CN116496688A - 一种水性光催化尾气涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水性光催化尾气涂料，按照重量份数计算包括：水性聚氨酯乳液80‑85份；氨水0.1‑0.5份；色浆0‑1.5份；光催化剂纳米浆料25‑30份；消泡剂0.1‑0.5份；分散剂0‑1.0份；增稠剂0.2‑0.6份；流平剂0.5‑2.0份；二丙二醇甲醚2‑5份；本发明与现有技术相比，本水性光催化尾气涂料通过光催化剂纳米浆料来具有优异的光催化性能，氧化还原能力强，并且具有释放负离子的功效，可有效净化空气，且可以最大可能反射热辐射和增加光催化效率。

Description

一种水性光催化尾气涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种水性光催化尾气涂料及其制备方法。
背景技术
随着城市化进程的加速，城市道路交通建设不断完善。然而，在城市化建设过程中也出现一系列的城市生态环境问题，其中城市热岛效应成为最明显的城市生态环境问题之一。目前，对于如何缓解城市热岛效应已经进行了广泛、大量的研究。近些年，降温材料的研发也得到了越来越多的重视。太阳热反射涂层最早是西方科技发达国家研制成功的，20世纪70年代后期，日本、西欧及美国等一些发达的国家相继研制出能够有效反射太阳光辐射的热反射材料，进而推动了太阳热反射涂料行业的进步与发展。我国对太阳热反射涂层的研究是从90年代开始，大多数研究都是对太阳热反射涂料的组成材料进行优化。
降温涂层主要以聚氨酯、环氧、丙烯酸等为胶粘剂，以三氧化二铁、二氧化锰和二氧化钛等无机材料作为消光材料填充其中。丙烯酸类胶粘剂耐酸、耐水和粘接性好，但反应单体残留难以控制，通常都会有一些单体残留，单体残留不仅影响使用性能而且污染环境，并且抗压强度较差，属于脆硬型；环氧涂料通常需要使用稀释剂和固化剂，常用稀释剂有烃类、芳香烃类和酯类等，固化剂如有机酸、脂肪胺等，成膜后虽然强度大，但韧性较差，所以一般使用2-3年便有大面积脱落情况。聚氨酯类涂料弹塑性好，常用于学校操场跑到、城市健身步道，常用甲基乙基酮、N-甲级吡咯烷酮等作为溶剂，因此在使用时需要经过长时间溶剂挥发，达到标准后方可使用。
由于聚氨酯、环氧、丙烯酸类降温涂料需要使用大量N-甲级吡咯烷酮、二甲苯等溶剂，涂料在固化和成膜过程中向空气中散发的挥发性有机化合物(VOC)是重要的环境污染物之一，对人体健康和环境构成了严重的污染和威胁。
为了解决上述问题，申请号为201910198518.3的专利申请文件公开了一种水性聚氨酯降温涂料，包括的组分及其重量份数比为：水性聚氨酯乳液90-95份，氨水0.1-0.5份，色浆0-2份，分散剂0.1-0.5份，降温反射填料4-6份，消泡剂0.5-0.8份，增稠剂0.2-0.4份，流平剂0.5-1.5份，二丙二醇甲醚5-10份。
上述水性聚氨酯降温涂料安全环保，更加符合现代人的需求，但是仅能够缓解热岛效应，而不能针对由城市尾气排放和热岛效应共同作用下所伴随的气候污染进行有效缓解。
发明内容
针对现有技术中所存在的不足，本发明的目的在于提供一种水性光催化尾气涂料，以解决现有技术中，不能针对由城市尾气排放和热岛效应共同作用下所伴随的气候污染进行有效缓解的问题。
为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种水性光催化尾气涂料，按照重量份数计算包括：
水性聚氨酯乳液 80-85份；
氨水 0.1-0.5份；
色浆 0-1.5份；
光催化剂纳米浆料 25-30份；
消泡剂 0.1-0.5份；
分散剂 0-1.0份；
增稠剂 0.2-0.6份；
流平剂 0.5-2.0份；
二丙二醇甲醚 2-5份。
进一步，所述光催化剂纳米浆料按照重量份数计算包括：
锐钛矿型TiO2纳米粉体 10-15份；
金红石型TiO2纳米粉体 10-15份；
