CN109897575A - 一种建筑墙面用减霾涂料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种建筑墙面用减霾涂料及制备方法，先制备由拟薄水铝石溶胶包覆电气石负载氧化锌纳米晶复合球形细颗粒为光催化剂，再与纳米二氧化硅、纳米硅灰石、超细滑石粉、消泡剂、分散剂、成膜助剂、防腐剂、水制成浆料，最后与有机硅丙烯酸树脂、增稠剂配合为建筑墙面用减霾涂料，本发明通过利用具有比表面高、孔容大等特点的拟薄水铝石溶胶包覆电气石负载氧化锌纳米晶复合材料，避免催化活性物向外流失，还是性能优良的吸附剂，与氧化锌纳米晶组合后，利用其高吸附能力和可见光带动光催化降解阳离子有机污染物的特性，改善了空气质量，对大面积雾霾防治具有显著效果；进一步，该涂料制备工艺简单，原料成本低，适合大规模推广。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种建筑墙面用减霾涂料及制备方法。
背景技术
随着我国国民经济持续增长及人民生活水平的不断提高，环保已成为一种人们追求健康绿色生活的主旋律。而随着人们对户内外装修的涂料要求越来越高，更多的人在选择功能性涂料的过程中，着重考虑抗雾霾环保型涂料，越来越多的人追求“亲近自然、大森林般的清新空气”，因此，研究和开发具有抗雾霾功效的涂料具有重要的意义。
近几年来，雾霾污染和室内空气质量问题日渐严重，雾霾中细颗粒物PM2.5进入人体到肺泡后，直接影响肺的通气功能，使机体容易处在缺氧状态，可引发心血管病和呼吸道疾病。挥发性有机污染物(VOCs)作为雾霾和室内大气污染的主要污染源之一，也受到了人们的广泛关注。VOCs主要由甲醛、苯、甲苯、二甲苯等挥发性物质组成，人们吸入后会引起头痛、恶心、呕吐、乏力等症状，严重时甚至导致癌症。
通过在涂料中掺杂具有空气净化功能的介质材料，如光催化剂、活性炭、合成纤维、HEAP高效材料等可以在保护或装饰建筑体表面同时对空气进行进化。炭吸附为主的常规的净化方式由于吸附量有限，难以有效根除有害物，难以大规模推广应用。光催化反应主要是催化剂受光照射，吸收光能，发生电子跃迁，生成电子-空穴对，对吸附于表面的污染物直接进行氧化还原，或氧化表面吸附的氢氧根OH-，生成强氧化性的氢氧自由基·OH将污染物氧化，将污染物全部降解为无机物的过程，是有效解决空气有机物污染的技术手段。光催化降解VOCs具有一定的优点，如大部分有毒有机物能彻底无机化，副产物少，但是目前受到催化剂降解效率的影响，还没有完全市场化。
目前已有一些利用光催化反应净化空气的大气净化外墙涂料，如上海大学申请的一种环保型光催化外墙涂料及其制备方法（申请公布号为CN11546584A），采用无机/有机复合乳液作为成膜物质，将光催化剂TiO2以功能填料的形式分散于其中，再辅以助剂及其他功能性添加剂，制备一种常温固化的水性环保涂料，但此涂料生产工艺特殊，成本昂贵，而且所使用的TiO2催化剂只能在紫外光的照射下才能有效降解大气中的污染物质，故得不到市场普及。
ZnO作为一种半导体材料，室温下其禁带宽度约为3.37eV，纳米ZnO价格较纳米TiO2便宜，化学性质稳定、光照后不易发生光腐蚀、光催化反应活性高且对生物无毒，在无光照的条件下具仍具有抗菌性能，被公认为是当前最有应用潜力的一种半导体光催化剂，在污水处理、空气净化、自清洁建筑材料、太阳能电池、传感器等方面应用十分广泛。南京大学公开了一种四针状氧化锌晶须作为光催化材料及应用，可直接与其它材料合用在紫外光照射下高效地降解甲醛等挥发性有机物（申请公布号为CN1772353A），但是氧化锌晶须光催化剂用于建筑涂料在可见光波长范围催化活性不足，涂料使用期间催化活性物质容易流失，无法进行大面积除霾，并且单用氧化锌晶须作为活性物对雾霾这种复杂成分物质处理能力有限，除霾效果不理想。
因此，面对目前墙体涂料难以进行大面积除霾，除霾效果不理想的问题，有必要开发一种能既能够吸附并降解雾霾中的VOCs及吸附处理雾霾中固体颗粒污染物，从而实现进行大面积除霾高效除霾，同时要求制备工艺简单，原料成本低，进而有利于推动减霾涂料规产业化应用。
