光催化环保型涂料的制备及应用方法技术

光催化环保型涂料的制备及应用方法，涉及建筑涂料，特别是光催化功能涂料的制备及使用方法。本发明专利技术提供一种高效、低成本且不会对衬底产生影响的环保型光催化涂料及制备和使用。包括在由原料为含钛有机物、水、螯合剂及水解抑制剂制备的纳米锐钛矿型二氧化钛水性溶胶中，掺杂金属、氧化物或掺杂的二氧化钛光催化剂，并搅拌均匀。使用时，先涂无机隔离层，干燥后再涂光催化涂料。本发明专利技术涂料及使用技术可广泛应用于建筑内、外墙的表面，光催化效率高，对底层涂料无损害，成本低，结合牢固，透明性好，制备简单，易于使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及建筑涂料，特别涉及具有光催化功能的涂料制备及使用方法。
技术介绍
空气污染包括室外的大气污染和室内的空气污染，尤其是室内空气中的甲醛、苯系物等对人类健康带来的危害已远远高于室外，如甲醛及苯系物是世界上公认的潜在致癌及强致癌物质，并且与其它挥发性有机物一起，造成呼吸系统、血液系统及神经系统疾病，而且还能致使胎儿畸形，需要亟待解决。空气污染来源广、危害大，尤其是挥发性有机气体，不但种类繁多，而且治理难度大，尚无方便有效且实用的治理方法。由于二氧化钛半导体光催化剂在一定波长的光照下，能产生具有强氧化作用的活性氧和羟基，甲醛及有机挥发性气体被活性氧和羟基吸附后，被氧化还原成二氧化碳、水、氧气等无机物，不产生二次污染，适用范围广，因而在空气污染治理领域极具发展潜力。光催化剂用于空气污染治理时，一种有效实用方法是将其制备成涂料，利用内、外墙涂料与空气接触面积大的特点，提高对有害气体的降解效率。在申请号为01115625.2和01115626.0的中国专利中，公开了一种二氧化钛纳米涂料，由二氧化钛纳米粒子、有机硅粘结剂、水与醇组成的溶剂混合均匀制得，该涂料能够在基材的表面形成牢固的二氧化钛纳米透明涂层，在光的照射下具有对有机物的氧化分解能力，涂层表面具有超亲水性。在申请号为200410027589.0的中国专利中，公开了一种多功能绿色环保纳米二氧化钛涂料，由钛白粉、超细硅酸铝、纳米二氧化钛分散液、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、硅灰石粉、立德粉、滑石粉、分散剂、润湿分散剂、增稠剂、消泡剂、成膜助剂、流平剂、水、乳液基料等组成，能很好地解决纳米二氧化钛在涂料中易团聚的问题；在申请号为03136596.5的中国专利中，公开了一种光净化环保型涂料与涂覆技术，这种涂料由二氧化钛溶胶和含氧化物的二氧化钛复合溶胶进行热处理，并加入表面活性剂制得，涂覆在常规有机涂料表面，形成一层光净化环保型涂层。但上述技术分别存在如下问题一是二氧化钛易被粘结剂、各种助剂、填料或表面活性剂包裹，不但光吸收率减弱，且不能与污染物有效接触，光催化分解作用弱；二是涂料若直接涂敷在有机涂料衬底上，长时间接触后，也会逐渐分解有机衬底。为了克服现有技术的不足，此前我们已专利技术了申请号为200710065655.7的“一种纳米锐钛矿型二氧化钛水性溶胶的制备方法”，该专利技术提供了一种在低温下制备纳米锐钛矿型二氧化钛水性溶胶的简便方法，该溶胶结晶度高，稳定性和透明性好，可根据实际需要直接用水稀释调节浓度，既可直接在各种材料基底上成膜，也可直接制备光催化水性环保涂料。
技术实现思路
本专利技术以申请号为200710065655.7的专利技术制备的二氧化钛水性溶胶为基础，提供一种高效、低成本，且不会对衬底产生影响的环保型光催化涂料的制备及使用方法。本专利技术的上述目的通过以下途径实现在由原料为含钛有机物、水、螯合剂及水解抑制剂制备的纳米锐钛矿型二氧化钛水性溶胶中加入以下掺杂物之一，混合均匀(1)占重量百分比0.001％-0.01％的贵金属如银、铂、金、钯，或占重量百分比1％-50％的掺杂上述贵金属的二氧化钛光催化剂；(2)占重量百分比0.1％-10％的过渡金属如钪、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌，或占重量百分比1％-50％的掺杂上述过渡金属的二氧化钛光催化剂；(3)占重量百分比0.01％-20％的稀土金属如钪、钇、镧、铈、镨、钕，或占重量百分比1％-50％的掺杂上述稀土金属的二氧化钛光催化剂；(4)占重量百分比1％-50％的掺杂非金属如氮、碳、硫、氟、硼的二氧化钛光催化剂；(5)占重量百分比0.5％-15％的氧化物如二氧化硅、氧化铝、氧化锡、氧化铁、氧化钨、氧化锆、氧化锌、氧化钒、氧化锰、氧化镊、氧化铜、氧化铟、氧化铈、氧化铋、氧化镧、氧化钕，或占重量百分比1％-50％的掺杂上述氧化物的二氧化钛光催化剂。