技术领域
本发明涉及环保领域，特别涉及一种涂层组合物的制备方法。
背景技术
建筑外墙涂料可以美化环境和居室，但是由于传统涂料耐洗刷性差，涂层易发生变色、脱落，玻璃幕墙或瓷砖贴面又会带来光污染、增加建筑物自重、存在安全隐患等问题。目前，城市的环境污染正在加剧，其中粉尘污染、气体污染尤为严重，建筑外墙特别是高层建筑，正在受到越来越严重的侵蚀，传统涂料由于性能差难以满足需要，自清洁涂层能够使得表面污染物或灰尘颗粒在重力、雨水、风力等外力作用下自行脱落，或通过光催化降解而除去，具有节水、节能、环保等特点，因此，如何开发出性能优异，具有自清洁作用的涂料是需要解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种涂层组合物的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
根据本发明实施例的涂层组合物的制备方法，涂层组合物含有：
纳米二氧化钛类材料 0.1-5重量份；
纳米二氧化硅类材料 0.1-10重量份；
水性杂化树脂 0.01-5重量份；
助剂 0.1-5重量份；以及
水 1-99重量份，
制备方法包括以下步骤：
a)提供所述纳米二氧化钛类材料和纳米二氧化硅类材料，所述纳米二氧化钛类材料和纳米二氧化硅类材料中的至少一种为水性溶胶；
b)提供所述水性杂化树脂、助剂；
c)将所述纳米二氧化钛类材料、纳米二氧化硅类材料、水性杂化树脂、助剂进行混合，得到所述涂层组合物。
进一步地，所述步骤a)包括：
a1-1)提供纳米二氧化钛胶体，所述纳米二氧化钛胶体的粒径为1-99nm；以及
a1-2)提供纳米二氧化硅胶体，先将正硅酸乙酯分散在乙醇中并升温至120℃，然后向乙醇中滴加盐酸溶液，搅拌反应后得到所述纳米二氧化硅胶体，其中，乙醇与正硅酸乙酯的体积比为4∶1，所述盐酸溶液的摩尔浓度为1M，所述盐酸溶液与所述正硅酸乙酯的体积比为1∶4。
进一步地，所述步骤a1-1)包括：
将异丙醇和异丙氧基钛混合后加入水中，二氧化钛沉淀后搅拌，过滤沉淀物并用去离子水洗涤得到湿滤饼，将所述湿滤饼在去离子水中重新分散得到分散液，向分散液中加乳酸并进行充分混合后冷却至室温，并将pH值调节至7.0，得到所述纳米二氧化钛胶体。
进一步地，所述步骤c)包括：
先将所述水性杂化树脂、所述助剂分别加入所述纳米二氧化硅胶体中搅拌，再加入所述纳米二氧化钛粉体，得到所述涂层组合物。
进一步地，所述步骤a)包括：
a2-1)提供纳米二氧化钛胶体；以及
a2-2)提供纳米二氧化硅粉体。
进一步地，所述步骤a2-1)具体包括：
将四氯化钛加入0-5℃的水中搅拌，然后滴加氨水搅拌，调节PH为7.0，得到所述纳米二氧化钛胶体。
进一步地，所述纳米二氧化硅为长链状纳米二氧化硅，其制备方法如下：
将硅烷改性的链状碳粉在400-700℃的空气中反应至碳消失，即可得所述长链状纳米二氧化硅。
进一步地，所述步骤c)包括：
将所述纳米二氧化钛胶体加入水中搅拌，再加入所述水性杂化树脂、所述助剂并搅拌，然后再加入所述纳米二氧化硅粉体搅拌，得到所述涂层组合物，其中，所述纳米二氧化钛胶体与所述纳米二氧化硅粉体的质量比为1∶5。
