CN115558349B - 自清洁复合型空气净化涂料及其涂层 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自清洁复合型空气净化涂料，原料按重量份包括乳胶漆乳液、光催化材料、疏水材料、高硬度颗粒材料；所述光催化材料为g‑C3N4；在现有的乳胶漆中掺加了高硬度颗粒，使其涂覆于基材表面，颗粒与乳胶漆平面存在的高度差形成了凹凸的粗糙结构，增加了涂层的表面积和硬度，且g‑C3N4和纳米SiO2加入后，SiO2粒子会吸附在g‑C3N4颗粒表面，在乳胶漆的粘结作用下一同附着在高硬度颗粒上，从而形成多层次的结构，该毫米‑微米‑纳米三层结构增强了涂层的机械耐磨性，该涂料的制备步骤简单，材料成本低，所得产品的性能稳定、附着力好、耐久性强且自清洁、净化NOx效果优异。

Description

自清洁复合型空气净化涂料及其涂层
技术领域
本发明涉及自清洁功能涂料领域，具体涉及一种自清洁复合型空气净化涂料及其涂层。
背景技术
自清洁涂料一般应用于材料表面，可以将表面附着的污染物在自然条件(雨水、风力或太阳能)的作用下清除。目前的自清洁材料主要存在两种：一种是利用超疏水材料的低表面能进行物理自清洁，通过超疏水作用，将沾染在表面的粉尘颗粒污染物在水珠滚动过程中将灰尘从表面清除；另一种是通过光催化作用将有机污染物化学分解为二氧化碳和水等，将吸附在材料表面的有机污染物清除。然而，仅依靠超疏水性或仅依靠光催化活性的自清洁效果较差。现有技术如中国发明专利(CN 114921118A)，公开了一种光催化自清洁涂料及其制备方法和应用，原料为纳米TiO2、纳米SiO2、金属氧化物、抗静电剂和水。其制备过程在于利用过氧钛酸水解获得二氧化钛溶胶，纳米二氧化硅溶胶以及氧化物溶胶、抗静电剂和水混合制备自清洁涂料。将上述涂料喷涂在材料表面，在太阳光的照射下，能够分解涂层表面和微孔中吸附的各类有机污染物，在太阳能电池背板镀膜中较好的应用。但是该涂层对施工要求高，需要反复喷涂才能发挥效用。中国专利CN 109608913 B公开了一种Pt-TiO2-SiO2光催化自清洁复合材料及其制备方法，其制备方法在于紫外光照射下将草酸、水、无水乙醇、羟基封端聚二甲基硅氧烷、钛酸异丙酯、氯铂酸溶液、硅酸四乙酯混合搅拌均匀反应获得Pt-TiO2-SiO2光催化自清洁复合材料，该复合材料附着力强，透明，光响应范围广，催化活性高，但是该涂料的机械耐磨性有待提升。中国专利CN 114196241 A公开了一种光催化自清洁涂料及其制备方法和应用，该涂料以纳米SiO2为成膜组分，碳氮磷掺杂纳米TiO2与磷掺杂活性g-C3N4为光催化组分。纳米TiO2与g-C3N4材料复合，能够产生光催化协同效应，成倍提升纳米TiO2的光催化性能，但该方法中制备光催化组分材料的步骤较为繁琐，且涂层的耐磨性较差。
因此，需要一种新型的自清洁功能涂料，能够解决超疏水涂层机械耐久性较差，超疏水性自清洁方式单一且难以清除有机污染物的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种自清洁复合型空气净化涂料及其涂层，解决超疏水涂层耐久性较差，超疏水性自清洁方式单一且难以清除有机污染物的问题。
本发明的自清洁复合型空气净化涂料，所述涂料原料按重量份包括以下组分：乳胶漆乳液12-18份、光催化材料4-6份、疏水材料0.6-1.4份、高硬度颗粒材料1.5-5份；所述光催化材料为g-C3N4；
