一种光触媒涂料及其制备方法.pdf

本发明提供了一种光触媒涂料，包括：浆料和基料；以重量份计，所述浆料主要由以下组分制备而成：纳米钛白40～50份、钛白粉120～130份、纳米石英粉100～120份、负离子粉30～40份、体质颜料150～160份、浆料助剂11～24份和水230～250份；所述基料主要由以下组分制备而成：外墙乳液260～280份、基料助剂44～74份。具有独特的五大功能：一是超低VOC和卓越的净化空气功能，净化空气中的甲醛、氨、苯等有害气体；二是特殊的抗菌防霉作用，抗菌率在98％以上；三是能长期释放负离子；四是有超强的耐擦洗、耐老化性能，不易出现粉化、开裂、褪色变色的现象；五是突出的防护能力，能够覆盖细微裂纹。

1.  一种光触媒涂料，其特征在于，原料包括：浆料和基料；
以重量份计，所述浆料主要由以下组分制备而成：纳米钛白40～50份、钛白粉120～130份、纳米石英粉100～120份、负离子粉30～40份、体质颜料150～160份、浆料助剂11～24份和水230～250份；
所述基料主要由以下组分制备而成：外墙乳液260～280份、基料助剂44～74份。

2.  根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述纳米钛白为锐钛型，所述钛白粉为金红石型。

3.  根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述体质颜料包括：高岭土、绢云母或轻钙中的一种或多种。

4.  根据权利要求3所述的涂料，其特征在于，以重量份计，所述体质颜料包括：高岭土120～130份、绢云母粉10～15份和轻钙20～25份。

5.  根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，以重量份计，所述浆料助剂包括分散剂5～10份、润湿剂2～5份、pH调节剂2～5份和消泡剂2～4份；
所述基料助剂包括抗冻剂15～20份、成膜助剂10～15份、增稠剂10～22份、消泡剂6～10份、杀菌剂1～3份和防雪剂2～4份。

6.  根据权利要求5所述的涂料，其特征在于，以重量比计，所述增稠剂包括1～2份HEC6万、2～5份高剪增稠剂410、1～2份高剪 增稠剂122、1～2份中剪增稠剂460、3～6份低剪增稠剂490和2～5份UH-420。

7.  一种权利要求1～6任一项所述光触媒涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将水加入分散缸中，低速搅拌，加入浆料助剂；全部溶解后，加入纳米钛白，继续低速搅拌；30～40分钟后加入钛白粉、纳米石英粉、负离子粉和体质颜料，提高搅拌速率，高速搅拌1～2小时后进行研磨，得到浆料；
(2)开启低速搅拌，向制备好的所述浆料中缓缓加入外墙乳液，继续低速搅拌30～40分钟后；缓缓加入基料助剂进行低速搅拌，得到所述光触媒涂料。

8.  根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述缓缓加入基料助剂进行低速搅拌具体包括：
先加入抗冻剂和成膜助剂，低速搅拌15～20分钟；再加入增稠剂，低速搅拌30～40分钟；最后，加入杀菌剂、防雪剂和消泡剂，低速搅拌5～10分钟。

