CN106939142A - 一种用于瓷砖自清洁净化的常温自粘合二氧化钛悬浮液及其制备方法 - Google Patents

一种用于瓷砖自清洁净化的常温自粘合二氧化钛悬浮液及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106939142A
CN106939142A CN201710225675.XA CN201710225675A CN106939142A CN 106939142 A CN106939142 A CN 106939142A CN 201710225675 A CN201710225675 A CN 201710225675A CN 106939142 A CN106939142 A CN 106939142A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tio
parts
normal temperature
suspension
autoadhesion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710225675.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN106939142B (zh
Inventor
赵志伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ryan Creation (beijing) Technology Co Ltd
Original Assignee
Ryan Creation (beijing) Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ryan Creation (beijing) Technology Co Ltd filed Critical Ryan Creation (beijing) Technology Co Ltd
Priority to CN201710225675.XA priority Critical patent/CN106939142B/zh
Publication of CN106939142A publication Critical patent/CN106939142A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106939142B publication Critical patent/CN106939142B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/04—Polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/5025—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with ceramic materials
    • C04B41/5041—Titanium oxide or titanates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
    • C04B41/81—Coating or impregnation
    • C04B41/85—Coating or impregnation with inorganic materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/14—Paints containing biocides, e.g. fungicides, insecticides or pesticides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/16—Antifouling paints; Underwater paints
    • C09D5/1656—Antifouling paints; Underwater paints characterised by the film-forming substance
    • C09D5/1662—Synthetic film-forming substance