进一步，所述g-C3N4的制备方法包括以下步骤：将三聚氰胺充分溶解于去离子水中通过超声分散、磁力搅拌使其重结晶后烘干，然后将烘干后的三聚氰胺放入氧化铝坩埚中密封并高温煅烧，待自然冷却至室温后研磨成粉末，最后用蒸馏水和无水乙醇清洗后干燥，制得g-C3N4；
进一步，超声分散和磁力搅拌时间均为30min-60min；煅烧温度为500-600℃，煅烧时间为1-3h；清洗后的干燥温度不高于60℃，干燥时间为10-14h；
进一步，三聚氰胺与去离子水的质量比为1:9；
进一步，所述疏水材料包括纳米SiO2、硅酮胶、聚硅氧烷和溶剂的混合物，所述溶剂为无水乙醇、丙酮、甲苯、四氢呋喃、乙酸乙酯中的一种或两种以上混合物；
进一步，所述高硬度颗粒材料为海砂、山砂、湖砂、河砂、石英砂、金刚砂中的一种或两种以上混合物，所述高硬度颗粒材料的粒径为100-200目；
进一步，所述乳胶漆乳液为聚醋酸乙烯乳胶漆、乙丙乳胶漆、纯丙烯酸乳胶漆、苯丙乳胶漆、叔碳漆中的一种。
本发明还公开一种自清洁复合型空气净化涂层，包括按先后涂覆分别形成的位于基底上的底层和位于底层上的面层，所述底层材料由乳胶漆乳液和高硬度颗粒材料组成，所述面层材料为疏水性材料和光催化材料复合而成，所述底层具有凹凸粗糙结构，所述疏水性材料吸附在光催化材料表面形成微米-纳米多层次结构，然后在乳胶漆乳胶漆乳液的粘结作用下一同附着在高硬度颗粒材料上形成微观多重结构；
进一步，所述底层为涂刷层，所述涂刷层的厚度为0.1-0.5mm，所述面层为喷涂层；
进一步，在底层室温干透后再喷涂面层，喷涂后在室温下放置12-24h至溶剂挥发和涂层固化。
本发明的有益效果是：在现有的乳胶漆中掺加了高硬度颗粒，使其涂覆于基材表面，颗粒与乳胶漆平面存在的高度差形成了凹凸的粗糙结构，增加了涂层的表面积和硬度，且g-C3N4和纳米SiO2加入后，SiO2粒子会吸附在g-C3N4颗粒表面，在乳胶漆的粘结作用下一同附着在高硬度颗粒上，从而形成多层次的结构，该毫米-微米-纳米三层结构增强了涂层的机械耐磨性；g-C3N4与纳米SiO2粒子协同超疏水性和光催化活性，既能清除堆积污染物又能降解有机污染物，自清洁效率高、效果好。该涂料的制备步骤简单，材料成本低，所得产品的性能稳定、附着力好、耐久性强且自清洁、净化NOx效果优异。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为黄色自清洁涂料表面形貌；
图2为普通涂料(左)与本发明的自清洁涂料(右)抗沾污试验效果对比图；
图3为光照下黄色自清洁涂料对有机污染物的降解效果；
图4为本发明的黄色自清洁涂料对NOx的降解率；
图5为本发明的机械耐磨性，采用砂纸作为磨损工具；
图6为本发明的耐胶带剥落性。
具体实施方式
本实施例的自清洁复合型空气净化涂料，所述涂料原料按重量份包括以下组分：乳胶漆乳液12-18份、光催化材料4-6份、疏水材料0.6-1.4份、高硬度颗粒材料1.5-5份；所述光催化材料为g-C3N4；添加可流动的低表面能物质与光催化材料复合，在实现材料表面超疏水性能时也能使材料表面具备光催化活性。将光催化材料与超疏水材料复合，协同光催化活性和超疏水性，既可以清除表面堆积颗粒物也可以通过光催化降解有机污染物提升涂层的自清洁效率；向乳胶漆中掺加高硬度颗粒，增加其比表面积，以增强涂层的硬度和耐磨性；从微观角度，构造微米-纳米-毫米级的多层次结构，提升涂层的机械耐久性，而g-C3N4在光照作用下生成的羟基自由基和超氧负离子可直接NOx氧化降解为盐类和水等物质，实现污染物净化。该涂料的制备步骤简单，材料成本低，所得产品的性能稳定、附着力好、耐久性强且自清洁、净化NOx效果优异。