发明内容
针对目前墙体涂料难以进行大面积除霾，除霾效果不理想的问题，本发明提供一种建筑墙面用减霾涂料及制备方法，有效避免催化活性物向外流失，其具有高吸附能力和可见光带动光催化降解有机污染物，改善了空气质量，对大面积雾霾防治具有显著效果。
为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
一种建筑墙面用减霾涂料的制备方法，具体制备方法为：
（1）将二水合乙酸锌与二甘醇按比例混合，加入电气石纳米颗粒超声20min，待二水合乙酸锌完全溶解后，持续搅拌，加热到150-170℃，恒温老化1h，停止加热，自然冷却后离心分离，并用无水乙醇反复清洗，得到电气石负载氧化锌纳米晶，随后置于烘箱中在80℃下干燥；
（2）在碳酸氢钠溶液中缓慢滴加偏铝酸钠溶液，25℃下充分搅拌进行反应，收集形成的沉淀后用去离子水洗涤，得到氢氧化铝滤饼；再将氢氧化铝滤饼与电气石负载氧化锌纳米晶充分研磨分散，加入稀盐酸混合，调节pH值为3.6，充分搅拌后将混合液放入密闭恒温箱内，在60-80℃下恒温反应6-18h，得到稳定透明的拟薄水铝石溶胶包覆光催化剂的浆料A，随后将所述浆料A转入喷雾造粒塔内进行喷雾造粒，粒径为20-40μm，制成减霾球形细颗粒；
（3）将所制备的减霾球形细颗粒与纳米二氧化硅、纳米硅灰石、超细滑石粉、消泡剂、分散剂、成膜助剂、防腐剂、水加入到高速分散器中，混合制成浆料B；再将有机硅丙烯酸树脂和所述浆料B混合均匀，加入增稠剂，搅拌1-3h，制得减霾涂料。
优选的，步骤（1）中所述二水合乙酸锌、二甘醇、电气石纳米颗粒的重量比为0.004-0.05:1:3-8。
优选的，所述电气石纳米颗粒尺寸为80-1000nm，所述氧化锌纳米晶负载量为5-26%。
优选的，步骤（2）中所述偏铝酸钠溶液浓度为60-150g/L，所述碳酸氢钠溶液浓度为60-100g/L，在氢氧化铝的制备过程中，通常情况下，碳酸氢钠溶液可以过量，即偏铝酸钠溶液与碳酸氢钠溶液的摩尔量可以为1:1-1.2，滴加速率为 0.2-0.5mL·min-1。
优选的，步骤（2）中所述氢氧化铝滤饼与所述电气石负载氧化锌纳米晶重量比为1-1.04:3-4。
优选的，步骤（2）中所述拟薄水铝石溶胶包覆电气石负载氧化锌纳米晶复合球形细颗粒中所述拟薄水铝石溶胶包覆层厚度为20-50nm。
优选的，步骤（2）中所述喷雾造粒条件为喷雾塔温度35℃，进风温度85℃，排风温度30℃。
优选的，步骤（3）中各原料重量份为，减霾球形细颗粒18-28重量份、纳米二氧化硅5-8重量份、纳米硅灰石5-8重量份、超细滑石粉2-8重量份、消泡剂0.5-2重量份、分散剂1-2重量份、成膜助剂2-6重量份、防腐剂0.5-1.5重量份、水45-65重量份、有机硅丙烯酸树脂55-63重量份、增稠剂3-8重量份；
其中所述纳米二氧化硅粒径为100-800nm，所述纳米硅灰石粒径为150-800nm，所述超细滑石粉粒径为15-160nm。
优选的，所述消泡剂为聚氧丙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、乳化硅油、聚二甲基硅氧烷中的至少一种；所述分散剂为脂肪酸聚乙二醇酯、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、聚丙烯酰胺中的至少一种；所述成膜助剂为丙二醉丁醚、苯甲醇BA、十二碳醇酯、乙二醇、丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种；所述防腐剂为苯并米唑酯类、异噻唑啉酮衍生物、1，2-苯并异噻唑啉-3-酮、道维希尔-75中的至少一种；所述增稠剂为丙烯酸类、聚丙烯酸类、纤维素类、非离子缔合型聚氨酯增稠剂。
