本發(fā)明涉及一種凹凸棒土/納米鈦酸鍶/納米氧化錫光催化硅丙涂料的制備方法，屬于涂料助劑領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，隨著人們生活水平的提高，由室內(nèi)裝修、家具材料以及人們的室內(nèi)生活引起的室內(nèi)環(huán)境未然問題日益引起人們的廣泛重視和關(guān)注，室內(nèi)污染逐漸成為社會熱點。室內(nèi)污染物主要包括甲醛、苯、氨、放射性物質(zhì)和揮發(fā)性有機(jī)物等。通常用于控制室內(nèi)污染物的方法有通風(fēng)，在很多地方規(guī)定新房至少通風(fēng)三個月以后才能入住，保證室內(nèi)有充足的陽光照射，利用太陽光中的紫外線殺菌；上述方法不能從根本上清除污染物。而光催化涂料能直接利用包括太陽光在內(nèi)各種途徑的紫外光,在室溫下對各種有機(jī)或無機(jī)污染物進(jìn)行分解或氧化,使之成為h2o和co2等,達(dá)到清除這些污染物的效果。此方法能耗低、易操作、除凈度高，尤其對一些特殊的污染物有很突出的去除效果，且無二次污染。
目前用于光催化涂料的光觸媒材料主要有tio2、zno、sno2、cds、zns等。雖然光觸媒材料在光催化涂料中具有廣闊的應(yīng)用前景，但要實現(xiàn)工業(yè)化還存在著一定的距離，必須首先解決光觸媒材料回收困難的問題，所以需將光觸媒材料固定化，負(fù)載于載體上，載體包括玻璃陶瓷類、高分子聚合物類和吸附劑類等。其中吸附劑類載體具有比表面積大、多孔、吸附性能良好、穩(wěn)定性高等特點，以活性炭的吸附性能最好，也是目前研究最廣泛的吸附劑載體，但其價格昂貴、再生困難，應(yīng)用受到一定的限制。凹凸棒土具有比面積大，穩(wěn)定性好，吸附能力強(qiáng)，礦藏豐富，價格較活性炭便宜，可廣泛作為光觸媒材料的載體。目前市場上多常見凹凸棒土負(fù)載納米二氧化鈦應(yīng)用于光催化涂料，很少見到凹凸棒土負(fù)載鈦酸鍶/氧化錫復(fù)合納米材料應(yīng)用于光催化涂料。因此，本發(fā)明開發(fā)了一種光催化涂料用光催化涂料用凹凸棒土負(fù)載鈦酸鍶/氧化錫復(fù)合納米材料的制備方法，為光催化涂料開辟出了一條新的途徑。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種凹凸棒土/納米鈦酸鍶/納米氧化錫光催化硅丙涂料的制備方法。本發(fā)明在凹凸棒土表面負(fù)載納米氧化錫和納米鈦酸鍶，將凹凸棒土負(fù)載鈦酸鍶/氧化錫復(fù)合納米材料作為增稠劑和光觸媒添加到硅丙涂料中，使制得的硅丙涂料不僅具有優(yōu)異的光催化性能，還具有良好的耐候性、耐水性、耐化學(xué)品性、抗沾污性、柔韌性和附著性。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：
一種凹凸棒土/納米鈦酸鍶/納米氧化錫光催化硅丙涂料的制備方法，包括以下步驟：
（1）按照等摩爾比稱取醋酸鍶和鈦酸四丁酯，然后將醋酸鍶溶于3～4倍質(zhì)量的蒸餾水中，得溶液a，將鈦酸四丁酯溶于15～20倍體積的異丙醇中，得溶液b；然后在磁力攪拌下將溶液a以每秒2～3滴的速度逐滴加入到溶液b中，繼續(xù)攪拌2～4min，靜置陳化24～48h，形成凝膠a；
（2）將四氯化錫溶于蒸餾水配制成濃度為0.5mol/l的溶液，然后在磁力攪拌下以每秒2～3滴的速度逐滴加入2mol/l的氨水溶液，使得溶液ph=7～8，在35～45℃水浴溫度下恒溫靜置陳化5～10h，得凝膠b；
（3）按照質(zhì)量比1～3:1將上述制得的凝膠a和凝膠b混合，再加入相當(dāng)于混合凝膠質(zhì)量45～65%的凹凸棒土，在1000～2000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌15～20min，過濾，放置1～2天后置于液氮中快速冷凍，然后置在溫度為－30～-40℃、真空度為10-15pa的條件下真空冷凍干燥12～36h，干燥后在250～300℃下預(yù)燒1.5～2.5h，升溫至420～490℃，恒溫2～3h，再升溫至660～740℃，恒溫1～2h，自然冷卻，次日取出，得到凹凸棒土負(fù)載鈦酸鍶/氧化錫復(fù)合納米材料；