负离子粉体 5-15份；
硅藻土 10-15份；
分散剂 0.8-1.5份；
去离子水 10-20份。
进一步，所述水性聚氨酯乳液按照重量份数计算包括：
二月桂酸二丁基锡 0.1-0.2份；
聚乙二醇 5-9份；
聚己二酸-1,4-丁二醇酯 5-8份；
2,2-二羟甲基丙酸 1.3-2份；
异佛尔酮二异氰酸酯 10-15份；
季戊四醇 0.5-0.85份；
甲基乙基酮2-6份；
1,4-丁二醇 1.5-2份；
三乙胺 0.8-1.2份；
γ-氨丙基三乙氧基硅烷 1.2-1.8份；
水 55-60份。
进一步，所述消泡剂包括TP-39消泡剂和NXZ消泡剂。
进一步，所述增稠剂包括羟乙基纤维素醚。
进一步，所述分散剂包括月桂基硫酸钠和月桂酸。
进一步，所述光催化剂纳米浆料的制备方法包括以下步骤：
混合去离子水与分散剂搅拌均匀，后缓慢加入锐钛矿型TiO2纳米粉体、金红石型TiO2纳米粉体、负离子粉体以及硅藻土并搅拌分散均匀；
再经过研磨后静置来制得。
进一步，所述水性聚氨酯乳液的制备方法包括以下步骤：
对2,2-二羟甲基丙酸、季戊四醇减压除水；
将聚乙二醇、二月桂酸二丁基锡和聚己二酸-1,4-丁二醇酯减压干燥后降温，后加入减压除水后的2,2-二羟甲基丙酸和季戊四醇以及异佛尔酮二异氰酸酯反应；
再加入1,4-丁二醇继续反应，直至NCO含量降至理论值；
后加入甲基乙基酮再降温，然后加入三乙胺中和搅拌；
最后加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷反应，反应结束后加水进行剪切乳化。
本发明还采用了如下的技术方案：一种水性光催化尾气涂料的制备方法，包括以下步骤：
在水性聚氨酯乳液中加入分散剂、部分消泡剂，后加入氨水混合搅拌均匀；
再分批加入混合好的光催化剂纳米浆料和色浆后混合搅拌均匀；
然后加入剩余的消泡剂、增稠剂以及流平剂混合搅拌均匀；
最后加入二丙二醇甲醚混合搅拌均匀并密封储存一段时间。
进一步，所述消泡剂在第一加入的量和第二加入的量以重量比例计算为1:2.5-8。
相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、本水性光催化尾气涂料使用水性聚氨酯作为胶粘剂，其粘附性强、不易脱落且耐磨，防止因光催化剂脱落而降低尾气净化效果，对自然光也具有良好的透过能力；
2、本水性光催化尾气涂料不仅对有害气体具有较强的吸附性，对汽车尾气也具有良好的吸附能力，延长尾气催化处理时间，增强处理效果；
3、本水性光催化尾气涂料通过光催化剂纳米浆料来具有优异的光催化性能，氧化还原能力强，并且具有释放负离子的功效，可有效净化空气，且可以最大可能反射热辐射和增加光催化效率；
4、本水性光催化尾气涂料中通过光催化剂纳米浆料的加入在未降低消泡能力的情况下减小消泡剂的用量；
5、本水性光催化尾气涂料的制备方法能够使水性聚氨酯乳液、分散剂、消泡剂、氨水、光催化剂纳米浆料、色浆、增稠剂、流平剂以及二丙二醇甲醚进行充分的融合，来得到质地均匀的水性光催化尾气涂料。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
实施例1
一、光催化剂纳米浆料的制备
1、按照重量份数计算，称量10份锐钛矿型TiO2纳米粉体、10份金红石型TiO2纳米粉体、5份负离子粉体、10份硅藻土、0.8份月桂基硫酸钠以及10份去离子水；
2、将去离子水加入反应釜中，后加入月桂基硫酸钠，在500r/min的转速下搅拌20min，再缓慢加入锐钛矿型TiO2纳米粉体、金红石型TiO2纳米粉体、负离子粉体以及硅藻土，并在3000r/min的转速下高速分散30min；
3、完成分散后转入研磨机中，研磨机以4000r/min的转速研磨120min，静置24小时后完成制备。
二、水性聚氨酯乳液的制备