按照上述方法制备得到的建筑墙面用减霾涂料，制备由拟薄水铝石溶胶包覆电气石负载氧化锌纳米晶复合球形细颗粒为光催化剂，再与纳米二氧化硅、纳米硅灰石、超细滑石粉、消泡剂、分散剂、成膜助剂、防腐剂、水制成浆料，最后与有机硅丙烯酸树脂、增稠剂配合为建筑墙面用减霾涂料，
针对目前墙体涂料难以进行大面积除霾，除霾效果不理想的问题，本发明提供一种建筑墙面用减霾涂料及制备方法，本发明通过利用具有比表面高、孔容大等特点的拟薄水铝石溶胶包覆电气石负载氧化锌纳米晶复合材料作为防霾涂料的主要活性物质，拟薄水铝石无毒、无味、无臭，晶相纯度高、胶溶性能好，粘结性强，具有比表面高、孔容大等特点，其含水态为触变性凝胶，资源丰富，广泛用于发光材料、吸附剂、催化剂、超细氧化铝以及微电子等功能材料的制备。将拟薄水铝石溶胶包覆在光催化剂外能够避免活性物向外流失，电气石是一种硼硅酸盐矿物，作为自然界唯一具有热电效应和压电效应的矿物，具有独特的异极对称结构。电气石在物理性质上表现为具有自发极性，极化效应使其表面厚度十几微米范围内存在104-107V/m的高电场，当在其表面或周围有自由电子存在的时候，将会被电气石的阳极迅速吸引并牢固的捕获，使自由电子丧失自由运动的能力，将其作为氧化锌晶须载体能够大大降低了氧化锌光生电子和空穴的复合机率，从而提高VOCs的去除率。此外，电气石的自发电极性还具备释放空气负离子等独特的环境功能属性，使空气更加清新。利用氧化锌纳米晶来降解空气中雾霾前体物与电气石拟薄水铝石溶胶载体组合后，利用其高吸附能力和可见光带动光催化降解阳离子有机污染物，对雾霾防治具有显著效果。
本发明提供一种建筑墙面用减霾涂料及制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：
1、通过利用具有比表面高、孔容大等特点的拟薄水铝石溶胶包覆电气石负载氧化锌纳米晶复合材料，避免活性催化物质向外流失，利用负载的氧化锌纳米晶来降解空气中雾霾前体物，且载体具有极高的比表面积，是优良的催化剂载体，还是性能优良的吸附剂，与氧化锌纳米晶组合后，利用其高吸附能力和可见光带动光催化降解阳离子有机污染物的特性，对大面积雾霾防治具有显著效果。
2、本发明氧化锌光催化剂制备途径的同时，不仅具有高比表面积、高孔容、高效介孔的特征，而且光催化活性高，即显示出较好的光催化性能，电气石自然带永久负电荷，能持续高效地吸附空气中带正电荷的固体颗粒，空气中的污染物和VOCs等物质具有良好的特异吸附性。
3、采用绿色矿物为主要原料，该涂料制备工艺简单，原料成本低，涂料不仅具备除霾的功能，具有清新空气的环境附加功能，能有效改善空气质量，具有显著的实际应用前景。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。
实施例1
（1）将二水合乙酸锌与二甘醇按比例混合，加入颗粒尺寸为740nm电气石纳米颗粒超声20min，所述二水合乙酸锌、二甘醇、电气石纳米颗粒的重量比为0.035:1:5，待二水合乙酸锌完全溶解后，持续搅拌，加热到160℃，恒温老化1h，停止加热，自然冷却后离心分离，并用无水乙醇反复清洗，得到电气石负载氧化锌纳米晶，氧化锌纳米晶负载量为21%，随后置于烘箱中在80℃下干燥；
（2）在溶液浓度为80g/L碳酸氢钠溶液中按滴加速率为 0.25 mL·min-1缓慢滴加溶液浓度为120g/L偏铝酸钠溶液，25℃下充分搅拌进行反应，收集形成的沉淀后用去离子水洗涤，得到氢氧化铝滤饼；再将重量比为1.03:3.5的氢氧化铝滤饼与电气石负载氧化锌纳米晶充分研磨分散，加入稀盐酸混合，调节pH值为3.6，充分搅拌后将混合液放入密闭恒温箱内，在63℃下恒温反应10h，得到稳定透明的拟薄水铝石溶胶包覆光催化剂的浆料A，拟薄水铝石溶胶包覆层厚度为34nm，随后将所述浆料A转入喷雾造粒塔内进行喷雾造粒，雾造粒条件为喷雾塔温度35℃，进风温度85℃，排风温度30℃，制成粒径为37μm的减霾球形细颗粒；
