一种具有光催化功能的粉末涂料及其制备方法技术

一种具有光催化功能的粉末涂料及其制备方法，属于涂料技术领域，所述涂料由环氧树脂、端羧基聚酯树脂、光感剂、阻燃剂、固化促进剂、流平剂、脱气剂、颜填料组成；本发明专利技术通过纳米粉末表面改性和特殊的分散方法，使光催化功能的纳米级粉末在涂料涂层中实现纳米级分散，得到了常规性能优异，光催化性能好，具有较好污染物降解性能和较佳抗菌抗病毒性能的粉末涂料。物降解性能和较佳抗菌抗病毒性能的粉末涂料。

【技术实现步骤摘要】
一种具有光催化功能的粉末涂料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种具有光催化功能的粉末涂料及其制备方法，属于涂料


技术介绍

[0002]光触媒也称作光催化剂，是一种具有光催化功能的半导体材料，其中以纳米二氧化钛为代表，它们可以在太阳光或者紫外灯的照射下，催化与光合作用相似的反应，使空气中的氧气和水分子被激发，形成氢氧自由基和超氧化物阴离子自由基，这些活泼自由基与空气中的有机污染物反应，把有机污染物不断降解成无害的二氧化碳和水，从而达到净化空气的目的，活泼的氢氧自由基和超氧化物阴离子自由基还能与细菌、病毒含有的有机物发生反应，导致细菌和病毒的死亡，此外权威研究已经表明光触媒可以将微生物细胞中的辅酶a光化学氧化，降低细胞代谢活性，抑制细胞呼吸，并最终导致细胞死亡。
[0003]纳米二氧化钛和纳米氧化锌，有着独特的颜色效应、光催化作用及紫外线屏蔽等功能，二者在汽车工业、工业催化剂、防晒化妆品、废水处理、室内污染物降解处理、杀菌、文物保护和环保等方面有着广阔的应用前景。但未经过处理的纳米二氧化钛和纳米氧化锌，本身存在一定的缺陷，表面是亲水的， 在有机介质中不能很好的分散。特别在涂料工业，纳米二氧化钛和纳米氧化锌的润湿与分散问题更多地受到了人们的关注，因此对纳米二氧化钛和纳米氧化锌进行表面改性并采用高效的方法使其达到纳米级分散，对发挥二者的光催化功能具有重要意义。
[0004]现有技术中具有光催化性能的纳米级粉末在涂料中应用时，仍存在难以实现纳米级分散，进而导致涂料的常规性能降低，光催化性能差，最终导致涂料所成涂层的污染物降解性能和抗菌抗病毒性能很差或根本没有这些功能性。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术存在的不足，本专利技术提供一种具有光催化功能的粉末涂料及其制备方法，实现以下专利技术目的：通过纳米粉末表面改性和特殊的分散方法，使光催化功能的纳米级粉末在涂料涂层中实现纳米级分散，进而得到常规性能优异，光催化性能好，具有较好污染物降解性能和较佳抗菌抗病毒性能的粉末涂料。
[0006]为实现上述专利技术目的，本专利技术采取以下技术方案：一种具有光催化功能的粉末涂料及其制备方法，所述光催化功能的涂料的具体配方，以重量份计包括：180~230份环氧树脂、20~50份端羧基聚酯树脂、5~9份光感剂、15~25份阻燃剂、1~1.6份固化促进剂、1~2.5份流平剂、
1.5~3份脱气剂、10~28份颜填料；所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂；所述端羧基聚酯树脂的玻璃化转变温度为63~69℃，酸值39~55mgKOH/g；所述阻燃剂为多溴联苯醚；所述固化促进剂为2
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甲基咪唑；所述流平剂为聚乙烯醇缩丁醛，其玻璃化温度为65~80℃，数均分子量为30000~40000g/mol；所述脱气剂为2
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羟基
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苯基苯乙酮；所述颜填料为滑石粉，粒径为10~30微米；以下是对上述技术方案的进一步改进：步骤1、光感剂的制备（1）纳米混合粉末的改性将棕榈酸钠、季戊四醇、乙醇、去离子水混合后，控制温度60~85℃，搅拌速率4000~6000转/分下，向其中缓慢加入纳米二氧化钛粉末和纳米氧化锌粉末，加料完毕后，滴加硫酸，将反应体系的pH值调节至4~5.3，搅拌反应3~5小时后，降至室温，离心分离，得到的固体用去离子水洗涤至洗出液pH=6.7~7.0，然后将洗涤后的固体放于75~95℃环境中干燥1~2小时后，得到改性的纳米混合粉末；所述纳米二氧化钛粉末的粒径为10~60nm；所述纳米氧化锌粉末的粒径为10~60nm；所述棕榈酸钠、季戊四醇、乙醇、去离子水、纳米二氧化钛粉末、纳米氧化锌粉末的质量比为2~7:4~9:15~25:50~80:5~9:3~6；（2）纳米混合粉末分散液的制备将羧基硅油和乙二醇单乙醚混合后，控制搅拌速率5000~7500转/分下，向其中缓慢加入改性的纳米混合粉末，加料完毕后，继续搅拌分散2~4小时，然后将液体转移至旋转蒸发仪中，控制负压
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95~
