專利名稱：一種有機-無機雜化光催化涂料及其制備方法
一種有機-無機雜化光催化涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工涂料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種光催化涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
將光催化劑納米二氧化鈦與涂層材料相結(jié)合，制備具有光催化效果的涂料，涂裝于路面、隔離墩、路邊沿、欄桿等，可以有效吸收分解汽車尾氣，將是治理越來越多汽車排放的尾氣造成的污染的應(yīng)用方向。同時，水性無機涂料以水為介質(zhì)，具有無毒、無味、不含有VOC和其他有機物質(zhì)、施工方便、原材料資源豐富、價格較低等一系列的優(yōu)點。水性無機涂料具有硬度高，耐磨性好的優(yōu)點，但是水性無機涂料最大的缺點是耐水性和粘結(jié)力較差，這些缺點阻礙了它的廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種鉀水玻璃與乳液復(fù)合雜化涂料，該涂料具有較好的耐水性和粘結(jié)力，具有良好的耐磨性能，并且光催化降解氮氧化物的效果也比較好，為了達到上述目的，本申請采用以下技術(shù)方案一種有機-無機雜化光催化涂料，按質(zhì)量百分含量計，其組成包括納米二氧化鈦 I 6%;鉀水玻璃溶液 10 35%;填料I 35%;潤濕分散劑 O I % ;乳液O. I 5%;酸溶液5 20%;還包括水，以上各組分質(zhì)量百分含量之和為100%。上述納米二氧化鈦的晶型是銳鈦礦型，一次粒徑為30_80nm。上述潤濕分散劑為丙烯酸鈉鹽或丙烯酸胺鹽。上述乳液為硅丙乳液或苯丙乳液。上述酸溶液為硫酸溶液、鹽酸溶液、磷酸溶液或乙酸溶液，酸的質(zhì)量濃度為10 20%。上述填料為硅藻土和\或沉淀硫酸鋇，硅藻土與沉淀硫酸鋇的質(zhì)量比為I O. 2 2. 2。并且本發(fā)明提供了一種有機-無機雜化光催化涂料的制備方法，包括以下步驟a、將酸溶液滴加到鉀水玻璃溶液中；b、將納米二氧化鈦和填料加入鉀水玻璃溶液中，并攪拌均勻；C、將步驟b得到的液體加入到乳液中，最后加入水，分散均勻后即得到涂料。上述步驟b中加入鉀水玻璃溶液的還包括潤濕分散劑。晶型是銳鈦礦型的納米二氧化鈦在紫外光或太陽光的紫外光的照射下會吸收能量，在其表面形成很多的電子-空穴對，這些電子-空穴對具有很強的氧化還原能力，能降解有機物以及汽車尾氣中的氮氧化合物、硫化物、一氧化氮等有害氣體，還有很強的殺菌能力。二氧化鈦對人體無害，是環(huán)境友好型的材料。鉀水玻璃的分子通式為K2O · mSi02 · nH20, m是模數(shù)，為1-4，η隨生產(chǎn)廠家的不同而不同，為4-30，鉀水玻璃溶液的濃度在40% -80%。它與一定量的酸和填料混合后，可以制得低溫固化的無機涂料，該涂料與金屬、水泥、各種磚、石等具有很好的結(jié)合力，具有較強耐水、耐酸、耐腐蝕、耐候、耐高溫、阻燃等特性，且對環(huán)境和身體健康無毒害作用，來源豐富，價格低廉。與一定量的乳液復(fù)配成水性有機-無機雜化涂料，乳液可增強涂膜柔韌性、耐水性與粘結(jié)強度等，提高了鉀水玻璃涂料的性能。本發(fā)明有機-無機雜化光催化涂料施工后可室溫放置48小時以上固化，也可用120°C左右的熱風(fēng)作用下2小時固化，該涂料主要原料來源豐富，價格低廉；該涂料不僅耐水性和粘結(jié)性都比較好，而且還具有很強的光催化降解汽車尾氣的能力，可以廣泛應(yīng)用于路面，隔離墩，路邊沿，欄桿等處，有效防止汽車尾氣造成的大氣污染；該涂料可以在室溫固 化，施工方便，便于室外噴、刷等方法施工；該涂料制備工藝簡單，工藝參數(shù)比較容易控制。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明技術(shù)方案作進一步的闡述和說明。選用的KD-8或KD-9乳液是國民淀粉公司的硅丙乳液。實施例I將質(zhì)量濃度為10%的20g硫酸溶液滴加到到質(zhì)量分數(shù)為30%，模數(shù)為2. 8的40g鉀水玻璃溶液中，取晶型為銳鈦礦型一次粒子粒徑是50-70nm的納米二氧化鈦4g、硅藻土 I6g和沉淀硫酸鋇40g，分散均勻后，將分散漿加入到3gKD-8乳液中，加入123g水，再以150轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌30min分散均勻，即得到涂料。將涂料涂布于玻璃板上，進行固化養(yǎng)護。參照JG/T3049-1998的狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下進行粘結(jié)強度的試驗，參照GB/T1733-93的狀態(tài)下進行漆膜耐水性測試，涂料的粘結(jié)力達到I. 5MP，耐水性達到30天。使用光源主波段為365nm的18W紫外燈，把涂膜的玻璃板放置于光催化測試箱中進行二氧化氮的降解實驗，容器中二氧化氮的初始濃度為9. 3mg/m3，檢測器持續(xù)檢測二氧化氮氣體的光降解情況，IOOmin中內(nèi)二氧化氮的降解率為83%，而同等情況下未加二氧化鈦的涂料的光降解率為20%。實施例2將質(zhì)量濃度為16%的24g鹽酸溶液滴加到到質(zhì)量分數(shù)為41 %，模數(shù)為3. I的56g鉀水玻璃溶液中，取晶型為銳鈦礦型一次粒子粒徑是30-50nm的納米二氧化鈦6g、丙烯酸鈉鹽O. 2g、硅藻土 30g和沉淀硫酸鋇26g，分散均勻后，將分散漿加入到6gKD-9乳液中，力口入51. 8g 7jC，再以150轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌30min分散均勻，即得到涂料。將涂料涂布于玻璃板上，進行固化養(yǎng)護。參照JG/T3049-1998的狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下進行粘結(jié)強度的試驗，參照GB/T1733-93的狀態(tài)下進行漆膜耐水性測試，涂料的粘結(jié)力達到2. 0ΜΡ，耐水性達到35天。使用光源主波段為365nm的18W紫外燈，把涂膜的玻璃板放置于光催化測試箱中進行二氧化氮的降解實驗，容器中二氧化氮的初始濃度為9. 3mg/m3，檢測器持續(xù)檢測二氧化氮氣體的光降解情況，IOOmin中內(nèi)二氧化氮的降解率為95%，而同等情況下未加二氧化鈦的涂料的光降解率為21%。