（3）将所制备的28重量份减霾球形细颗粒与5重量份纳米二氧化硅、7重量份纳米硅灰石、6重量份超细滑石粉、1.5重量份消泡剂聚二甲基硅氧烷、2重量份分散剂十二烷基硫酸钠、5重量份成膜助剂十二碳醇酯、0.5重量份防腐剂异噻唑啉酮衍生物、55重量份水加入到高速分散器中，混合制成浆料B；再将57重量份有机硅丙烯酸树脂和浆料B混合均匀，加入5重量份丙烯酸类增稠剂，搅拌2h，制得减霾涂料。
测试方法：模拟污染物条件为甲苯初始浓度为6mg/L，甲醛初始浓度为10mg/L，PM2.5浓度为73 ug/m3，采用《GBT 23761-2009 光催化空气净化材料性能测试方法》进行制备材料对空气净化能力测试，计算出甲苯分解率及甲醛分解率采，用PM2.5实验舱、PM2.5检测仪, 检验待测产品能对PM2.5 的吸附和光催化去除性能，实验将0.5g上述制备的吸附可见光催化材料涂布在200mm×100mm片状玻璃片上，吸附时间为360min，在温度300℃、相对湿度70%的条件下，测得催化剂的催化活性半衰期，用于表征涂料中光催化剂的使用寿命，测试结果如表1和表2所示。
实施例2
（1）将二水合乙酸锌与二甘醇按比例混合，加入颗粒尺寸为120nm电气石纳米颗粒超声20min，所述二水合乙酸锌、二甘醇、电气石纳米颗粒的重量比为0.032:1:6，待二水合乙酸锌完全溶解后，持续搅拌，加热到155℃，恒温老化1h，停止加热，自然冷却后离心分离，并用无水乙醇反复清洗，得到电气石负载氧化锌纳米晶，氧化锌纳米晶负载量为23%，随后置于烘箱中在80℃下干燥；
（2）在溶液浓度为60-100g/L碳酸氢钠溶液中按滴加速率为 0.45mL·min-1缓慢滴加溶液浓度为130g/L偏铝酸钠溶液，25℃下充分搅拌进行反应，收集形成的沉淀后用去离子水洗涤，得到氢氧化铝滤饼；再将重量比为1:3.2的氢氧化铝滤饼与电气石负载氧化锌纳米晶充分研磨分散，加入稀盐酸混合，调节pH值为3.6，充分搅拌后将混合液放入密闭恒温箱内，在66℃下恒温反应13h，得到稳定透明的拟薄水铝石溶胶包覆光催化剂的浆料A，拟薄水铝石溶胶包覆层厚度为43nm，随后将所述浆料A转入喷雾造粒塔内进行喷雾造粒，雾造粒条件为喷雾塔温度35℃，进风温度85℃，排风温度30℃，制成粒径为28μm的减霾球形细颗粒；
（3）将所制备的27重量份减霾球形细颗粒与7重量份纳米二氧化硅、5重量份纳米硅灰石、3重量份超细滑石粉、1重量份消泡剂聚氧丙烯甘油醚、1重量份分散剂脂肪酸聚乙二醇酯、6重量份成膜助剂苯甲醇BA、1重量份防腐剂苯并米唑酯类、50重量份水加入到高速分散器中，混合制成浆料B；再将57重量份有机硅丙烯酸树脂和浆料B混合均匀，加入7重量份丙烯酸类增稠剂，搅拌1h，制得减霾涂料。
测试方法：模拟污染物条件为甲苯初始浓度为6mg/L，甲醛初始浓度为10mg/L，PM2.5浓度为73 ug/m3，采用《GBT 23761-2009 光催化空气净化材料性能测试方法》进行制备材料对空气净化能力测试，计算出甲苯分解率及甲醛分解率采，用PM2.5实验舱、PM2.5检测仪, 检验待测产品能对PM2.5 的吸附和光催化去除性能，实验将0.5g上述制备的吸附可见光催化材料涂布在200mm×100mm片状玻璃片上，吸附时间为360min，在温度300℃、相对湿度70%的条件下，测得催化剂的催化活性半衰期，用于表征涂料中光催化剂的使用寿命，测试结果如表1和表2所示。
实施例3
（1）将二水合乙酸锌与二甘醇按比例混合，加入颗粒尺寸为500nm电气石纳米颗粒超声20min，所述二水合乙酸锌、二甘醇、电气石纳米颗粒的重量比为0.01:1:3，待二水合乙酸锌完全溶解后，持续搅拌，加热到156℃，恒温老化1h，停止加热，自然冷却后离心分离，并用无水乙醇反复清洗，得到电气石负载氧化锌纳米晶，氧化锌纳米晶负载量为16%，随后置于烘箱中在80℃下干燥；
