CN107474646A - 一种光触媒涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光触媒涂料及其制备方法。该光触媒涂料的原料按重量份包括:聚合物乳液15~30份,阳离子嵌段共聚物5~8份,醇类有机溶剂1~5份,纳米二氧化钛1~2份,纳米金0.1~0.5份,二氧化硅气凝胶1~3份,聚硅氧烷嵌段共聚物5~8份,湿润分散剂0.1~0.3份,重质碳酸钙18~20份,消泡剂0.2~0.4份,水10~20份。本发明的光触媒涂料是一种具有优异耐水性能、耐洗刷性能的环保涂料,长期暴露在空气中不开裂、不脱落,且具有较强的去除甲醛效果,适用于室内墙面的装饰装修。
Description
技术领域
本发明涉及涂料领域,特别涉及一种光触媒涂料及其制备方法。
背景技术
随着汽车工业的发展,全国人均拥有汽车量日益增加,治理大气污染成为了重中之重,国家在治理大气这块投了大量的资金。目前汽车是一个很大的移动群体,对环境产生了直接的影响,因此,汽车发展与环境保护成为即相互制约,又相互促进的两大因素。
内墙涂料亦可用作顶棚涂料,它的主要功能是装饰及保护内墙墙面及顶棚,建立一个美观舒适的生活环境。内墙涂料应具有以下性能:色彩丰富、细腻、协调;耐碱、耐水性好,不易粉化;良好的透气性、吸湿排湿性;涂刷方便、重涂性好;无毒、无污染。但现有技术中的内墙涂料,不具有清除室内空气中甲醛的功效。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种光触媒涂料及其制备方法。本发明的光触媒涂料是一种具有优异耐水性能、耐洗刷性能的环保涂料,长期暴露在空气中不开裂、不脱落,且具有较强的去除甲醛效果,适用于室内墙面的装饰装修。
本发明提供了一种光触媒涂料,其原料按重量份包括:聚合物乳液15~30份,阳离子嵌段共聚物5~8份,醇类有机溶剂1~5份,纳米二氧化钛1~2份,纳米金0.1~0.5份,二氧化硅气凝胶1~3份,聚硅氧烷嵌段共聚物5~8份,湿润分散剂0.1~0.3份,重质碳酸钙18~20份,消泡剂0.2~0.4份,水10~20份。
优选的,本发明的光触媒涂料,其原料按重量份由下述组分组成:聚合物乳液15~30份,阳离子嵌段共聚物5~8份,醇类有机溶剂1~5份,纳米二氧化钛1~2份,纳米金0.1~0.5份,二氧化硅气凝胶1~3份,聚硅氧烷嵌段共聚物5~8份,湿润分散剂0.1~0.3份,重质碳酸钙18~20份,消泡剂0.2~0.4份,水10~20份。
其中,所述的聚合物乳液较佳的为苯丙乳液。
其中,所述的阳离子嵌段共聚物较佳的为含有甲基丙烯酸甲酯嵌段的阳离子嵌段共聚物,更佳的为甲基丙烯酸甲酯-[2-(甲基丙烯酰氧)乙基]三甲基氯化铵嵌段聚合物,即P(MMA)-b-P(METEA)。本发明再优选采用如下三种嵌段共聚物:P(MMA)20-b-P(METEA)10、P(MMA)20-b-P(METEA)20、P(MMA)20-b-P(METEA)30。
其中,所述的醇类有机溶剂较佳的为乙醇和/或甲醇。
其中,所述的纳米二氧化钛的粒径较佳的为20~40nm。
其中,所述的纳米金的粒径较佳的为10~20nm。
其中,所述的消泡剂较佳的为消泡剂CF-16。
其中,所述的湿润分散剂较佳的为分散剂SN-5040。
其中,较佳的,所述的二氧化硅气凝胶的孔径尺寸为80~100nm,孔隙率为90%~94%,干密度40~100kg/m3,导热系数为0.010~0.025W/(m.K)。
其中,所述的聚硅氧烷嵌段共聚物较佳的为聚硅氧烷-聚氨酯嵌段共聚物,更佳的为含有脲键的聚硅氧烷-聚氨酯嵌段共聚物,最佳的为H2N(CH2)3-[(SiMe2O)25SiMe2]-(CH2)3-NHCONH-(CH2)6-NHCONH-(CH2)3-[(SiMe2O)25SiMe2]-(CH2)3-NH2。当采用上述含脲键的聚硅氧烷-聚氨酯嵌段共聚物,由于HDI六亚甲基二异氰酸酯与脲键可以形成氢键,提升了共聚物的柔韧性,有助于涂料各组分界面的“粘结”,提高材料的力学性能。