1、按照重量份数计算，称量0.1份二月桂酸二丁基锡、5份聚乙二醇、5份聚己二酸-1,4-丁二醇酯、1.3份2,2-二羟甲基丙酸、10份异佛尔酮二异氰酸酯、0.5份季戊四醇、2份甲基乙基酮、1.5份1,4-丁二醇、0.8份三乙胺、1.2份γ-氨丙基三乙氧基硅烷以及55份水；
2、对2,2-二羟甲基丙酸、季戊四醇在80℃下减压除水2小时；
3、将聚乙二醇、二月桂酸二丁基锡和聚己二酸-1,4-丁二醇酯在120℃下减压干燥2小时后降温至85℃，加入2,2-二羟甲基丙酸、季戊四醇和异佛尔酮二异氰酸酯反应2小时；
4、控制体系温度在85℃，加入1,4-丁二醇继续反应，反应期间检测NCO(异氰酸酯基)含量。
5、当NCO含量降到理论值后，加入甲基乙基酮降低粘度，然后降低温度至40℃，加入三乙胺中和，搅拌5分钟；
6、加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在40℃温度下反应1.5h；
7、反应结束后，在高速剪切机剪切作用下加水进行乳化。
三、水性光催化尾气涂料的制备
1、按照重量份数计算，称量制备的水性聚氨酯乳液80份、光催化剂纳米浆料25份以及0.1份氨水、0.1份色浆、0.05份TP-39消泡剂、0.05份NXZ消泡剂、0.05份月桂基硫酸钠、0.05份月桂酸、0.2份羟乙基纤维素醚、0.5份聚醚聚酯改性有机硅氧烷以及2份二丙二醇甲醚；
2、向反应釜中依次投入水性聚氨酯乳液、月桂基硫酸钠、月桂酸以及0.01份的TP-39消泡剂，再加入氨水，调节pH值为7-8，并在400r/min的转速下搅拌20min；
3、将转速提升至600r/min，后将混合后的光催化剂纳米浆料和色浆均分3次加入，后搅拌20min；
4、加入剩余的TP-39消泡剂以及NXZ消泡剂、羟乙基纤维素醚、聚醚聚酯改性有机硅氧烷，再搅拌20min；
5、最后加入二丙二醇甲醚，继续搅拌20min；
6、搅拌结束后密封储存，静置24h后即可使用。
实施例2
一、光催化剂纳米浆料的制备
1、按照重量份数计算，称量15份锐钛矿型TiO2纳米粉体、15份金红石型TiO2纳米粉体、15份负离子粉体、15份硅藻土、1.5份月桂基硫酸钠以及20份去离子水；
2、将去离子水加入反应釜中，后加入月桂基硫酸钠，在550r/min的转速下搅拌30min，再缓慢加入锐钛矿型TiO2纳米粉体、金红石型TiO2纳米粉体、负离子粉体以及硅藻土，并在3500r/min的转速下高速分散40min；
3、完成分散后转入研磨机中，研磨机以4500r/min的转速研磨140min，静置28小时后完成制备。
二、水性聚氨酯乳液的制备
1、按照重量份数计算，称量0.2份二月桂酸二丁基锡、9份聚乙二醇、8份聚己二酸-1,4-丁二醇酯、2份2,2-二羟甲基丙酸、15份异佛尔酮二异氰酸酯、0.85份季戊四醇、6份甲基乙基酮、2份1,4-丁二醇、1.2份三乙胺、1.8份γ-氨丙基三乙氧基硅烷以及60份水；
2、对2,2-二羟甲基丙酸、季戊四醇在85℃下减压除水1.8小时；
3、将聚乙二醇、二月桂酸二丁基锡和聚己二酸-1,4-丁二醇酯在130℃下减压干燥1.8小时后降温至90℃，加入2,2-二羟甲基丙酸、季戊四醇和异佛尔酮二异氰酸酯反应2.5小时；
4、控制体系温度在90℃，加入1,4-丁二醇继续反应，反应期间检测NCO(异氰酸酯基)含量。
5、当NCO含量降到理论值后，加入甲基乙基酮降低粘度，然后降低温度至40℃，加入三乙胺中和，搅拌10分钟；
6、加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在45℃温度下反应1.2h；
7、反应结束后，在高速剪切机剪切作用下加水进行乳化。
三、水性光催化尾气涂料的制备
1、按照重量份数计算，称量制备的水性聚氨酯乳液85份、光催化剂纳米浆料30份以及0.5份氨水、1.5份色浆、0.25份TP-39消泡剂、0.25份NXZ消泡剂、0.5份月桂基硫酸钠、0.5份月桂酸、0.6份羟乙基纤维素醚、2份聚醚聚酯改性有机硅氧烷以及5份二丙二醇甲醚；
