專利名稱：：一種光催化自潔凈納米生態(tài)涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于功能涂料領(lǐng)域，涉及一種具有光催化自潔凈功能的納米生態(tài)涂料及其制備方法。隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展，汽車尾氣排放大量的氮化物和CO;工業(yè)燃煤釋放大量的S0yC0等有害氣體，使大中城市空氣污染嚴(yán)重，可見，我國環(huán)境污染問題十分突出，特別是城市大氣污染相當(dāng)嚴(yán)重。由于空氣污染的加重，使得現(xiàn)代建筑物、汽車工業(yè)等的相關(guān)清潔工作變得日益艱難，因此，具有降解污染物功能的光催化生態(tài)建筑材料將成為建材行業(yè)等的主流產(chǎn)品，而涂料作為基本的外層裝飾和保護(hù)膜，具有舉足輕重的作用。近年來，納米材料被逐步應(yīng)用在光催化涂料領(lǐng)域。中國專利CN1786087A報(bào)道了一種具有光催化功能的納米復(fù)合涂料及其制備方法，在Ti02體系中添加Si02和特殊納米材料使納米1102的催化性能不再受紫外線的限制，使之在可見光區(qū)域下也能發(fā)揮其強(qiáng)大的催化能力，但在該涂料的制備過程中，使用有機(jī)酸、重鉻酸煙酰胺等作為水溶性氧化劑，此類試劑在施工過程中或使用后期，對(duì)人體不利，也不符合環(huán)保的要求。美國專利10/635950，Cleaning—friendly即paratuswithaneasilycleanable，heat_resistantsurfacecoating，報(bào)道了通過在有機(jī)體系中添加Si02、A1203、Fe203、ln203、Sn02、Zr02或Ti02等納米材料來提高廚具、玻璃、陶瓷等基底的自清潔和疏水特性，但在其施工過程中，需要進(jìn)行高溫處理才能成膜，容易弓I起納米顆粒的團(tuán)聚。納米Ti02光催化劑具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐氧化、安全無毒等優(yōu)點(diǎn)。在紫外光照射下，可產(chǎn)生自由電子_空穴對(duì)，與吸附在Ti02表面的氧和水反應(yīng)，產(chǎn)生活性氧及自由基。這些活性氧及自由基有很強(qiáng)的氧化分解能力，可將有機(jī)物氧化分解為C02和H20，將大氣污染物N0X、S0X、NH3和H2S等氧化為無害物質(zhì)，也能穿透吸附于Ti02表面的細(xì)菌、霉菌等微生物的細(xì)胞壁，從而有效地殺滅細(xì)菌，進(jìn)而對(duì)空氣進(jìn)行去污、消毒，達(dá)到凈化空氣的效果。因此，將納米Ti02、ZnO等納米材料添加到涂料中，不僅涂層的耐洗刷性、耐老化性及耐玷污性能均有顯著增強(qiáng)，而且還能達(dá)到自清潔、殺菌、凈化空氣等功能。鑒于上述研究現(xiàn)狀和技術(shù)特征，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種光催化自潔凈納米生態(tài)涂料及其制備方法，用以實(shí)現(xiàn)一種具有光催化自潔凈功能的瓷膜技術(shù)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種光催化自潔凈納米生態(tài)涂料及其制備方法，用以實(shí)現(xiàn)一種具有光催化自潔凈功能的瓷膜技術(shù)?！N光催化自潔凈納米生態(tài)涂料，它是按照如下配方組成
背景技術(shù)：