    • C09D5/1675—Polyorganosiloxane-containing compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/16—Antifouling paints; Underwater paints
    • C09D5/1687—Use of special additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2237—Oxides; Hydroxides of metals of titanium
    • C08K2003/2241—Titanium dioxide

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Abstract

本发明提供了一种适用于瓷砖自清洁净化的具有光催化、自清洁、自消毒和超亲水用途的常温自粘合二氧化钛悬浮液，由以下份数的原料制成：二氧化钛粉末350‑400重量份、分散剂8‑12重量份、粘合剂2200‑2600体积份、盐4‑8重量份、低级醇80‑120体积份、去离子水20000‑25000体积份。本发明还涉及常温自粘合二氧化钛悬浮液的制备方法。可以用于瓷砖表面的自清洁、防止有机物污染、改善室内生活环境、高效分解污染物、防霉菌细菌滋生、分解废气净化空气等方面。最终产品的生产成本低、制备简单、质量高。

Description

一种用于瓷砖自清洁净化的常温自粘合二氧化钛悬浮液及其 制备方法
技术领域
本发明属于材料领域，尤其涉及一种具有光催化、自清洁、自消毒和超亲水用途的常温自粘合二氧化钛悬浮液及其制备方法和应用，特别是适用于瓷砖自清洁净化的材料。
背景技术
二氧化钛是一种白色无机颜料，为白色固体或粉末状的两性氧化物，具有无毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度，被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料，粘附力强，不易起化学变化，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业。同时其熔点高，也被用来制造耐火玻璃，釉料，珐琅、陶土、耐高温的实验器皿等。此外，二氧化钛有较好的紫外线掩蔽作用，常作为防晒剂掺入纺织纤维中，超细的二氧化钛粉末也被加入进防晒霜膏中制成防晒化妆品。
对于二氧化钛的光催化性，许多纳米半导体材料，如二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、二氧化锡(SnO2)、硫化镉(CdS)等都被发现能够有效地降解有机或无机污染物，其中二氧化钛具有化学性质稳定、氧化还原性强、抗光阴极腐蚀、难溶、无毒、成本低等优点。然而目前大多数的研究是使用粉末状光催化剂，然而粉末状光催化剂在使用过程中存在团聚失活、分离与回收困难以及二氧化钛吸附能力较差，光催化效率低等问题。虽然一些研究者进行了二氧化钛粉末载体固定化，部分解决了粉末固定化问题，但通常所用溶胶—凝胶法制膜及负载，由于干燥过程中晶型转变和体积收缩，所制的膜及负载层容易出现裂纹，与载体粘结不牢等问题，影响着催化剂的其催化效率和实用性。
对于二氧化钛的超亲水性，起因于其表面结构的变化，在紫外光照射下，二氧化钛价带电子被激发到导带，电子和空穴向二氧化钛表面迁移，在表面生成电子空穴对，电子与Ti反应，空穴则与表面桥氧离子反应，分别形成正三价的钛离子和氧空位，此时，空气中的水解离吸附在氧空位中，成为化学吸附表面羟基，化学吸附水可进一步吸附空气中的水分，形成物理吸附层。
对于二氧化钛的自清洁、自消毒性质，是把纳米二氧化钛涂料涂抹在玻璃、瓷砖、建筑物外墙面等基体上所形成的涂料膜。它不但在一定波长的光照之下，具有能杀死涂料膜表面所吸附污染物中的微菌，达到自洁目的之功能，同时在建筑物外墙上涂上涂料膜后，可以利用雨水的冲刷来把涂料膜表面所吸附的灰尘等脏物随雨水一道冲走，获得自动去除建筑物外墙污渍的效果。现有技术中的制备锐钛矿型二氧化钛薄膜的方法，必须通过把涂有二氧化钛溶胶的基体，放入马弗炉中热处理之后才能得到，因此，对于无法进行热处理建筑物外墙面来讲，该制备方法及制品均不适用。显然，即便是对于对能够进行热处理的某些玻璃、瓷砖等，由于该涂料需要进行最后的热处理才能得到自清洁超亲水性薄膜，因此，极大的限制了其使用，增加了能源消耗，加大了生产成本之不足。