（2）在溶液浓度为60-100g/L碳酸氢钠溶液中按滴加速率为 0.24mL·min-1缓慢滴加溶液浓度为143g/L偏铝酸钠溶液，25℃下充分搅拌进行反应，收集形成的沉淀后用去离子水洗涤，得到氢氧化铝滤饼；再将重量比为1:4的氢氧化铝滤饼与电气石负载氧化锌纳米晶充分研磨分散，加入稀盐酸混合，调节pH值为3.6，充分搅拌后将混合液放入密闭恒温箱内，在80℃下恒温反应15h，得到稳定透明的拟薄水铝石溶胶包覆光催化剂的浆料A，拟薄水铝石溶胶包覆层厚度为43nm，随后将所述浆料A转入喷雾造粒塔内进行喷雾造粒，雾造粒条件为喷雾塔温度35℃，进风温度85℃，排风温度30℃，制成粒径为36μm的减霾球形细颗粒；
（3）将所制备的22重量份减霾球形细颗粒与7重量份纳米二氧化硅、7重量份纳米硅灰石、4重量份超细滑石粉、1.5重量份消泡剂聚氧丙烯甘油醚、1重量份分散剂脂肪酸聚乙二醇酯、5重量份成膜助剂乙二醇、0.5重量份防腐剂1，2-苯并异噻唑啉-3-酮、53重量份水加入到高速分散器中，混合制成浆料B；再将60重量份有机硅丙烯酸树脂和浆料B混合均匀，加入6重量份丙烯酸类增稠剂，搅拌2.5h，制得减霾涂料。
测试方法：模拟污染物条件为甲苯初始浓度为6mg/L，甲醛初始浓度为10mg/L，PM2.5浓度为73 ug/m3，采用《GBT 23761-2009 光催化空气净化材料性能测试方法》进行制备材料对空气净化能力测试，计算出甲苯分解率及甲醛分解率采，用PM2.5实验舱、PM2.5检测仪, 检验待测产品能对PM2.5 的吸附和光催化去除性能，实验将0.5g上述制备的吸附可见光催化材料涂布在200mm×100mm片状玻璃片上，吸附时间为360min，在温度300℃、相对湿度70%的条件下，测得催化剂的催化活性半衰期，用于表征涂料中光催化剂的使用寿命，测试结果如表1和表2所示。
实施例4
（1）将二水合乙酸锌与二甘醇按比例混合，加入颗粒尺寸为80nm电气石纳米颗粒超声20min，所述二水合乙酸锌、二甘醇、电气石纳米颗粒的重量比为0.05:1:8，待二水合乙酸锌完全溶解后，持续搅拌，加热到170℃，恒温老化1h，停止加热，自然冷却后离心分离，并用无水乙醇反复清洗，得到电气石负载氧化锌纳米晶，氧化锌纳米晶负载量为5%，随后置于烘箱中在80℃下干燥；
（2）在溶液浓度为100g/L碳酸氢钠溶液中按滴加速率为 0.2mL·min-1缓慢滴加溶液浓度为150g/L偏铝酸钠溶液，25℃下充分搅拌进行反应，收集形成的沉淀后用去离子水洗涤，得到氢氧化铝滤饼；再将重量比为1:3的氢氧化铝滤饼与电气石负载氧化锌纳米晶充分研磨分散，加入稀盐酸混合，调节pH值为3.6，充分搅拌后将混合液放入密闭恒温箱内，在80℃下恒温反应6h，得到稳定透明的拟薄水铝石溶胶包覆光催化剂的浆料A，拟薄水铝石溶胶包覆层厚度为20nm，随后将所述浆料A转入喷雾造粒塔内进行喷雾造粒，雾造粒条件为喷雾塔温度35℃，进风温度85℃，排风温度30℃，制成粒径为20μm的减霾球形细颗粒；
（3）将所制备的28重量份减霾球形细颗粒与5重量份纳米二氧化硅、8重量份纳米硅灰石、5重量份超细滑石粉、0.5重量份消泡剂聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、2重量份分散剂十二烷基硫酸钠、6重量份成膜助剂苯甲醇BA、1.5重量份防腐剂苯并米唑酯类、54重量份水加入到高速分散器中，混合制成浆料B；再将55重量份有机硅丙烯酸树脂和浆料B混合均匀，加入8重量份纤维素类增稠剂，搅拌3h，制得减霾涂料。
测试方法：模拟污染物条件为甲苯初始浓度为6mg/L，甲醛初始浓度为10mg/L，PM2.5浓度为73 ug/m3，采用《GBT 23761-2009 光催化空气净化材料性能测试方法》进行制备材料对空气净化能力测试，计算出甲苯分解率及甲醛分解率采，用PM2.5实验舱、PM2.5检测仪, 检验待测产品能对PM2.5 的吸附和光催化去除性能，实验将0.5g上述制备的吸附可见光催化材料涂布在200mm×100mm片状玻璃片上，吸附时间为360min，在温度300℃、相对湿度70%的条件下，测得催化剂的催化活性半衰期，用于表征涂料中光催化剂的使用寿命，测试结果如表1和表2所示。
实施例5