：組成重量鋁溶膠15-650/。硅溶膠15-65%氧化鈦4-20%顏料3-27%填料3-27%防沉劑5-25%其中，前述的比例是按比重展開的，總量為100%。進(jìn)一步，所述的這種光催化自潔凈納米生態(tài)涂料，還具有如下技術(shù)特征所述的鋁溶膠為水分散型納米級(jí)氧化鋁，其粒度為10-40nm。所述的硅溶膠為水分散型納米級(jí)氧化硅，其粒度為10-40nm。所述的氧化鈦為金紅石型、銳鈦型、板鈦型、非晶型納米級(jí)氧化鈦或者這四種形態(tài)的任意比混合，其粒度為15-40nm。所述的顏料主要是功能型顏料，為銅鉻黑、鐵錳黑、鈦錳棕、鐵鉻棕、鈷藍(lán)、鈦鎳黃、鈦綠、鈦白粉、硅灰粉，以及燭光金粉或各種色彩顏料調(diào)配的色漿中的一種或一種以上的混合物。所述的填料，包括納米級(jí)微晶粉二氧化硅、鈦酸鉀晶須、氧化鋁中的一種或一種以上的混合物。所述的防沉劑，包括無機(jī)膨潤土中的鈉基膨潤土、鈣基膨潤土、鋰基膨潤土、氫基膨潤土(活性白土)的一種或一種以上的混合物?！N光催化自潔凈納米生態(tài)涂料的制備方法，它可以通過如下的步驟來實(shí)現(xiàn)步驟1，按照上述配方所述的比例，分別稱取相應(yīng)分量的鋁溶膠、氧化鈦、顏料、填料及防沉劑等，進(jìn)行初期混合之后，開始進(jìn)行高速分散，然后對(duì)其進(jìn)行研磨直至其細(xì)度達(dá)到15iim以下，將這部分原料作為a組分；步驟2，按照上述配方所述的比例，稱取相應(yīng)分量的硅溶膠，將其做為b組分；步驟3，使用時(shí)將a組分和b組分進(jìn)行簡單地機(jī)械混合并靜置熟化，形成所述的納米生態(tài)涂料。進(jìn)一步，所述的高速分散，是采用高速分散機(jī)帶齒狀分散盤以轉(zhuǎn)速900-1000r/min來實(shí)現(xiàn)的，分散時(shí)間為2-3h。所述的研磨，是采用籃式砂磨機(jī)來實(shí)現(xiàn)的，研磨時(shí)間6-8h，一般直至其細(xì)度達(dá)到15iim以下。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在不改變原有涂料制備工藝的前提下，通過添加納米氧化鈦使該涂料在紫外光照射下，可產(chǎn)生自由電子_空穴對(duì)，與吸附在Ti02表面的氧和水反應(yīng)，產(chǎn)生活性氧及自由基。這些活性氧及自由基賦予涂料自清潔、殺菌、凈化空氣等功能。本發(fā)明以納米級(jí)鋁溶膠、納米級(jí)硅溶膠為成膜物質(zhì)，成膜后的化學(xué)鍵以"Si=0"和"A1=O"為主，完全是無機(jī)分子結(jié)構(gòu)，由于其粒度介于納米級(jí)，在后續(xù)的涂裝和成型過程中，可以利用該膠體自身的粘性與附著力，來代替?zhèn)鹘y(tǒng)意義上的有機(jī)溶劑及粘接劑填料等，具有天然的安全無毒性，是一種環(huán)保型生態(tài)涂料。本發(fā)明主要選用天然礦石無機(jī)膨潤土代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有機(jī)試劑作為防沉劑，減少了涂料配方中的環(huán)境污染因素，并且此類礦石在高溫下無有害氣體釋放，安全可靠，具有積極的環(huán)保效果。另外，通過本發(fā)明所述的光催化自潔凈納米生態(tài)涂料的制備方法，制得的表面涂層，具有自清潔、殺菌、凈化空氣等功能，同時(shí)具有搪瓷品質(zhì)，非常光潔，硬度也很高。而且，在涂料的制備過程中沒有添加任何有機(jī)物或有毒成分，也沒有任何對(duì)健康有潛在威脅的成分，其也可以應(yīng)用在其它各種需要自清潔、殺菌、凈化空氣、耐候性好的涂料應(yīng)用領(lǐng)域。具體實(shí)施例方式具體實(shí)施例1:本發(fā)明所述的光催化自潔凈納米生態(tài)涂料，可按照如下配方構(gòu)成<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>這些組分合起來共為lOOOkg。其中的鋁溶膠為水分散型納米級(jí)氧化鋁，其粒度可選為15nm。其中的硅溶膠為水分散型納米級(jí)氧化硅，其粒度為20nm。其中的氧化鈦為銳鈦型納米級(jí)氧化鈦，其粒度為30nm。其中的顏料，可選為銅鉻黑，具有極好的耐化學(xué)腐蝕性，戶外耐候性，熱穩(wěn)定性，耐光性，并具有無滲透性，無遷移性。其中的填料，可選為納米級(jí)微晶粉二氧化硅，該晶須粒度小、分散性強(qiáng)，有助于在涂料中實(shí)現(xiàn)均勻混合的目的。其中的防沉劑，可選用無機(jī)膨潤土中的鈉基膨潤土，該成分對(duì)整體涂料的成型、光潔度的提升可發(fā)揮作用。