CN101709159A

CN101709159A - 一种彩色光催化功能涂层材料

Info

Publication number: CN101709159A
Application number: CN200910163208A
Authority: CN
Inventors: 周密
Original assignee: KUNMING ZHONGYOU FENGYU TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: KUNMING ZHONGYOU FENGYU TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2009-12-22
Publication date: 2010-05-19

Abstract

一种彩色光催化功能涂层材料，属建筑涂料技术领域。原料为二氧化钛光催化粉体或改性二氧化钛光催化粉体、去离子水或蒸馏水、助剂和无机颜料，比例为2-50％∶35-90％∶0.1～5％∶0.1～10％。二氧化钛或改性二氧化钛光催化粉体为锐钛矿相二氧化钛、非金属掺杂二氧化钛、过渡金属掺杂二氧化钛、稀土金属掺杂二氧化钛、贵金属掺杂二氧化钛、或氧化物半导体掺杂二氧化钛；助剂为分散剂和消泡剂。无机颜料为铁蓝、钴蓝、铁红、铬红、钼红、钛铬黄、铁黄、钛镍黄、铬绿、铁绿、锌绿、钛绿、群青紫、钴紫、锰紫、钛锰棕、铁锰黑、铜铬黑、钛白粉、立德粉、锌白、硅灰石粉的一种或几种。具有光催化效率高，性能稳定，颜色丰富，成本低且结合牢固，制备及使用简便的优点。

Description

一种彩色光催化功能涂层材料

技术领域：

本发明涉及一种彩色光催化功能涂层材料，属建筑涂料技术领域。

背景技术：

随着现代化工业的迅速发展，各种新型建筑材料被大量用于室内保温、装修和装饰，各种涂料也大量的用到房间和家具的装饰中，使得周围环境在表观上给人以耳目一新、舒适清新感觉的同时，也使室内空气污染程度急剧增加，其中挥发性有机化合物如甲醛、苯、甲苯等是室内空气污染物的主要成分，对人类健康危害极大，如甲醛及苯系物是世界上公认的潜在致癌及强致癌物质，并且与其它挥发性有机物一起，造成呼吸系统、血液系统及神经系统疾病，而且还能致使胎儿畸形。而出于节能和降噪目的，现代建筑物及车体的密封性增强，又使这些有机污染物不能及时排出，导致室内污染日益严重。由于室内空气污染来源广、危害大，尤其是挥发性有机气体，不但种类繁多，而且治理难度大，目前尚无方便有效且实用的治理方法。由于二氧化钛半导体光催化剂在一定波长的光照下，能产生具有强氧化作用的活性氧和羟基，甲醛及有机挥发性气体被活性氧和羟基吸附后，被氧化还原成二氧化碳、水、氧气等无机物，不产生二次污染，适用范围广，因而在空气污染治理领域极具发展潜力。光催化剂用于空气污染治理时，一种有效实用的方法是将其制备成涂料，利用墙体涂料与空气接触面积大的特点，提高对有害气体的降解效率。

CN02116832.6公开了一种光催化涂料，由丙烯酸树脂、锐钛矿相二氧化钛、二氧化硅、消泡剂、分散剂和水组成，对甲醛具有一定的降解效果。CN 02810799.3公开了一种具有光催化活性和吸附性能的光催化涂料，由光催化剂、无机吸附剂、无机粘合剂、金属化合物和有机溶剂制备，采用常用的涂敷方法如喷涂法或浸渍法，用于环境污染物处理系统如空调、空气净化器及空调设备所用的过滤器中，以清除有害物质。CN 200380110514.2公开了一种纳米复合光催化涂料，由在室温下快速蒸发的溶剂、聚烷基苯基硅氧烷、二甲苯、纳米强化的亲水性热解法二氧化硅、纳米结构的复合光催化剂粉末和纳米无机抗菌粉末组成，通过常规涂布方法施加至需要光催化活性的有机或无机结构的表面上，施加后涂料迅速干燥，留下粘附性的、挠性的光催化涂层，对例如细菌、病毒、霉菌、真菌和挥发性有机化合物等病原体和污染物具有活性。CN 200510011793.8公开了一种氮掺杂纳米二氧化钛改性光催化涂料，由硅丙乳液、掺氮纳米TiO₂、普通纳米TiO₂、钛白粉、高岭土、重质碳酸钙、轻质碳酸钙、硅灰石粉、助剂、水、氨水、消泡剂、防霉剂组成，经配料、搅拌、过滤而制成。CN 200410027589.0公开了一种多功能纳米二氧化钛涂料，由钛白粉、超细硅酸铝、纳米二氧化钛分散液、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、硅灰石粉、立德粉、滑石粉、分散剂、润湿分散剂、增稠剂、消泡剂、成膜助剂、流平剂、水、乳液基料组成，能很好地解决纳米二氧化钛在涂料中易团聚的问题。