（1）将二水合乙酸锌与二甘醇按比例混合，加入颗粒尺寸为800nm电气石纳米颗粒超声20min，所述二水合乙酸锌、二甘醇、电气石纳米颗粒的重量比为0.009:1:4，待二水合乙酸锌完全溶解后，持续搅拌，加热到157℃，恒温老化1h，停止加热，自然冷却后离心分离，并用无水乙醇反复清洗，得到电气石负载氧化锌纳米晶，氧化锌纳米晶负载量为5%，随后置于烘箱中在80℃下干燥；
（2）在溶液浓度为60g/L碳酸氢钠溶液中按滴加速率为 0.5mL·min-1缓慢滴加溶液浓度为60g/L偏铝酸钠溶液，25℃下充分搅拌进行反应，收集形成的沉淀后用去离子水洗涤，得到氢氧化铝滤饼；再将重量比为1.04: 4的氢氧化铝滤饼与电气石负载氧化锌纳米晶充分研磨分散，加入稀盐酸混合，调节pH值为3.6，充分搅拌后将混合液放入密闭恒温箱内，在60℃下恒温反应18h，得到稳定透明的拟薄水铝石溶胶包覆光催化剂的浆料A，拟薄水铝石溶胶包覆层厚度为50nm，随后将所述浆料A转入喷雾造粒塔内进行喷雾造粒，雾造粒条件为喷雾塔温度35℃，进风温度85℃，排风温度30℃，制成粒径为40μm的减霾球形细颗粒；
（3）将所制备的18重量份减霾球形细颗粒与6重量份纳米二氧化硅、7重量份纳米硅灰石、5重量份超细滑石粉、1重量份消泡剂聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、2重量份分散剂甲基戊醇、5重量份成膜助剂丙二醇甲醚醋酸酯、1重量份防腐剂道维希尔-75、55重量份水加入到高速分散器中，混合制成浆料B；再将56重量份有机硅丙烯酸树脂和浆料B混合均匀，加入4重量份聚丙烯酸类增稠剂，搅拌1.5h，制得减霾涂料。
测试方法：模拟污染物条件为甲苯初始浓度为6mg/L，甲醛初始浓度为10mg/L，PM2.5浓度为73 ug/m3，采用《GBT 23761-2009 光催化空气净化材料性能测试方法》进行制备材料对空气净化能力测试，计算出甲苯分解率及甲醛分解率采，用PM2.5实验舱、PM2.5检测仪, 检验待测产品能对PM2.5 的吸附和光催化去除性能，实验将0.5g上述制备的吸附可见光催化材料涂布在200mm×100mm片状玻璃片上，吸附时间为360min，在温度300℃、相对湿度70%的条件下，测得催化剂的催化活性半衰期，用于表征涂料中光催化剂的使用寿命，测试结果如表1和表2所示。
实施例6
（1）将二水合乙酸锌与二甘醇按比例混合，加入颗粒尺寸为1000nm电气石纳米颗粒超声20min，所述二水合乙酸锌、二甘醇、电气石纳米颗粒的重量比为0.004:1:5，待二水合乙酸锌完全溶解后，持续搅拌，加热到150℃，恒温老化1h，停止加热，自然冷却后离心分离，并用无水乙醇反复清洗，得到电气石负载氧化锌纳米晶，氧化锌纳米晶负载量为26%，随后置于烘箱中在80℃下干燥；
（2）在溶液浓度为90g/L碳酸氢钠溶液中按滴加速率为 0.4mL·min-1缓慢滴加溶液浓度为120g/L偏铝酸钠溶液，25℃下充分搅拌进行反应，收集形成的沉淀后用去离子水洗涤，得到氢氧化铝滤饼；再将重量比为1:3.2的氢氧化铝滤饼与电气石负载氧化锌纳米晶充分研磨分散，加入稀盐酸混合，调节pH值为3.6，充分搅拌后将混合液放入密闭恒温箱内，在67℃下恒温反应12h，得到稳定透明的拟薄水铝石溶胶包覆光催化剂的浆料A，拟薄水铝石溶胶包覆层厚度为2-50nm，随后将所述浆料A转入喷雾造粒塔内进行喷雾造粒，雾造粒条件为喷雾塔温度35℃，进风温度85℃，排风温度30℃，制成粒径为26μm的减霾球形细颗粒；
（3）将所制备的18重量份减霾球形细颗粒与8重量份纳米二氧化硅、5重量份纳米硅灰石、2重量份超细滑石粉、1重量份消泡剂乳化硅油、1重量份分散剂聚丙烯酰胺、2重量份成膜助剂十二碳醇酯、1重量份防腐剂异噻唑啉酮衍生物、62重量份水加入到高速分散器中，混合制成浆料B；再将63重量份有机硅丙烯酸树脂和浆料B混合均匀，加入3重量份纤维素类增稠剂，搅拌1h，制得减霾涂料。