本发明在涂料中通过添加阳离子嵌段共聚物与聚硅氧烷嵌段共聚物的协同作用,形成大分子的空间网络,尤其是形成含有氢键的复合涂料,提高了涂膜的耐水性和耐擦洗性,同时涂膜的附着力和耐人工老化性能均得到大幅度的提高;通过加入的纳米二氧化钛与纳米金的协同作用提升了涂料的除甲醛效果,尤其是其以上述大分子空间网络为载体,由此形成的除甲醛效果更加明显。
本发明还提供了上述光触媒涂料的制备方法,其包括下述步骤:
在搅拌器中加入水、聚合物乳液、阳离子嵌段共聚物、聚硅氧烷嵌段共聚物、醇类有机溶剂、湿润分散剂,搅拌均匀后再加入纳米二氧化钛、纳米金、二氧化硅气凝胶、重质碳酸钙、消泡剂,经搅拌均匀即可。
本发明取得的积极进步效果:本发明的光触媒涂料是一种具有优异耐水性能、耐洗刷性能的环保涂料,长期暴露在空气中不开裂、不脱落,且具有较强的去除甲醛效果,适用于室内墙面的装饰装修。
具体实施方式
下面结合具体的实施例进一步说明本发明的技术方案。
去甲醛实验:
实验材料及仪器:40%的甲醛溶液;喷涂有光触媒涂料的纸面石膏板,纸面石膏板的规格为300mm×120mm×9.5mm,光触媒涂层的厚度为50μm。为了模拟实际的居住环境,去甲醛测试实验的环境选择在1m3的玻璃箱中进行。测试的温度范围为20-25℃,相对湿度40-50%,空气流速小于等于0.3m/s。具体有关该气候箱的参数和结构特征可参考中华人民共和国林业行业标准LY/T1612-2004。测量仪器采用符合中华人民共和国国家计量检定规程JJG1022-2007的HTV型甲醛检测仪、空气采样器。实验方法:往塑料瓶中注入一定量的甲醛溶液,在自然光线的照射下每隔4小时采样测定采样空气中的甲醛浓度,并对照空白组,测定喷涂有各光触媒涂层石膏板去除甲醛的百分值。
实施例1
原料配方如下表所示:
序号 | 材料名称 | 重量份数 |
1 | 聚合物乳液 | 15 |
2 | 阳离子嵌段共聚物 | 5 |
3 | 醇类有机溶剂 | 1 |
4 | 纳米二氧化钛 | 1 |
5 | 纳米金 | 0.1 |
6 | 二氧化硅气凝胶 | 1 |
7 | 聚硅氧烷嵌段共聚物 | 5 |
8 | 湿润分散剂 | 0.1 |
9 | 重质碳酸钙 | 18 |
10 | 消泡剂 | 0.2 |
11 | 水 | 10 |
其中,聚合物乳液为苯丙乳液;阳离子嵌段共聚物为P(MMA)20-b-P(METEA)10;醇类有机溶剂为乙醇;纳米二氧化钛的粒径为20~40nm;纳米金的粒径为10~20nm;消泡剂为消泡剂CF-16;湿润分散剂为分散剂SN-5040;二氧化硅气凝胶的孔径尺寸为80~100nm,孔隙率为90%~94%,干密度40~100kg/m3,导热系数为0.010~0.025W/(m.K);聚硅氧烷嵌段共聚物为H2N(CH2)3-[(SiMe2O)25SiMe2]-(CH2)3-NHCONH-(CH2)6-NHCONH-(CH2)3-[(SiMe2O)25SiMe2]-(CH2)3-NH2。
制备方法:在搅拌器中加入水、聚合物乳液、阳离子嵌段共聚物、聚硅氧烷嵌段共聚物、醇类有机溶剂、湿润分散剂,搅拌均匀后再加入纳米二氧化钛、纳米金、二氧化硅气凝胶、重质碳酸钙、消泡剂,经搅拌均匀即可。本实施例得到的涂料的性能如下表所示:
实施例2
原料配方如下表所示:
其中,聚合物乳液为苯丙乳液;阳离子嵌段共聚物为P(MMA)20-b-P(METEA)20;醇类有机溶剂为甲醇;纳米二氧化钛的粒径为20~40nm;纳米金的粒径为10~20nm;消泡剂为消泡剂CF-16;湿润分散剂为分散剂SN-5040;二氧化硅气凝胶的孔径尺寸为80~100nm,孔隙率为90%~94%,干密度40~100kg/m3,导热系数为0.010~0.025W/(m.K);聚硅氧烷嵌段共聚物为H2N(CH2)3-[(SiMe2O)25SiMe2]-(CH2)3-NHCONH-(CH2)6-NHCONH-(CH2)3-[(SiMe2O)25SiMe2]-(CH2)3-NH2。
制备方法:在搅拌器中加入水、聚合物乳液、阳离子嵌段共聚物、聚硅氧烷嵌段共聚物、醇类有机溶剂、湿润分散剂,搅拌均匀后再加入纳米二氧化钛、纳米金、二氧化硅气凝胶、重质碳酸钙、消泡剂,经搅拌均匀即可。
本实施例得到的涂料的性能如下表所示:
实施例3
原料配方如下表所示:
序号 | 材料名称 | 重量份数 |
1 | 聚合物乳液 | 30 |
2 | 阳离子嵌段共聚物 | 8 |