因而，研究二氧化钛悬浮液，尤其是具有自粘合性质的二氧化钛悬浮液，特别是具有光催化、自清洁、自消毒和超亲水用途的自粘合二氧化钛悬浮液，是急需解决的技术问题。现有技术条件下，传统的沉降法存在时间长、二氧化钛分散不均、颗粒大小不一、原料利用率低，二氧化钛悬浮液制备浓度稳定性不高，对生产的稳定性造成一定的困扰。并且，通常情况钛醇盐/钛盐(丁醇钛(Ⅳ)、异丙醇钛、硫酸钛或氯化钛)的溶胶凝胶过程中会产生有害的副产物(乙醇或矿物酸)，不符合国际上关于挥发性有机化合物(VOC)含量的规定。
发明内容
本发明的目的是提供一种生产成本低、制备简单以及质量高的常温自粘合二氧化钛悬浮液，所述常温自粘合二氧化钛悬浮液具有光催化、自清洁、自消毒和超亲水用途等特性，特别是适用于瓷砖自清洁净化。
本发明实现上述目的所采取的技术方案是，一种常温自粘合二氧化钛悬浮液，由以下份数的原料制成：二氧化钛粉末350-400重量份、分散剂8-12重量份、粘合剂2200-2600体积份、盐4-8重量份、低级醇80-120体积份、去离子水20000-25000体积份。
上述常温自粘合二氧化钛悬浮液中，由以下份数的原料制成：二氧化钛粉末375重量份、分散剂10重量份、粘合剂2400体积份、盐6重量份、低级醇100体积份、去离子水22500体积份。
上述常温自粘合二氧化钛悬浮液中，所述的分散剂为Surfynol CT-231；所示盐为磷酸氢二钠。
上述常温自粘合二氧化钛悬浮液中，所述的粘合剂为烷氧基硅烷，优选1,6-双三甲氧基硅基己烷。
上述常温自粘合二氧化钛悬浮液中，所述的低级醇优选为C1-C4醇，优选异丙醇、甲醇或乙醇中的一种或多种。
上述常温自粘合二氧化钛悬浮液中，采用超声波破碎法对二氧化钛粉末进行处理，得到所述自粘合二氧化钛悬浮液。
本发明还提供了一种所述的常温自粘合二氧化钛悬浮液的制备方法，包括以下步骤：
A粘合剂溶液的制备：将粘合剂与低级醇混合后，加入部分去离子水搅拌10-20分钟，得到粘合剂溶液；
B二氧化钛悬浮液的制备：将分散剂和盐放入去离子水中稀释，充分搅拌后加入二氧化钛粉末，得到胶状溶液，将超声波破碎接入胶状溶液，超声20-40分钟，得到二氧化钛悬浮液；
C常温自粘合二氧化钛悬浮液的制备：将步骤A所述粘合剂溶液和步骤B所述二氧化钛悬浮液搅拌10-20分钟，得常温自粘合二氧化钛悬浮液。
上述常温自粘合二氧化钛悬浮液的制备方法中，所述超声波破碎的输出功率为800-1000瓦，15-25kHz；优选800瓦，20kHz。
本发明还提供了一种所述的常温自粘合二氧化钛悬浮液在瓷砖防护及表面高效自清洁的用途。
在所述常温自粘合二氧化钛悬浮液中，去离子水被选作为二氧化钛悬浮液的溶剂。去离子水丰富，成本低且纯度高。选用水溶剂便于工业应用，同时也能更广泛地兼容现有设备以及设置。将二氧化钛粉末作为二氧化钛来源。在水中稀释后，可以制备胶状溶液。
分散剂和盐是用来控制由固-液相交界面上吸收的大型聚合链引起的空间排斥。二氧化钛源、分散剂和电解质都溶解在水中。必须采用超声波破碎法来分裂附聚物及分散纳米颗粒，使其尺寸以纳米级分布，因为颗粒尺寸越小意味着表面越有效以及光催化活性越高。此外，因为沉降速度与粒子半径的平方成正比，二氧化钛纳米颗粒尺寸小能防止快速沉降，有助于提高胶状悬浮液的稳定性。
更重要的是，为了在把二氧化钛纳米颗粒粘附在不同的基片上时避免后热处理阶段，本发明引进了化学粘合剂。烷氧基硅烷在水解后，产生的硅烷能与其它硅烷反应形成一种非常稳定的结构硅氧烷键(-Si-O-Si-)。也就是说，在二氧化钛纳米颗粒与沉淀基片之间创建了硅氧烷键。因而，通过这一关键的化学性质，能把纳米颗粒通过化学粘合剂连接在无孔基片上，不需要热处理。
本发明能兼容所有现存工业应用方法的稳定水基二氧化钛悬浮液的合成。不是采用“自下而上”的溶胶凝胶过程，而是对市场上可买到的二氧化钛粉末进行“自上而下”的超声波破碎处理。采用物理解聚方法已被证明更加高效节能，能迅速扩大乳液的生产规模。此外，整个过程不会受到金属醇盐的成本增加或其内在杂质含量的影响。与钛醇盐/钛盐(丁醇钛(Ⅳ)、异丙醇钛、硫酸钛或氯化钛)的溶胶凝胶过程对比，不会产生有害的副产物(乙醇或矿物酸)，并且最终的悬浮液符合国际上关于挥发性有机化合物(VOC)含量的规定。
本发明旨在通过超声波破碎法对二氧化钛粉末进行合成，制备稳定的超过6个月自粘合二氧化钛悬浮液。本发明引入所有必要的试剂按理想比例进行混合，为行业提出了一个有利的实践方法，从而实现最终产品的生产成本低、制备简单以及质量高。
