CN104789120A - 新型室外空气净化及自清洁材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种新型室外空气净化及自清洁材料及其制备方法，包括如下重量百分比的组分：去离子水40%~50%，纳米二氧化钛20%~30%，分散助剂1 1%~2%，分散助剂2 13%~15%，溶剂9%~10%，本发明能够降低和去除室外大气污染，减少和去除汽车尾气排放的氮氧化物、硫化物，减少雾霾，提高空气质量，还原绿色生活、让人们自由呼吸；使建筑物外立面，玻璃幕墙，高架道路，户外设备等保持洁净，减少人工清洗和维护成本，延长使用寿命。无需消耗任何能源，只要有光照就能发挥作用；成本低，不需要额外增加任何设备；施工简单，无需专业的施工工具及施工人员，易于推广；效果明显，长久有效，本材料依附或者混合在其他材料表面，一次施工长期有效。
Description
技术领域
本发明涉及一种空气净化自清洁材料。
背景技术
从2013年开始至今，全国各大城市都“谈霾色变”，众多数据显示中国一线二线城市的空气质量正在不断下降，这也直接危害到了绝大部分城市居民的身体健康，进入2014年国家有关部门加大了对雾霾等城市空气污染问题的治理工作，但是效果有限，现今各界都迫切需要多种治理方式。
另一方面，随着现代城市的不断扩建，城市建筑面积逐渐增大，能不能应用这些占城市地表裸露面积五分之一建筑墙体，来有效控制和遏制城市雾霾呢？
在控制雾霾源头乏力的情况下，丰富和完善治理方式对于国家及居民来说无疑是十分重要的。
目前国内的空气治理产品主要集中在治理室内由于装修材料带来的甲醛、苯、氨、TVOC（总挥发性有机化合物）等有害气体所造成的室内空气污染，主要产品有光触媒、生物酶及其他一些化学产品，由于生产工艺及标准不同，该类产品的净化效果良莠不齐，当然也有一些做的比较好的产品。而对于室外大气污染治理，由于空间不封闭，污染源比较复杂，目前国内主要集中在从减少排放等源头上进行规划治理，单个排放源头基本上能够满足国家对于排放的要求，但众多个体排放到空气中的污染气体总量依然远远超过了国家及居民对空气质量的标准和要求。
对于已经排放到大气中的污染气体如何进行治理，目前还没有任何比较好的、有效的且成本低并容易推广的治理产品面世，只有一些被动型劳动防护用品具有部分空气净化功能。
如申请号为201320836512.2的带纳米级二氧化钛光催化网微型空气净化器的防雾霾头罩，作为一款劳动防护用品，具有一定的防雾霾功能，但仅属于被动防护且不适合大面积推广使用。还有一些自清洁涂料但没有空气净化的效能，如专利号为201310349597.6、201410280466.1的自清洁涂料等产品。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型室外空气净化及自清洁材料及其制备方法，以克服现有技术存在的缺陷，满足人们的需要。
本发明所述的室外空气净化及自清洁材料，包括如下重量百分比的组分：
去离子水 40%~50%
纳米二氧化钛 20%~30%
分散助剂1 1%~2%
分散助剂2 13%~15%
溶剂 9%~10%
各个组分的百分比之和为100%；
所述的纳米二氧化钛选自亨斯曼公司牌号为RM200/220/300/400/L530等的产品；
所述分散助剂1选自迪高公司牌号为剂Foamex825，化学组成为聚矽氧烷-聚醚共聚物乳液；
所述分散助剂2选自毕克公司牌号为BYK-071的产品，化学组成为聚硅氧烷溶液；
所述溶剂为丙二醇；
本发明的制备方法，包括如下步骤：
将各个组分按照上述配比混合，然后用分散机分散，再研磨，即可获得产品。
本产品采用10~50纳米二氧化钛直接研磨加去离子纯水分散成40~50%的水溶液，再将水溶液和去离子的纯水按照1：10~50的比例予以调配（根据施工需要进行调配），制备出用于最终施工的成品。由于纳米二氧化钛极易发生聚团，其水溶液的制备须严格按照配方及施工工艺进行，才能得到符合要求的产品。
本材料采用国际先进的纳米技术和光催化原理，在光照条件下，其中的活性物质纳米二氧化钛会发生光催化反应，产生出氧化能力极强的羟基自由基，来分解空气中的有害气体，如氮氧化物、硫氧化物、VOC（挥发性有机化合物）等，达到净化空气的效果。同时，由于纳米二氧化钛的超亲水性，使得落在建筑物外墙上的灰尘、粉尘、油污、禽类排泄物等污染物质能够很容易的被雨水冲刷掉，最终达到漆膜抗污、洁净的功效。经过实验验证，涂敷了本净化材料的建筑物外墙能够明显提高耐玷污性能，长期保持外墙的原有装饰效果，具有自清洁的性能。经过实验验证，涂敷了本净化材料的建筑物外墙能够明显提高耐玷污性能，长期保持外墙的原有装饰效果，具有自清洁的性能。本发明材料不仅可以单独使用在已有的建筑物上，还可以通过和涂料、油漆、瓷砖等外立面使用的各种材料相混合，从而得到具有本发明功能的专用外墙材料，有效的节约后续的人工和施工成本。