具體實(shí)施例2:本發(fā)明所述的光催化自潔凈納米生態(tài)涂料，可按照如下配方構(gòu)成<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>硅溶膠400kg氧化鈦120kg顏料50kg填料70kg防沉劑60kg這些組分合起來共為lOOOkg。其中的鋁溶膠為水分散型納米級(jí)氧化鋁，其粒度可選為25nm。其中的硅溶膠為水分散型納米級(jí)氧化硅，其粒度為15nm。其中的氧化鈦為銳鈦型納米級(jí)氧化鈦，其粒度為20nm。其中的顏料，可選為鈦白粉，其遮蓋力強(qiáng)，粒子均勻細(xì)小，易于分散且性能穩(wěn)定。其中的填料，可選為氧化鋁，該氧化鋁為納米級(jí)粉體，分散性極強(qiáng)，易于在涂料中實(shí)現(xiàn)均勻混合，同時(shí)，因?yàn)槠渥陨淼募{米效應(yīng)，有利于優(yōu)化涂料的性能。其中的防沉劑，可選用無機(jī)膨潤土中的鋰基膨潤土，具有極高的物理化學(xué)性和分散性，對(duì)涂料的成型等發(fā)揮重要的作用。具體實(shí)施例3:本發(fā)明所述的光催化自潔凈納米生態(tài)涂料，可按照如下配方構(gòu)成組成重量鋁溶膠450kg硅溶膠300kg氧化鈦50kg顏料90kg填料60kg防沉劑50kg這些組分合起來共為lOOOkg。其中的鋁溶膠為水分散型納米級(jí)氧化鋁，其粒度可選為35nm。其中的硅溶膠為水分散型納米級(jí)氧化硅，其粒度為25nm。其中的氧化鈦為銳鈦型納米級(jí)氧化鈦，其粒度為10nm。其中的顏料，可選為鈷藍(lán)，具有極好的遮蓋力，色彩透明性和高著色力，熱穩(wěn)定性，耐光性，很高的光反射性。其中的填料，可選為鈦酸鉀晶須，該晶須分散性強(qiáng)，有助于在涂料中實(shí)現(xiàn)均與混合的目的，同時(shí)，因?yàn)榫ы氉陨淼膹?qiáng)度，有利于加強(qiáng)涂料的內(nèi)聚力。其中的防沉劑，可選用無機(jī)膨潤土中的鈣基膨潤土，能增強(qiáng)涂層的耐水性，提高涂層的強(qiáng)度和附著力和分散性，增強(qiáng)涂料的穩(wěn)定性。本發(fā)明所述的具有光催化功能的納米生態(tài)涂料，它可以通過如下的步驟來實(shí)現(xiàn)步驟1，實(shí)施例中所述的比例，分別稱取相應(yīng)分量的鋁溶膠、氧化鈦、顏料、填料及防沉劑等，進(jìn)行初期混合之后，開始進(jìn)行高速分散，然后對(duì)其進(jìn)行研磨直至其細(xì)度達(dá)到15m以下，將這部分原料作為a組分；步驟2，實(shí)施例中所述的比例，稱取相應(yīng)分量的硅溶膠，將其做為b組分；步驟3，使用時(shí)將a組分和b組分進(jìn)行充分混合并靜置熟化，形成所述的納米生態(tài)涂料。所述的高速分散，是采用高速分散機(jī)帶齒狀分散盤以轉(zhuǎn)速900-1000r/min來實(shí)現(xiàn)的，分散時(shí)間為2-3h。所述的研磨，是采用籃式砂磨機(jī)來實(shí)現(xiàn)的，研磨時(shí)間6-8h，一般直至其細(xì)度達(dá)到15iim以下。施工方法金屬基材的前處理脫脂處理，必要時(shí)噴砂處理。涂裝方式空氣噴涂、浸涂、刷涂等。作為舉例，在金屬表面上施工前，需要對(duì)金屬基材進(jìn)行表面凈化處理，使其表面干凈、無雜物、無銹斑，具體可通過對(duì)金屬表面進(jìn)行噴砂處理，以及脫脂去污處理等方式來實(shí)現(xiàn)。二在噴涂之前，可對(duì)瓷膜涂料采用300目的濾網(wǎng)進(jìn)行過濾。以上是對(duì)本發(fā)明的描述而非限定，基于本發(fā)明思想的其它實(shí)施方式，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。