本发明采用能够长时间稳定二氧化钛纳米颗粒的功能性添加剂，这样可以便于长时间保存生产的二氧化钛悬浮液或将其从生产工业区运输到工业堆积区。通过实验已经证实保存时间能超过18个月。
本发明的独特之处还在于，在日常或工业应用上可以通过喷涂、刷子或滚筒轻易将二氧化钛悬浮液涂在表面上。同市场中所有的自清洁产品不同的是：采用简单喷涂方式就可实现同基材的化学反应，永久地“长”在基材表面，达到自清洁效果。因此有超长的自洁抗污时效性。据欧洲权威检测机构检测，十年仅仅衰减5％，并达到欧洲三级耐磨标准，及99％以上的对细菌、霉菌、病毒、甲醛等有害物质的杀灭效果。
与目前的技术水平相比，本发明只是在对原材料进行搅拌和超声波破碎时需要消耗能量，并且不需要支出热能费用，因此整个过程是节能的。由于在制备阶段实现了能耗最小化，因此本发明的成本是最小的。
最终的结果是，本发明综合了适用于工业的所有先决条件，能成功合成二氧化钛纳米颗粒并使其束缚在各种基片上。其独特性在于悬浮液的稳定过程以及制备过程不需要经热处理就可以粘附在沉淀基片上，是一种高质薄膜。
在基材表面涂刷所述常温自粘合二氧化钛悬浮液，通过对光的吸收产生光反应，从而生成杀菌自清洁、分解异味的粒子，这些杀菌粒子可以持久地对污渍、污染物、霉菌和细菌进行高效地分解和清洁，使防护对象的表面具有自清洁和自消毒的功能。也可以对油烟污染产生的粉尘进行高效分解，并具有高效分解异味、分解家庭装饰装修过程中产生的甲醛，苯，二甲苯，TVOC等有机物的功能，从而实现环境的持久更新。将污渍快速分解，还原了基材的原貌。同时可有效抑制病菌、病毒、真菌等有害微生物的滋生，并能将有害物质分解成二氧化碳和水，达到净化室内空气，消除有害微生物的功效。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明在瓷砖表面形成的固定的薄膜上的水滴接触角。
图2为本发明对大肠杆菌的杀菌效果图。
图3为本发明对细菌的细胞壁破坏效果图。
图4为本发明对瓷砖表面的亚甲基蓝墨水清洁作用效果图。
图5为本发明形成二氧化钛薄层的扫描电镜图。
具体实施方式
下面结合实施例，更具体地说明本发明的内容。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。
在本发明中，若非特指，所有的重量份、体积份的相对单位为千克、升，所有的设备和原料等均可从市场购得或是本行业常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
实施例1
采用24L 1,6-双三甲氧基硅基己烷与950ml异丙醇、50ml甲醇一起放在容量为200L的不锈钢化学反应器里混合。添加75L去离子水并搅拌15分钟，得到粘合剂溶液。
将150L去离子水放在容量为250L的不锈钢连续搅拌釜式反应器里。把0.1KgSurfynol CT-231及0.06kg磷酸氢二钠放在去离子水里稀释。以600rpm的转速充分搅拌该溶液60分钟，把3.75Kg二氧化钛粉末添加进溶液中制成胶状溶液。把超声波破碎末端接入胶状溶液中，连续搅拌30分钟，生成稳定的二氧化钛悬浮液。
在制备好粘合剂溶液和二氧化钛悬浮液之后，将两者混合并搅拌15分钟得自粘合二氧化钛悬浮液。
实施例2
采用22L 1,6-双三甲氧基硅基己烷与780ml异丙醇、20ml甲醇一起放在容量为200L的不锈钢化学反应器里混合。添加100L去离子水并搅拌20分钟，得到粘合剂溶液。
将100L去离子水放在容量为250L的不锈钢连续搅拌釜式反应器里。把0.12KgSurfynol CT-231及0.08kg磷酸氢二钠放在去离子水里稀释。以600rpm的转速充分搅拌该溶液60分钟，把400Kg二氧化钛粉末添加进溶液中制成胶状溶液。把超声波破碎末端接入胶状溶液中，连续搅拌30分钟，生成稳定的二氧化钛悬浮液。
在制备好粘合剂溶液和二氧化钛悬浮液之后，将两者混合并搅拌15分钟得自粘合二氧化钛悬浮液。
实施例3
采用24L 1,6-双三甲氧基硅基己烷与980ml异丙醇、20ml甲醇一起放在容量为200L的不锈钢化学反应器里混合。添加75L去离子水并搅拌15分钟，得到粘合剂溶液。
将150L去离子水放在容量为250L的不锈钢连续搅拌釜式反应器里。把0.1KgSurfynol CT-231及0.04kg磷酸氢二钠放在去离子水里稀释。以600rpm的转速充分搅拌该溶液60分钟，把3.75Kg二氧化钛粉末添加进溶液中制成胶状溶液。把超声波破碎末端接入胶状溶液中，连续搅拌30分钟，生成稳定的二氧化钛悬浮液。
在制备好粘合剂溶液和二氧化钛悬浮液之后，将两者混合并搅拌15分钟得自粘合二氧化钛悬浮液。