9.  根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述低速搅拌的转速为100～120转/分。

10.  根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述高速搅拌的转速为500～600转/分。

一种光触媒涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料领域，具体而言，涉及一种光触媒涂料及其制备方法。
背景技术
外墙涂料可主要是装饰和保护建筑物的外墙面，使得建筑物外貌整洁美观，从而达到美化城市环境的目的。同时能够保护由于积年累月处于风吹日晒之中的建筑外墙，延长使用时间，从而获得良好的装饰和保护效果。
但是，随着现代环境污染的日益加剧，消费者在选购外墙涂料时也越来越注重涂料的绿色性能、环保性能等，对外墙涂料的要求也越来越高，而传统外墙涂料功能单一，无法满足广大消费者的需求。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种光触媒涂料，具有独特的五大功能：一是超低VOC和卓越的净化空气功能，能够净化空气中的甲醛、氨、苯等有害气体；二是特殊的抗菌防霉作用，抗菌率在98％以上；三是能够长期释放负离子；四是有超强的耐擦洗、耐老化性能，不易出现粉化、开裂、褪色变色的现象；五是突出的防护能力，能够覆盖细微裂纹。
本发明的第二目的在于提供一种所述的光触媒涂料的制备方法，该方法促进各组分充分融合在一起，制备出均匀，稳定，不破乳的光触媒涂料。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种光触媒涂料，所述原料包括：浆料和基料；
以重量份计，所述浆料主要由以下组分制备而成：纳米钛白40～50份、钛白粉120～130份、纳米石英粉100～120份、负离子粉30～40份、体质颜料150～160份、浆料助剂11～24份和水230～250份；
所述基料主要由以下组分制备而成：外墙乳液260～280份、基料助剂44～74份。
本发明提供的光触媒涂料，纳米钛白、钛白粉、纳米石英粉、负离子粉、体质颜料和浆料助剂和水制备成浆料，外墙乳液、基料助剂制备成基料，由浆料和基料制备而成的光触媒涂料具有独特的五大功能：
一是超低VOC和卓越的净化空气功能，能够净化空气中的甲醛、氨、苯等有害气体；二是特殊的抗菌防霉作用，抗菌率在98％以上；三是能够长期释放负离子；四是有超强的耐擦洗、耐老化性能，不易出现粉化、开裂、褪色变色的现象；五是突出的防护能力，能够覆盖细微裂纹。
纳米钛白是本发明提供的光触媒涂料的主要功能性原料，具有显著的光催化效果，将其应用到涂料中，与其它组分作用在一起，使得涂料具有特殊的五大功能。而当纳米钛白为锐钛型时，涂料的光催化效果最优，而使用金红石型钛白粉也进一步增强涂料的机械强度和附着力，防止裂纹，防止紫外线和水分透过，延长涂料的使 用寿命，因此，优选地，所述纳米钛白为锐钛型，所述钛白粉为金红石型。
本发明中的体质颜料优选高岭土、绢云母粉或轻钙中的一种或多种组成的混合体质颜料，保证了涂料的填充性能，提高了涂料的强度、耐擦洗性和耐久性；体质颜料的配比会对涂料的性能产生影响，较合适的，以重量份计，各组分的含量高岭土120～130份、绢云母粉10～15份、轻钙20～25份。
