專利名稱：光觸媒水性涂料及其制備方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)保型墻面涂料，特別是涉及一種光觸媒水性涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著社會的進步，環(huán)境污染日益受到人們的重視，室內(nèi)裝修產(chǎn)生的苯、甲苯等有毒氣體、污染物甚至人體自身散發(fā)的有機物若得不到有效釋放和祛除，會引發(fā)人類多種疾病。目前市場上普遍使用的普通乳膠漆，由于其在制備時采用了有機溶劑，而有機溶劑中帶有大量的易揮發(fā)的有毒氣體，進一步污染了室內(nèi)環(huán)境，嚴重危害人體健康。因此，研制具有快速、強力祛除室內(nèi)空氣污染、無毒無害、健康環(huán)保的墻面涂料具有及其重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種不含有機溶劑、制備簡單、且能夠降解有害物質(zhì)、滅菌、釋放負離子等功效的光觸媒水性涂料及其制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案所用原料按照重量份計算為光觸媒成膜乳液為52～58份、AMP-95為0.1～0.3份、SN-309A為0.35～0.45份、鈦白漿為25～42份、SN-636為0.7～1.0份、SN-612為0.4～0.6份、成膜助劑為0.8～1.1份、水為0.9～1.2份。
所述的鈦白漿所用原料按重量份計算為水為22～24份、SN-54為0.3～0.5份、SN-5027為3.5～4.0份、乳化劑為0.4～0.6份、TiO2為68～72份、SN-6120為0.2～0.4份、丙二醇為1.8～2.1份。
所述的光觸媒成膜乳液所用原料按重量份計算為樹脂乳液65～78份、光觸媒介質(zhì)15～22份，納米助劑8～13份，交聯(lián)劑0.3～0.8份。
所述的SN-612由1∶2.5水混合得到。
所述的鈦白漿的KU粘度為70～80。
所述的乳化劑為PE-100。
所述的SN-6120的濃度為1～25％。
所述的交聯(lián)劑為四甲基苯二甲基二異氰酸酯(TMXDI)。
所述的光觸媒水性涂料通過以下工藝制備，先將22～24份水、0.3～0.5份SN-54、3.5～4.0份SN-5027、0.4～0.6份PE-100、68～72份TiO2、0.2～0.4份SN-6120、1.8～2.1份丙二醇放入分散機進行高速分散處理，分散完成后進行砂磨，再攪拌，并在攪拌的過程中加入52～58份光觸媒成膜乳液、0.1～0.3份AMP-95、0.35～0.45份SN-309A、0.7～1.0份SN-636、0.4～0.6份SN-612、0.8～1.1份成膜助劑、0.9～1.2份水，再進行檢測，合格的即可罐裝成品。
所述的高速分散采用砂磨分散機或高剪切分散機進行分散處理。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本發(fā)明在涂料中添加了納米TiO2和光觸媒乳液，并且用水替代了有機溶劑，使得本發(fā)明在滿足一般涂料的性能的同時，具有以下特點1.涂層具有高親水性，可形成防霧涂層，同時由于其強大的氧化作用，可氧化掉表面的油污，使涂料永遠保持清新狀態(tài)。2.除臭功能對各種臭味物質(zhì)有強力氧化消除作用，從而迅速消除異味，再由于殺滅了致腐微生物，也消除了臭味源，故具有很好的除臭功能，并持久有效。3.凈化空氣功能對裝修材料釋放的甲醛、苯、氨及其他有機物有強大的氧化分解作用，使之變?yōu)镃O2和H2O。對大氣污染物CO，SO2，NO、碳氫化合物也都能高效去除，從而徹底消除污染。4.TiO2還能釋放負離子，從而還人們一個真正綠色的生存環(huán)境。負離子對生命過程有積極作用，可激發(fā)各類生命的深層能量；促進人體的微循環(huán)、使細胞活性化、凈化血液、增強抗病能力、抑制腫瘤細胞生長、吸收并屏蔽電磁波輻射、改善過敏體質(zhì)和換氣功能、調(diào)節(jié)生命韻律，中和能引起多種疾病的有氧自由基，使其無毒化。由于納米TiO2在一系列過程中是在光照下起到了催化劑的作用，因而可以保持長久的作用。同時，由于納米材料特殊的理、化性能，使得改性涂料一些額外技術(shù)指標諸如涂層與基體之間的結(jié)合強度、涂膜的表面硬度、涂膜的自潔能力等也獲得了顯著提高，具有生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品催化性能好、制備過程簡單易行、適宜工業(yè)化生產(chǎn)等特點，有利于推廣應用。