对比例1
根据复合制剂配方，用恒温水浴磁力搅拌替代超声波破碎，其余条件步骤同实施例1。
对比例2
根据复合制剂配方，分散剂用聚甲基丙烯酸铵替代，其余条件步骤同实施例1。
对比例3
根据复合制剂配方，分散剂用六偏磷酸钠替代，其余条件步骤同实施例1。
对比例4
根据复合制剂配方，粘合剂用聚硅氧烷替代，其余条件步骤同实施例1。
对比例5
根据复合制剂配方，粘合剂用聚丙烯酸酯替代，其余条件步骤同实施例1。
试验例1二氧化钛薄层上的水接触角的测定
通过电脑控制的光学张力计测量自粘合二氧化钛悬浮液上生成的二氧化钛薄层上的水接触角，观测水滴随时间对改性的湿润效果。结果如图1所示，对于未经过二氧化钛悬浮液处理的瓷砖而言，从水滴沉降开始(如图1中左上所示)经过20秒(t＝20s)(如图1中左下所示)后，测得的接触角为66度。相比较而言，对于经过二氧化钛悬浮液处理的瓷砖而言，在水滴到达表面0秒时(如图1中右上所示)接触角为4.3度，但在20秒(t＝20s)(如图1中右下所示)后，该接触角不在测量范围之内，这证明表面具有超亲水性。
为了进一步证实本发明所采用的特定组分的效果，将实施例1-3及对比例1-5制备得到的液体分别测定接触角，得到结果如表1所示。
表1二氧化钛薄层上的水接触角的测定(部分示例)
0秒(度) 20秒(度)
未防护 66 66
实施例1 4.3 --
实施例2 4.8 --
实施例3 4.7 --
对比例1 19 17
对比例2 29 13
对比例3 24 16
对比例4 26 16
对比例5 35 15
表1结果说明(测定图未示出)，采用本发明实施例1-3所得的二氧化钛悬浮液上生成的二氧化钛薄层上水滴随时间对改性的湿润效果非常好，防护过的表面具有超强的亲水性。采用本发明对比例1-5所得的二氧化钛悬浮液上生成的二氧化钛薄层上水滴随时间对改性的湿润效果一般，防护过的表面具有一定的亲水性，但亲水性不及实施例1-3中的效果。
试验例2自粘合二氧化钛悬浮液对大肠杆菌的作用
图2为紫外线照射240分钟后(如图2右图所示)大肠杆菌被二氧化钛粒子产生的氢氧自由基杀死的电子显微镜下的照片，其中未经二氧化钛粒子处理的如图2左图所示。说明本发明自粘合二氧化钛悬浮液对大肠杆菌有明显的杀菌作用。
试验例3自粘合二氧化钛悬浮液对细菌的细胞壁破坏作用
图3为紫外线照射后二氧化钛粒子产生的氢氧自由基破坏细菌的细胞壁，细胞壁破裂，细菌的细胞被杀死并分解。说明本发明自粘合二氧化钛悬浮液对细菌的细胞壁有明显的破坏分解作用。
试验例4为本发明对瓷砖表面的亚甲基蓝墨水清洁试验
如图4所示，将蓝色亚甲基蓝墨水滴在涂有本发明实施例1悬浮液的瓷砖表面，经过180分钟紫外线照射，瓷砖表面的墨水被完全分解。这证明通过物理环境下的光反应，使防护对象的表面具有自清洁的作用，可有效分解涂层表面的污渍等。
试验例5自粘合二氧化钛悬浮液的光催化试验
通过扫描电子显微镜检查法(SEM)评估最终自粘合二氧化钛悬浮液上生成的二氧化钛薄层的表面分析。SEM分析图5揭示了一个由二氧化钛纳米颗粒组成的连续固态层。该二氧化钛薄层上的孔隙率增大，导致表面面积扩大；是非均质过程的一个有利特性，例如有机材料的光催化分解。
尽管发明人已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域一个熟练的技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种常温自粘合二氧化钛悬浮液，其特征在于由以下份数的原料制成：二氧化钛粉末350-400重量份、分散剂8-12重量份、粘合剂2200-2600体积份、盐4-8重量份、低级醇80-120体积份、去离子水20000-25000体积份。
2.根据权利要求1所述常温自粘合二氧化钛悬浮液，其特征在于由以下份数的原料制成：二氧化钛粉末375重量份、分散剂10重量份、粘合剂2400体积份、盐6重量份、低级醇100体积份、去离子水22500体积份。
3.根据权利要求1-2任一项所述常温自粘合二氧化钛悬浮液，其特征在于，所述的分散剂为Surfynol CT-231；所示盐为磷酸氢二钠。
4.根据权利要求1-3任一项所述常温自粘合二氧化钛悬浮液，其特征在于，所述的粘合剂为烷氧基硅烷，优选1,6-双三甲氧基硅基己烷。
5.根据权利要求1-4任一项所述常温自粘合二氧化钛悬浮液，其特征在于，所述的低级醇优选为C1-C4醇，优选异丙醇、甲醇或乙醇中的一种或多种。
6.根据权利要求1-5任一项所述常温自粘合二氧化钛悬浮液，其特征在于，所示盐为磷酸氢二钠。
