[发明专利]一种可见光响应光触媒常温陶瓷涂料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑涂料，属于化工以及涂料领域，特别是一种可见光响应光触媒常温陶瓷涂料及制备方法。

背景技术

如今，室内空气污染引起的健康问题开始受到普遍关注。室内空气污染物主要包括甲醛、苯、甲苯、二甲苯、挥发性有机化合物（VOC）、氨，主要源于室内装修使用的人造板材、乳胶漆、壁纸、胶黏剂等。数据显示，我国各主要城市有超过60%的新装修房屋存在甲醛、VOC、苯污染问题，尤其甲醛超标严重，而甲醛为国际公认的强致癌物，可引起慢性呼吸道疾病、鼻咽癌、结肠癌、脑瘤、新生儿染色体异常、白血病等多种疾病。因此，消除室内空气污染，净化室内空气环境已成为当务之急。

近年来，市场上光触媒涂料大量涌现，通过二氧化钛的催化作用将室内有机污染物降解为二氧化碳和水，从而达到净化室内空气的目的。但现有技术中，室内涂料多为有机涂料，光触媒材料与有机涂料结合的性能有待研究。目前光触媒涂料普遍以有机乳液作为涂料的成膜物质，光触媒材料在可见光催化的作用下对有机溶剂具有分解作用，可能会弱化有机涂料的功能；同时，有机涂料本身会增加室内空气污染，不利于室内空气净化的要求。

因此如何解决光触媒材料自身环保，以及如何增加涂料中黏结剂的稳定性及简化制备工艺和施工工艺，成为目前束缚光触媒涂料应用的主要瓶颈之一。

发明内容

本发明为解决如何解决光触媒材料自身环保，以及如何增加涂料中黏结剂的稳定性及简化制备工艺和施工工艺的技术问题，提供一种可见光响应光触媒常温陶瓷涂料及制备方法。利用由磷酸二氢盐与金属氧化物或金属氢氧化物在水介质中的无机化学反应原理，形成晶体陶瓷结构涂层，在两种成分基础上加入缓凝剂，在施涂时加入一定量的水混合均匀后，能有效的控制其常温固化时间，其作为光触媒的成膜物质，由于自身不含有机成分，不会在光触媒的催化作用下发生分解，产品生产设备及工艺简单，生产成本低，产品无毒无味，安全环保；同时采用金属离子负载二氧化钛，可以实现可见光下高效、持久地净化空气，彻底消除室内甲醛、苯、甲苯、二甲苯、挥发性有机化合物、氨等有害气体。

为实现上述发明目的本发明采用的技术方案是：

一种可见光响应光触媒常温陶瓷涂料组合物，所述涂料组合物与水混合反应制得涂料，关键是：所述涂料组合物中各个组成成分按重量份数计包括：0.01~1份的金属离子负载二氧化钛，0.1~2份的纳米二氧化硅，0.5~5份的硅胶，20~50份的碱性金属氧化物或和金属氢氧化物，20~40份的磷酸二氢盐，2~10份的缓凝剂。

所述金属氧化物包括：氧化镁或/和氧化钙或/和氧化铁或/和氧化铝。

所述金属氢氧化物包括：氢氧化镁或/和氢氧化钙或/和氢氧化钠。

所述磷酸二氢盐包括：磷酸二氢铝或/和磷酸二氢钾或/和磷酸二氢钠。

所述缓凝剂包括：NaCl或/和硼砂。

所述金属离子负载二氧化钛是银离子负载二氧化钛、金离子负载二氧化钛、铂离子负载二氧化钛、钯离子负载二氧化钛、铜离子负载二氧化钛、铁离子负载二氧化钛中的一种或多种的组合。

所述磷酸二氢盐的优选份数是25-35。

所述缓凝剂的优选份数是5-8。

所述纳米二氧化硅的优选份数是0.5-1.2。

所述硅胶的优选份数是2-4。

一种可见光响应光触媒常温陶瓷涂料的制备方法，关键是：所述制备方法包括以下步骤：

a、将以重量计0.01~1份的金属离子负载二氧化钛，0.1~2份的纳米二氧化硅，0.5~5份的硅胶，20~50份的碱性金属氧化物或和金属氢氧化物，20~40份的磷酸二氢盐，2~10份的缓凝剂混合均匀；

b、在上述混合物料中加入25-45份的水混合均匀，即得到常温固化的陶瓷涂料。

将上述方法制得的涂料按照100-300g/m2喷涂于室内墙体表面，即可高效持久的发挥作用，改善室内空气环境。

本发明的设计难点在于无机胶黏剂的研究：在常温下，采用本发明中记载的磷酸二氢盐与金属氧化物或金属氢氧化物在水中反应时，其反应速度非常快，在具体应用时，还来不及涂覆已经固化。因此，在此前大部分的研究中，曾通过高温煅烧的手段降低固化剂反应活性进而延长其固化时间，但采用高温煅烧工艺及其复杂，且耗能成本高。在反复的研究中，加入延缓剂，例如NaCl或硼砂后，能明显根据剂量的添加有效控制其反应速度。