[发明专利]建筑外墙涂料用的自清洁涂膜剂、制备方法及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑外墙涂料用的自清洁涂膜剂、制备方法及使用方法，属于环保节能建材的相关领域。

背景技术

建筑外墙材料主要可以分为三个大类：涂料、面砖或玻璃幕墙。由于城市中空气污染严重，环境中的有害气体或者粉尘很容易对外墙涂料造成侵蚀沾污，涂料被污染后会造成建筑外表面斑驳陆离，严重影响其外在形象，一般只能对其进行清洗或铲除后重新涂刷，这又会大大增加了建筑的使用成本。一些建筑采用面砖或者玻璃幕墙作为外墙材料，也不能免除表面的污染问题，只能定期进行清洗，这不但增加了使用成本，而且清洗过程产生的废液废渣又将造成二次污染。目前，建筑外墙材料的发展趋向于安全环保节能的功能性涂料。这类涂料的成本较高，因而对于涂料的耐沾污和耐候性提出了更高的要求。针对这种状况，国内外的研究机构已经致力于研制各具特色的涂料自清洁产品，但是由于不同涂料性质差异很大并且复杂的气候条件对于产品的性能有直接的影响，因此，研制具有良好的耐沾污性能和耐候性能的自清洁材料仍是一个重要的研究方向。

中国发明专利(专利号：ZL 200410027589.0)公开了一种多功能绿色环保纳米二氧化钛涂料及其制备方法，该方法采用钛白粉、纳米二氧化钛分散液、滑石粉以及乳液基料等原料制得具有自清洁功能的环保涂料。中国发明专利(专利号：ZL 200410043736.3)公开了一种抗辐射自清洁纳米光学防护膜，该方法将钛酸四丁酯、乙醇、冰醋酸和水等混合制得光催化溶胶，将该溶胶涂于清洁基材表面，然后高温煅烧制得具有自清洁性能的防护膜。然而，这些方法还存在一些局限性，比如，加入氧化钛分散液以后对于涂料本身性质有一定的影响，而高温煅烧工艺较为复杂，需要在耐高温的基材表面进行实施。

本发明拟提供了一种新型的外墙自清洁材料，通过喷涂、滚涂或者刷涂的方法在建筑外墙涂料表面进行二次涂覆，在常温下形成自清洁涂层。该材料性能优良，成本低廉、适应面广并且施工方法简易，是一种便于市场推广的环保新技术。

发明内容

本发明提供了用于建筑外墙涂料的常温自清洁涂膜剂、制备及应用方法。所述的自清洁涂膜剂是在纳米氧化钛复合溶胶中加入质量百分数为0.1％～10％的表面活性剂和质量百分数为0.1～5％的一种或几种具有成膜功能的物质。所述的表面活性剂为阴离子型表面活性剂(如烷基苯磺酸盐、烷基硫酸盐和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐等)或非离子型表面活性剂(如烷基酚聚氧乙烯醚、烷基醇酰胺、聚乙二醇和多元醇等)中的一种或几种的混合物，两者混合的质量比为1∶1～3∶1；最后在该体系中再加入质量百分数为0.1％～5％的一种或几种具有成膜功能的混合物，如丙烯酸乳液、弹性乳液、苯丙乳液、硅丙乳液、醋丙乳液、纯丙乳液以及醇酸树脂，所制成的建筑外墙涂料的自清洁功能涂膜剂。采用喷涂、滚涂或者刷涂等方法在建筑外墙涂料表面进行二次涂覆，可在常温下直接形成性能良好的耐沾污、抗紫外线辐照和空气净化性能的多功能涂层。适用的温度范围为-15℃～+40℃。表面活性剂和成膜剂加入量均以纳米氧化钛复合溶胶为基准的。

本发明是这样实施的：使用的原料为纳米氧化钛复合溶胶、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、聚乙二醇-600、二乙醇胺、丙烯酸乳液、弹性乳液、苯丙乳液、硅丙乳液、醋丙乳液、纯丙乳液和醇酸树脂，具体制备流程如下。

(1)首先制备透明均匀的纳米氧化钛复合溶胶，将粒径小于10nm的纳米SiO₂溶胶超声分散于纯水中，采用质量百分含量为36％～38％分析纯盐酸调节pH值至2～3，在剧烈搅拌下缓慢滴加钛酸四正丁酯的乙醇溶液，全部滴加完毕后于60℃下熟化反应24h以上，最终制得纳米氧化钛复合溶胶。其中氧化钛为锐钛矿晶型，颗粒直径小于30nm，固含量为1％～25％。

(2)在上述的纳米氧化钛复合溶胶中加入质量百分数为0.1％～10％的十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、聚乙二醇-600或二乙醇胺中任意两种混合物，强力搅拌后分高速散于pH值为9～11的碱性水溶液，形成透明稳定的分散液。碱性溶液由NaOH调节PH值。

(3)在步骤(2)形成的分散液中加入质量百分数为0.1％～5％的丙烯酸乳液、弹性乳液、苯丙乳液、硅丙乳液、醋丙乳液、纯丙乳液以及醇酸树脂等一种或几种的混合物，搅拌均匀，得到具有自清洁功能的涂膜剂。