CN105440849A

CN105440849A - 防火光催化剂涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN105440849A
Application number: CN201510842549.XA
Authority: CN
Inventors: 肖建军; 许道立; 刘改正; 张国峰
Original assignee: LUOYANG LVREN ENVIRONMENTAL PROTECTION EQUIPMENT Co Ltd
Current assignee: LUOYANG LVREN ENVIRONMENTAL PROTECTION EQUIPMENT Co Ltd
Priority date: 2015-11-29
Filing date: 2015-11-29
Publication date: 2016-03-30

Abstract

本发明提供了一种防火光催化剂涂料，其特征在于，它包括以下质量分数的原料：纳米二氧化钛2%～5％、钠水玻璃溶液20%～30％、白炭黑20%～30％、乙醇酸水溶液4%～10％、苹果酸0.5%～3％、超细硅酸铝1%～4％、珍珠岩5%～10%、硅丙乳液2%～5％，余量为水，其中，所述钠水玻璃溶液的质量分数为50%～80%，所述乙醇酸水溶液的质量分数为15%～25%。本发明提供的上述涂料具有较好的防火性、耐水性和粘结力，具有良好的耐磨性能，而且光催化降解氮氧化物的效果也比较好。本发明还提供一种上述防火光催化剂涂料的制备方法。

Description

防火光催化剂涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于化工涂料技术领域，具体涉及一种防火光催化剂涂料及其制备方法。

背景技术

将光催化剂纳米二氧化钛与涂层材料相结合，制备具有光催化效果的涂料，涂装于路面、隔离墩、路边沿、栏杆等，可以有效吸收分解汽车尾气，将是治理越来越多汽车排放的尾气造成的污染的应用方向。同时，水性无机涂料以水为介质，具有无毒、无味、不含有可挥发性和其他有机物质、施工方便、原材料资源丰富、价格较低等一系列的优点。水性无机涂料具有硬度高，耐磨性好的优点，但是水性无机涂料的防火性、耐水性和粘结力比较差，阻碍了它的广泛应用。

发明内容

有鉴于此，本发明确有必要提供一种防火光催化剂涂料及其制备方法，该涂料具有较好的防火性、耐水性和粘结力，具有良好的耐磨性能，而且光催化降解氮氧化物的效果也比较好。

本发明提供一种防火光催化剂涂料，其包括以下质量分数的原料：纳米二氧化钛2%～5％、钠水玻璃溶液20%～30％、白炭黑20%～30％、乙醇酸水溶液4%～10％、苹果酸0.5%～3％、超细硅酸铝1%～4％、珍珠岩5%～10%、硅丙乳液2%～5％，余量为水，其中，所述钠水玻璃溶液的质量分数为50%～80%，所述乙醇酸水溶液的质量分数为15%～25%。

基于上述，它包括以下质量分数的原料：纳米二氧化钛3%～4％、钠水玻璃溶液24%～26％、白炭黑24%～26％、乙醇酸水溶液6%～8％、苹果酸1%～2％、超细硅酸铝2.5%～3％、珍珠岩7%～8%、硅丙乳液3.5%～4.5％，余量为水。

上述纳米二氧化钛的一次粒径为30～80nm；优选地，所述纳米二氧化钛的晶型是锐钛矿型。

本发明提供了一种防火光催化剂涂料的制备方法，包括以下步骤：按照上述原料的质量分数称取其中的各原料；然后，将乙醇酸水溶液滴加到钠水玻璃溶液中，形成第一混合液；将纳米二氧化钛、白炭黑和超细硅酸铝加入所述第一混合液中，并搅拌均匀，形成第二混合液；将硅丙乳液、苹果酸和珍珠岩加入到所述第二混合液中，最后加入水，分散均匀后即得到涂料。

二氧化钛对人体无害，是环境友好型的材料。尤其是晶型为锐钛矿型的纳米二氧化钛在紫外光或太阳光的紫外光的照射下会吸收能量，在其表面形成很多的电子-空穴对，这些电子-空穴对具有很强的氧化还原能力，能降解有机物以及汽车尾气中的氮氧化合物、硫化物、一氧化氮等有害气体，还有很强的杀菌能力。