进一步地，所述水性杂化树脂包括醇酸树脂、环氧树脂、丙烯酸酯树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂、有机氟树脂、氨基树脂、聚酯树脂、有机硅-无机硅树脂、聚酯改性醇酸树脂、有机硅改性醇酸树脂、环氧改性醇酸树脂、双酚A环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚树脂、氢化双酚A环氧树脂、脂环族环氧树脂、苯乙烯-丙烯酸酯树脂、纯丙烯酸酯树脂、有机硅改性丙烯酸酯树脂、聚酯改性丙烯酸酯树脂、丙烯酸酯-聚氨酯树脂、丙烯酸酯-氨基树脂、湿固化聚氨酯树脂、有机硅树脂-聚氨酯树脂、含氢硅油-含双键有机硅树脂、氟碳树脂、有机硅改性氟碳树脂、不饱和聚酯树脂、聚酯-聚氨酯树脂、聚有机硅氧烷树脂、聚倍半硅氧烷树脂中的一种或多种。
进一步地，所述助剂包括表面活性剂、引发剂、分散剂、润湿剂、增稠剂、流平剂、消泡剂、防缩孔剂、防流挂剂、防闪锈剂、UV光吸收剂、耐老化剂、热稳定剂中的一种或多种。
本发明的上述技术方案至少具有以下有益效果之一：
根据本发明的涂层组合物的制备方法得到的涂层组合物，不含有对人体有害的有机成分，无甲醛等挥发性有机物释放，安全环保，纳米二氧化钛类材料能够使得表面污染物或灰尘颗粒通过光催化降解而除去，具有明显自清洁效果，纳米二氧化硅类材料与水性杂化树脂具有较强的化学协同效应，提高了涂层的硬度，具有耐腐蚀性，耐刮伤性能，增强附着力，涂层组合物涂布在被涂物上形成自清洁水性纳米涂层，自清洁效果好，涂层性能较好。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面具体描述根据本发明实施例的涂层组合物的制备方法。
根据本发明实施例的涂层组合物的制备方法，涂层组合物含有：
纳米二氧化钛类材料 0.1-5重量份；
纳米二氧化硅类材料 0.1-10重量份；
水性杂化树脂 0.01-5重量份；
助剂 0.1-5重量份；以及
水 1-99重量份，
其中，涂层组合物中可以含有纳米二氧化钛类材料、纳米二氧化硅类材料，其中，纳米二氧化钛的具体粒径和状态可以根据需要选择，水性杂化树脂可以为水溶性树脂，不需要有机溶剂来溶解树脂，不含有对人体有害的有机成分，无甲醛等挥发性有机物释放，安全环保。涂层组合物中各组分的含量可以根据实际需要选择，助剂可以包括分散剂、表面活性剂、流平剂等，使得纳米二氧化钛类材料、纳米二氧化硅类材料能够均匀地分散在水性杂化树脂中。
涂层组合物的制备方法包括以下步骤：
a)提供纳米二氧化钛类材料和纳米二氧化硅类材料，纳米二氧化钛类材料和纳米二氧化硅类材料中的至少一种为水性溶胶；
b)提供水性杂化树脂、助剂；
c)将纳米二氧化钛类材料、纳米二氧化硅类材料、水性杂化树脂、助剂进行混合，得到涂层组合物。
也就是说，在制备涂层组合物的过程中，首先提供纳米二氧化钛类材料和纳米二氧化硅类材料，提供水性杂化树脂、助剂，其中，纳米二氧化钛类材料和纳米二氧化硅类材料中的至少一种为水性溶胶，比如，纳米二氧化钛类材料为溶胶，纳米二氧化硅类材料为粉体，将纳米二氧化钛类材料、纳米二氧化硅类材料、水性杂化树脂、助剂进行混合，得到涂层组合物。将各组分原料可以通过简单物理混合方法或原位聚合法来制备涂层组合物，可以将各组分混合后在0-300℃反应10min-100h制备得到。
纳米二氧化钛类材料可以为纳米二氧化钛，纳米二氧化钛是一种N半导体材料，在充满电子的价带和由空穴组成的导带之间存在一个禁带，当照射在纳米二氧化钛薄膜表面的紫外光的能量大于禁带宽度，纳米二氧化钛价带中的电子被激发，跃迁到导带，同时在价带形成空穴；导带中的电子与空气中的氧气反应生成超氧负离子(O2-)；价中的空穴与表面吸附的水形成羟基自由基(·OH)，羟基自由基具有强氧化性，能将吸附在纳米二氧化钛涂膜表面的各种有机物降解为水和二氧化碳，使得涂膜具有较好地自清洁作用。
纳米二氧化钛薄膜的光致亲水性是紫外光激发产生的电子-空穴对与表面二氧化钛晶体作用，在晶体表面形成均匀分布的亲水微区和疏水微区，每个微区的宽度只有十几个纳米，一个水滴要远比亲水微区大，因此，可以在二氧化钛薄膜表面不断铺展，紫外光在二氧化钛薄膜表面形成的亲水微区是不稳定的，停止光照后，氧气在二氧化钛表面的富集使薄膜表面亲水性逐渐衰减，水与表面的接触角逐渐增大，再次有紫外光照射表面，又会有新的亲水微区再次形成，作为一种理想的超亲水自清洁涂层，就要尽量缩短光照射亲水响应时间，延缓暗处亲水性衰减的速度。该涂层组合物含有纳米二氧化钛，具有自清洁作用。纳米二氧化硅类材料与水性杂化树脂具有较强的化学协同效应，能够提高涂层的硬度，具有耐腐蚀性，耐刮伤性能，增强附着力，涂层组合物涂布在被涂物上形成自清洁水性纳米涂层，自清洁效果好，涂层性能较好。
由此，根据本发明实施例的涂层组合物的制备方法得到的涂层组合物，不含有对人体有害的有机成分，无甲醛等挥发性有机物释放，安全环保，纳米二氧化钛类材料能够使得表面污染物或灰尘颗粒通过光催化降解而除去，具有明显自清洁效果，纳米二氧化硅类材料与水性杂化树脂具有较强的化学协同效应，提高了涂层的硬度，具有耐腐蚀性，耐刮伤性能，增强附着力，涂层组合物涂布在被涂物上形成自清洁水性纳米涂层，自清洁效果好，涂层性能较好。
在本发明的一些实施例中，步骤a)可以包括：
a1-1)提供纳米二氧化钛胶体，所述纳米二氧化钛胶体的粒径为1-99nm；以及
a1-2)提供纳米二氧化硅胶体，先将正硅酸乙酯分散在乙醇中并升温至120℃，然后向乙醇中滴加盐酸溶液，搅拌反应后得到所述纳米二氧化硅胶体，其中，乙醇与正硅酸乙酯的体积比为4∶1，所述盐酸溶液的摩尔浓度为1M，所述盐酸溶液与所述正硅酸乙酯的体积比为1∶4。
比如，取20ml正硅酸乙酯分散在80ml乙醇中，将溶液置于500ml的双口烧瓶中，加入磁子搅拌，搅拌速率为600转/min，然后将烧瓶置于加热器中加热至120℃，然后向上述溶液中加入1M的盐酸溶液5ml，即得纳米二氧化硅胶体，纳米二氧化硅胶体的粒径为5-99nm，纳米二氧化硅胶体的粒径较小，涂膜自清洁效果好。
根据本发明的一些实施例，步骤a1-1)包括：
将异丙醇和异丙氧基钛混合后加入水中，二氧化钛沉淀后搅拌，过滤沉淀物并用去离子水洗涤得到湿滤饼，将湿滤饼在去离子水中重新分散得到分散液，向分散液中加乳酸并进行充分混合后冷却至室温，并将pH值调节至7.0，得到纳米二氧化钛胶体，纳米二氧化钛粉体的粒径下，均匀度好，易于分散，涂膜自清洁效果好。
比如，在剧烈搅拌下将50g异丙醇稀释的50g异丙氧基钛缓慢添加至250g去离子水中，在二氧化钛沉淀之后，继续搅拌10min以上，将沉淀物过滤并用500g去离子水洗涤，洗涤过的湿滤饼在去离子水中重新分散，反复操作至分散体的总重量为250g。向分散体中添加6g乳酸并进行充分混合，然后在80℃下高速搅拌24h，将溶胶冷却至室温后，pH值为2.6，向溶胶中添加有机胺将pH值调节至7.0，即得到纳米二氧化钛胶体，纳米二氧化钛胶体的平均粒径为4.6nm。
根据本发明的另一些实施例，所述步骤c)包括：
先将水性杂化树脂、助剂分别加入纳米二氧化硅胶体中搅拌，再加入纳米二氧化钛粉体，得到涂层组合物。方法简单，制备的涂层组合物性能好，耐老化，自清洁能力强。
在本发明一些实施例的实施过程中，步骤a)可以包括：
a2-1)提供纳米二氧化钛胶体；以及
a2-2)提供纳米二氧化硅粉体。
根据本发明的一些实施例，步骤a2-1)具体可以包括：
将四氯化钛加入0-5℃的水中搅拌，然后滴加氨水搅拌，调节PH为7.0，得到纳米二氧化钛胶体，纳米二氧化钛胶体粒度小，均匀度好。
根据本发明的另一些实施例，纳米二氧化硅为长链状纳米二氧化硅，其中，长链状纳米二氧化硅粉体易于在基底表面形成凹凸不平的微纳米结构，有利于提高水性纳米涂层超疏水自清洁作用。长链状纳米二氧化硅粉体可以通过以下方法制备：将硅烷改性的链状碳粉在400-700℃的空气中反应约0.5-2小时，经过400-700℃空气中处理后，碳最终消失，即可得胃黏膜结构长链状纳米二氧化硅，方法简单。
在本发明的一些实施例中，所述步骤c)包括：
将纳米二氧化钛胶体加入水中搅拌，再加入水性杂化树脂、助剂并搅拌，然后再加入纳米二氧化硅粉体搅拌，高速搅拌，经过均匀搅拌分散后得到涂层组合物，其中，纳米二氧化钛胶体与纳米二氧化硅粉体的质量比为1∶5。为了避免树脂中气泡的产生，可以在真空环境下搅拌。
在本发明的一些具体实施例中，水性杂化树脂可以包括醇酸树脂、环氧树脂、丙烯酸酯树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂、有机氟树脂、氨基树脂、聚酯树脂、有机硅-无机硅树脂、聚酯改性醇酸树脂、有机硅改性醇酸树脂、环氧改性醇酸树脂、双酚A环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚树脂、氢化双酚A环氧树脂、脂环族环氧树脂、苯乙烯-丙烯酸酯树脂、纯丙烯酸酯树脂、有机硅改性丙烯酸酯树脂、聚酯改性丙烯酸酯树脂、丙烯酸酯-聚氨酯树脂、丙烯酸酯-氨基树脂、湿固化聚氨酯树脂、有机硅树脂-聚氨酯树脂、含氢硅油-含双键有机硅树脂、氟碳树脂、有机硅改性氟碳树脂、不饱和聚酯树脂、聚酯-聚氨酯树脂、聚有机硅氧烷树脂、聚倍半硅氧烷树脂中的一种或多种，比如，水性杂化树脂可以包括醇酸树脂，可以包括聚氨酯树脂和有机硅树脂，也可以根据实际情况合理选择。
在本发明的另一些实施例中，助剂可以包括表面活性剂、引发剂、分散剂、润湿剂、增稠剂、流平剂、消泡剂、防缩孔剂、防流挂剂、防闪锈剂、UV光吸收剂、耐老化剂、热稳定剂中的一种或多种，比如，助剂可以包括表面活性剂，可以包括分散剂和流平剂，利于纳米材料在树脂中分散，易于流平，还可以包括消泡剂和耐老化剂，避免树脂中气泡的产生，防止生成的涂层中含有气泡，相应涂层的性能，耐老化剂能够增强涂层的抗老化能力。
根据本发明实施例的涂层组合物的制备方法得到的涂层组合物，不含有对人体有害的有机成分，无甲醛等挥发性有机物释放，安全环保，纳米二氧化钛类材料能够使得表面污染物或灰尘颗粒通过光催化降解而除去，具有明显自清洁效果，纳米二氧化硅类材料与水性杂化树脂具有较强的化学协同效应，提高了涂层的硬度，具有耐腐蚀性，耐刮伤性能，增强附着力，涂层组合物涂布在被涂物上形成自清洁水性纳米涂层，自清洁效果好，涂层性能较好。
在本发明的一些实施例中，纳米二氧化钛类材料可以包括纳米二氧化钛粉体、纳米二氧化钛胶体、或还可以含有其混合物，可以只包括纳米二氧化钛粉体，也可以包括纳米二氧化钛粉体和纳米二氧化钛胶体，通过纳米二氧化钛粉体或胶体能够使得纳米二氧化钛很好地与树脂混合。
在本发明的另一些实施例中，纳米二氧化钛粉体的粒径可以为3-20nm，纳米二氧化钛胶体的粒径可以为1-99nm，在此粒径范围内的纳米二氧化钛，能够与树脂均匀分散，自清洁效果好。
根据本发明的一些实施例，纳米二氧化硅类材料可以包括纳米二氧化硅粉体、纳米二氧化硅胶体、或其混合物，比如，可以只包括纳米二氧化硅胶体，可以包括纳米二氧化硅粉体和纳米二氧化硅胶体，易于与树脂混合，均匀性好。
根据本发明的另一些实施例，纳米二氧化硅粉体可以为长链状纳米二氧化硅粉体，其粒径可以为50-2000nm；纳米二氧化硅胶体的粒径可以为5-99nm，其中，长链状纳米二氧化硅粉体易于在基底表面形成凹凸不平的微纳米结构，有利于提高水性纳米涂层超疏水自清洁作用。长链状纳米二氧化硅粉体可以通过以下方法制备：可以采用硅烷改性的链状碳粉，经过400-700℃空气中处理后，碳最终消失，即可制得胃黏膜结构长链状纳米二氧化硅粉体，方法简单。
根据本发明实施例的涂层组合物的制备方法得到的涂层组合物，不含有对人体有害的有机成分，无甲醛等挥发性有机物释放，安全环保，纳米二氧化钛类材料能够使得表面污染物或灰尘颗粒通过光催化降解而除去，具有明显自清洁效果，纳米二氧化硅类材料与水性杂化树脂具有较强的化学协同效应，提高了涂层的硬度，具有耐腐蚀性，耐刮伤性能，增强附着力，涂层组合物涂布在被涂物上形成自清洁水性纳米涂层，自清洁效果好，涂层性能较好。
根据本发明的涂层组合物的制备方法得到的涂层组合物涂布在被涂物上形成自清洁水性纳米涂层，该涂层耐老化性能好，自清洁性能强，不易脱落。涂层组合物可通过喷涂或辊涂方式直接涂覆在基底材料上，涂层组合物可广泛用于硅酸钙板、水泥纤维板、人造及天然大理石版面、各种保温层表面、玻璃纤维增强混凝土(GRC)、纤维增强复合材料(FRP)成型材料等装配式建筑企业，可以用于水泥墙面、水泥地面、罗马柱、异型深柱体、线条等表面涂装，也可以直接用于学校、医院、酒店、写字楼、政府工程、别墅等高档建筑物的内外墙涂装，有效保护被涂物的表面不被损坏，以使被涂物的表面具有自清洁作用，除去表面污染物。
在一些结构体中，结构体可以包括被涂物以及形成于被涂物上的涂层，其中，涂层可以为根据本发明实施例的自清洁水性纳米涂层，涂有自清洁水性纳米涂层的结构物自清洁性能强，能够除去被涂物表面的污染物。
下面结合一些具体的实施例，对根据本发明的涂层组合物做进一步说明。
实施例1
涂层组合物含有：
纳米二氧化钛类材料 0.1重量份；
纳米二氧化硅类材料 10重量份；
水性杂化树脂 5重量份；
助剂 0.1重量份；以及
水 99重量份，
制备方法包括以下步骤：
a)提供纳米二氧化钛类材料和纳米二氧化硅类材料，纳米二氧化钛类材料和纳米二氧化硅类材料中的至少一种为水性溶胶；
b)提供水性杂化树脂、助剂；
c)将纳米二氧化钛类材料、纳米二氧化硅类材料、水性杂化树脂、助剂进行混合，得到涂层组合物。
其中，步骤a)包括：
a1-1)提供纳米二氧化钛胶体，所述纳米二氧化钛胶体的粒径为1-99nm；以及
a1-2)提供纳米二氧化硅胶体，取20ml正硅酸乙酯分散在80ml乙醇中，将溶液置于500ml的双口烧瓶中，加入磁子搅拌，搅拌速率为600转/min，然后将烧瓶置于加热器中加热至120℃，然后向上述溶液中加入1M的盐酸溶液5ml，即得纳米二氧化硅胶体。
纳米二氧化钛胶体的制备方法包括：
在剧烈搅拌下将50g异丙醇稀释的50g异丙氧基钛缓慢添加至250g去离子水中，在二氧化钛沉淀之后，继续搅拌10min以上，然后过滤沉淀物并用500g去离子水洗涤。将洗涤过的湿滤饼在去离子水重新分散至分散体的总重量为250g。向分散体中添加6g乳酸并进行充分混合，然后在80℃下高速搅拌24h，将溶胶冷却至室温后，pH值为2.6，向溶胶中添加有机胺将pH值调节至7.0，即得到纳米二氧化钛胶体。