權(quán)利要求一種光催化自潔凈納米生態(tài)涂料，其特征在于，該涂料由如下配方組成組成重量鋁溶膠15-65％硅溶膠15-65％氧化鈦4-20％顏料3-27％填料3-27％防沉劑5-25％其中，前述的比例是按比重展開的，總量為100％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光催化自潔凈納米生態(tài)涂料，其特征在于所述的鋁溶膠為水分散型納米級(jí)氧化鋁，其粒度為10-40nm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光催化自潔凈納米生態(tài)涂料，其特征在于所述的硅溶膠為水分散型納米級(jí)氧化硅，其粒度為10-40nm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光催化自潔凈納米生態(tài)涂料，其特征在于所述的氧化鈦為金紅石型、銳鈦型、板鈦型、非晶型納米級(jí)氧化鈦或者這四種形態(tài)的任意比混合，其粒度為15-40nm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光催化自潔凈納米生態(tài)涂料，其特征在于所述的顏料主要是功能型顏料，為銅鉻黑、鐵錳黑、鈦錳棕、鐵鉻棕、鈷藍(lán)、鈦鎳黃、鈦綠、鈦白粉、硅灰粉，以及燭光金粉或各種色彩顏料調(diào)配的色漿中的一種或一種以上的混合物。6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種光催化自潔凈納米生態(tài)涂料，其特征在于所述的填料，包括納米級(jí)微晶粉二氧化硅、鈦酸鉀晶須、氧化鋁中的一種或一種以上的混合物。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光催化自潔凈納米生態(tài)涂料，其特征在于所述的防沉劑，包括無機(jī)膨潤土中的鈉基膨潤土、鈣基膨潤土、鋰基膨潤土、氫基膨潤土(活性白土)的一種或一種以上的混合物。8.—種光催化自潔凈納米生態(tài)涂料的制備方法，其特征在于該方法包括有如下的步驟步驟l，按照前述的權(quán)利要求1所述的比例，分別稱取相應(yīng)分量的鋁溶膠、氧化鈦、顏料、填料及防沉劑，進(jìn)行初期混合之后進(jìn)行高速分散，然后對(duì)其進(jìn)行研磨直至其細(xì)度達(dá)到15iim以下，將這部分原料作為a組分；步驟2，按照前述的權(quán)利要求1所述的比例，稱取相應(yīng)分量的硅溶膠，將其作為b組分；步驟3，使用時(shí)將a組分和b組分進(jìn)行充分混合并靜置熟化，形成所述的納米生態(tài)涂料。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種光催化自潔凈納米生態(tài)涂料的制備方法，其特征在于所述的高速分散，是采用高速分散機(jī)帶齒狀分散盤以轉(zhuǎn)速900-1000r/min來實(shí)現(xiàn)的，分散時(shí)間為2-3h。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種光催化自潔凈納米生態(tài)涂料的制備方法，其特征在于所述的研磨，是采用籃式砂磨機(jī)來實(shí)現(xiàn)的，研磨時(shí)間6-8h。全文摘要本發(fā)明提供了一種光催化自潔凈納米生態(tài)涂料及其制備方法，屬于功能涂料領(lǐng)域。該涂料的配方為鋁溶膠15-65％、硅溶膠15-65％、氧化鈦4-20％、顏料3-27％、填料3-27％、防沉劑等5-25％。其制備方法為分別稱取相應(yīng)的鋁溶膠、氧化鈦、顏料、填料及防沉劑等，進(jìn)行混合、高速分散、研磨，做為a組分；稱取相應(yīng)的硅溶膠，做為b組分；將a組分和b組分混合并靜置熟化，即得納米生態(tài)涂料。該涂料在原有無機(jī)成膜原料的基礎(chǔ)上，通過添加納米氧化鈦，具有自清潔、殺菌、凈化空氣等功能，并且，選用天然礦石代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有機(jī)試劑作為防沉劑，具有天然的安全無毒性，是一種納米生態(tài)涂料。文檔編號(hào)C09D5/16GK101781482SQ20091019995公開日2010年7月21日申請日期2009年12月4日優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日發(fā)明者李力鋒申請人:上海瓷龍化工有限公司