本实施例中，所述g-C3N4的制备方法包括以下步骤：将三聚氰胺充分溶解于去离子水中通过超声分散、磁力搅拌使其重结晶后烘干，然后将烘干后的三聚氰胺放入氧化铝坩埚中密封并高温煅烧，待自然冷却至室温后研磨成粉末，最后用蒸馏水和无水乙醇清洗后干燥，制得g-C3N4；其中超声分散和磁力搅拌时间均为30min-60min；煅烧温度为500-600℃，煅烧时间为1-3h；清洗后的干燥温度不高于60℃，干燥时间为10-14h；三聚氰胺与去离子水的质量比为1:9；制备方法简单，材料成本低。
本实施例中，所述疏水材料包括纳米SiO2、硅酮胶、聚硅氧烷和溶剂的混合物，所述溶剂为无水乙醇、丙酮、甲苯、四氢呋喃、乙酸乙酯中的一种或两种以上混合物；在现有的乳胶漆中掺加了高硬度颗粒，使其涂覆于基材表面，颗粒与乳胶漆平面存在的高度差形成了凹凸的粗糙结构，增加了涂层的表面积和硬度，且g-C3N4和纳米SiO2加入后，SiO2粒子会吸附在g-C3N4颗粒表面，在乳胶漆的粘结作用下一同附着在高硬度颗粒上，从而形成多层次的结构，增强了涂层的耐久性；g-C3N4与纳米SiO2粒子协同超疏水性和光催化活性，既能清除堆积污染物又能降解有机污染物，自清洁效率高、效果好；以高温热聚合法制备而成的g-C3N4呈淡黄色，为该黄色自清洁复合型涂料提供了一定的色彩性；g-C3N4在光照作用下生成的羟基自由基和超氧负离子可直接NOx氧化降解为盐类和水等物质，实现污染物净化。另外，与现有技术相比，该方法制备步骤简便，使用材料成本低，对施工要求低，能极大的降低生产成本和施工成本。
有选择的，所述纳米SiO2为疏水型气相二氧化硅中的R106、R202、R812、R812S、R972、R974、LA-R649、LA-R669、TS-530、TS-610、TS-720中的一种或多种混合物；所述高硬度颗粒材料为海砂、山砂、湖砂、河砂、石英砂、金刚砂中的一种或两种以上混合物，所述高硬度颗粒材料的粒径为100-200目；所述乳胶漆乳液为聚醋酸乙烯乳胶漆、乙丙乳胶漆、纯丙烯酸乳胶漆、苯丙乳胶漆、叔碳漆等建筑外墙或内墙乳胶漆。
本实施例的一种自清洁复合型空气净化涂层，包括按先后涂覆分别形成的位于基底上的底层和位于底层上的面层，所述底层材料由乳胶漆乳液和高硬度颗粒材料组成，所述面层材料为疏水性材料和光催化材料复合而成，所述底层具有凹凸粗糙结构，所述疏水性材料吸附在光催化材料表面形成微米-纳米多层次结构，然后在乳胶漆乳胶漆乳液的粘结作用下一同附着在高硬度颗粒材料上形成微观多重结构；该自清洁复合型涂料为黄色，由两层构成，按先后涂覆分别形成两层涂层：乳胶漆与高硬度材料混合后涂覆为底层，光催化材料与疏水性材料复合后涂覆为面层。通过添加高硬度颗粒，在此基础上制造材料表面的微观多重结构，使材料表面具备优异的耐磨性；添加可流动的低表面能物质与光催化材料复合，在实现材料表面超疏水性能时也能使材料表面具备光催化活性。
本实施例中，所述底层为涂刷层，所述涂刷层的厚度为0.1-0.5mm，所述面层为喷涂层；底层涂料的制备包括：将黄色乳胶漆与高硬度颗粒按8:1-4:1的质量比置于容器中，使用电动搅拌机将高硬度颗粒与乳胶漆混合、搅拌均匀。面层涂料的制备包括：疏水性材料和光催化材料混合后超声分散，再磁力搅拌，获得自清洁涂料，所述的超声分散是指将混合悬浮液在超声分散仪中分散30min-60min，磁力搅拌是在磁力搅拌器上搅拌5-8h。