與普通乳膠漆技術(shù)性能指標對比表

具體實施例方式
具體實施例方式所用原料均按照重量份計算。將65～78份樹脂乳液、15～22份光觸媒介質(zhì)(EA)，8～13份納米助劑(E01)，0.3～0.8份交聯(lián)劑(TMXDI)按常規(guī)工藝進行混合得到光觸媒成膜乳液備用，然后將23份水、0.4份SN-54、3.8份SN-5027、0.5份PE-100、70份TiO2、0.3份SN-6120(1～25％)、2.0份丙二醇放入分散機進行高速分散處理，分散完成后進行砂磨，再攪拌，并在攪拌的過程中加入混合好備用的56份光觸媒成膜乳液、0.2份AMP-95、0.4份SN-309A、0.9份SN-636、0.5份SN-612(1∶2.5水)、1.0份成膜助劑和1.0份水，再進行檢測，合格的即可罐裝成品。其中高速分散采用砂磨分散機或高剪切分散機進行處理。使用砂磨機進行分散時，可連續(xù)進料，納米粉體的預混合漿通過圓筒時，在筒中受到激烈攪拌的砂粒所給予的猛烈的撞擊和剪切作用，使得納米氧化物能很好地分散在涂料中，分散后的漿離開砂粒研磨區(qū)通過出口篩，溢流排出，出口篩可擋住砂粒，并使其回到筒中。通過砂磨機分散能取得較好的分散效果及物料細度。使用高剪切分散機時，其轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的高剪切線速度和高頻機械效應帶來強勁的動能，使物料在定、轉(zhuǎn)子狹窄的間隙中受到強烈的機械剪切、液力剪切、離心擠壓、液層摩擦、撞擊撕裂和湍流等綜合作用，使不相容的固相、液相、氣相瞬間均勻精細地分散，經(jīng)過高頻的循環(huán)往復，最終完成分散過程。
本發(fā)明中的納米TiO2被光照射后即產(chǎn)生電子空穴對(h+、e-)并迅速轉(zhuǎn)移到材料表面，與吸附在材料表面的水(H2O)結(jié)合產(chǎn)生羥基自由基(·OH)和超氧陰離子自由基(O2·-)，這兩種自由基氧化功能極強，它與空氣中甲醛、苯、氨等化學物質(zhì)結(jié)合并把它們分解成二氧化碳(CO2)和水(H2O)，隨空氣排出室外，不造成二次污染，因此起到凈化空氣的功能。
本發(fā)明對空氣中甲醛、氨、苯分解效果進行檢測，并對照結(jié)果。
甲醛檢測對照組將六塊50cm×50cm不涂樣品的玻璃板，放入1個密閉的1m3玻璃箱內(nèi)，同時將盛有4μl甲醛的培養(yǎng)皿放入箱中；樣品組將350g本發(fā)明樣品均勻涂在六塊50cm×50cm的玻璃板，放入另1個密閉的1m3玻璃箱內(nèi)，同時將盛有4μl甲醛的培養(yǎng)皿放入箱中；分別在放入1.5小時、3小時、5小時、7小時、9小時、24小時后取樣檢測兩個玻璃箱內(nèi)空氣中甲醛的濃度。
玻璃箱內(nèi)裝有30瓦日光燈，24小時連續(xù)照射。檢驗結(jié)果如下

2.氨檢測對照組將六塊50cm×50cm不涂樣品的玻璃板，放入1個密閉的1m3玻璃箱內(nèi)，同時將盛有15μl氨水的培養(yǎng)皿放入箱中；樣品組將350g本發(fā)明樣品均勻涂在六塊50cm×50cm的玻璃板，放入另1個密閉的1m3玻璃箱內(nèi)，同時將盛有15μl氨水的培養(yǎng)皿放入箱中；分別在放入1小時、3小時、5小時、7小時、9小時、24小時后取樣測定兩個玻璃箱內(nèi)空氣中氨的濃度。
玻璃箱內(nèi)裝有30瓦日光燈，24小時連續(xù)照射。檢驗結(jié)果如下

3.苯檢測對照組將六塊50cm×50cm不涂樣品的玻璃板，放入1個密閉的1m3玻璃箱內(nèi)，同時將盛有10μl苯的培養(yǎng)皿放入箱中；樣品組將350g本發(fā)明樣品均勻涂在六塊50cm×50cm的玻璃板，放入另1個密閉的1m3玻璃箱內(nèi)，同時將盛有10μl苯的培養(yǎng)皿放入箱中；分別在放入1小時、3小時、5小時、7小時、9小時、24小時后取樣測定兩個玻璃箱內(nèi)空氣中苯的濃度。
玻璃箱內(nèi)裝有30瓦日光燈，24小時連續(xù)照射。檢驗結(jié)果如下