2、向反应釜中依次投入水性聚氨酯乳液、月桂基硫酸钠、月桂酸以及0.15份的TP-39消泡剂，再加入氨水，调节pH值为7-8，并在450r/min的转速下搅拌30min；
3、将转速提升至650r/min，后将混合后的光催化剂纳米浆料和色浆均分5次加入，后搅拌30min；
4、加入剩余的TP-39消泡剂以及NXZ消泡剂、羟乙基纤维素醚、聚醚聚酯改性有机硅氧烷，再搅拌30min；
5、最后加入二丙二醇甲醚，继续搅拌30min；
6、搅拌结束后密封储存，静置26h后即可使用。
实施例3
一、光催化剂纳米浆料的制备
1、按照重量份数计算，称量12份锐钛矿型TiO2纳米粉体、13份金红石型TiO2纳米粉体、10份负离子粉体、12份硅藻土、1.1份月桂基硫酸钠以及15份去离子水；
2、将去离子水加入反应釜中，后加入月桂基硫酸钠，在520r/min的转速下搅拌25min，再缓慢加入锐钛矿型TiO2纳米粉体、金红石型TiO2纳米粉体、负离子粉体以及硅藻土，并在3200r/min的转速下高速分散35min；
3、完成分散后转入研磨机中，研磨机以4300r/min的转速研磨130min，静置26小时后完成制备。
二、水性聚氨酯乳液的制备
1、按照重量份数计算，称量0.15份二月桂酸二丁基锡、7份聚乙二醇、6份聚己二酸-1,4-丁二醇酯、1.6份2,2-二羟甲基丙酸、12份异佛尔酮二异氰酸酯、0.65份季戊四醇、4份甲基乙基酮、1.8份1,4-丁二醇、1份三乙胺、1.5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷以及58份水；
2、对2,2-二羟甲基丙酸、季戊四醇在82℃下减压除水1.6小时；
3、将聚乙二醇、二月桂酸二丁基锡和聚己二酸-1,4-丁二醇酯在125℃下减压干燥2小时后降温至88℃，加入2,2-二羟甲基丙酸、季戊四醇和异佛尔酮二异氰酸酯反应2.2小时；
4、控制体系温度在88℃，加入1,4-丁二醇继续反应，反应期间检测NCO(异氰酸酯基)含量。
5、当NCO含量降到理论值后，加入甲基乙基酮降低粘度，然后降低温度至40℃，加入三乙胺中和，搅拌8分钟；
6、加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在42℃温度下反应1.3h；
7、反应结束后，在高速剪切机剪切作用下加水进行乳化。
三、水性光催化尾气涂料的制备
1、按照重量份数计算，称量制备的水性聚氨酯乳液82份、光催化剂纳米浆料28份以及0.2份氨水、1份色浆、0.1份TP-39消泡剂、0.25份NXZ消泡剂、0.25份月桂基硫酸钠、0.25份月桂酸、0.4份羟乙基纤维素醚、1份聚醚聚酯改性有机硅氧烷以及3份二丙二醇甲醚；
2、向反应釜中依次投入水性聚氨酯乳液、月桂基硫酸钠、月桂酸以及TP-39消泡剂，再加入氨水，调节pH值为7-8，并在420r/min的转速下搅拌28min；
3、将转速提升至620r/min，后将混合后的光催化剂纳米浆料和色浆均分4次加入，后搅拌28min；
4、加入NXZ消泡剂、羟乙基纤维素醚、聚醚聚酯改性有机硅氧烷，再搅拌28min；
5、最后加入二丙二醇甲醚，继续搅拌28min；
6、搅拌结束后密封储存，静置25h后即可使用。
对比例1
一、水性聚氨酯乳液的制备
1、按照重量份数计算，称量0.15份二月桂酸二丁基锡、7份聚乙二醇、6份聚己二酸-1,4-丁二醇酯、1.6份2,2-二羟甲基丙酸、12份异佛尔酮二异氰酸酯、0.65份季戊四醇、4份甲基乙基酮、1.8份1,4-丁二醇、1份三乙胺、1.5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷以及58份水；
2、对2,2-二羟甲基丙酸、季戊四醇在82℃下减压除水1.6小时；