本实施例中，在底层室温干透后再喷涂面层，喷涂后在室温下放置12-24h(或者采用热固化，热固化的加热温度为120-140℃，固化时间为9-12h)，至溶剂挥发和涂层固化。
实施例一
本实施例的自清洁复合型空气净化涂料，所述涂料原料按重量份包括以下组分：乳胶漆乳液12份、光催化材料4份、疏水材料0.6份、高硬度颗粒材料1.5份；所述光催化材料为g-C3N4，所述疏水材料包括纳米SiO2、硅酮胶、聚硅氧烷和溶剂的混合物。
所述g-C3N4的制备方法包括以下步骤：将质量比为1:9将三聚氰胺充分溶解于去离子水中通过超声分散30min、磁力搅拌30min使其重结晶后烘干，然后将烘干后的三聚氰胺放入氧化铝坩埚中密封，以5℃/min的速率升温至500℃煅烧3h，待自然冷却至室温后研磨成粉末，最后用蒸馏水和无水乙醇清洗后干燥，干燥温度不高于60℃，干燥时间为10h，制得g-C3N4。
本实施例中，所述溶剂为无水乙醇，本实施例中，按照同等重量份将无水乙醇替换为丙酮、甲苯、四氢呋喃、乙酸乙酯中的一种，或替换为无水乙醇与丙酮、甲苯、四氢呋喃、乙酸乙酯中的混合物，均能实现本发明的目的。
本实施例中，所述高硬度颗粒材料为海砂，所述高硬度颗粒材料的粒径为100目，本实施例中，按重同等重量份将海砂替换为山砂、湖砂、河砂、石英砂、金刚砂中的一种，或替换为海砂与山砂、湖砂、河砂、石英砂、金刚砂的混合物，均能实现本发明的目的。
本实施例中，所述乳胶漆乳液为聚醋酸乙烯乳胶漆，本实施例中，按照同等重量份将聚醋酸乙烯乳胶漆替换为乙丙乳胶漆、纯丙烯酸乳胶漆、苯丙乳胶漆、叔碳漆中的一种，均能实现本发明的目的。
采用本实施例的自清洁复合型空气净化涂料涂刷涂层，将乳胶漆乳液和高硬度材料充分搅拌、混合均匀后涂刷在基材上作为底层，涂刷层厚度为0.1mm，底层在室温干透后再喷涂面层，喷涂后需在室温下放置12h，使溶剂挥发，涂层固化。其中，面层由疏水性材料和光催化材料混合后超声分散，再磁力搅拌，所述的超声分散是指将混合悬浮液在超声分散仪中分散30min，磁力搅拌是在磁力搅拌器上搅拌5h。
实施例二
本实施例的自清洁复合型空气净化涂料，所述涂料原料按重量份包括以下组分：乳胶漆乳液18份、光催化材料6份、疏水材料1.4份、高硬度颗粒材料5份；所述光催化材料为g-C3N4，所述疏水材料包括纳米SiO2、硅酮胶、聚硅氧烷和溶剂的混合物。
所述g-C3N4的制备方法包括以下步骤：将质量比为1:9将三聚氰胺充分溶解于去离子水中通过超声分散60min、磁力搅拌60min使其重结晶后烘干，然后将烘干后的三聚氰胺放入氧化铝坩埚中密封，以5℃/min的速率升温至600℃煅烧1h，待自然冷却至室温后研磨成粉末，最后用蒸馏水和无水乙醇清洗后干燥，干燥温度不高于60℃，干燥时间为14h，制得g-C3N4。
本实施例中，所述溶剂为丙酮，本实施例中，按照同等重量份将丙酮替换为无水乙醇、甲苯、四氢呋喃、乙酸乙酯中的一种，或替换为丙酮与无水乙醇、甲苯、四氢呋喃、乙酸乙酯中的混合物，均能实现本发明的目的。
本实施例中，所述高硬度颗粒材料为山砂，所述高硬度颗粒材料的粒径为200目，本实施例中，按重同等重量份将山砂替换为海砂、湖砂、河砂、石英砂、金刚砂中的一种，或替换为山砂与海砂、湖砂、河砂、石英砂、金刚砂的混合物，均能实现本发明的目的。
本实施例中，所述乳胶漆乳液为乙丙乳胶漆，本实施例中，按照同等重量份将乙丙乳胶漆替换为聚醋酸乙烯乳胶漆、纯丙烯酸乳胶漆、苯丙乳胶漆、叔碳漆中的一种，均能实现本发明的目的。