本发明可以单独涂敷在外墙砖、花岗石、水泥砖柱、涂料、各种金属制品、塑料制品等表面使用，也可以作为添加剂按照专利描述的工艺混合在各种涂料、油漆、塑料、陶瓷、玻璃等材料中使用。广泛适用于建筑物外墙、公路路面、人行通道、隧道、地下停车场、车站码头等空气污染或汽车排放比较集中的区域，使用面积越大，吸附和分解效果越明显。
室外建筑物使用本净化材料后，相比没有使用本产品区域，氮氧化物的含量能够降低35~65%，实际的效果取决于时间长短及当地的天气，如风力、风向、温度、湿度等。实验表明，使用本净化材料，每天每平方米涂层能够去除约0.5g的氮氧化物，300平方米的涂层每天去除的氮氧化物的含量相当于50辆小汽车行驶20公里所排放的氮氧化物的总量，一年能给去除至少50kg的氮氧化物。
在公共地下停车库的墙壁和天花板上使用本产品，尽管由于灯光的照度较低一定程度上影响了使用效果，但每100平方米的涂层每年仍然能够去除约22g的氮氧化物，这相当于一辆小汽车行驶130公里的尾气排放量。如果是一个10000平方米的大型停车库，全部使用我们的产品，那么一年能够去除至少2kg的氮氧化物。
本产品对VOC（挥发性有机化合物）也具有良好的去除效果。
本发明的有益效果是：降低和去除室外大气污染，减少和去除汽车尾气排放的氮氧化物、硫化物，减少雾霾，提高空气质量，还原绿色生活、让人们自由呼吸；使建筑物外立面，玻璃幕墙，高架道路，户外设备等保持洁净，减少人工清洗和维护成本，延长使用寿命。无需消耗任何能源，只要有光照就能发挥作用；成本低，不需要额外增加任何设备；施工简单，无需专业的施工工具及施工人员，易于推广；效果明显，长久有效，本材料依附或者混合在其他材料表面，一次施工长期有效。
具体实施方式
实施例1
配方：（重量）
去离子水 50%
纳米二氧化钛 25%
分散助剂1 2%
分散助剂2 13%
溶剂 10%
纳米二氧化钛选自亨斯曼公司牌号为RM200的产品；
分散助剂1选自迪高公司牌号为剂Foamex825，化学组成为聚矽氧烷-聚醚共聚物乳液；
分散助剂2选自毕克公司牌号为BYK-071的产品，化学组成为聚硅氧烷溶液；
溶剂为丙二醇；
制备方法，包括如下步骤：
将各个组分按照上述配比混合，然后用分散机分散，再研磨，即可获得产品。
根据美国国家环保局标准方法USEPA TO-14，GB18582-2008《室内装饰装修材料 内墙涂料中有害物质限量》，HBC12-2002《 环境标志产品认证技术要求 水性涂料》，对上述的产品进行检测，VOC（挥发性有机化合物）的去除效果，见下表：
| VOC名称 | 2010年 | 2011年 | 2012年 |
| 苯 | 0.17 | 0.0001 | 0.0003 |
| 甲苯 | 0.23 | 0.0007 | 0.0117 |
| 乙苯 | 0.43 | 0.0003 | 0.0033 |
| 二甲苯 | 8.65 | 0.0004 | 0.0034 |
实施例2
配方：（重量）
去离子水 45%
纳米二氧化钛 30%
分散助剂1 1%
分散助剂2 15%
溶剂 9%
纳米二氧化钛选自亨斯曼公司牌号为RM400的产品；
分散助剂1选自迪高公司牌号为剂Foamex825，化学组成为聚矽氧烷-聚醚共聚物乳液；
分散助剂2选自毕克公司牌号为BYK-071的产品，化学组成为聚硅氧烷溶液；
溶剂为丙二醇；
制备方法，包括如下步骤：
将各个组分按照上述配比混合，然后用分散机分散，再研磨，即可获得产品。
将上述产物单独涂敷在墙砖表面，然后采用盐酸萘乙二胺分光光度法对上述的产品进行检测，结果如下：
| 1 | 涂敷区域 | 地下停车场墙壁和天花板 |
| 2 | 涂敷面积 | 9000平方米 |
| 3 | 实验时间 | 6个月 |
| 4 | 结果(氮氧化物去除) | 22克/100平方米/年，总去除数量约1900克 |
Claims (5)
1. 新型室外空气净化及自清洁材料，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：
去离子水 40%~50%