本发明提供的涂料中既有固体颗粒组分，也有液体组分，为了保证涂料的性能，防止浮色、沉降、分层等问题，提高贮藏的稳定性，本发明所述浆料助剂中包括分散剂、润湿剂。较好的，所述分散剂优选为分散剂3200，所述润湿剂为润湿剂1500。pH调节剂保证涂料的pH值维持在稳定的范围内，从而保证涂料的光触媒特性，较好的，所述pH调节剂为TCP-95。消泡剂的添加消除了在制备过程中因搅拌、研磨等操作产生的气泡，较好的，其类型为消泡剂218；抗冻剂保证涂料在外界气温发生变化时仍能发挥作用，较好的，为乙二醇或丙二醇；成膜助剂降低涂料的最低成膜温度，保证涂料能够顺利形成涂膜，较好的，为Texnol；增稠剂保证涂料粘度，增加覆盖性，较好的，包括HEC6万、高剪增稠剂410、高剪增稠剂122、中剪增稠剂460、低剪增稠剂490和UH-420；杀菌剂保证涂料贮藏稳定性，防雪剂保证涂料适应雨雪天气，较好的，所述杀菌剂为杀菌剂C-15。
以重量分计，各组分合适的用量为分散剂5～10份、润湿剂2～5份、pH调节剂2～5份和消泡剂2～4份、抗冻剂15～20份、成膜助剂10～15份、增稠剂10～22份、消泡剂6～10份、杀菌剂1～3份和防雪剂2～4份；进一步优选的，所述增稠剂中的各组分合适的用量 为1～2份HEC6万、2～5份高剪增稠剂410、1～2份高剪增稠剂122、1～2份中剪增稠剂460、3～6份低剪增稠剂490和2～5份UH-420。
优选地，本发明中所述水为去离子水或纯化水，避免杂质破坏涂料的均匀性，避免长期使用后出现粉化、开裂、褪色变色等问题。
一种本发明所述光触媒涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将水加入分散缸中，低速搅拌，加入浆料助剂；全部溶解后，加入纳米钛白，继续低速搅拌；30～40分钟后加入钛白粉、纳米石英粉、负离子粉和体质颜料，提高搅拌速率，高速搅拌1～2小时后进行研磨，得到浆料；
(2)开启低速搅拌，向制备好的所述浆料中缓缓加入外墙乳液，继续低速搅拌30～40分钟后；缓缓加入基料助剂进行低速搅拌，得到所述光触媒涂料。
本发明提供的光触媒涂料的制备方法，促进各组分充分融合在一起，制备出均匀，稳定，不破乳的光触媒涂料。
优选地，所述缓缓加入基料助剂具体包括：
先加入抗冻剂和成膜助剂，低速搅拌15～20分钟；再加入增稠剂，低速搅拌30～40分钟；最后，加入杀菌剂、防雪剂和消泡剂，低速搅拌5～10分钟。
搅拌的速率影响组分的溶解特性和乳化特性，优选地，所述低速搅拌的转速为100～120转/分，所述高速搅拌的转速为500～600转/分。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)具有独特的五大功能：一是超低VOC和卓越的净化空气功能，能够净化空气中的甲醛、氨、苯等有害气体；二是特殊的抗菌防霉作用，抗菌率在98％以上；三是能够长期释放负离子；四是 有超强的耐擦洗、耐老化性能，不易出现粉化、开裂、褪色变色的现象；五是突出的防护能力，能够覆盖细微裂纹。
(2)将纳米钛白应用到涂料中，与其它组分作用在一起，使得涂料具有特殊的五大功能。而当纳米钛白为锐钛型时，涂料的光催化效果最优，而使用金红石型钛白粉也进一步增强涂料的机械强度和附着力，防止裂纹，防止紫外线和水分透过，延长涂料的使用寿命。
(3)本发明提供的光触媒涂料的制备方法，促进各组分充分融合在一起，制备出均匀，稳定，不破乳的光触媒涂料。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
将230kg去离子水加入到分散缸中，开启搅拌，搅拌的速率为100转/分，然后将5kg分散剂3200、2kg润湿剂1500、2kg TCP-95、2kg消泡剂218加入到分散缸中，确认全部溶解后，再加入40kg纳米锐钛，继续搅拌30分钟后，加入120kg金红石型钛白粉、100kg纳米石英粉、30kg负离子粉、120kg高岭土、10kg绢云母粉、20kg轻钙，此时，提高搅拌速率为500转/分，在此高速率下搅拌1小时。
搅拌结束后，将搅拌好的浆料打入砂磨机中进行研磨。研磨时，控制流速或研磨次数，直至细度小于20μm。若是浆料细度大于20 μm，可降低流速或提高研磨次数，保证最终得到的浆料的粒度在20μm以下。