采用本实施例的自清洁复合型空气净化涂料涂刷涂层，将乳胶漆乳液和高硬度材料充分搅拌、混合均匀后涂刷在基材上作为底层，涂刷层厚度为0.5mm，底层在室温干透后再喷涂面层，喷涂后需在室温下放置24h使溶剂挥发，涂层固化。其中，面层由疏水性材料和光催化材料混合后超声分散，再磁力搅拌，所述的超声分散是指将混合悬浮液在超声分散仪中分散60min，磁力搅拌是在磁力搅拌器上搅拌8h。
实施例三
本实施例的自清洁复合型空气净化涂料，所述涂料原料按重量份包括以下组分：乳胶漆乳液12份、光催化材料6份、疏水材料0.6份、高硬度颗粒材料5份；所述光催化材料为g-C3N4，所述疏水材料包括纳米SiO2、硅酮胶、聚硅氧烷和溶剂的混合物。
所述g-C3N4的制备方法包括以下步骤：将质量比为1:9将三聚氰胺充分溶解于去离子水中通过超声分散35min、磁力搅拌40min使其重结晶后烘干，然后将烘干后的三聚氰胺放入氧化铝坩埚中密封，以5℃/min的速率升温至550℃煅烧2h，待自然冷却至室温后研磨成粉末，最后用蒸馏水和无水乙醇清洗后干燥，干燥温度不高于60℃，干燥时间为11h，制得g-C3N4。
本实施例中，所述溶剂为甲苯，本实施例中，按照同等重量份将甲苯替换为丙酮、无水乙醇、四氢呋喃、乙酸乙酯中的一种，或替换为甲苯与丙酮、无水乙醇、四氢呋喃、乙酸乙酯中的混合物，均能实现本发明的目的。
本实施例中，所述高硬度颗粒材料为湖砂，所述高硬度颗粒材料的粒径为120目，本实施例中，按重同等重量份将湖砂替换为山砂、海砂、河砂、石英砂、金刚砂中的一种，或替换为湖砂与山砂、海砂、河砂、石英砂、金刚砂的混合物，均能实现本发明的目的。
本实施例中，所述乳胶漆乳液为纯丙烯酸乳胶漆，本实施例中，按照同等重量份将纯丙烯酸乳胶漆替换为乙丙乳胶漆、聚醋酸乙烯乳胶漆、苯丙乳胶漆、叔碳漆中的一种，均能实现本发明的目的。
采用本实施例的自清洁复合型空气净化涂料涂刷涂层，将乳胶漆乳液和高硬度材料充分搅拌、混合均匀后涂刷在基材上作为底层，涂刷层厚度为0.2mm，底层在室温干透后再喷涂面层，喷涂后需在室温下放置14h，使溶剂挥发，涂层固化。其中，面层由疏水性材料和光催化材料混合后超声分散，再磁力搅拌，所述的超声分散是指将混合悬浮液在超声分散仪中分散35min，磁力搅拌是在磁力搅拌器上搅拌6h。
实施例四
本实施例的自清洁复合型空气净化涂料，所述涂料原料按重量份包括以下组分：乳胶漆乳液18份、光催化材料5份、疏水材料1.4份、高硬度颗粒材料2份；所述光催化材料为g-C3N4，所述疏水材料包括纳米SiO2、硅酮胶、聚硅氧烷和溶剂的混合物。
所述g-C3N4的制备方法包括以下步骤：将质量比为1:9将三聚氰胺充分溶解于去离子水中通过超声分散40min、磁力搅拌60min使其重结晶后烘干，然后将烘干后的三聚氰胺放入氧化铝坩埚中密封，以5℃/min的速率升温至580℃煅烧2h，待自然冷却至室温后研磨成粉末，最后用蒸馏水和无水乙醇清洗后干燥，干燥温度不高于60℃，干燥时间为13h，制得g-C3N4。
本实施例中，所述溶剂为四氢呋喃，本实施例中，按照同等重量份将四氢呋喃替换为丙酮、甲苯、无水乙醇、乙酸乙酯中的一种，或替换为四氢呋喃与丙酮、甲苯、无水乙醇、乙酸乙酯中的混合物，均能实现本发明的目的。
本实施例中，所述高硬度颗粒材料为河砂，所述高硬度颗粒材料的粒径为180目，本实施例中，按重同等重量份将河砂替换为山砂、湖砂、海砂、石英砂、金刚砂中的一种，或替换为河砂与山砂、湖砂、海砂、石英砂、金刚砂的混合物，均能实现本发明的目的。
