[发明专利]一种防脱落光催化剂涂料及其制备与应用

说明书

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，特别涉及一种防脱落光催化剂涂料的制备方法及应用。

技术背景

光催化技术由于能耗低，氧化能力强，不产生二次污染，在环境治理方面得到广泛关注。 近年来，光催化技术在空气净化及水处理领域已经开始应用，通用做法是将光催化剂配制成 涂料涂覆在相应的器件上。但应用过程中存在一些问题，例如在配制光催化涂料时普遍使用 有机粘结剂，有机粘结剂易被强氧化性的催化剂分解，进而出现光催化剂脱落的现象，尤其 将其用于水处理器件时，会缩短使用寿命；如果在器件上制备光催化膜，则存在光催化剂含 量小，不足以处理污染物的问题。

CN102600821A公开了一种二氧化钛/凹凸棒黏土光催化剂的制备方法及负载光催化剂的 涂料，利用凹凸棒石粘土负载纳米二氧化钛制备光催化剂，并通过涂敷法添加到乳胶漆中制 得净化空气环保涂料。但这种方法中乳胶漆属于有机粘结剂，易与二氧化钛发生氧化还原反 应而失效，造成催化剂的迅速脱落，不仅使得器件失去光催化活性，还会造成粉尘污染；其 次，二氧化钛/凹凸棒黏土的混合光催化剂虽然增加了比表面积，但是同等程度上也减少了二 氧化钛光催化剂的含量。

CN104877503A公开了一种环保型防脱落抗裂外墙乳胶涂料，通过特殊工艺将海泡石、 椰子壳表面进行活化后制成疏松多孔的填料，以纯丙乳液为成膜基料，通过添加聚丙烯纤维， 增强涂膜的抗裂防脱落性。但该方法中通过添加聚丙烯纤维防止涂膜脱落，工艺复杂，成本 高。

发明内容

本发明的目在于提供一种防脱落光催化剂涂料及其制备与应用，以解决现有技术中存在 的涂料易脱落、制备工艺复杂的问题，同时保证光催化剂涂料的光催化性能。

本发明提供的一种防脱落光催化剂涂料，其组分及质量百分含量为：

进一步地，所述的光催化剂质量百分比范围是25％～40％。

进一步地，所述建筑用胶的质量百分比范围是40％～45％。

进一步地，所述的光催化剂是二氧化钛或氧化锌或其它半导体粉末。

进一步地，所述的建筑用胶是聚乙烯醇缩醛胶。

本发明还提供上述防脱落光催化剂涂料的制备方法，包括下述步骤：

(1)将原料配方中的建筑用胶、水和硅溶胶组分按上述质量比例称量后混合均匀；

(2)将光催化剂按上述质量比例加入上述溶液中，搅拌时间不少于5小时，使涂料完全 搅拌均匀并消除气泡即得；

以上步骤均在常温常压下进行。

本发明还包括所述的防脱落光催化剂涂料在水处理、空气净化或抗菌方面的应用。

进一步地，将所述的防脱落光催化剂涂料浸渍、喷涂、刷涂或滚涂在清洗后的载体上常 压阴干再经过热处理后使用。

进一步地，所述的热处理包括将载体放入高温炉中，首先以2℃/min从室温升至100℃, 接着在100℃恒温30min，然后以5℃/min从100℃升温至500℃，在500℃恒温60min后随 炉冷却至室温。

光催化剂作为涂料中光催化反应的活性物质，在可见或紫外光作用下，能够产生具有强 氧化性的活性基团，与空气或水中的污染物反应后生成二氧化碳、水、氧气等无机物；建筑 用胶在涂料中作为有机粘结剂，便于涂料在载体上粘附，且在热处理过程中高温除去，使得 光催化剂裸露在外，直接与空气中的污染物接触，同时避免因光催化剂降解建筑用胶而出现 的脱落现象；硅溶胶作为涂料中的无机粘结剂，进一步增加了涂料在载体上的粘附性，热处 理过程中硅溶胶失水生成微小孔隙增大比表面积提高光催化剂对污染物的吸附量；水作为溶 剂，促进二氧化钛或者其他光催化剂的粉状固体、建筑用胶和硅溶胶的溶解和均匀分散，并 控制涂料的粘度。需要注意的是当涂料粘度较大时，制备过程中须使用大功率的搅拌器进行 搅拌，而涂料的涂覆工艺优选为喷涂、刷涂或滚涂，当涂料的粘度较小时，可以使用一般的 搅拌器进行搅拌，涂料的涂覆工艺可以使用浸渍法。这些组分的组合以各组分的上述百分比 范围，是通过大量试验确定的，上述组合及百分比范围使本发明涂料组合物形成的涂料具有 良好的光催化性能和防脱落性能。