缓释型光催化防污自洁涂层及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种缓释型光催化防污自洁涂层及其制备方法，将高分子树脂复合光催化剂与多孔材料有效结合，对光催化效果起到缓释作用，有效提高了光催化涂层的耐久性。本发明专利技术工艺简单，制备的缓释型光催化防污自洁涂层具有光催化性能好、自清洁能力高、长期耐久性好等特征，而且自洁特性优异，具有较高的经济和环境效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种外墙用自洁涂层，适用于建筑屋面、建筑幕墙、墙面装饰等领域。
技术介绍
随着城市环境污染的加剧，装饰幕墙板的污染也越来越严重。为了修复幕墙板的装饰特性，清洗幕墙的成本也不断增加。因此具有自洁功能的装饰幕墙是未来建筑材料发展的趋势。建筑外墙的自洁涂层通常是通过超亲水和超疏水两种方式来实现的，其中超亲水材料最典型的是二氧化钛（TiO2）涂层，TiO2在紫外光辐照下能够产生电子-空穴对，氧化还原反应后生成的氢氧自由基活性高，可分解有机污染物，实现自清洁；同时一定光照后，TiO2能够转化成超双亲表面，有利于雨水污染物的冲刷。让污染物和TiO2表面同时为了保证装饰幕墙板的本身材料的长期耐久性，表面防护材料也是必不可少的。有机半导体C3N4光催化性能的开发给光催化材料的研究注入了新的活力。C3N4是一种聚合物半导体，带系约为2.7eV，可以吸收可见光，只含有C，N两种元素，硬度高、耐磨、具有化学和热力学稳定性，价格便宜，制备简单，因此它高度满足对可见光光催化材料要求。目前市面上的大部分光催化剂虽然短时间内都有非常明显的效果，但是经过外部恶劣环境的腐蚀和破坏后，会逐渐从墙体表面脱落，光催化效果开始衰退。为了进一步提高外墙用光催化剂的耐久性，有研究者将光催化剂负载在具有特殊结构的材料上，不仅能够提高光催化剂与光照的接触面，同时也能抵挡外部污染物的侵蚀，但是光催化剂与负载材料的结合力并不是非常好，经过一段时间后，光催化剂仍然会受到破坏。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中存在的问题，提供一种缓释型光催化防污自洁涂层，通过高分子树脂复合光催化剂与多孔材料高效结合，并且通过无机粘结剂提高涂层材料在基材上的粘结强度，提供了光催化性能稳定、耐久性更好的涂层材料，制备方法简单，性能优异。具体来说是将高分子树脂与光催化剂搅拌混合后，与多孔材料球磨混合，让高分子树脂复合光催化剂镶嵌于多孔材料上，同时再与粘结性较好的无机粘结剂结合，光催化剂在高分子树脂的包裹下，逐渐发挥光催化效果，有效提高了光催化涂层的耐久性，降低外墙清洁成本。所述缓释型光催化防污自洁涂层，以质量份计，包括以下组分，各组分质量总和为100%：（1）高分子树脂复合光催化剂15～25%；（2）多孔材料60～70%；（3）无机粘结层5～15%；其中高分子树脂复合光催化剂由5～15%光催化剂、1～5%高分子树脂和80～94%水组成，各组分的质量总和为100%；无机粘结层由60～80%无机粘结剂和20～40%纳米颗粒组成，各组分的质量总和为100%。所述光催化剂为纳米TiO2和/或g-C3N4。所述高分子树脂选用但不限于环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、聚甲基苯基有机硅树脂、甲基聚硅氧烷树脂中的一种。所述多孔材料选用云母、气凝胶颗粒和多孔玻璃中的一种或多种。所述无机粘结层包括无机粘结剂和纳米材料，其中无机粘结剂选用磷酸盐或硅酸盐中的一种，纳米颗粒选用纳米SiO2、纳米ZrO2或纳米CaCO3中的一种或多种。所述的缓释型光催化防污自洁涂层通过以下步骤制备得到：1）将基材表面杂质清除后，鼓风干燥或自然晾干0.5~8h，保证基材表面的洁净和干燥；2）将光催化剂、高分子树脂和水混合搅拌制备成高分子树脂复合光催化剂；3）将步骤2）制备的高分子树脂复合光催化剂与多孔材料球磨混合30～60min，转速为100～300r/min，制备得到多孔材料负载型复合光催化剂；4）将无机粘结剂和纳米颗粒混合搅拌制备成无机粘结层；5）将步骤3）制备的多孔材料负载型复合光催化剂配料与步骤4）制备的无机粘结层均匀混合，喷射于基材上，喷涂完成后干燥10～60min，制成缓释型光催化防污自洁涂层。本专利技术的有益效果在于：1、通过缓释型高分子树脂材料的应用，逐步释放光催化剂，能够有效延长光催化剂的作用时间。