本实施例中，所述乳胶漆乳液为苯丙乳胶漆，本实施例中，按照同等重量份将苯丙乳胶漆替换为乙丙乳胶漆、纯丙烯酸乳胶漆、聚醋酸乙烯乳胶漆、叔碳漆中的一种，均能实现本发明的目的。
采用本实施例的自清洁复合型空气净化涂料涂刷涂层，将乳胶漆乳液和高硬度材料充分搅拌、混合均匀后涂刷在基材上作为底层，涂刷层厚度为0.3mm，底层在室温干透后再喷涂面层，喷涂后需在室温下放置16h，使溶剂挥发，涂层固化。其中，面层由疏水性材料和光催化材料混合后超声分散，再磁力搅拌，所述的超声分散是指将混合悬浮液在超声分散仪中分散55min，磁力搅拌是在磁力搅拌器上搅拌7h。
实施例五
本实施例的自清洁复合型空气净化涂料，所述涂料原料按重量份包括以下组分：乳胶漆乳液16份、光催化材料4份、疏水材料1份、高硬度颗粒材料4份；所述光催化材料为g-C3N4，所述疏水材料包括纳米SiO2、硅酮胶、聚硅氧烷和溶剂的混合物。
所述g-C3N4的制备方法包括以下步骤：将质量比为1:9将三聚氰胺充分溶解于去离子水中通过超声分散50min、磁力搅拌50min使其重结晶后烘干，然后将烘干后的三聚氰胺放入氧化铝坩埚中密封，以5℃/min的速率升温至590℃煅烧1h，待自然冷却至室温后研磨成粉末，最后用蒸馏水和无水乙醇清洗后干燥，干燥温度不高于60℃，干燥时间为14h，制得g-C3N4。
本实施例中，所述溶剂为乙酸乙酯，本实施例中，按照同等重量份将乙酸乙酯替换为丙酮、甲苯、四氢呋喃、无水乙醇中的一种，或替换为乙酸乙酯与丙酮、甲苯、四氢呋喃、无水乙醇中的混合物，均能实现本发明的目的。
本实施例中，所述高硬度颗粒材料为石英砂，所述高硬度颗粒材料的粒径为120目，本实施例中，按重同等重量份将石英砂替换为山砂、湖砂、河砂、海砂、金刚砂中的一种，或替换为石英砂与山砂、湖砂、河砂、海砂、金刚砂的混合物，均能实现本发明的目的。
本实施例中，所述乳胶漆乳液为叔碳漆，本实施例中，按照同等重量份将叔碳漆替换为乙丙乳胶漆、纯丙烯酸乳胶漆、苯丙乳胶漆、聚醋酸乙烯乳胶漆中的一种，均能实现本发明的目的。
采用本实施例的自清洁复合型空气净化涂料涂刷涂层，将乳胶漆乳液和高硬度材料充分搅拌、混合均匀后涂刷在基材上作为底层，涂刷层厚度为0.4mm，底层在室温干透后再喷涂面层，喷涂后需在室温下放置22h，使溶剂挥发，涂层固化。其中，面层由疏水性材料和光催化材料混合后超声分散，再磁力搅拌，所述的超声分散是指将混合悬浮液在超声分散仪中分散45min，磁力搅拌是在磁力搅拌器上搅拌7h。
实施例六
本实施例的自清洁复合型空气净化涂料，所述涂料原料按重量份包括以下组分：乳胶漆乳液16份、光催化材料5份、疏水材料1.2份、高硬度颗粒材料3.5份；所述光催化材料为g-C3N4，所述疏水材料包括纳米SiO2、硅酮胶、聚硅氧烷和溶剂的混合物。
所述g-C3N4的制备方法包括以下步骤：将质量比为1:9将三聚氰胺充分溶解于去离子水中通过超声分散45min、磁力搅拌45min使其重结晶后烘干，然后将烘干后的三聚氰胺放入氧化铝坩埚中密封，以5℃/min的速率升温至550℃煅烧2h，待自然冷却至室温后研磨成粉末，最后用蒸馏水和无水乙醇清洗后干燥，干燥温度不高于60℃，干燥时间为12h，制得g-C3N4。
本实施例中，所述溶剂为无水乙醇，本实施例中，按照同等重量份将无水乙醇替换为丙酮、甲苯、四氢呋喃、乙酸乙酯中的一种，或替换为无水乙醇与丙酮、甲苯、四氢呋喃、乙酸乙酯中的混合物，均能实现本发明的目的。