3 | 醇类有机溶剂 | 5 |
4 | 纳米二氧化钛 | 2 |
5 | 纳米金 | 0.5 |
6 | 二氧化硅气凝胶 | 3 |
7 | 聚硅氧烷嵌段共聚物 | 8 |
8 | 湿润分散剂 | 0.3 |
9 | 重质碳酸钙 | 20 |
10 | 消泡剂 | 0.4 |
11 | 水 | 20 |
其中,聚合物乳液为苯丙乳液;阳离子嵌段共聚物为P(MMA)20-b-P(METEA)30;醇类有机溶剂为乙醇;纳米二氧化钛的粒径为20~40nm;纳米金的粒径为10~20nm;消泡剂为消泡剂CF-16;湿润分散剂为分散剂SN-5040;二氧化硅气凝胶的孔径尺寸为80~100nm,孔隙率为90%~94%,干密度40~100kg/m3,导热系数为0.010~0.025W/(m.K);聚硅氧烷嵌段共聚物为H2N(CH2)3-[(SiMe2O)25SiMe2]-(CH2)3-NHCONH-(CH2)6-NHCONH-(CH2)3-[(SiMe2O)25SiMe2]-(CH2)3-NH2。
制备方法:在搅拌器中加入水、聚合物乳液、阳离子嵌段共聚物、聚硅氧烷嵌段共聚物、醇类有机溶剂、湿润分散剂,搅拌均匀后再加入纳米二氧化钛、纳米金、二氧化硅气凝胶、重质碳酸钙、消泡剂,经搅拌均匀即可。
本实施例得到的涂料的性能如下表所示:
各实施例得到的涂层去除甲醛的效果数据见下表。
显然,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的产品、方法及其核心思想。应当指出,对于所述技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种光触媒涂料,其原料按重量份包括:聚合物乳液15~30份,阳离子嵌段共聚物5~8份,醇类有机溶剂1~5份,纳米二氧化钛1~2份,纳米金0.1~0.5份,二氧化硅气凝胶1~3份,聚硅氧烷嵌段共聚物5~8份,湿润分散剂0.1~0.3份,重质碳酸钙18~20份,消泡剂0.2~0.4份,水10~20份。
2.如权利要求1所述的光触媒涂料,其特征在于,所述的光触媒涂料的原料按重量份由下述组分组成:聚合物乳液15~30份,阳离子嵌段共聚物5~8份,醇类有机溶剂1~5份,纳米二氧化钛1~2份,纳米金0.1~0.5份,二氧化硅气凝胶1~3份,聚硅氧烷嵌段共聚物5~8份,湿润分散剂0.1~0.3份,重质碳酸钙18~20份,消泡剂0.2~0.4份,水10~20份。
3.如权利要求1所述的光触媒涂料,其特征在于,所述的聚合物乳液为苯丙乳液。
4.如权利要求1所述的光触媒涂料,其特征在于,所述的阳离子嵌段共聚物为含有甲基丙烯酸甲酯嵌段的阳离子嵌段共聚物,更佳的为甲基丙烯酸甲酯-[2-(甲基丙烯酰氧)乙基]三甲基氯化铵嵌段聚合物。
5.如权利要求1所述的光触媒涂料,其特征在于,所述的醇类有机溶剂为乙醇和/或甲醇。
6.如权利要求1所述的光触媒涂料,其特征在于,所述的纳米二氧化钛的粒径为20~40nm;所述的纳米金的粒径为10~20nm。
7.如权利要求1所述的光触媒涂料,其特征在于,所述的消泡剂为消泡剂CF-16;所述的湿润分散剂为分散剂SN-5040。
8.如权利要求1所述的光触媒涂料,其特征在于,所述的二氧化硅气凝胶的孔径尺寸为80~100nm,孔隙率为90%~94%,干密度40~100kg/m3,导热系数为0.010~0.025W/(m.K)。
9.如权利要求1所述的光触媒涂料,其特征在于,所述的聚硅氧烷嵌段共聚物为聚硅氧烷-聚氨酯嵌段共聚物,更佳的为含有脲键的聚硅氧烷-聚氨酯嵌段共聚物,最佳的为H2N(CH2)3-[(SiMe2O)25SiMe2]-(CH2)3-NHCONH-(CH2)6-NHCONH-(CH2)3-[(SiMe2O)25SiMe2]-(CH2)3-NH2。
10.一种如权利要求1~9中任一项所述的光触媒涂料的制备方法,其包括下述步骤:在搅拌器中加入水、聚合物乳液、阳离子嵌段共聚物、聚硅氧烷嵌段共聚物、醇类有机溶剂、湿润分散剂,搅拌均匀后再加入纳米二氧化钛、纳米金、二氧化硅气凝胶、重质碳酸钙、消泡剂,经搅拌均匀即可。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20171215 |