在制备过程中，先将水性杂化树脂、助剂分别加入纳米二氧化硅胶体中搅拌，再加入纳米二氧化钛粉体，得到涂层组合物。
水性杂化树脂包括聚氨酯树脂、有机硅树脂、聚酯树脂、有机硅-无机硅树脂。
助剂包括表面活性剂、分散剂、消泡剂、耐老化剂、热稳定剂。
实施例2
涂层组合物含有：
纳米二氧化钛类材料 5重量份；
纳米二氧化硅类材料 10重量份；
水性杂化树脂 0.01重量份；
助剂 5重量份；以及
水 1重量份，
制备方法包括以下步骤：
a)提供纳米二氧化钛类材料和纳米二氧化硅类材料，纳米二氧化钛类材料和纳米二氧化硅类材料中的至少一种为水性溶胶；
b)提供水性杂化树脂、助剂；
c)将纳米二氧化钛类材料、纳米二氧化硅类材料、水性杂化树脂、助剂进行混合，得到涂层组合物。
步骤a)包括：
a2-1)提供纳米二氧化钛胶体；以及
a2-2)提供纳米二氧化硅粉体。
步骤a2-1)具体包括：将四氯化钛加入5℃的水中搅拌，然后滴加氨水搅
拌，调节PH为7.0，得到纳米二氧化钛胶体。
纳米二氧化硅为长链状纳米二氧化硅，其制备方法如下：
将硅烷改性的链状碳粉在700℃的空气中反应0.5h，即可得长链状纳米二氧化硅。
涂层组合物的制备方法如下：
将纳米二氧化钛胶体加入水中搅拌，再加入水性杂化树脂、助剂并搅拌，然后再加入纳米二氧化硅粉体搅拌，得到涂层组合物，其中，纳米二氧化钛胶体与纳米二氧化硅粉体的质量比为1∶5。
水性杂化树脂包括醇酸树脂、丙烯酸酯树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂、有机氟树脂、氨基树脂、聚酯树脂、有机硅-无机硅树脂。
助剂包括表面活性剂、分散剂、润湿剂、流平剂、消泡剂、耐老化剂、热稳定剂。
实施例3
涂层组合物含有：
纳米二氧化钛类材料 5重量份；
纳米二氧化硅类材料 10重量份；
水性杂化树脂 0.01重量份；
助剂 5重量份；以及
水 1重量份，
制备方法包括以下步骤：
a)提供纳米二氧化钛类材料和纳米二氧化硅类材料，纳米二氧化钛类材料和纳米二氧化硅类材料中的至少一种为水性溶胶；
b)提供水性杂化树脂、助剂；
c)将纳米二氧化钛类材料、纳米二氧化硅类材料、水性杂化树脂、助剂进行混合，得到涂层组合物。
步骤a)包括：
a2-1)提供纳米二氧化钛胶体；以及
a2-2)提供纳米二氧化硅粉体。
步骤a2-1)具体包括：将四氯化钛加入0℃的水中搅拌，然后滴加氨水搅
拌，调节PH为7.0，得到纳米二氧化钛胶体。
纳米二氧化硅为长链状纳米二氧化硅，其制备方法如下：
将硅烷改性的链状碳粉在400℃的空气中反应2h，即可得长链状纳米二氧化硅。
涂层组合物的制备方法如下：
将纳米二氧化钛胶体加入水中搅拌，再加入水性杂化树脂、助剂并搅拌，然后再加入纳米二氧化硅粉体搅拌，得到涂层组合物，其中，纳米二氧化钛胶体与纳米二氧化硅粉体的质量比为1∶5。
水性杂化树脂包括醇酸树脂、丙烯酸酯树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂、有机氟树脂、氨基树脂、聚酯树脂、有机硅-无机硅树脂。
助剂包括表面活性剂、分散剂、润湿剂、流平剂、消泡剂、耐老化剂、热稳定剂。
实施例4
涂层组合物含有：
纳米二氧化钛类材料0.1重量份；纳米二氧化硅类材料10重量份；水性杂化树脂0.01重量份；助剂0.1重量份；以及水99重量份。
制备方法包括以下步骤：
a)提供纳米二氧化钛类材料和纳米二氧化硅类材料，纳米二氧化钛类材料和纳米二氧化硅类材料中的至少一种为水性溶胶；
b)提供水性杂化树脂、助剂；