本发明提供的防火光催化剂涂料中的乙醇酸其分子中含有羟基和羧基，使的乙醇酸不仅具有酸性，还具有比较强的极性、亲水性，既可以溶解有机物，又可以溶解水等无机物，所以乙醇酸还可以起到润湿分散剂的作用；白炭黑与墙体的结合强度比较大，会增强涂膜的硬度，表面自洁能力也比较好；钠水玻璃与一定量的乙醇酸和白炭黑混合后，可以制得低温固化的无机涂料；超细硅酸铝可以改善涂料的分散性能和施工性能，可以提高白炭黑等填料的悬浮性，避免涂料的沉淀分层现象，使涂料的外观、光泽度、丰满度、遮盖力都表现出良好的效果，同时，超细硅酸铝可以使得涂料成膜后有很好的耐擦洗性、耐候性、并且能缩短表干时间，同时还具有消光作用，不用额外添加消光剂；苹果酸可以使得涂料成膜后不易出现起皮、鱼眼等现象；珍珠岩可以有效抑制火势蔓延，且属于天然原料，安全环保；因此，本发明提供的防火光催化剂涂料与金属、水泥、各种砖、石等具有很好的结合力，具有较强耐水、耐酸、耐腐蚀、耐候、耐高温、防火阻燃等特性，且对环境和身体健康无毒害作用，来源丰富，价格低廉，与一定量的硅丙乳液复配成水性有机-无机杂化防火光催化剂涂料，硅丙乳液可增强涂膜柔韧性、耐水性与粘结强度等，提高了钠水玻璃涂料的性能。

本发明提供的防火光催化剂涂料施工后可室温放置48以上固化，该涂料主要原料来源丰富，价格低廉；该涂料不仅耐水性和粘结性都比较好，而且还具有很强的光催化降解汽车尾气的能力，可以广泛应用于路面，隔离墩，路边沿，栏杆等处，有效防止汽车尾气造成的大气污染；该涂料可以在室温固化，施工方便，便于室外喷、刷等方法施工；该涂料制备工艺简单，工艺参数比较容易控制。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

实施例1

本发明实施例1提供一种防火光催化剂涂料，其由以下质量分数的原料组成：25％的8g乙醇酸水溶液、50%的60g钠水玻璃溶液、粒径为30～50nm的纳米二氧化钛4g、白炭黑40g、苹果酸1g、超细硅酸铝2g、珍珠岩10g、硅丙乳液4g和水71g。

上述防火光催化剂涂料的制备方法，包括以下步骤：将质量浓度为25％的8g乙醇酸水溶液滴加到质量分数为50%的60g所述钠水玻璃溶液中，形成第一混合液；取晶型为锐钛矿型一次粒子粒径是30～50nm的纳米二氧化钛4g、白炭黑40g和超细硅酸铝2g加入所述第一混合液中，并搅拌，分散均匀后，形成第二混合液；将4g的硅丙乳液、10g的珍珠岩和1g的苹果酸加入到所述第二混合液中，最后加入71g的水，再以200转/分的转速搅拌25min分散均匀，即得到涂料。

将实施例1提供的上述涂料涂布于玻璃板上，进行固化养护。参照JG/T3049-1998的状态标准状态下进行粘结强度的试验，参照GB/T1733-93的状态下进行漆膜耐水性测试，涂料的粘结力达到1.8MPa，耐水性达到32天。使用光源主波段为365nm的18W紫外灯，把涂膜的玻璃板放置于光催化测试箱中进行二氧化氮的降解实验，容器中二氧化氮的初始浓度为9.3mg/m³，检测器持续检测二氧化氮气体的光降解情况，100min中内二氧化氮的降解率为87％。

实施例2

本发明实施例2提供一种防火光催化剂涂料，其由以下质量分数的原料组成：18％的12g乙醇酸水溶液、60%的52g钠水玻璃溶液、粒径为50～70nm的纳米二氧化钛6g、白炭黑48g、苹果酸2g、超细硅酸铝5g、珍珠岩14g、硅丙乳液7g和水54g。本实施例提供的上述防火光催化剂涂料的制备方法与第一实施例提供的制备方法基本相同，不同之处在于：各原料的比例不同。

将实施例2提供的上述涂料涂布于玻璃板上，进行固化养护。参照JG/T3049-1998的状态标准状态下进行粘结强度的试验，参照GB/T1733-93的状态下进行漆膜耐水性测试，涂料的粘结力达到2.3MPa，耐水性达到38天。使用光源主波段为365nm的18W紫外灯，把涂膜的玻璃板放置于光催化测试箱中进行二氧化氮的降解实验，容器中二氧化氮的初始浓度为9.3mg/m³，检测器持续检测二氧化氮气体的光降解情况，100min中内二氧化氮的降解率为92％。