3、将聚乙二醇、二月桂酸二丁基锡和聚己二酸-1,4-丁二醇酯在125℃下减压干燥2小时后降温至88℃，加入2,2-二羟甲基丙酸、季戊四醇和异佛尔酮二异氰酸酯反应2.2小时；
4、控制体系温度在88℃，加入1,4-丁二醇继续反应，反应期间检测NCO(异氰酸酯基)含量。
5、当NCO含量降到理论值后，加入甲基乙基酮降低粘度，然后降低温度至40℃，加入三乙胺中和，搅拌8分钟；
6、加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在42℃温度下反应1.3h；
7、反应结束后，在高速剪切机剪切作用下加水进行乳化。
二、水性光催化尾气涂料的制备
1、按照重量份数计算，称量制备的水性聚氨酯乳液82份以及0.2份氨水、1份色浆、0.1份TP-39消泡剂、0.25份NXZ消泡剂、0.25份月桂基硫酸钠、0.25份月桂酸、0.4份羟乙基纤维素醚、1份聚醚聚酯改性有机硅氧烷以及3份二丙二醇甲醚；
2、向反应釜中依次投入水性聚氨酯乳液、月桂基硫酸钠、月桂酸以及TP-39消泡剂，再加入氨水，调节pH值为7-8，并在420r/min的转速下搅拌28min；
3、将转速提升至620r/min，后将混合后的光催化剂纳米浆料和色浆均分4次加入，后搅拌28min；
4、加入NXZ消泡剂、羟乙基纤维素醚、聚醚聚酯改性有机硅氧烷，再搅拌28min；
5、最后加入二丙二醇甲醚，继续搅拌28min；
6、搅拌结束后密封储存，静置25h后即可使用。
对比例2
一、光催化剂纳米浆料的制备
1、按照重量份数计算，称量12份锐钛矿型TiO2纳米粉体、10份负离子粉体、12份硅藻土、1.1份月桂基硫酸钠以及15份去离子水；
2、将去离子水加入反应釜中，后加入月桂基硫酸钠，在520r/min的转速下搅拌25min，再缓慢加入锐钛矿型TiO2纳米粉体、负离子粉体以及硅藻土，并在3200r/min的转速下高速分散35min；
3、完成分散后转入研磨机中，研磨机以4300r/min的转速研磨130min，静置26小时后完成制备。
二、水性聚氨酯乳液的制备
1、按照重量份数计算，称量0.15份二月桂酸二丁基锡、7份聚乙二醇、6份聚己二酸-1,4-丁二醇酯、1.6份2,2-二羟甲基丙酸、12份异佛尔酮二异氰酸酯、0.65份季戊四醇、4份甲基乙基酮、1.8份1,4-丁二醇、1份三乙胺、1.5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷以及58份水；
2、对2,2-二羟甲基丙酸、季戊四醇在82℃下减压除水1.6小时；
3、将聚乙二醇、二月桂酸二丁基锡和聚己二酸-1,4-丁二醇酯在125℃下减压干燥2小时后降温至88℃，加入2,2-二羟甲基丙酸、季戊四醇和异佛尔酮二异氰酸酯反应2.2小时；
4、控制体系温度在88℃，加入1,4-丁二醇继续反应，反应期间检测NCO(异氰酸酯基)含量。
5、当NCO含量降到理论值后，加入甲基乙基酮降低粘度，然后降低温度至40℃，加入三乙胺中和，搅拌8分钟；
6、加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在42℃温度下反应1.3h；
7、反应结束后，在高速剪切机剪切作用下加水进行乳化。
三、水性光催化尾气涂料的制备
1、按照重量份数计算，称量制备的水性聚氨酯乳液82份、光催化剂纳米浆料28份以及0.2份氨水、1份色浆、0.1份TP-39消泡剂、0.25份NXZ消泡剂、0.25份月桂基硫酸钠、0.25份月桂酸、0.4份羟乙基纤维素醚、1份聚醚聚酯改性有机硅氧烷以及3份二丙二醇甲醚；
2、向反应釜中依次投入水性聚氨酯乳液、月桂基硫酸钠、月桂酸以及TP-39消泡剂，再加入氨水，调节pH值为7-8，并在420r/min的转速下搅拌28min；
3、将转速提升至620r/min，后将混合后的光催化剂纳米浆料和色浆均分4次加入，后搅拌28min；
4、加入NXZ消泡剂、羟乙基纤维素醚、聚醚聚酯改性有机硅氧烷，再搅拌28min；
5、最后加入二丙二醇甲醚，继续搅拌28min；
6、搅拌结束后密封储存，静置25h后即可使用。
对比例3
一、光催化剂纳米浆料的制备
1、按照重量份数计算，称量13份金红石型TiO2纳米粉体、10份负离子粉体、12份硅藻土、1.1份月桂基硫酸钠以及15份去离子水；
2、将去离子水加入反应釜中，后加入月桂基硫酸钠，在520r/min的转速下搅拌25min，再缓慢加入金红石型TiO2纳米粉体、负离子粉体以及硅藻土，并在3200r/min的转速下高速分散35min；
3、完成分散后转入研磨机中，研磨机以4300r/min的转速研磨130min，静置26小时后完成制备。
二、水性聚氨酯乳液的制备
1、按照重量份数计算，称量0.15份二月桂酸二丁基锡、7份聚乙二醇、6份聚己二酸-1,4-丁二醇酯、1.6份2,2-二羟甲基丙酸、12份异佛尔酮二异氰酸酯、0.65份季戊四醇、4份甲基乙基酮、1.8份1,4-丁二醇、1份三乙胺、1.5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷以及58份水；
2、对2,2-二羟甲基丙酸、季戊四醇在82℃下减压除水1.6小时；
3、将聚乙二醇、二月桂酸二丁基锡和聚己二酸-1,4-丁二醇酯在125℃下减压干燥2小时后降温至88℃，加入2,2-二羟甲基丙酸、季戊四醇和异佛尔酮二异氰酸酯反应2.2小时；
4、控制体系温度在88℃，加入1,4-丁二醇继续反应，反应期间检测NCO(异氰酸酯基)含量。
5、当NCO含量降到理论值后，加入甲基乙基酮降低粘度，然后降低温度至40℃，加入三乙胺中和，搅拌8分钟；
6、加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在42℃温度下反应1.3h；
7、反应结束后，在高速剪切机剪切作用下加水进行乳化。
三、水性光催化尾气涂料的制备
1、按照重量份数计算，称量制备的水性聚氨酯乳液82份、光催化剂纳米浆料28份以及0.2份氨水、1份色浆、0.1份TP-39消泡剂、0.25份NXZ消泡剂、0.25份月桂基硫酸钠、0.25份月桂酸、0.4份羟乙基纤维素醚、1份聚醚聚酯改性有机硅氧烷以及3份二丙二醇甲醚；
2、向反应釜中依次投入水性聚氨酯乳液、月桂基硫酸钠、月桂酸以及TP-39消泡剂，再加入氨水，调节pH值为7-8，并在420r/min的转速下搅拌28min；
3、将转速提升至620r/min，后将混合后的光催化剂纳米浆料和色浆均分4次加入，后搅拌28min；
4、加入NXZ消泡剂、羟乙基纤维素醚、聚醚聚酯改性有机硅氧烷，再搅拌28min；
5、最后加入二丙二醇甲醚，继续搅拌28min；
6、搅拌结束后密封储存，静置25h后即可使用。
对比例4
一、光催化剂纳米浆料的制备
1、按照重量份数计算，称量12份锐钛矿型TiO2纳米粉体、13份金红石型TiO2纳米粉体、10份负离子粉体、1.1份月桂基硫酸钠以及15份去离子水；
2、将去离子水加入反应釜中，后加入月桂基硫酸钠，在520r/min的转速下搅拌25min，再缓慢加入锐钛矿型TiO2纳米粉体、金红石型TiO2纳米粉体以及负离子粉体，并在3200r/min的转速下高速分散35min；
3、完成分散后转入研磨机中，研磨机以4300r/min的转速研磨130min，静置26小时后完成制备。
二、水性聚氨酯乳液的制备
1、按照重量份数计算，称量0.15份二月桂酸二丁基锡、7份聚乙二醇、6份聚己二酸-1,4-丁二醇酯、1.6份2,2-二羟甲基丙酸、12份异佛尔酮二异氰酸酯、0.65份季戊四醇、4份甲基乙基酮、1.8份1,4-丁二醇、1份三乙胺、1.5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷以及58份水；
2、对2,2-二羟甲基丙酸、季戊四醇在82℃下减压除水1.6小时；
