一种纳米光催化聚氨酯涂料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种纳米光催化聚氨酯涂料及其制备方法。纳米光催化聚氨酯涂料由改性合成树脂和固化剂双组分构成，所述改性合成树脂按重量百分比计由１～４５％纳米二氧化钛、０．１～１０％高分子分散剂、１５～７０％合成树脂、余量的溶剂组成，固化剂和改性合成树脂的配比按ＮＣＯ∶ＯＨ＝０．８～１．３∶１摩尔比；其制备方法是首先制备高浓度低粘度的纳米二氧化钛浆，然后利用纳米浆制备涂料。本发明专利技术首次提出了采用预制纳米浆的方法制备纳米光催化聚氨酯涂料，使得纳米材料在涂料中更易分散，很好地解决了纳米材料和溶剂、树脂组分的兼容性问题，使纳米光催化聚氨酯涂料贮存更稳定，并且制备工艺更简单，纳米光催化聚氨酯涂层光催化性能优良。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及涂料技术，具体为。
技术介绍
工业发展给环境带来了严重污染，特别是对水的污染，加剧了水资源的紧张。目前，污水处理效率低，不能满足经济发展及生活的需要。现有的污水处理方法虽然工艺成熟，但这些方法对水中存在的低浓度、生物难降解的一些有机污染物是无法清除的。N型半导体材料中的TiO2、ZnO、CdS、SnO2、WO3、Fe2O3等，都具有光催化功能，利用这些材料在太阳光或紫外光的照射下可以去除水中的有害物质。纳米级的TiO2、ZnO、CdS、SnO2、WO3、Fe2O3由于比表面积大，表面吸附有害物质的活性点多，因此这些纳米级的半导体材料比一般微米级的要具有更大的光催化活性。国际专利WO97/00134公开了一种光催化载体结构和光催化涂层材料，此光催化载体结构由光催化剂层、载体、中间粘结层，光催化剂层由金属氧化物溶胶或金属氢氧化物溶胶和光催化剂粉末或溶胶组成。但是中间粘结层和光催化剂层必须加热才能固化。中国专利CN1224036A公开了一种具有光催化活性的钛溶胶-凝胶涂料，这种涂料也需要在100-500℃才能固化，不适于不耐热的塑料或织物上涂覆。日本专利特开2000-144015公开了一种光催化涂料，由多孔性的二氧化硅包覆的复合光催化粒子，聚硅氧烷、聚硅氧烷的先驱物、聚有机硅烷、聚有机硅烷的先驱物的一种以上构成，由于有机硅涂料的成本较高，影响了该种涂料的实用推广；以上几种涂料的制备采用普通混合、分散、研磨方法，其不足之处是涂料贮稳定性差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种贮存稳定性好、适用范围广、工艺简单、成本低的纳米光催化聚氨酯涂料及其制备方法。本专利技术的技术方案是 一种纳米光催化聚氨酯涂料，由合成树脂和固化剂双组分构成，合成树脂为羟基丙烯酸树脂、羟基聚酯树脂的一种或多种，固化剂为异氰酸酯类固化剂，所述合成树脂为改性合成树脂，按重量百分比计由1～45％纳米二氧化钛、0.1～10％高分子分散剂、15～70％合成树脂、余量的溶剂组成，固化剂和改性合成树脂的配比按NCO∶OH＝0.8～1.3∶1摩尔比。所述纳米二氧化钛的较佳含量为8～30％；所述纳米二氧化钛为初级粒子的平均粒度在100nm以下的锐钛矿型纳米二氧化钛或混晶型纳米二氧化钛，混晶型纳米二氧化钛的晶型是指锐钛矿型和金红石型，其中锐钛矿型所占重量比为50～100％；所述高分子分散剂的较佳含量为1～4％；所述高分子分散剂为聚烯烃类、聚烯烃盐类、聚羧酸类、聚羧酸盐类、聚丙烯酸类、聚丙烯酸盐类、聚酯类、聚酯盐类、聚酰胺类、聚酰胺盐类、聚氨酯类、聚氨酯盐类、聚醚类、聚醚盐类、聚酐类、聚硅氧烷类、聚氧乙烯类、聚氧丙烯类、马来酸类、马来酸酐类、聚ε-已内酮类高分子化合物的一种或多种；所述溶剂为脂肪烃、芳香烃、酯类、酮类、醇醚及醚酯类、萜类、取代烃类的一种或多种，其中所述脂肪烃溶剂为石油醚、200号溶剂油、抽余油、丁烷、正戊烷、异戊烷、异己烷、正己烷、正庚烷、异庚烷、正辛烷、异辛烷；芳香烃溶剂为苯、甲苯、二甲苯、三甲基苯、Solvesso100、Solvesso150、Solvesso200、溶剂石脑油、乙苯、异丙苯；酯类溶剂为醋酸乙酯、醋酸正丁酯、醋酸异丁酯、醋酸己酯、醋酸庚酯、醋酸癸酯、乳酸丁酯；酮类溶剂为丙酮、甲乙酮、甲基异丁酮、环己酮、异佛尔酮、二丙酮醇、二乙基酮、甲基丙基酮；醇醚及醚酯类溶剂为乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇丁醚醋酸酯、二丙二醇甲醚、二丙二醇乙醚；萜类溶剂为松节油、松油、双戊烯；取代烃类溶剂为三氯乙烷、2-硝基丙烷；其中较好的溶剂为200号溶剂油、正戊烷、异戊烷、异己烷、正己烷、正庚烷、异庚烷、甲苯、二甲苯、三甲基苯、Solvesso100、Solvesso150、Solvesso200、溶剂石脑油、甲乙酮、甲基异丁酮、环己酮、异佛尔酮、醋酸乙酯、醋酸正丁酯、醋酸异丁酯、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇丁醚醋酸酯、二丙二醇甲醚、二丙二醇乙醚、三氯乙烷。一种纳米光催化聚氨酯涂料的制备方法，首先制备高浓度低粘度的纳米二氧化钛浆(以下简称为纳米浆)，然后利用纳米浆制备涂料，按如下步骤操作1)按重量比计，取纳米二氧化钛10～60％、高分子分散剂0.5～10.5％、余量的溶剂，制备纳米二氧化钛浆首先将高分子分散剂加入溶剂中，然后加入纳米二氧化钛，在400～2000rpm高速分散2～60分钟，得纳米二氧化钛浆料，将其研磨20分钟～24小时；2)将上述纳米二氧化钛浆与合成树脂、所述溶剂进行混合，高速分散或研磨分散该混合物，经过滤后制成改性合成树脂；3)将所述固化剂和改性合成树脂按摩尔比为NCO∶OH＝0.8～13∶1均匀混合，即组成纳米光催化聚氨酯涂料。所述纳米二氧化钛可以未经表面处理；也可在步骤1)之前经过表面处理无机表面处理，如二氧化硅、三氧化二铝、二氧化锆、氧化锌、二氧化锡的一种或多种包膜处理；有机表面处理，如用硬脂酸、油酸、月桂酸或它们的金属盐类、二甲基硅油、硅氧烷偶联剂、钛酸酯偶联剂的一种或多种表面处理；也可以是经无机和有机复合表面处理；所述步骤1)制浆所用溶剂与步骤2)制改性合成树脂所用溶剂最好相同；步骤1)中研磨设备可以采用球磨机、砂磨机或珠磨机；步骤2)中纳米浆和合成树脂混合的设备，采用高速分散机、砂磨机、珠磨机或球磨机。本专利技术纳米光催化聚氨酯涂料中，高分子化合物分散剂可以是德国毕克(BYK)化学公司的Disperbyk103、Disperbyk106、Disperbyk107、Disperbyk110、Disperbyk111、Disperbyk115、Disperbyk130、Disperbyk160、Disperbyk162、Disperbyk163、Disperbyk164、Disperbyk2000、Anti-Terra-P、Anti-Terra-202、Anti-Terra-204、Anti-Terra-206、Anti-Terra-207、Anti-Terra-P、Byk-P104S；Avecia公司的Solsperse3000、Solsperse13940、Solsperse17000、Solsperse24000、Solsperse28000、Solsperse32000、Solsperse32500、Solsperse34750、Solsperse41090；汉高(Henkel)公司的TEXAPHOR963、TEXAPHOR963S、TEXAPHOR3061、TEXAPHOR3073、TEXAPHOR3241、TEXAPHOR3112、TEXAPHOR3250、TEXAPHOR3287；德谦(DEUCHEM)企业股份有限公司的902、923、923S、DP-981、DP-983、DP-S81、904、904S；荷兰埃夫卡助剂公司(EFKA)的EFKA-44、E本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米光催化聚氨酯涂料，由合成树脂和固化剂双组分构成，合成树脂为羟基丙烯酸树脂、羟基聚酯树脂的一种或多种，固化剂为异氰酸酯类固化剂，其特征在于：所述合成树脂为改性合成树脂，按重量百分比计由１～４５％纳米二氧化钛、０．１～１０％高分子分散剂、１５～７０％合成树脂、余量的溶剂组成，固化剂和改性合成树脂的配比按ＮＣＯ∶ＯＨ＝０．８～１．３∶１摩尔比。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘福春，韩恩厚，柯伟，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]