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85KPa，温度90~105℃下，脱除乙二醇单乙醚，将液体中乙二醇单乙醚含量脱除至0.01~0.02wt%后，降至室温，得到的纳米混合粉末分散液即为光感剂；所述羧基硅油的粘度为5000~9000CPS，数均分子量为3000~6000g/mol，羧基含量为1.6~2.1wt%；所述羧基硅油、乙二醇单乙醚、纳米混合粉末的质量比为8~20:6~10:2~9。
[0007]步骤2、粉末涂料的制备按涂料具体配方中各原料的质量配比称取各原料，先将环氧树脂、端羧基聚酯树脂、阻燃剂、流平剂投放到混料缸中，混合并破碎20~30分钟后，再加入固化促进剂、脱气剂、颜填料，混合破碎15~25分钟后，将粉末状混合料和光感剂送入双螺杆挤出机，挤出机的螺杆转速控制在300~500r/min，温度控制在95~120℃下挤出，经对辊、钢带冷却，粗破碎到细小、均匀的片状物料，再用磨粉机研磨，过筛、分级后即得到具有光催化功能的粉末涂料。
[0008]与现有技术相比，本专利技术取得以下有益效果：1、本专利技术通过纳米粉末表面改性和特殊的分散方法，使光催化功能的纳米级粉末在涂料涂层中实现纳米级分散，得到了常规性能优异，光催化性能好，具有较好污染物降解
性能和较佳抗菌抗病毒性能的粉末涂料；2、本专利技术得到的粉末涂料，涂膜厚度68~71μm时，胶化时间107~112s，涂膜外观平整光滑，硬度1H，附着力0级，耐冲击性82~86cm，耐弯曲性1.5~2mm，光泽度85~89，耐碱性（5wt%NaOH溶液）718~730小时无异常，耐酸性（3wt%HCl溶液）619~630小时无异常，耐沸水性516~528小时无异常，耐湿热性1039~1054小时无异常，耐人工老化1706~1721小时变色、失光≤2级、无开裂剥落现象；3、本专利技术得到的粉末涂料，对甲醛的降解净化效率为62.1~65.6%，对大肠杆菌的总抗菌率＞99.9%，对金黄色葡萄球菌的总抗菌率＞99.9%，对白色念珠菌的总抗菌率为96.3~96.5%，光催化抗菌贡献率为89.1~94.2%，抗病毒活性率R
’
=81.9~82.78%，抗病毒活性值R[lg(TCID
50
/cm2)]=0.7；4、本专利技术在纳米混合粉末的改性步骤中，季戊四醇在硫酸的催化作用下，同时在棕榈酸钠的分散与润湿作用下，纳米二氧化钛粉末和纳米氧化锌粉末表面羟基与季戊四醇反应，提高了前述两种粉末的表面疏水性，使这两种粉末能够在纳米混合粉末分散液的制备过程中以纳米级尺度分散在羧基硅油和乙二醇单乙醚组成的液体中，最终保证了纳米级粉末在粉末涂料成品中的纳米级分散；5、本专利技术中设计了羧基硅油分散液体系，使改性后的纳米级粉末能够均匀分散在该体系中，同时羧基硅油作为粉末涂料热固化时的交联固化剂，能够在保证纳米级粉末均匀分散的前提下，进一步增强粉末涂料所成涂层的常规性能；6、本专利技术通过纳米二氧化钛和纳米氧化锌的复配光催化剂，进一步整合了这两种光触媒的优点，这种复配的光催化剂能够本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有光催化功能的粉末涂料，其特征在于：所述具有光催化功能的粉末涂料的具体配方，以重量份计包括：180~230份环氧树脂、20~50份端羧基聚酯树脂、5~9份光感剂、15~25份阻燃剂、1~1.6份固化促进剂、1~2.5份流平剂、1.5~3份脱气剂、10~28份颜填料；所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂；所述端羧基聚酯树脂的玻璃化转变温度为63~69℃，酸值39~55mgKOH/g；所述阻燃剂为多溴联苯醚；所述固化促进剂为2
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甲基咪唑；所述流平剂为聚乙烯醇缩丁醛，其玻璃化温度为65~80℃，数均分子量为30000~40000g/mol；所述脱气剂为2
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羟基
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苯基苯乙酮；所述颜填料为滑石粉，粒径为10~30μm；所述光感剂，其制备包括纳米混合粉末的改性和纳米混合粉末分散液的制备两个步骤；所述纳米混合粉末的改性，其方法为将棕榈酸钠、季戊四醇、乙醇、去离子水混合后，控制温度60~85℃，搅拌速率4000~6000转/分下，向其中缓慢加入纳米二氧化钛粉末和纳米氧化锌粉末，加料完毕后，滴加硫酸，将反应体系的pH值调节至4~5.3，搅拌反应3~5小时后，降至室温，离心分离，得到的固体用去离子水洗涤至洗出液pH=6.7~7.0，然后将洗涤后的固体放于75~95℃环境中干燥1~2小时后，得到改性的纳米混合粉末；所述纳米混合粉末分散液的制备，其方法为将羧基硅油和乙二醇单乙醚混合后，控制搅拌速率5000~7500转/分下，向其中缓慢加入改性的纳米混合粉末，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵雪峰，
申请(专利权)人：山东信科新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：