研磨完毕后，将浆料打入调色罐中，在100转/分的搅拌速率下，缓缓加入260kg外墙乳液(具体为苯丙乳液103)，搅拌30分钟；后缓缓加入15kg乙二醇和10kg Texnol，搅拌15分钟；然后加入1kgHEC6万、2kg高剪增稠剂410、1kg高剪增稠剂122、1kg中剪增稠剂460、3kg低剪增稠剂490、2kgUH-420，搅拌30分钟后再加入1kg杀菌剂C-15、2kg防雪剂和6kg消泡剂218，搅拌5分钟。
实施例2
将250kg去离子水加入到分散缸中，开启搅拌，搅拌的速率为120转/分，然后将10kg分散剂3200、5kg润湿剂1500、5kg TCP-95、4kg消泡剂218加入到分散缸中，确认全部溶解后，再加入50kg纳米锐钛，继续搅拌40分钟后，加入130kg金红石型钛白粉、120kg纳米石英粉、40kg负离子粉、130kg高岭土、15kg绢云母粉、25kg轻钙，此时，提高搅拌速率为600转/分，在此高速率下搅拌2小时。
搅拌结束后，将搅拌好的浆料打入砂磨机中进行研磨。研磨时，控制流速或研磨次数，直至细度小于20μm。若是浆料细度大于20μm，可降低流速或提高研磨次数，保证最终得到的浆料的粒度在20μm以下。
研磨完毕后，将浆料打入调色罐中，在120转/每分的搅拌速率下，缓缓加入280kg外墙乳液(具体为苯丙乳液103)，搅拌40分钟；后缓缓加入20kg乙二醇和15kg Texnol，搅拌20分钟；然后加入2kg HEC6万、5kg高剪增稠剂410、2kg高剪增稠剂122、2kg中剪增稠剂460、6kg低剪增稠剂490、5kgUH-420，搅拌40分钟 后加入3kg杀菌剂C-15、4kg防雪剂和10kg消泡剂218，搅拌10分钟。
为了丰富涂料的颜色，可在加入最后加入色浆进行颜色调配。
实施例3
将230kg去离子水加入到分散缸中，开启搅拌，搅拌的速率为120转/分，然后将5kg分散剂3200、2kg润湿剂1500、2kg TCP-95、2kg消泡剂218加入到分散缸中，确认全部溶解后，再加入50kg纳米锐钛，继续搅拌30分钟后，加入130kg金红石型钛白粉、100kg纳米石英粉、30kg负离子粉、150kg高岭土，此时，提高搅拌速率为600转/分，在此高速率下搅拌1.5小时。
搅拌结束后，将搅拌好的浆料打入砂磨机中进行研磨。研磨时，控制流速或研磨次数，直至细度小于20μm。若是浆料细度大于20μm，可降低流速或提高研磨次数，保证最终得到的浆料的粒度在20μm以下。
研磨完毕后，将浆料打入调色罐中，在100转/每分的搅拌速率下，缓缓加入275kg外墙乳液(具体为苯丙乳液103)，搅拌35分钟；后缓缓加入15kg乙二醇和10kg Texnol，搅拌20分钟；然后加入1.4kg HEC6万、2kg高剪增稠剂410、1.5kg高剪增稠剂122、2kg中剪增稠剂460、3kg低剪增稠剂490、2kgUH-420，搅拌35分钟后再加入1.5kg杀菌剂C-15、2kg防雪剂和8kg消泡剂218，搅拌10分钟。
对比例1
在本对比例中，涂料配方中不含有纳米钛白，其余组分均与实施例3相同。具体的，制备方法为：
将200kg去离子水加入到分散缸中，开启搅拌，搅拌的速率为120转/分，然后将5kg分散剂3200、2kg润湿剂1500、2kg TCP-95、2kg消泡剂218加入到分散缸中，确认全部溶解后，加入130kg金红石型钛白粉、100kg纳米石英粉、30kg负离子粉、150kg高岭土，此时，提高搅拌速率为600转/分，在此高速率下搅拌1.5小时。
搅拌结束后，将搅拌好的浆料打入砂磨机中进行研磨。研磨时，控制流速或研磨次数，直至细度小于20μm。若是浆料细度大于20μm，可降低流速或提高研磨次数，保证最终得到的浆料的粒度在20μm以下。