c)将纳米二氧化钛类材料、纳米二氧化硅类材料、水性杂化树脂、助剂进行混合，得到涂层组合物。
水性杂化树脂包括醇酸树脂、环氧树脂、丙烯酸酯树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂、有机氟树脂、氨基树脂、聚酯树脂。
助剂包括表面活性剂、分散剂、润湿剂、流平剂、消泡剂、防缩孔剂、防流挂剂、UV光吸收剂、耐老化剂、热稳定剂。
实施例5
涂层组合物含有：
纳米二氧化钛类材料5重量份；纳米二氧化硅类材料0.1重量份；水性杂化树脂5重量份；助剂5重量份；以及水1重量份。
制备方法包括以下步骤：
a)提供纳米二氧化钛类材料和纳米二氧化硅类材料，纳米二氧化钛类材料和纳米二氧化硅类材料中的至少一种为水性溶胶；
b)提供水性杂化树脂、助剂；
c)将纳米二氧化钛类材料、纳米二氧化硅类材料、水性杂化树脂、助剂进行混合，得到涂层组合物。
水性杂化树脂包括醇酸树脂、环氧树脂、丙烯酸酯树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂、有机氟树脂、氨基树脂、聚酯树脂。
助剂包括表面活性剂、分散剂、润湿剂、流平剂、消泡剂、防缩孔剂、防流挂剂、UV光吸收剂、耐老化剂、热稳定剂。
实施例6
涂层组合物含有：
纳米二氧化钛类材料3重量份；纳米二氧化硅类材料5重量份；水性杂化树脂3重量份；助剂3重量份；以及水50重量份。
制备方法包括以下步骤：
a)提供纳米二氧化钛类材料和纳米二氧化硅类材料，纳米二氧化钛类材料和纳米二氧化硅类材料中的至少一种为水性溶胶；
b)提供水性杂化树脂、助剂；
c)将纳米二氧化钛类材料、纳米二氧化硅类材料、水性杂化树脂、助剂进行混合，得到涂层组合物。
水性杂化树脂包括醇酸树脂、环氧树脂、丙烯酸酯树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂、有机氟树脂、氨基树脂、聚酯树脂。
助剂包括表面活性剂、分散剂、润湿剂、流平剂、消泡剂、防缩孔剂、防流挂剂、UV光吸收剂、耐老化剂、热稳定剂。
为了进一步考察涂层组合物的效果，将利用实施例1至实施例6的方法得到的涂层组合物，选用辊涂方式涂覆在FPR板表面，测试结果如表1所示：
项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 环保型 环保 环保 环保 环保 环保 环保 硬度 5H 6H 6H 6H 6H 5H 自清洁 好 好 好 好 好 好 耐人工老化 ≥3000h ≥3000h ≥3000h ≥3000h ≥3000h ≥3000h 耐洗刷性 ≥3000次 ≥3000次 ≥3000次 ≥3000次 ≥3000次 ≥3000次 拉伸性能 好 好 好 好 好 好
根据表中结果可知，涂层都为环保型，涂层硬度在5H-6H之间，自清洁度好，耐人工老化时间都大于3000h，耐洗刷性都大于3000次，拉伸性能好。
通过上述实施例制备的涂层组合物，不含有对人体有害的有机成分，无甲醛等挥发性有机物释放，安全环保，纳米二氧化钛类材料能够使得表面污染物或灰尘颗粒通过光催化降解而除去，具有明显自清洁效果，纳米二氧化硅类材料与水性杂化树脂具有较强的化学协同效应，提高了涂层的硬度，具有耐腐蚀性，耐刮伤性能，增强附着力，涂层组合物涂布在被涂物上形成自清洁水性纳米涂层，自清洁效果好，涂层性能较好。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。