测试方法：模拟污染物条件为甲苯初始浓度为6mg/L，甲醛初始浓度为10mg/L，PM2.5浓度为73 ug/m3，采用《GBT 23761-2009 光催化空气净化材料性能测试方法》进行制备材料对空气净化能力测试，计算出甲苯分解率及甲醛分解率采，用PM2.5实验舱、PM2.5检测仪, 检验待测产品能对PM2.5 的吸附和光催化去除性能，实验将0.5g上述制备的吸附可见光催化材料涂布在200mm×100mm片状玻璃片上，吸附时间为360min，在温度300℃、相对湿度70%的条件下，测得催化剂的催化活性半衰期，用于表征涂料中光催化剂的使用寿命，测试结果如表1所示。
对比例1
将28重量份氧化锌晶须直接与5重量份纳米二氧化硅、7重量份纳米硅灰石、6重量份超细滑石粉、1.5重量份聚二甲基硅氧烷、2重量份十二烷基硫酸钠、5重量份成膜助剂十二碳醇酯、0.5重量份防腐剂异噻唑啉酮衍生物、55重量份水加入到高速分散器中，混合制成浆料B；再将57重量份有机硅丙烯酸树脂和浆料B混合均匀，加入5重量份丙烯酸类增稠剂，搅拌2h，制得减霾涂料。按照与实施例1相同的方法进行测试，测试结果如表1和表2所示。
对比例2
直接将无电气石负载的28重量份拟薄水铝石溶胶包覆氧化锌纳米晶复合材料与5重量份纳米二氧化硅、7重量份纳米硅灰石、6重量份超细滑石粉、1.5重量份聚二甲基硅氧烷、2重量份十二烷基硫酸钠、5重量份成膜助剂十二碳醇酯、0.5重量份防腐剂异噻唑啉酮衍生物、55重量份水加入到高速分散器中，混合制成浆料B；再将57重量份有机硅丙烯酸树脂和浆料B混合均匀，加入5重量份丙烯酸类增稠剂，搅拌2h，制得减霾涂料。按照与实施例1相同的方法进行测试，测试结果如表1和表2所示。
表1 ：入射光波长400-760nm
| 性能指标 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 对比例1 | 对比例2 |
| 甲苯分解率% | 95.3 | 95.7 | 94.7 | 94.5 | 96.4 | 94.6 | 42.3 | 86.3 |
| 甲醛分解率% | 95.6 | 96.3 | 94.9 | 95.3 | 97.2 | 95.3 | 43.6 | 85.6 |
| PM2.5 吸附% | 85.4 | 86.3 | 89.3 | 85.6 | 83.5 | 88.9 | 0.4 | 75.4 |
| 半衰期d | 22 | 23 | 22 | 24 | 22 | 23 | 18 | 19 |
表2 ：入射光波长100-760nm
| 性能指标 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 对比例1 | 对比例2 |
| 甲苯分解率% | 97.5 | 98.7 | 98.8 | 97.5 | 97.8 | 96.5 | 92.4 | 93.5 |
| 甲醛分解率% | 98.8 | 98.9 | 98.9 | 98.9 | 98.3 | 98.2 | 93.3 | 95.8 |
| PM2.5 吸附% | 85.4 | 86.3 | 89.3 | 85.6 | 83.5 | 88.9 | 0.4 | 75.8 |
| 半衰期d | 22 | 23 | 22 | 24 | 22 | 23 | 17 | 19 |
Claims (10)
1.一种建筑墙面用减霾涂料的制备方法，其特征在于，先制备由拟薄水铝石溶胶包覆电气石负载氧化锌纳米晶复合球形细颗粒为光催化剂，再与纳米二氧化硅、纳米硅灰石、超细滑石粉、消泡剂、分散剂、成膜助剂、防腐剂、水制成浆料，最后与有机硅丙烯酸树脂、增稠剂配合为建筑墙面用减霾涂料，具体制备方法为：
（1）将二水合乙酸锌与二甘醇按比例混合，加入电气石纳米颗粒超声20min，待二水合乙酸锌完全溶解后，持续搅拌，加热到150-170℃，恒温老化1h，停止加热，自然冷却后离心分离，并用无水乙醇反复清洗，得到电气石负载氧化锌纳米晶，随后置于烘箱中在80℃下干燥；