7.根据权利要求1-6任一项所述常温自粘合二氧化钛悬浮液，其特征在于，采用超声波破碎法对二氧化钛粉末进行处理，得到所述自粘合二氧化钛悬浮液。
8.一种权利要求1-7任一项所述的常温自粘合二氧化钛悬浮液的制备方法，包括以下步骤：
A粘合剂溶液的制备：将粘合剂与低级醇混合后，加入部分去离子水搅拌10-20分钟，得到粘合剂溶液；
B二氧化钛悬浮液的制备：将分散剂和盐放入去离子水中稀释，充分搅拌后加入二氧化钛粉末，得到胶状溶液，将超声波破碎接入胶状溶液，超声20-40分钟，得到二氧化钛悬浮液；
C常温自粘合二氧化钛悬浮液的制备：将步骤A所述粘合剂溶液和步骤B所述二氧化钛悬浮液搅拌10-20分钟，得常温自粘合二氧化钛悬浮液。
9.根据权利要求8所述常温自粘合二氧化钛悬浮液的制备方法，其特征在于，所述超声波破碎的输出功率为800-1000瓦，15-25kHz；优选800瓦，20kHz。
10.一种权利要求1-7任一项所述的常温自粘合二氧化钛悬浮液在瓷砖防护及表面高效自清洁的用途。
CN201710225675.XA 2017-04-07 2017-04-07 一种用于瓷砖自清洁净化的常温自粘合二氧化钛悬浮液及其制备方法 Active CN106939142B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710225675.XA CN106939142B (zh) 2017-04-07 2017-04-07 一种用于瓷砖自清洁净化的常温自粘合二氧化钛悬浮液及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710225675.XA CN106939142B (zh) 2017-04-07 2017-04-07 一种用于瓷砖自清洁净化的常温自粘合二氧化钛悬浮液及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106939142A true CN106939142A (zh) 2017-07-11
CN106939142B CN106939142B (zh) 2019-06-18

Family

ID=59464626

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710225675.XA Active CN106939142B (zh) 2017-04-07 2017-04-07 一种用于瓷砖自清洁净化的常温自粘合二氧化钛悬浮液及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106939142B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114409293A (zh) * 2020-10-28 2022-04-29 韩国科学技术研究院 混凝土结合用二氧化钛分散液组合物及利用其的在混凝土表面固定二氧化钛纳米粒子的方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101410439A (zh) * 2006-03-30 2009-04-15 瓦克化学有限公司 具有结构化表面的颗粒

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101410439A (zh) * 2006-03-30 2009-04-15 瓦克化学有限公司 具有结构化表面的颗粒

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114409293A (zh) * 2020-10-28 2022-04-29 韩国科学技术研究院 混凝土结合用二氧化钛分散液组合物及利用其的在混凝土表面固定二氧化钛纳米粒子的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106939142B (zh) 2019-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sayılkan et al. Photocatalytic antibacterial performance of Sn4+-doped TiO2 thin films on glass substrate