2、光催化剂有效的负载在多孔材料上，不仅能够起到阻隔作用，通过无机粘结剂将多孔材料有效的粘结在一起，能够极大程度提高光催化效率。3、将纳米材料加入无机粘结层中，不仅能够有效提高粘结性能，还能在一定程度上提高光催化剂的光催化能力。附图说明图1为本申请缓释型光催化防污自洁涂层的结构示意图；图2为本申请缓释型光催化防污自洁涂层的自洁效果验证图。具体实施方式：以下结合附图对本专利技术作进一步说明：图中：1为基材，2为无机粘结层，3为多孔材料，4为高分子树脂复合光催化剂。实施例11）将基材表面杂质清除后，鼓风干燥0.5h，保证基材表面的洁净和干燥；2）将2.25kg纳米TiO2、0.75kg环氧树脂和12kg水混合搅拌制备成高分子树脂复合光催化剂；3）将步骤2）制备的高分子树脂复合光催化剂与70kg云母球磨混合30min，转速为100r/min，制备得到多孔材料负载型复合光催化剂；4）将9kg磷酸盐无机粘结剂和3kg纳米SiO2、3kg纳米CaCO3混合搅拌制备成无机粘结层；5）将步骤3）制备的多孔材料负载型复合光催化剂配料与步骤4）制备的无机粘结层均匀混合，喷射于基材上，喷涂完成后干燥10min；制成缓释型光催化防污自洁涂层。实施例21）将基材表面杂质清除后，自然晾干8h，保证基材表面的洁净和干燥；2）将1.25kg的g-C3N4、0.25kg聚氨酯树脂和23.5kg水混合搅拌制备成高分子树脂复合光催化剂；3）将步骤2）制备的高分子树脂复合光催化剂与60kg气凝胶颗粒球磨混合60min，转速为300r/min，制备得到多孔材料负载型复合光催化剂；4）将12kg硅酸盐无机粘结剂和3kg纳米ZrO2混合搅拌制备成无机粘结层；5）将步骤3）制备的多孔材料负载型复合光催化剂配料与步骤4）制备的无机粘结层均匀混合，喷射于基材上，喷涂完成后干燥60min；制成缓释型光催化防污自洁涂层。实施例31）将基材表面杂质清除后，鼓风干燥2h，保证基材表面的洁净和干燥；2）将2.5kg纳米TiO2、1kg丙烯酸树脂和21.5kg水混合搅拌制备成高分子树脂复合光催化剂；3）将步骤2）制备的高分子树脂复合光催化剂与70kg多孔玻璃球磨混合40min，转速为200r/min，制备得到多孔材料负载型复合光催化剂；4）将3.5kg磷酸盐无机粘结剂和1.5kg纳米CaCO3混合搅拌制备成无机粘结层；5）将步骤3）制备的多孔材料负载型复合光催化剂配料与步骤4）制备的无机粘结层均匀混合，喷射于基材上，喷涂完成后干燥30min，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缓释型光催化防污自洁涂层，其特征在于，包括以下组分，以质量份计，各组分质量总和为100%：（1）高分子树脂复合光催化剂15～25%；（2）多孔材料60～70%；（3）无机粘结层5～15%；所述高分子树脂复合光催化剂由5～15%光催化剂、1～5%高分子树脂和80～94%水组成，各组分的质量总和为100%；所述无机粘结层由60～80%无机粘结剂和20～40%纳米颗粒组成，各组分的质量总和为100%。

【技术特征摘要】
1.一种缓释型光催化防污自洁涂层，其特征在于，包括以下组分，以质量份计，各组分
质量总和为100%：
（1）高分子树脂复合光催化剂15～25%；
（2）多孔材料60～70%；
（3）无机粘结层5～15%；
所述高分子树脂复合光催化剂由5～15%光催化剂、1～5%高分子树脂和80～94%水组
成，各组分的质量总和为100%；
所述无机粘结层由60～80%无机粘结剂和20～40%纳米颗粒组成，各组分的质量总和为
100%。
2.根据权利要求1所述的一种缓释型光催化防污自洁涂层，其特征在于，所述光催化剂
为纳米TiO2和/或g-C3N4。
3.根据权利要求1所述的一种缓释型光催化防污自洁涂层，其特征在于，所述高分子树
脂选用环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、聚甲基苯基有机硅树脂、甲基聚硅氧烷树脂中
的一种。
4.根据权利要求1所述的一种缓释型光催化防污自洁涂层，其特征在于，所述多孔材料
选用云母、气凝胶颗粒和多...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊吉如，袁慧雯，王猛，
申请(专利权)人：南京倍立达新材料系统工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32