（2）在碳酸氢钠溶液中缓慢滴加偏铝酸钠溶液，25℃下充分搅拌进行反应，收集形成的沉淀后用去离子水洗涤，得到氢氧化铝滤饼；再将氢氧化铝滤饼与电气石负载氧化锌纳米晶充分研磨分散，加入稀盐酸混合，调节pH值为3.6，充分搅拌后将混合液放入密闭恒温箱内，在60-80℃下恒温反应6-18h，得到稳定透明的拟薄水铝石溶胶包覆光催化剂的浆料A，随后将所述浆料A转入喷雾造粒塔内进行喷雾造粒，粒径为20-40μm，制成减霾球形细颗粒；
（3）将所制备的减霾球形细颗粒与纳米二氧化硅、纳米硅灰石、超细滑石粉、消泡剂、分散剂、成膜助剂、防腐剂、水加入到高速分散器中，混合制成浆料B；再将有机硅丙烯酸树脂和所述浆料B混合均匀，加入增稠剂，搅拌1-3h，制得减霾涂料。
2.如权利要求1所述的一种建筑墙面用减霾涂料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述二水合乙酸锌、二甘醇、电气石纳米颗粒的重量比为0.004-0.05:1:3-8。
3.如权利要求1所述的一种建筑墙面用减霾涂料的制备方法，其特征在于，所述电气石纳米颗粒尺寸为80-1000nm，所述氧化锌纳米晶负载量为5-26%。
4.如权利要求1所述的一种建筑墙面用减霾涂料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述偏铝酸钠溶液浓度为60-150g/L，所述碳酸氢钠溶液浓度为60-100g/L，滴加速率为0.2-0.5 mL·min-1。
5.如权利要求1所述的一种建筑墙面用减霾涂料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述氢氧化铝滤饼与所述电气石负载氧化锌纳米晶重量比为1-1.04:3-4。
6.如权利要求1所述的一种建筑墙面用减霾涂料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述拟薄水铝石溶胶包覆电气石负载氧化锌纳米晶复合球形细颗粒中所述拟薄水铝石溶胶包覆层厚度为20-50nm。
7.如权利要求1所述的一种建筑墙面用减霾涂料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述喷雾造粒条件为喷雾塔温度35℃，进风温度85℃，排风温度30℃。
8.根据权利要求1所述的一种建筑墙面用减霾涂料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中各原料重量份为，减霾球形细颗粒18-28重量份、纳米二氧化硅5-8重量份、纳米硅灰石5-8重量份、超细滑石粉2-8重量份、消泡剂0.5-2重量份、分散剂1-2重量份、成膜助剂2-6重量份、防腐剂0.5-1.5重量份、水45-65重量份、有机硅丙烯酸树脂55-63重量份、增稠剂3-8重量份；
其中所述纳米二氧化硅粒径为100-800nm，所述纳米硅灰石粒径为150-800nm，所述超细滑石粉粒径为15-160nm。
9.根据权利要求1所述的一种建筑墙面用减霾涂料的制备方法，其特征在于，所述消泡剂为聚氧丙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、乳化硅油、聚二甲基硅氧烷中的至少一种；所述分散剂为脂肪酸聚乙二醇酯、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、聚丙烯酰胺中的至少一种；所述成膜助剂为丙二醉丁醚、苯甲醇BA、十二碳醇酯、乙二醇、丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种；所述防腐剂为苯并米唑酯类、异噻唑啉酮衍生物、1，2-苯并异噻唑啉-3-酮、道维希尔-75中的至少一种；所述增稠剂为丙烯酸类、聚丙烯酸类、纤维素类、非离子缔合型聚氨酯增稠剂。
10.权利要求1-9任一权项所述制备方法制备得到的一种建筑墙面用减霾涂料。
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