研磨完毕后，将浆料打入调色罐中，在100转/每分的搅拌速率下，缓缓加入275kg外墙乳液(具体为苯丙乳液103)，搅拌35分钟；后缓缓加入15kg乙二醇和10kg Texnol，搅拌20分钟；然后加入1.4kg HEC6万、2kg高剪增稠剂410、1.5kg高剪增稠剂122、2kg中剪增稠剂460、3kg低剪增稠剂490、2kgUH-420，搅拌35分钟后再加入1.5kg杀菌剂C-15、2kg防雪剂和8kg消泡剂218，搅拌10分钟。
对比例2
在本对比例中，涂料配方中不含有纳米钛白和负离子粉，其余组分均与实施例3相同。具体的，制备方法为：
将150kg去离子水加入到分散缸中，开启搅拌，搅拌的速率为120转/分，然后将5kg分散剂3200、2kg润湿剂1500、2kg TCP-95、2kg消泡剂218加入到分散缸中，确认全部溶解后，加入130kg金红石型钛白粉、100kg纳米石英粉、150kg高岭土，此时，提高搅拌速率为600转/分，在此高速率下搅拌1.5小时。
搅拌结束后，将搅拌好的浆料打入砂磨机中进行研磨。研磨时，控制流速或研磨次数，直至细度小于20μm。若是浆料细度大于20μm，可降低流速或提高研磨次数，保证最终得到的浆料的粒度在20μm以下。
研磨完毕后，将浆料打入调色罐中，在100转/每分的搅拌速率下，缓缓加入275kg外墙乳液(具体为苯丙乳液103)，搅拌35分钟；后缓缓加入15kg乙二醇和10kg Texnol，搅拌20分钟；然后加入1.4kg HEC6万、2kg高剪增稠剂410、1.5kg高剪增稠剂122、2kg中剪增稠剂460、3kg低剪增稠剂490、2kgUH-420，搅拌35分钟后再加入1.5kg杀菌剂C-15、2kg防雪剂和8kg消泡剂218，搅拌10分钟。
对比例3
在本对比例中，涂料配方中将外墙乳液替换为弹性乳液206，高岭土替换为滑石粉，其余组分均与实施例3相同。具体的，制备方法为：
将150kg去离子水加入到分散缸中，开启搅拌，搅拌的速率为120转/分，然后将5kg分散剂3200、2kg润湿剂1500、2kg TCP-95、2kg消泡剂218加入到分散缸中，确认全部溶解后，再加入50kg纳米锐钛，继续搅拌30分钟后，加入130kg金红石型钛白粉、100kg纳米石英粉、150kg滑石粉，此时，提高搅拌速率为600转/分，在此高速率下搅拌1.5小时。
搅拌结束后，将搅拌好的浆料打入砂磨机中进行研磨。研磨时，控制流速或研磨次数，直至细度小于20μm。若是浆料细度大于20μm，可降低流速或提高研磨次数，保证最终得到的浆料的粒度在20μm以下。
研磨完毕后，将浆料打入调色罐中，在100转/每分的搅拌速率下，缓缓加入275kg弹性乳液206，搅拌35分钟；后缓缓加入15kg乙二醇和10kg Texnol，搅拌20分钟；然后加入1.4kg HEC6万、2kg高剪增稠剂410、1.5kg高剪增稠剂122、2kg中剪增稠剂460、3kg低剪增稠剂490、2kgUH-420，搅拌35分钟后再加入1.5kg杀菌剂C-15、2kg防雪剂和8kg消泡剂218，搅拌10分钟。
实验例
对本发明实施例和对比例制备的涂料进行性能检测，检测内容包括：
甲醛和氮氧化物净化性能：按照《室内空气质量标准》(GB/T18883-2002)进行；耐候性(人工加速老化)：按照《色漆和清漆人工气候老化和人工辐射暴露》(GB/T1865-1997)进行；遮盖力：按照《涂料遮盖力测定法》(GB/T1726-1989)进行；耐水性：按照《漆膜耐水性测定法》(GB/T1733-1933)进行；耐洗刷性：按照《建筑涂料涂层耐洗刷性的测定》(GB/T9266-1988)进行。其检测结果如表1所示。
表1各实施例以及对比例提供的涂料的性能测定数据