本实施例中，所述高硬度颗粒材料为金刚砂，所述高硬度颗粒材料的粒径为150目，本实施例中，按重同等重量份将金刚砂替换为山砂、湖砂、河砂、石英砂、海砂中的一种，或替换为金刚砂与山砂、湖砂、河砂、石英砂、海砂的混合物，均能实现本发明的目的。
本实施例中，所述乳胶漆乳液为聚醋酸乙烯乳胶漆，本实施例中，按照同等重量份将聚醋酸乙烯乳胶漆替换为乙丙乳胶漆、纯丙烯酸乳胶漆、苯丙乳胶漆、叔碳漆中的一种，均能实现本发明的目的。
采用本实施例的自清洁复合型空气净化涂料涂刷涂层，将乳胶漆乳液和高硬度材料充分搅拌、混合均匀后涂刷在基材上作为底层，涂刷层厚度为0.5mm，底层在室温干透后再喷涂面层，喷涂后需在室温下放置20h，使溶剂挥发，涂层固化。其中，面层由疏水性材料和光催化材料混合后超声分散，再磁力搅拌，所述的超声分散是指将混合悬浮液在超声分散仪中分散50min，磁力搅拌是在磁力搅拌器上搅拌6h。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种自清洁复合型空气净化涂层，其特征在于：包括按先后涂覆分别形成的位于基底上的底层和位于底层上的面层，所述底层材料由乳胶漆乳液和高硬度颗粒材料混合而成，所述面层材料为疏水性材料和光催化材料经常超声分散和复合而成；所述涂层的涂料原料按重量份包括以下组分：乳胶漆乳液12-18份、光催化材料 4-6份、疏水材料 0.6-1.4份、高硬度颗粒材料 1.5-5份；所述光催化材料为g-C3N4；所述疏水材料包括纳米SiO2、硅酮胶、聚硅氧烷和溶剂的混合物，所述纳米SiO2为疏水型；所述溶剂为无水乙醇、丙酮、甲苯、四氢呋喃、乙酸乙酯中的一种或两种以上混合物；所述高硬度颗粒材料为海砂、山砂、湖砂、河砂、石英砂、金刚砂中的一种或两种以上混合物，所述高硬度颗粒材料的粒径为100-200目；高硬度颗粒与乳胶漆平面存在的高度差形成了凹凸的粗糙结构以增加了涂层的表面积和硬度，SiO2粒子吸附在g-C3N4颗粒表面形成微米-纳米多层次结构，然后在乳胶漆乳液的粘结作用下一同附着在高硬度颗粒上，从而形成毫米-微米-纳米多层次结构。
2.根据权利要求1所述的自清洁复合型空气净化涂层，其特征在于：所述g-C3N4的制备方法包括以下步骤：将三聚氰胺充分溶解于去离子水中通过超声分散、磁力搅拌使其重结晶后烘干，然后将烘干后的三聚氰胺放入氧化铝坩埚中密封并高温煅烧，待自然冷却至室温后研磨成粉末，最后用蒸馏水和无水乙醇清洗后干燥，制得g-C3N4。
3.根据权利要求2所述的自清洁复合型空气净化涂层，其特征在于：超声分散和磁力搅拌时间均为30 min-60 min；煅烧温度为500-600℃，煅烧时间为1-3h；清洗后的干燥温度不高于60℃，干燥时间为10-14 h。
4.根据权利要求3所述的自清洁复合型空气净化涂层，其特征在于：三聚氰胺与去离子水的质量比为1: 9。
5.根据权利要求1所述的自清洁复合型空气净化涂层，其特征在于：所述乳胶漆乳液为聚醋酸乙烯乳胶漆、纯丙烯酸乳胶漆、苯丙乳胶漆、叔碳漆中的一种。
6.根据权利要求1所述的具有自清洁复合型空气净化涂层，其特征在于：所述底层为涂刷层，所述涂刷层的厚度为0.1-0.5 mm，所述面层为喷涂层。
7.根据权利要求6所述的具有自清洁复合型空气净化涂层，其特征在于：在底层室温干透后再喷涂面层，喷涂后在室温下放置12-24 h至溶剂挥发和涂层固化。
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