实施例3

本发明实施例3提供一种防火光催化剂涂料，其由以下质量分数的原料组成：15％的7g乙醇酸水溶液、65%的50g钠水玻璃溶液、粒径为30-50nm的纳米二氧化钛7g、白炭黑50g、苹果酸3.5g、超细硅酸铝5g、珍珠岩15g、硅丙乳液8g和水54.5g。本实施例提供的上述防火光催化剂涂料的制备方法与第一实施例提供的制备方法基本相同，不同之处在于：各原料的比例不同。

将实施例3提供的上述涂料涂布于玻璃板上，进行固化养护。参照JG/T3049-1998的状态标准状态下进行粘结强度的试验，参照GB/T1733-93的状态下进行漆膜耐水性测试，涂料的粘结力达到2.8MPa，耐水性达到40天。使用光源主波段为365nm的18W紫外灯，把涂膜的玻璃板放置于光催化测试箱中进行二氧化氮的降解实验，容器中二氧化氮的初始浓度为9.3mg/m³，检测器持续检测二氧化氮气体的光降解情况，100min中内二氧化氮的降解率为95％。

实施例4

防火光催化剂涂料，其由以下质量分数的原料组成：20％的16g乙醇酸水溶液、70%的48g钠水玻璃溶液、粒径为40～60nm的纳米二氧化钛8g、白炭黑52g、苹果酸4g、超细硅酸铝6g、珍珠岩16g、硅丙乳液9g和水41g。本实施例提供的上述防火光催化剂涂料的制备方法与第一实施例提供的制备方法基本相同，不同之处在于：各原料的比例不同。

将实施例4提供的上述涂料涂布于玻璃板上，进行固化养护。参照JG/T3049-1998的状态标准状态下进行粘结强度的试验，参照GB/T1733-93的状态下进行漆膜耐水性测试，涂料的粘结力达到2.5MPa，耐水性达到35天。使用光源主波段为365nm的18W紫外灯，把涂膜的玻璃板放置于光催化测试箱中进行二氧化氮的降解实验，容器中二氧化氮的初始浓度为9.3mg/m³，检测器持续检测二氧化氮气体的光降解情况，100min中内二氧化氮的降解率为91％。

实施例5

防火光催化剂涂料，其由以下质量分数的原料组成：15％的20g乙醇酸水溶液、80%的40g钠水玻璃溶液、粒径为30～50nm的纳米二氧化钛4g、白炭黑60g、苹果酸6g、超细硅酸铝8g、珍珠岩20g、硅丙乳液10g和水32g。本实施例提供的上述防火光催化剂涂料的制备方法与第一实施例提供的制备方法基本相同，不同之处在于：各原料的比例不同。

将实施例5提供的上述涂料涂布于玻璃板上，进行固化养护。参照JG/T3049-1998的状态标准状态下进行粘结强度的试验，参照GB/T1733-93的状态下进行漆膜耐水性测试，涂料的粘结力达到2MPa，耐水性达到30天。使用光源主波段为365nm的18W紫外灯，把涂膜的玻璃板放置于光催化测试箱中进行二氧化氮的降解实验，容器中二氧化氮的初始浓度为9.3mg/m³，检测器持续检测二氧化氮气体的光降解情况，100min中内二氧化氮的降解率为89％。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims

1.一种防火光催化剂涂料，其特征在于，它包括以下质量分数的原料：纳米二氧化钛2%～5％、钠水玻璃溶液20%～30％、白炭黑20%～30％、乙醇酸水溶液4%～10％、苹果酸0.5%～3％、超细硅酸铝1%～4％、珍珠岩5%～10%、硅丙乳液2%～5％、余量为水，其中，所述钠水玻璃溶液的质量分数为50%～80%，所述乙醇酸水溶液的质量分数为15%～25%。

2.根据权利要求1所述的防火光催化剂涂料，其特征在于，它包括以下质量分数的原料：纳米二氧化钛3%～4％、钠水玻璃溶液24%～26％、白炭黑24%～26％、乙醇酸水溶液6%～8％、苹果酸1%～2％、超细硅酸铝2.5%～3％、珍珠岩7%～8%、硅丙乳液3.5%～4.5％、余量为水。

3.根据权利要求1或2所述的防火光催化剂涂料，其特征在于，所述纳米二氧化钛的一次粒径为30～80nm。

4.一种防火光催化剂涂料的制备方法，包括以下步骤：

按照权利要求1或2所述的原料的质量分数称取其中的各原料；

将乙醇酸水溶液滴加到钠水玻璃溶液中，形成第一混合液；

将纳米二氧化钛、白炭黑和超细硅酸铝加入所述第一混合液中，并搅拌均匀，形成第二混合液；

将硅丙乳液、苹果酸和珍珠岩加入到所述第二混合液中，最后加入水，分散均匀后即得到涂料。