實施例3將質(zhì)量濃度為12%的20g乙酸溶液滴加到到質(zhì)量分數(shù)為45%，模數(shù)為3. 5的60g鉀水玻璃溶液中，取晶型為銳鈦礦型一次粒子粒徑是30-60nm的納米二氧化鈦10g、丙烯酸胺鹽O. 5g、娃藻土 40g和沉淀硫酸鋇36g,分散均勻后,將分散衆(zhòng)加入到10gKD-8乳液中，加入223. 5g水，再以150轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌30min分散均勻，即得到涂料。將涂料涂布于玻璃板上，進行固化養(yǎng)護。參照JG/T3049-1998的狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下進行粘結(jié)強度的試驗，參照GB/T1733-93的狀態(tài)下進行漆膜耐水性測試，涂料的粘結(jié)力達到I. 8MP，耐水性達到40天。使用光源主波段為365nm的18W紫外燈，把涂膜的玻璃板放置于光催化測試箱中進行二氧化氮的降解實驗，容器中二氧化氮的初始濃度為9. 3mg/m3，檢測器持續(xù)檢測二氧化氮氣體的光降解情況，IOOmin中內(nèi)二氧化氮的降解率為94%，而同等情況下未加二氧化鈦涂料的光降解率為20%。需要指出的是，上述實施例僅是本發(fā)明較佳的實施方案，并不能看成對本發(fā)明技術(shù)方案的限制，在本發(fā)明技術(shù)思想基礎(chǔ)上做出的任何改動，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護 范圍。
權(quán)利要求
1.一種有機-無機雜化光催化涂料，按質(zhì)量百分含量計，其組成包括 納米二氧化鈦 I 6%; 鉀水玻璃溶液 10 35%; 填料I 35%; 潤濕分散劑 0 I % ; 乳液0. I 5% ； 酸溶液5 20%; 還包括水，以上各組分質(zhì)量百分含量之和為100%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的有機-無機雜化光催化涂料，其特征是所述納米二氧化鈦的晶型是銳鈦礦型，一次粒徑為30-80nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的有機-無機雜化光催化涂料，其特征是所述潤濕分散劑為丙烯酸鈉鹽或丙烯酸胺鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的有機-無機雜化光催化涂料，其特征是所述乳液為硅丙乳液或苯丙乳液。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的有機-無機雜化光催化涂料，其特征是所述酸溶液為硫酸溶液、鹽酸溶液、磷酸溶液或乙酸溶液，酸的質(zhì)量濃度為10 20%。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的有機-無機雜化光催化涂料，其特征是所述填料為硅藻土和\或沉淀硫酸鋇。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的有機-無機雜化光催化涂料，其特征是所述硅藻土與所述沉淀硫酸鋇的質(zhì)量比為I : 0. 2 2. 2。
8.一種有機-無機雜化光催化涂料的制備方法，其特征是，包括以下步驟 a、將酸溶液滴加到鉀水玻璃溶液中； b、將納米二氧化鈦和填料加入鉀水玻璃溶液中，并攪拌均勻； C、將步驟b得到的液體加入到乳液中，最后加入水，分散均勻后即得到涂料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的有機-無機雜化光催化涂料的制備方法，其特征是所述步驟b中加入鉀水玻璃溶液的還包括潤濕分散劑。
全文摘要
一種有機-無機雜化光催化涂料，按質(zhì)量百分含量計，其組成包括納米二氧化鈦1～6％、鉀水玻璃溶液10～35％、填料1～35％、潤濕分散劑0～1％、乳液0.1～5％、酸溶液5～20％和水，以上各組分質(zhì)量百分含量之和為100％。還提供了該涂料的制備方法，首先將酸溶液滴加到鉀水玻璃溶液中，其次將納米二氧化鈦和填料加入鉀水玻璃溶液中，并攪拌均勻，最后將得到的液體加入到乳液中，再加入水，分散均勻后即得到涂料，加入鉀水玻璃溶液的還可以有潤濕分散劑。該涂料不僅耐水性和粘結(jié)性都比較好，而且還具有很強的光催化降解汽車尾氣的能力，可以廣泛應(yīng)用于路面，隔離墩，路邊沿，欄桿等處，能夠有效防止汽車尾氣造成的大氣污染。
文檔編號C09D133/04GK102796407SQ20111013575
公開日2012年11月28日 申請日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月23日
發(fā)明者王守臣, 翁應(yīng)全, 何唯平 申請人:河源海川科技有限公司, 深圳市海川實業(yè)股份有限公司, 深圳海川新材料科技有限公司