3、将聚乙二醇、二月桂酸二丁基锡和聚己二酸-1,4-丁二醇酯在125℃下减压干燥2小时后降温至88℃，加入2,2-二羟甲基丙酸、季戊四醇和异佛尔酮二异氰酸酯反应2.2小时；
4、控制体系温度在88℃，加入1,4-丁二醇继续反应，反应期间检测NCO(异氰酸酯基)含量。
5、当NCO含量降到理论值后，加入甲基乙基酮降低粘度，然后降低温度至40℃，加入三乙胺中和，搅拌8分钟；
6、加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在42℃温度下反应1.3h；
7、反应结束后，在高速剪切机剪切作用下加水进行乳化。
三、水性光催化尾气涂料的制备
1、按照重量份数计算，称量制备的水性聚氨酯乳液82份、光催化剂纳米浆料28份以及0.2份氨水、1份色浆、0.1份TP-39消泡剂、0.25份NXZ消泡剂、0.25份月桂基硫酸钠、0.25份月桂酸、0.4份羟乙基纤维素醚、1份聚醚聚酯改性有机硅氧烷以及3份二丙二醇甲醚；
2、向反应釜中依次投入水性聚氨酯乳液、月桂基硫酸钠、月桂酸以及TP-39消泡剂，再加入氨水，调节pH值为7-8，并在420r/min的转速下搅拌28min；
3、将转速提升至620r/min，后将混合后的光催化剂纳米浆料和色浆均分4次加入，后搅拌28min；
4、加入NXZ消泡剂、羟乙基纤维素醚、聚醚聚酯改性有机硅氧烷，再搅拌28min；
5、最后加入二丙二醇甲醚，继续搅拌28min；
6、搅拌结束后密封储存，静置25h后即可使用。
在使用检测时：
将实施例1-3制备的水性光催化尾气涂料以滚涂或喷涂的方式涂抹在不同的工件表面，计为试样1、试样2以及试样3，待表面的水分挥发，形成强度固化即可使用；可以在50-60℃温度下干燥4-5h。
后对试样1、试样2以及试样3进行性能测试，其测试结果如表1所示：
检测项目 检测方法 检测结果
耐水性 将试样1、试样2或试样3置于20±2℃水中24h 未见异常
耐碱性 将试样1、试样2或试样3置于pH＝12-13的碱溶液中24h 未见异常
高温稳定性 热重分析 分解温度>260℃
低温稳定性 将试样1、试样2或试样3置于-20至-15℃环境中24h 未见异常
表1
再对实施例1-3以及对比例1-3制备的水性光催化尾气涂料以滚涂或喷涂的方式涂抹在不同的混凝土试件上，即为试样4、试样5、试样6、试样7、试样8以及试样9并分别进行降温性能测试，并取未喷涂涂料的混凝土试件作为空白试样；使用碘钨灯模拟太阳辐射来对试样4、试样5、试样6、试样7、试样8、试样9以及空白试样进行照射，2h后检测试样4、试样5、试样6、试样7、试样8以及试样9上的温度比空白试样上的温度分别低11℃、15℃、9℃、2℃、4℃和7℃。
将实施例1-3以及对比例1-4制备的涂料分别在密闭空间以及流动空间对汽车尾气进行净化效果实验，经过48小时的模拟测试，结果如表2所示。
密闭空间的净化率(％) 流动空间的净化率(％)
实施例1 92 87
实施例2 95 90
实施例3 93 89
对比例1 52 46
对比例2 80 76
对比例3 74 69
对比例4 72 66
将实施例3与对比例1-4进行对比，可以得出：本发明中制备的水性光催化尾气涂料主要是通过锐钛矿型TiO2纳米粉体、金红石型TiO2纳米粉体以及硅藻土配合来对汽车尾气具有良好的净化效果；因硅藻土具有较强的吸附性能，能够对有害气体进行吸附，延长尾气催化处理时间，从而使锐钛矿型TiO2纳米粉体和金红石型TiO2纳米粉体能够有效的有害气体进行净化。
其中，金红石型TiO2具有很高的热力学稳定性，折射率高达2.76，对太阳光反射能力强，但反射光主要为可见光和红外光。而锐钛矿型TiO2具有较强的光催化降解能力，能催化降解大部分有机污染物和部分无机污染物。光催化效率高，氧化还原能力强，并且具有释放负离子的功效，可有效净化空气。两种TiO2材料相辅相成，合理利用光资源，最大可能反射热辐射和增加光催化效率。根据材料不同对应其最佳反应的波长不同，对两种矿型的TiO2复配，增大其太阳热反射率和利用率，达到全波段覆盖效果。