以上數(shù)據(jù)說明，本發(fā)明對甲醛、苯、氨具有較好的分解作用。
除臭試驗先將異味、細菌、污物等有機物以物理方式吸附到直徑數(shù)10nm的孔穴上，然后由摻入涂料的氧化鈦將其分解，臭味明顯消除。
其他實際應用實驗在5％Ca(OH)2水溶液中浸泡6個月，只表面微變黃，其他無變化。此涂膜的在蒸餾水中浸泡6個月，外觀無變化，耐水性很好。小雨天涂刷外墻，7天后固化成膜，性能良好，證明可在潮濕環(huán)境下使用。在冬季(一月份，-10℃)涂于外墻，固化情況良好。
權(quán)利要求
1.一種光觸媒水性涂料，其特征在于所用原料按照重量份計算為光觸媒成膜乳液為52～58份、AMP-95為0.1～0.3份、SN-309A為0.35～0.45份、鈦白漿為25～42份、SN-636為0.7～1.0份、SN-612為0.4～0.6份、成膜助劑為0.8～1.1份、水為0.9～1.2份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光觸媒水性涂料，其特征在于所述的鈦白漿所用原料按重量份計算為水為22～24份、SN-54為0.3～0.5份、SN-5027為3.5～4.0份、乳化劑為0.4～0.6份、TiO2為68～72份、SN-6120為0.2～0.4份、丙二醇為1.8～2.1份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光觸媒水性涂料，其特征在于所述的光觸媒成膜乳液所用原料按重量份計算為樹脂乳液65～78份、光觸媒介質(zhì)15～22份，納米助劑8～13份，交聯(lián)劑0.3～0.8份。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光觸媒水性涂料，其特征在于所述的SN-612由1∶2.5水混合得到。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光觸媒水性涂料，其特征在于所述的鈦白漿的KU粘度為70～80。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光觸媒水性涂料，其特征在于所述的乳化劑為PE-100。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光觸媒水性涂料，其特征在于所述的SN-6120的濃度為1～25％。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光觸媒水性涂料，其特征在于所述的交聯(lián)劑為四甲基苯二甲基二異氰酸酯。
9.按照權(quán)利要求1至8任意一項權(quán)利要求所述的光觸媒水性涂料的制備方法，其特征在于先將22～24份水、0.3～0.5份SN-54、3.5～4.0份SN-5027、0.4～0.6份PE-100、68～72份TiO2、0.2～0.4份SN-6120、1.8～2.1份丙二醇放入分散機進行高速分散處理，分散完成后進行砂磨，再攪拌，并在攪拌的過程中加入預先混合好的52～58份光觸媒成膜乳液、0.1～0.3份AMP-95、0.35～0.45份SN-309A、0.7～1.0份SN-636、0.4～0.6份SN-612、0.8～1.1份成膜助劑、0.9～1.2份水，再進行檢測，合格的即可罐裝成品。
10.根據(jù)權(quán)利要5述的光觸媒水性涂料的制備方法，其特征在于所述的高速分散采用砂磨分散機或高剪切分散機進行分散處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光觸媒水性涂料及其制備方法，屬于光觸媒涂料技術(shù)領域。所用原料按照重量份計算為光觸媒成膜乳液為52～58份、AMP－95為0.1～0.3份、SN－309A為0.35～0.45份、鈦白漿為25～42份、SN－636為0.7～1.0份、SN－612為0.4～0.6份、成膜助劑為0.8～1.1份、水為0.9～1.2份。本發(fā)明本身不含有機溶劑，同時由于納米TiO
文檔編號C09D5/02GK101067061SQ200710200878
公開日2007年11月7日 申請日期2007年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月25日
發(fā)明者范振天 申請人:湖州百勝涂料有限公司