ>90°為疏水，θ>150°為超疏水。

現(xiàn)在涂層自清潔機理首要有以下幾種：超疏水、超親水、超雙疏和超雙親等，其間超疏水與超雙疏機理首要用于涂料職業(yè)；超親水與超雙親則首要用于自清潔玻璃、陶瓷等工業(yè)。

1.1超疏水原理

運用納米粒子的小標準效應，在涂層表面構成一層超疏水層，空氣中的無機塵土一般具有必定極性，在超疏水表面不能構成激烈吸附，極易被雨水沖刷掉；

即使涂層上被有機物吸附，也可以運用納米粒子超強的光催化活性，最終將有機物分解成CO2、H2O、H2SO4、HNO3等易沖刷物質。

該涂層表面結構及自清潔原理與荷葉相似，能確保涂層表面清潔如新。

1.2超雙疏原理

涂層表面構成納米標準幾許形狀互補（如凸與凹相間）的界面結構，因為納米標準低凹的表面可使吸附氣體分子安穩(wěn)存在，相當于在微觀表面上有一層安穩(wěn)的氣體薄膜，使油或水無法與資料的表面直接接觸，從而使資料表面出現(xiàn)超凡的雙疏性。

2試驗部分

2.1活性納米Al2O3微粒的制備

將納米Al2O3粉體松散在無水乙醇中，參與納米粉質量1.5%的蒸餾水，用稀鹽酸調pH值為5，參與4%（質量分數(shù)）全氟辛基-三乙氧基硅烷，拌和下加熱回流反應2h。

再參與2%（質量分數(shù)）環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑，持續(xù)回流反應2h。減壓蒸餾除掉體系中的溶劑和水，干燥后制得具有反應活性的納米Al2O3微粒。

2.2自清潔聚酯粉末涂料的熔融擠出制備

將活性納米Al2O3微粒與聚酯樹脂、固化劑、流平劑、顏填料、助劑等按必定比例稱量，加到高速混合機中混合5~10min，選用雙螺桿擠出機熔融擠出，經壓片，破碎，篩分后，制得自清潔粉末涂料。

2.3自清潔聚酯粉末涂料的干混制備

先將聚酯樹脂、固化劑、流平劑、顏填料、助劑等按必定比例稱量，加到高速混合機中混合2~5min，選用雙螺桿擠出機熔融擠出，經壓片，破碎，篩分后，制得純聚酯粉末涂料；

再將活性納米Al2O3微粒、純聚酯粉末涂料、松散助劑按比例稱量，加到干混設備中進行固相復合反應，高速松散5~10min，冷卻，篩分，制得自清潔粉末涂料。

效果與評論

1試驗效果

選用JSM-5600型掃描電子顯微鏡進行掃描電子顯微鏡（SEM）表征；選用BM300型（日本）接觸角測定儀測定水與涂層表面的接觸角；

選用PHI5702型X-射線電子能譜（XPS）儀對涂層表面的化學組成進行表征；涂層厚度、光澤度、耐沖擊性等功用依照現(xiàn)行國標要求進行測定。

表1為干混工藝下活性納米Al2O3微粒用量與涂層表面接觸角的對應關系；表2為活性納米Al2O3微粒增加前后粉末涂層的物理機械功用比照；

圖1為干混工藝制得的自清潔粉末涂層SEM圖像；圖2為自清潔涂層上水滴和油滴的形狀圖；圖3為自清潔涂層表面的X-射線光電子能譜圖。

 

2粉末涂料生產工藝對功用的影響

試驗過程中發(fā)現(xiàn)：選用熔融擠出工藝制備自清潔粉末涂料，活性納米Al2O3微粒用量較小時，粉末涂層的物理機械功用較好，但疏水性較差；

活性納米Al2O3微粒用量大于30%時，涂層才具有必定的疏水性，但涂層的物理機械功用大大下降，乃至出現(xiàn)涂層不連續(xù)現(xiàn)象。

選用干混工藝制備粉末涂料作用較好，納米Al2O3微粒用量可大幅減少，而涂層常規(guī)的物理機械功用則有了良好確保。

干混工藝既可使納米Al2O3微粒均勻渙散，也能確保粉末涂料熔融固化成膜過程中納米微粒向涂層表面的集合與排列組合。

3納米Al2O3微粒用量對涂層疏水性的影響

由表1可以看出：在試驗工藝下，跟著納米Al2O3微粒用量的增加，涂層的水接觸角迅速增大，Al2O3用量達10%（質量分數(shù)）時水接觸角抵達最高，隨后小幅下降。

這闡明納米Al2O3微粒的存在是涂層出現(xiàn)疏水性的要害，但過量的納米Al2O3微粒，則破壞了聚酯與固化劑的成膜反應。可以通過正交等試驗，均衡涂層的疏水性與物理機械功用，確定納米Al2O3微粒用量的最佳點。

4涂層表面的微觀狀況及功用

圖1標明：涂層表面被納米Al2O3微粒均勻掩蓋，具有仿荷葉表面結構的微觀結構；

從圖3可以看出：涂層對鋼鐵基材的掩蓋很好，沒有任何Fe信號，強的F信號闡明，涂層表面富集氟硅烷、布滿活性納米Al2O3微粒，這些也從涂層的表面微觀結構上提醒了涂層的超疏水性。

5涂層物理機械功用

表2數(shù)據(jù)標明：增加適量納米Al2O3微粒并沒有下降涂層的首要物理機械功用，但對涂層的外觀、表面光澤度有明顯影響，這與納米粒子的小尺寸效應有直接關系。

對涂層進行耐刮擦試驗時發(fā)現(xiàn)：涂層表面的納米結構極易遭到破壞，直接表現(xiàn)是涂層疏水性下降乃至消失，與前期疏水性涂層遭到水流強烈沖刷、人工揉擦后疏水性消失相似。

這闡明自清潔粉末涂層表面的納米微粒與樹脂基料短少結實結合，涂層的柔韌性、表面硬度等功用偏低，還需要通過進一步的試驗來改進。

結語

在液體自清潔涂料研討與運用獲得重大效果的促進下，自清潔粉末涂層功用檢測及表征效果闡明：增加活性納米Al2O3微粒完成了粉末涂層表面的超疏水性。針對試驗中存在的涂層表面納米結構易損害等問題，往后應在納米粒子潤飾資料選擇、潤飾工藝以及涂料干混工藝優(yōu)化等方面進行更深化的研討。