在制备过程中发现：实施例3比对比例1-3中的消泡能力更好，主要是因锐钛矿型TiO2纳米粉体和金红石型TiO2纳米粉体的添加能够减小涂料在制备过程中泡沫的产生。且本发明中的消泡剂量与背景技术中的涂料中的用量相对较少，也是因为本发明中因锐钛矿型TiO2纳米粉体和金红石型TiO2纳米粉体的添加所带来的附加效果。
本申请中的负离子粉体具体为电气石粉。
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 (10)

1.一种水性光催化尾气涂料，其特征在于，按照重量份数计算包括：
水性聚氨酯乳液 80-85份；
氨水 0.1-0.5份；
色浆 0-1.5份；
光催化剂纳米浆料 25-30份；
消泡剂 0.1-0.5份；
分散剂 0-1.0份；
增稠剂 0.2-0.6份；
流平剂 0.5-2.0份；
二丙二醇甲醚 2-5份。
2.根据权利要求1所述的一种水性光催化尾气涂料，其特征在于：所述光催化剂纳米浆料按照重量份数计算包括：
锐钛矿型TiO2纳米粉体 10-15份；
金红石型TiO2纳米粉体 10-15份；
负离子粉体 5-15份；
硅藻土 10-15份；
分散剂 0.8-1.5份；
去离子水 10-20份。
3.根据权利要求1或2所述的一种水性光催化尾气涂料，其特征在于：所述水性聚氨酯乳液按照重量份数计算包括：
二月桂酸二丁基锡 0.1-0.2份；
聚乙二醇 5-9份；
聚己二酸-1,4-丁二醇酯 5-8份；
2,2-二羟甲基丙酸 1.3-2份；
异佛尔酮二异氰酸酯 10-15份；
季戊四醇 0.5-0.85份；
甲基乙基酮2-6份；
1,4-丁二醇 1.5-2份；
三乙胺 0.8-1.2份；
γ-氨丙基三乙氧基硅烷 1.2-1.8份；
水55-60份。
4.根据权利要求1所述的一种水性光催化尾气涂料，其特征在于：所述消泡剂包括TP-39消泡剂和NXZ消泡剂。
5.根据权利要求1所述的一种水性光催化尾气涂料，其特征在于：所述增稠剂包括羟乙基纤维素醚。
6.根据权利要求1所述的一种水性光催化尾气涂料，其特征在于：所述分散剂包括月桂基硫酸钠和月桂酸。
7.根据权利要求2所述的一种水性光催化尾气涂料，其特征在于：所述光催化剂纳米浆料的制备方法包括以下步骤：
混合去离子水与分散剂搅拌均匀，后缓慢加入锐钛矿型TiO2纳米粉体、金红石型TiO2纳米粉体、负离子粉体以及硅藻土并搅拌分散均匀；
再经过研磨后静置来制得。
8.根据权利要求3所述的一种水性光催化尾气涂料，其特征在于：所述水性聚氨酯乳液的制备方法包括以下步骤：
对2,2-二羟甲基丙酸、季戊四醇减压除水；
将聚乙二醇、二月桂酸二丁基锡和聚己二酸-1,4-丁二醇酯减压干燥后降温，后加入减压除水后的2,2-二羟甲基丙酸和季戊四醇以及异佛尔酮二异氰酸酯反应；
再加入1,4-丁二醇继续反应，直至NCO含量降至理论值；
后加入甲基乙基酮再降温，然后加入三乙胺中和搅拌；
最后加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷反应，反应结束后加水进行剪切乳化。
9.一种水性光催化尾气涂料的制备方法，用于制备权利要求1-6中任一项所述的一种水性光催化尾气涂料，其特征在于，包括以下步骤：
在水性聚氨酯乳液中加入分散剂、部分消泡剂，后加入氨水混合搅拌均匀；
再分批加入混合好的光催化剂纳米浆料和色浆后混合搅拌均匀；
然后加入剩余的消泡剂、增稠剂以及流平剂混合搅拌均匀；
最后加入二丙二醇甲醚混合搅拌均匀并密封储存一段时间。
10.根据权利要求9所述的一种水性光催化尾气涂料的制备方法，其特征在于：所述消泡剂在第一加入的量和第二加入的量以重量比例计算为1:2.5-8。
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