所述的掺杂贵金属、过渡金属、稀土金属、非金属或氧化物的二氧化钛光催化剂所占重量百分比进一步为5％-20％。光催化环保型涂料的应用方法是锐钛矿型二氧化钛水性纯溶胶和掺杂溶胶在使用时，先在常规涂料的表面喷涂或刷涂一层无机隔离层，干燥后再在隔离层表面喷涂或刷涂本光催化环保型涂料。所述的无机隔离层所采用的原料选自二氧化硅溶胶、或氧化铝溶胶、或氧化锌溶胶、或氧化锆溶胶、或氧化锡溶胶中的一种或几种的组合。本专利技术可根据需要在纳米锐钛矿型二氧化钛水性溶胶中掺杂金属、氧化物或掺杂的二氧化钛光催化剂，调节掺杂量或掺杂的二氧化钛的含量可调节吸收光谱的波长范围，并通过隔离层喷涂于常规涂料的表面，提高对有害气体的降解效率，其效果如下1.光催化效率高光催化剂未被其它成分包裹，充分暴露于涂层表面，使纳米二氧化钛的光催化功能得到高效利用。2.对底层有机涂料不造成损害因采用了无机隔离层，光催化作用不会对底层有机涂料产生分解作用。3.成本低，结合牢固，透明性好由于隔离层和光催化涂层薄，并均由溶胶形成，颗粒细小，因而能大幅度降低材料成本，隔离层和光催化涂层薄、透明并与衬底结合牢固。4.制备方法简单，易于实现大批量生产本专利技术所采用的溶胶中的二氧化钛在制备过程中直接在较低温度下生成晶化程度高的锐钛矿型，制备时对设备的密封性、耐高温性无特殊要求，无沉淀物产生，无需过滤、洗涤、晶化、高温加热等步骤；同时，可直接采用市售的掺杂二氧化钛光催化剂商品掺入所制备的上述溶胶中。5.操作方便，易于推广使用使用时，先在常规涂料的表面喷涂或刷涂一层无机隔离层，干燥后再在其表面喷涂或刷涂二氧化钛溶胶或含有掺杂物的溶胶。具体实施例方式(一)金属或氧化物直接掺杂水性溶胶的涂料制备实施例1在由原料为含钛有机物、水、螯合剂及水解抑制剂制备的纳米锐钛矿型二氧化钛水性溶胶中加入硝酸银，并混合均匀，所加入的硝酸银中银离子的含量占混合溶胶重量的百分比为0.001％。实施例2在由原料为含钛有机物、水、螯合剂及水解抑制剂制备的纳米锐钛矿型二氧化钛水性溶胶中加入硝酸铂，并混合均匀，所加入的硝酸铂中铂离子的含量占混合溶胶重量的百分比为0.01％。实施例3在由原料为含钛有机物、水、螯合剂及水解抑制剂制备的纳米锐钛矿型二氧化钛水性溶胶中加入硝酸铜，并混合均匀，所加入的硝酸铜中铜离子的含量占混合溶胶重量的百分比为0.5％。实施例4在由原料为含钛有机物、水、螯合剂及水解抑制剂制备的纳米锐钛矿型二氧化钛水性溶胶中加入硝酸铁，并混合均匀，所加入的硝酸铁中铁离子的含量占混合溶胶重量的百分比为3％。实施例5在由原料为含钛有机物、水、螯合剂及水解抑制剂制备的纳米锐钛矿型二氧化钛水性溶胶中加入加入硝酸锌，并混合均匀，所加入的硝酸锌中锌离子的含量占混合溶胶重量的百分比为7％。实施例6在由原料为含钛有机物、水、螯合剂及水解抑制剂制备的纳米锐钛矿型二氧化钛水性溶胶中加入硝酸钪，并混合均匀，所加入的硝酸钪中钪离子的含量占混合溶胶重量的百分比为0.05％。实施例7在由原料为含钛有机物、水、螯合剂及水解抑制剂制备的纳米锐钛矿型二氧化钛水性溶胶中加入硝酸镧，并混合均匀，所加入的硝酸镧中镧离子的含量占混合溶胶重量的百分比为8％。实施例8在由原料为含钛有机物、水、螯合剂及水解抑制剂制备的纳米锐钛矿型二氧化钛水性溶胶中加入硝酸铈，并混合均匀，所加入的硝酸铈中铈离子的含量占混合溶胶重量的百分比为本文档来自技高网...

【技术保护点】
光催化环保型涂料的制备方法，包括由含钛有机物、水、螯合剂及水解抑制剂为原料制备的纳米锐钛矿型二氧化钛水性溶胶，其特征是在该锐钛矿型二氧化钛水性溶胶中加入以下掺杂物之一，并混合均匀：（１）占重量百分比０．００１％－０．０１％的贵金属如银、铂、金、钯，或占重量百分比１％－５０％的掺杂上述贵金属的二氧化钛光催化剂；（２）占重量百分比０．１％－１０％的过渡金属如钪、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌，或占重量百分比１％－５０％的掺杂上述过渡金属的二氧化钛光催化剂；（３）占重量百分比０．０１％－２０％的稀土金属如钪、钇、镧、铈、镨、钕，或占重量百分比１％－５０％的掺杂上述稀土金属的二氧化钛光催化剂；（４）占重量百分比１％－５０％的掺杂非金属如氮、碳、硫、氟、硼的二氧化钛光催化剂；（５）占重量百分比０．５％－１５％的氧化物如二氧化硅、氧化铝、氧化锡、氧化铁、氧化钨、氧化锆、氧化锌、氧化钒、氧化锰、氧化镊、氧化铜、氧化铟、氧化铈、氧化铋、氧化镧、氧化钕，或占重量百分比１％－５０％的掺杂上述氧化物的二氧化钛光催化剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：柳清菊，朱忠其，张瑾，周密，
申请(专利权)人：云南大学，周密，
类型：发明
国别省市：53[中国|云南]