纳米二氧化钛 20%~30%
分散助剂1 1%~2%
分散助剂2 13%~15%
溶剂 9%~10%
各个组分的百分比之和为100%。
2. 根据权利要求1所述的新型室外空气净化及自清洁材料，其特征在于，所述分散助剂1选自聚矽氧烷-聚醚共聚物乳液。
3. 根据权利要求1所述的新型室外空气净化及自清洁材料，其特征在于，所述分散助剂2选自聚硅氧烷溶液。
4. 根据权利要求1所述的新型室外空气净化及自清洁材料，其特征在于，所述溶剂为丙二醇。
5. 根据权利要求1~4任一项所述的新型室外空气净化及自清洁材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各个组分按照上述配比混合，然后用分散机分散，再研磨，即可获得产品。
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| CN201510222318.9A CN104789120A (zh) | 2015-05-04 | 2015-05-04 | 新型室外空气净化及自清洁材料及其制备方法 |
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| CN201510222318.9A CN104789120A (zh) | 2015-05-04 | 2015-05-04 | 新型室外空气净化及自清洁材料及其制备方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104789120A true CN104789120A (zh) | 2015-07-22 |
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| CN201510222318.9A Pending CN104789120A (zh) | 2015-05-04 | 2015-05-04 | 新型室外空气净化及自清洁材料及其制备方法 |
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|---|---|
| CN (1) | CN104789120A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107930379A (zh) * | 2017-10-27 | 2018-04-20 | 中嘉新材料科技（宁波）有限公司 | 一种除甲醛的空气净化自清洁材料及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5916947A (en) * | 1994-12-02 | 1999-06-29 | Cape Cod Research, Inc. | Zinc oxide photoactive antifoulant material |
| CN1824394A (zh) * | 2006-03-05 | 2006-08-30 | 蒋建新 | 纳米自洁建筑铝幕墙板生产工艺 |
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2015
- 2015-05-04 CN CN201510222318.9A patent/CN104789120A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5916947A (en) * | 1994-12-02 | 1999-06-29 | Cape Cod Research, Inc. | Zinc oxide photoactive antifoulant material |
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|---|
| 李玉宝等: "《纳米材料研究与应用》", 31 January 2005 * |
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| CN107930379A (zh) * | 2017-10-27 | 2018-04-20 | 中嘉新材料科技（宁波）有限公司 | 一种除甲醛的空气净化自清洁材料及其制备方法 |
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