（4）按照質(zhì)量比1-2:0.4-0.7:0.2-0.3:0.1-0.2:1-2將填料、凹凸棒土負(fù)載鈦酸鍶/氧化錫復(fù)合納米材料、分散劑、消泡劑、水混合，攪拌均勻，用砂磨機(jī)研磨分散至細(xì)度＜30μm，再加入相當(dāng)于填料質(zhì)量2-3倍的硅丙乳液以及相當(dāng)于硅丙乳液質(zhì)量3-6%的成膜助劑，在500-700r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌1-2h，得到所需的凹凸棒土/納米鈦酸鍶/納米氧化錫光催化硅丙涂料。
所述的填料選自碳酸鈣、重晶石粉、滑石粉、云母粉、硅灰石粉、白碳黑、多孔粉石英中的一種或多種。
所述的分散劑選自二丁基萘磺酸鈉、亞甲基二萘二磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈉、丙烯酰胺-丙烯酸鈉共聚物、聚丙烯酸鈉中的一種或多種。
所述的消泡劑選自磷酸三丁酯、季戊四醇聚氧丙烯醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、丙二醇嵌段聚醚、雙聚乙烯聚二甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷醇硬脂酸酯中的一種或多種。
所述的成膜助劑選自丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、苯甲醇、十二碳醇酯中的一種或多種。
所述的硅丙乳液固含量為40-45%。
本發(fā)明的有益效果：
本發(fā)明以四氯化錫、醋酸鍶和鈦酸四丁酯為原料，采用溶膠-凝膠法在凹凸棒土表面負(fù)載納米氧化錫和納米鈦酸鍶，對凹凸棒土進(jìn)行光催化改性，使制得的凹凸棒土負(fù)載鈦酸鍶/氧化錫復(fù)合納米材料具有優(yōu)良的增稠性、流平性和光催化活性，然后將凹凸棒土負(fù)載鈦酸鍶/氧化錫復(fù)合納米材料作為增稠劑和光觸媒用于制作硅丙涂料，制得的制得的硅丙涂料不僅具有優(yōu)異的光催化性能，還具有良好的耐候性、耐水性、耐化學(xué)品性、抗沾污性、柔韌性和附著性。
具體實施方式
實施例1
一種凹凸棒土/納米鈦酸鍶/納米氧化錫光催化硅丙涂料的制備方法，包括以下步驟：
（1）按照等摩爾比稱取醋酸鍶和鈦酸四丁酯，然后將醋酸鍶溶于3倍質(zhì)量的蒸餾水中，得溶液a，將鈦酸四丁酯溶于15倍體積的異丙醇中，得溶液b；然后在磁力攪拌下將溶液a以每秒2滴的速度逐滴加入到溶液b中，繼續(xù)攪拌2min，靜置陳化24h，形成凝膠a；
（2）將四氯化錫溶于蒸餾水配制成濃度為0.5mol/l的溶液，然后在磁力攪拌下以每秒2滴的速度逐滴加入2mol/l的氨水溶液，使得溶液ph=7，在35℃水浴溫度下恒溫靜置陳化10h，得凝膠b；
（3）按照質(zhì)量比1:1將上述制得的凝膠a和凝膠b混合，再加入相當(dāng)于混合凝膠質(zhì)量45%的凹凸棒土，在1000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌20min，過濾，放置1天后置于液氮中快速冷凍，然后置在溫度為－30℃、真空度為10pa的條件下真空冷凍干燥12h，干燥后在250℃下預(yù)燒2.5h，升溫至420℃，恒溫3h，再升溫至660℃，恒溫2h，自然冷卻，次日取出，得到凹凸棒土負(fù)載鈦酸鍶/氧化錫復(fù)合納米材料；
（4）按照質(zhì)量比1:0.4:0.2:0.1:1將填料、凹凸棒土負(fù)載鈦酸鍶/氧化錫復(fù)合納米材料、分散劑、消泡劑、水混合，攪拌均勻，用砂磨機(jī)研磨分散至細(xì)度＜30μm，再加入相當(dāng)于填料質(zhì)量2倍的硅丙乳液以及相當(dāng)于硅丙乳液質(zhì)量3%的成膜助劑，在500r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌2h，得到所需的凹凸棒土/納米鈦酸鍶/納米氧化錫光催化硅丙涂料。
所述的填料選自碳酸鈣。
所述的分散劑選自木質(zhì)素磺酸鈉。
所述的消泡劑選自季戊四醇聚氧丙烯醚。
所述的成膜助劑選自丙二醇甲醚醋酸酯。
所述的硅丙乳液固含量為40%。
實施例2
一種凹凸棒土/納米鈦酸鍶/納米氧化錫光催化硅丙涂料的制備方法，包括以下步驟：
（1）按照等摩爾比稱取醋酸鍶和鈦酸四丁酯，然后將醋酸鍶溶于3質(zhì)量的蒸餾水中，得溶液a，將鈦酸四丁酯溶于16倍體積的異丙醇中，得溶液b；然后在磁力攪拌下將溶液a以每秒2滴的速度逐滴加入到溶液b中，繼續(xù)攪拌3min，靜置陳化36h，形成凝膠a；
（2）將四氯化錫溶于蒸餾水配制成濃度為0.5mol/l的溶液，然后在磁力攪拌下以每秒2滴的速度逐滴加入2mol/l的氨水溶液，使得溶液ph=7.5，在40℃水浴溫度下恒溫靜置陳化8h，得凝膠b；
（3）按照質(zhì)量比2:1將上述制得的凝膠a和凝膠b混合，再加入相當(dāng)于混合凝膠質(zhì)量55%的凹凸棒土，在1500r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌18min，過濾，放置2天后置于液氮中快速冷凍，然后置在溫度為－35℃、真空度為12pa的條件下真空冷凍干燥24h，干燥后在280℃下預(yù)燒2h，升溫至460℃，恒溫2.5h，再升溫至700℃，恒溫1.5h，自然冷卻，次日取出，得到凹凸棒土負(fù)載鈦酸鍶/氧化錫復(fù)合納米材料；
（4）按照質(zhì)量比1.5:0.6:0.25:0.15:1.5將填料、凹凸棒土負(fù)載鈦酸鍶/氧化錫復(fù)合納米材料、分散劑、消泡劑、水混合，攪拌均勻，用砂磨機(jī)研磨分散至細(xì)度＜30μm，再加入相當(dāng)于填料質(zhì)量2.5倍的硅丙乳液以及相當(dāng)于硅丙乳液質(zhì)量4.5%的成膜助劑，在600r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌1.5h，得到所需的凹凸棒土/納米鈦酸鍶/納米氧化錫光催化硅丙涂料。
所述的填料選自碳酸鈣、多孔粉石英,碳酸鈣與多孔粉石英的質(zhì)量比為3:1。
所述的分散劑選自丙烯酰胺-丙烯酸鈉共聚物。
所述的消泡劑選自聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、雙聚乙烯聚二甲基硅氧烷，聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、雙聚乙烯聚二甲基硅氧烷的質(zhì)量比為1:1。
所述的成膜助劑選自丙二醇丁醚、十二碳醇酯，丙二醇丁醚與十二碳醇酯的質(zhì)量比為1:4。
所述的硅丙乳液固含量為42%。
實施例3
一種凹凸棒土/納米鈦酸鍶/納米氧化錫光催化硅丙涂料的制備方法，包括以下步驟：
（1）按照等摩爾比稱取醋酸鍶和鈦酸四丁酯，然后將醋酸鍶溶于4質(zhì)量的蒸餾水中，得溶液a，將鈦酸四丁酯溶于20倍體積的異丙醇中，得溶液b；然后在磁力攪拌下將溶液a以每秒3滴的速度逐滴加入到溶液b中，繼續(xù)攪拌4min，靜置陳化48h，形成凝膠a；
（2）將四氯化錫溶于蒸餾水配制成濃度為0.5mol/l的溶液，然后在磁力攪拌下以每秒3滴的速度逐滴加入2mol/l的氨水溶液，使得溶液ph=8，在45℃水浴溫度下恒溫靜置陳化5h，得凝膠b；
（3）按照質(zhì)量比3:1將上述制得的凝膠a和凝膠b混合，再加入相當(dāng)于混合凝膠質(zhì)量65%的凹凸棒土，在2000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌15min，過濾，放置2天后置于液氮中快速冷凍，然后置在溫度為-40℃、真空度為15pa的條件下真空冷凍干燥36h，干燥后在300℃下預(yù)燒1.5h，升溫至490℃，恒溫2h，再升溫至740℃，恒溫1h，自然冷卻，次日取出，得到凹凸棒土負(fù)載鈦酸鍶/氧化錫復(fù)合納米材料；
（4）按照質(zhì)量比2:0.7:0.3:0.2:2將填料、凹凸棒土負(fù)載鈦酸鍶/氧化錫復(fù)合納米材料、分散劑、消泡劑、水混合，攪拌均勻，用砂磨機(jī)研磨分散至細(xì)度＜30μm，再加入相當(dāng)于填料質(zhì)量3倍的硅丙乳液以及相當(dāng)于硅丙乳液質(zhì)量6%的成膜助劑，在700r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌1h，得到所需的凹凸棒土/納米鈦酸鍶/納米氧化錫光催化硅丙涂料。
所述的填料選自重晶石粉、滑石粉、白碳黑，重晶石粉、滑石粉、白碳黑三者之間的質(zhì)量比為3:2:1。
所述的分散劑選自二丁基萘磺酸鈉、聚丙烯酸鈉，二丁基萘磺酸鈉與聚丙烯酸鈉的質(zhì)量比為1:1。
所述的消泡劑選自磷酸三丁酯、丙二醇嵌段聚醚、聚二甲基硅氧烷醇硬脂酸酯，磷酸三丁酯、丙二醇嵌段聚醚、聚二甲基硅氧烷醇硬脂酸酯三者之間的質(zhì)量比為1:2:3。
所述的成膜助劑選自十二碳醇酯。
所述的硅丙乳液固含量為45%。