但上述技术及现有报导的光催化涂料技术均存在如下问题：一是二氧化钛易被粘结剂、各种助剂、填料或表面活性剂包裹，不但光吸收率减弱，而且不能与污染物有效接触，光催化分解作用大大减弱；二是涂料中的有机成分同样会被光催化剂进行光催化分解，经过一段时间后涂料会产生粉化、脱落等问题，大幅度降低了涂料的使用寿命，而且涂料的光催化活性越高、光照越强，其使用寿命将越短；三是目前公开或报导的光催化涂料均为白色，不能满足用户对彩色光催化功能涂料的需求。

综上所述，目前报导的光催化功能涂料的制备方法尽管已有多种，但从涂料的光催化活性、涂料的稳定性、使用寿命及用户对颜色的需求等方面考虑，均存在不同程度的不足。

发明内容：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种彩色光催化功能涂层材料，该功能涂层材料光催化活性和稳定性高，使用寿命长，涂层材料的颜色视用户要求配置，该功能涂层材料用于内外墙涂料的表面。

本发明的目的通过以下方法实现：

本发明的彩色光催化功能涂层材料的原料为二氧化钛光催化粉体或改性二氧化钛光催化粉体、去离子水或蒸馏水、助剂和无机颜料，其重量百分比为(2-50)％∶(35-90)％∶(0.1～5)％∶(0.1～10)％。

所述的二氧化钛或改性二氧化钛光催化粉体选自锐钛矿相二氧化钛、非金属掺杂二氧化钛、过渡金属掺杂二氧化钛、稀土金属掺杂二氧化钛、贵金属掺杂二氧化钛、或氧化物半导体掺杂二氧化钛。

所述的助剂选自通用的无机涂料润湿分散剂和消泡剂。

所述的通过电脑配色加入并混合均匀的无机颜料为铁蓝、钴蓝、铁红、铬红、钼红、钛铬黄、铁黄、钛镍黄、铬绿、铁绿、锌绿、钛绿、群青紫、钴紫、锰紫、钛锰棕、铁锰黑、铜铬黑、钛白粉、立德粉、锌白、硅灰石粉中的一种或几种。

本发明所用的上述原材料均能在市场购得。

本发明的制备方法为常规方法，具体为：

(1)在重量百分比为(35-90)％的去离子水或蒸馏水中加入(2-50)％的二氧化钛或改性二氧化钛光催化剂粉体、及(0.1～5)％的助剂，在室温下充分搅拌研磨、搅拌分散，获得白色光催化涂层材料；

(2)以上述白色光催化涂层材料为原料，根据用户要求，通过电脑配色加入(0.1～10)％的无机颜料，混合搅拌分散均匀后来得到彩色光催化功能涂层材料。

本发明的彩色光催化功能涂层材料的使用方式为常规的喷涂或刷涂方式，使用时根据用户对浓度要求能加入自来水。

本发明具有光催化效率高，颜色丰富，成本低且结合牢固，制备方法简便、易于实现大批量生产的优点。

具体实施方式：

本发明保护的范围不受具体实施方式中所列举内容之限制。

实施例1：

(1)在重量百分比为35％的去离子水或蒸馏水中加入50％的锐钛矿相二氧化钛、或非金属掺杂二氧化钛、或过渡金属掺杂二氧化钛、或稀土金属掺杂二氧化钛、或贵金属掺杂二氧化钛、或氧化物半导体掺杂二氧化钛粉体，同时加入5％的AD50润湿分散剂和STL-802消泡剂，在室温下充分研磨、搅拌分散，获得白色光催化涂层材料；

(2)以上述白色光催化涂层材料为原料，根据用户要求，通过电脑配色加入10％的铁蓝、或钴蓝、或铁红、或铬红、或钼红、或钛铬黄、或铁黄、或钛镍黄、或铬绿、或铁绿、或锌绿、或钛绿、或群青紫、或钴紫、或锰紫、或钛锰棕、或铁锰黑、或铜铬黑、或钛白粉、或立德粉、或锌白、或硅灰石粉混合搅拌分散均匀后来得到彩色光催化功能涂层材料。或者加入总量为10％的上述无机颜料的二种或几种混合搅拌分散均匀后来得到彩色光催化功能涂层材料。

本发明的彩色光催化功能涂层材料的使用方式为常规的喷涂或刷涂方式。

实施例2：

基本同实施例1。不同之处为；

(1)在重量百分比为65.9％的去离子水或蒸馏水中加入的二氧化钛或改性二氧化钛光催化粉体为33.9％；同时加入的AD50润湿分散剂和STL-802消泡剂为0.1％。

(2)以白色光催化涂层材料为原料，根据用户要求，通过电脑配色加入的无机颜料为0.1％。

实施例3：

基本同实施例1。不同之处为；

(1)在重量百分比为90％的去离子水或蒸馏水中加入的二氧化钛或改性二氧化钛光催化粉体为2％；同时加入的AD50润湿分散剂和STL-802消泡剂为3％。

(2)以白色光催化涂层材料为原料，根据用户要求，通过电脑配色加入的无机颜料为5％。

本发明涂层材料的涂覆及性能评价：

一、常规内墙涂料上本发明涂层材料的涂覆及性能评价

1.涂覆：先在已干燥的内墙涂料表面喷涂一层市售的二氧化硅溶胶，自然干燥后喷涂一层实施例1中制备的涂层材料，自然晾干。

2.刮擦实验：用深色棉布用力反复摩擦有光催化涂层的墙面，并与同等试验条件下未涂光催化涂层墙面的结果比较布上的脱落粉末，结果显示：涂有光催化涂层的墙面具有更好的耐擦性。

3.降解甲醛实验：在面积为300×400mm²并经清洗干燥后的两块平板玻璃表面均匀刷涂一层市售雅士利内墙涂料，自然干燥后涂刷一层本发明的涂层材料，自然晾干后置于350×450×450mm³的密闭箱中，箱中置有功率为6W的普通日光灯，且箱中甲醛的初始浓度为0.54mg/l，经6W的普通日光灯光照7天后，甲醛浓度降至0.09mg/l，降解率为83.3％。

二、常规外墙涂料上本发明涂层材料的涂覆及性能评价

1.涂覆：先在已干燥的橙黄色外墙涂料表面喷涂一层市售的氧化铝溶胶，自然干燥后喷涂一层实施例2中制备的涂层材料，，自然晾干。

2.太阳光照老化实验：涂有光催化涂层的橙黄色墙面与未涂光催化涂层的橙黄色墙面在自然气候同等的试验条件下，经昆明夏天太阳光照60天后，后者颜色发生轻微的变淡，表明涂有光催化涂层后的外墙涂料具有更好的抗紫外线功能。

3.降解甲醛实验：在面积为300×400mm²并经清洗干燥后的两块平板玻璃表面均匀刷涂一层市售雅士利外墙涂料，自然干燥后涂刷一层本发明的涂层材料，自然晾干后置于350×450×450mm³的密闭箱中，箱中置有功率为6W的紫外灯，且箱中甲醛的初始浓度为0.46mg/l，经6W的紫外灯光照6小时后，甲醛浓度降至0.05mg/l，降解率为89.1％。

Claims

1.一种彩色光催化功能涂层材料，其特征在于彩色光催化功能涂层材料的原料为二氧化钛光催化粉体或改性二氧化钛光催化粉体、去离子水或蒸馏水、助剂和无机颜料，其重量百分比为2-50％∶35-90％∶0.1～5％∶0.1～10％。

2.按权利要求1所述的彩色光催化功能涂层材料，其特征在于所述的二氧化钛或改性二氧化钛光催化粉体选自锐钛矿相二氧化钛、非金属掺杂二氧化钛、过渡金属掺杂二氧化钛、稀土金属掺杂二氧化钛、贵金属掺杂二氧化钛、或氧化物半导体掺杂二氧化钛。

3.按权利要求1所述的彩色光催化功能涂层材料，其特征在于所述的助剂选自通用的无机涂料润湿分散剂和消泡剂。

4.按权利要求1所述的彩色光催化功能涂层材料，其特征在于所述的通过电脑配色加入并混合搅拌分散均匀的无机颜料为铁蓝、钴蓝、铁红、铬红、钼红、钛铬黄、铁黄、钛镍黄、铬绿、铁绿、锌绿、钛绿、群青紫、钴紫、锰紫、钛锰棕、铁锰黑、铜铬黑、钛白粉、立德粉、锌白、硅灰石粉中的一种或几种。