Tung et al. Self-cleaning fibers via nanotechnology: a virtual reality
Talebian et al. Enhanced antibacterial performance of hybrid semiconductor nanomaterials: ZnO/SnO2 nanocomposite thin films
CN1331400C (zh) 复合光触媒抗菌剂的制备方法
CN100333830C (zh) 锐钛矿型二氧化钛溶胶的制备方法
KR101265781B1 (ko) 결정질 이산화티타늄 코어-비정질 이산화티타늄 쉘 형태의 이산화티타늄 광촉매, 그 제조방법 및 상기 이산화티타늄 광촉매를 포함한 친수성 코팅제
Khan et al. Synthesis of silver-doped titanium TiO2 powder-coated surfaces and its ability to inactivate Pseudomonas aeruginosa and Bacillus subtilis
CN104226287B (zh) 纳米二氧化钛光催化剂薄膜的制备工艺
TW200303849A (en) Titania-nanosheet orientational thin film, method of manufacturing same and article with titania-nanosheet orientational thin film
Bogatu et al. Ultrasound assisted sol-gel TiO2 powders and thin films for photocatalytic removal of toxic pollutants
Hossein Habibi et al. Nanostructure thin films of titanium dioxide coated on glass and its anti UV effect for living organisms
CN101157022A (zh) 制备氮杂氧化钛-氧化硅核壳纳米复合有序多孔大球的方法
Akinnawo Synthesis, modification, applications and challenges of titanium dioxide nanoparticles
CN1636879A (zh) 一种纳米介孔二氧化钛粉体的制备方法
CN106978068B (zh) 一种用于墙面自清洁净化的常温自粘合二氧化钛悬浮液及其制备方法
JP2013530923A (ja) ドープされた材料
CN100400606C (zh) 热液法低温制备锐钛矿型二氧化钛分散液的方法
CN106939142B (zh) 一种用于瓷砖自清洁净化的常温自粘合二氧化钛悬浮液及其制备方法
JP3567693B2 (ja) 固定化光触媒の製造方法および有害物質の分解・除去方法
Covei et al. Photocatalytic composite thin films with controlled optical properties based on TiO2, WO3 and rGO
Surah et al. Antimicrobial activity of TiO2 nanostructures synthesized by hydrothermal method
Indriani et al. A brief review: immobilization of TiO2 photocatalyst materials on supporting surfaces for degradation of organic pollutants
JP4187632B2 (ja) 二酸化チタン薄膜の形成方法およびその二酸化チタン薄膜を有する触媒等
CN109622021A (zh) 一种铜离子-光触媒杀菌除味薄膜的制备方法及其在灯具上的应用
TW201100169A (en) Photocatalyst reactor and method for making the photocatalyst and mediators coated films

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant