一种纳米二氧化钛水性无机光催化涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纳米二氧化钛水性无机光催化涂料及其制备方法，所述涂料由纳米二氧化钛，六偏磷酸钠，钾水玻璃，填料，无机固化剂和水组成；其制备方法为，将纳米二氧化钛添加到作为分散剂的六偏磷酸钠水溶液中搅拌均匀，再加入到钾水玻璃水溶液中混合均匀，然后与填料进行混合分散均匀后，再加入无机固化剂搅拌均匀，即制得纳米二氧化钛水性无机光催化涂料。本发明专利技术的纳米二氧化钛水性无机光催化涂料，其耐水性和粘结力比较好，光催化降解氮氧化物的效果也比较好，而且对环境没有污染，原料来源丰富，价格便宜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种水性无机光催化涂料，尤其涉及一种纳米二氧化钛水性无机光催 化涂料。本专利技术还涉及一种纳米二氧化钛水性无机光催化涂料的制备方法。
技术介绍
将光催化剂纳米二氧化钛与涂层材料相结合，制备具有光催化效果的涂料，涂装 于道路栏杆和其他建筑上，将是以后的应用方向，从环保观点出发，用水性无机涂料逐步取 代溶剂型涂料是今后的研究方向，水性无机涂料以水为介质，具有无毒、无味、不含有VOC 和其他有机物质、施工方便、原材料资源丰富、价格较低等一系列的优点。所以将光催化剂 加入到水性无机涂料中制备光催化涂料，预期这样的研究会获得很高的工业价值。但是水 性无机涂料最大的缺点是耐水性和粘结力较差，这些缺点阻碍了它的广泛应用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种纳米二氧化钛水性无机光催化涂料，该涂料 的耐水性和粘结力比较好，光催化降解氮氧化物的效果也比较好。同时还提供该纳米二氧 化钛水性无机光催化涂料的制备方法。为解决上述问题，本专利技术的纳米二氧化钛水性无机光催化涂料，主要由以下按质 量百分比计的成分组成纳米二氧化钛1 6%，六偏磷酸钠0.01 0. 14%，钾水玻璃10 35%，填料10 38%，无机固化剂1 7%，余量为水。所述纳米二氧化钛的晶型为锐钛矿型，粒子粒径为10-90nm，优选为30-80nm。所述钾水玻璃的模数m在1-4之间。所述填料为硅藻土和沉淀硫酸钡，且硅藻土与沉淀硫酸钡的质量比为1 0.2 2.5 。所述无机固化剂为缩合磷酸盐，优选为缩合磷酸铝、缩合磷酸镁或缩合磷酸钙。所述纳米二氧化钛水性无机光催化涂料的制备方法，包括以下步骤将纳米二氧 化钛添加到作为分散剂的六偏磷酸钠水溶液中搅拌均勻，再加入到钾水玻璃水溶液中混合 均勻，然后与填料进行混合分散均勻后，再加入无机固化剂搅拌均勻，即制得纳米二氧化钛 水性无机光催化涂料。所述纳米二氧化钛水性无机光催化涂料的制备方法，其具体步骤为1)将六偏磷酸钠溶于水配制成质量浓度为30%的溶液，将缩合磷酸盐溶于水配 制成质量浓度为10%的饱和溶液，将钾水玻璃溶于水配制成质量浓度为40% -60%的溶液。2)将纳米二氧化钛添加到作为分散剂的六偏磷酸钠溶液中搅拌均勻成为混合液， 将该混合液加入到钾水玻璃溶液中混合均勻。3)将步骤2)得到的溶液与填料进行混合分散均勻后，再加入缩合磷酸盐溶液搅拌均勻，即制得纳米二氧化钛水性无机光催化涂料。所述混有纳米二氧化钛和六偏磷酸钠的钾水玻璃、填料以及缩合磷酸盐三者的质 量比为 1 0.8 1.5 0.02 0.2。晶型为锐钛矿型的纳米二氧化钛，在紫外光的照射下会吸收能量，在表面形成很 多的电子_空穴对，这些电子_空穴对具有很强的氧化还原能力，能降解有机物，包括汽车 尾气中的氮氧化合物、硫化物、一氧化氮等有害气体，还有很强的杀菌能力。二氧化钛对人 体无害，是环境友好型的材料。钾水玻璃与一定量的缩合磷酸盐和填料混合后，制得的低温固化的无机涂料与金 属、水泥、各种砖、石等具有很好的结合力，具有较强耐水、耐酸、耐腐蚀、耐候、耐高温、阻 燃、无环境与健康毒害，来源丰富价格低廉等优点。本专利技术纳米二氧化钛水性无机光催化涂料具有以下优点1、主要原料的大部分来源丰富，价格低廉，而纳米二氧化钛虽然价格较贵，但添加 量少，对总价格影响不太大。2、制备工艺简单，工艺参数比较容易控制。3、不仅耐水性和粘结性比较好，而且还具有很强的光催化降解氮氧化合物的能 力，可以广泛应用。4、可以在室温固化，施工方便，便于室外喷、刷施工。 具体实施例方式本专利技术纳米二氧化钛水性无机光催化涂料的成分按质量百分比计为纳米二氧化 钛1 6%，六偏磷酸钠0. 01 0. 14%，钾水玻璃10 35%，填料10 38%，无机固化剂 1 7%，余量为水。其中，纳米二氧化钛的晶型为锐钛矿型，粒子粒径为10-90nm ；钾水玻 璃的分子通式为K2O · HiSiO2，模数m—般在1-4之间；填料为硅藻土和沉淀硫酸钡，前者与 后者的质量比为1 0.2 2. 5;无机固化剂为缩合磷酸盐，优选缩合磷酸铝、缩合磷酸镁 或缩合磷酸钙。本专利技术纳米二氧化钛水性无机光催化涂料的制备方法为1)将六偏磷酸钠溶于水配制成质量浓度约为30%的溶液，将缩合磷酸盐溶于水 配制成质量浓度约为10%的饱和溶液，将钾水玻璃溶于水配制成质量浓度为40% -60%的 溶液。2)按设定重量份将纳米二氧化钛添加到作为分散剂的六偏磷酸钠溶液中搅拌混 合均勻，再将该混合液加入到钾水玻璃溶液中，然后经高速分散或超声分散将上述混合液 均勻分散在钾水玻璃溶液中。3)将步骤2)得到的混有纳米二氧化钛和六偏磷酸钠的钾水玻璃溶液与设定重量 份的填料进行混合，经砂磨分散均勻，最后加入缩合磷酸盐溶液，其中上述三种混合物的质 量比优选为1 0.8-1.5 0.02-0. 2，将混合物搅拌均勻即制备成纳米二氧化钛水性无机 光催化涂料。将制备好的涂料在1-5小时内均勻涂布于所需涂覆的水泥、玻璃或金属上，室温 固化48h，或者是80°C左右的热风固化一小时，就可得到具有光催化降解氮氧化合物的涂 料膜。下面若干具体实施例具体说明了本专利技术的技术方案及其技术效果实施例1取晶型为锐钛矿、质量占总涂料的2%、粒子粒径是50-70nm纳米二氧化钛，加入 六偏磷酸钠溶液(六偏磷酸钠的质量为纳米二氧化钛质量的2. 5% )，一起加入到质量分数 为40%，模数为2. 8的钾水玻璃溶液中，钾水玻璃占涂料总质量的20%，混合均勻后，加入 硅藻土(硅藻土质量占涂料总质量的8% )和沉淀硫酸钡(沉淀硫酸钡质量占涂料总质量 的20% )，高速分散均勻后，最后加入质量分数为10%的缩合磷酸盐溶液，缩合磷酸盐占涂 料总质量的1%，其余加水，再以150转/分的转速搅拌30min，即得到纳米二氧化钛水性无 机光催化涂料。将涂料涂布于玻璃板上，进行固化养护。参照JG/T3049-1998的状态标准状态下 进行粘结强度的试验，参照GB/T1733-93的状态下进行漆膜耐水性测试，涂料的粘结力达 到1. 5MP，耐水性达到30天。使用光源主波段为365nm的18W紫外灯，把涂膜的玻璃板放置 于光催化测试箱中进行二氧化氮的降解实验，容器中二氧化氮的初始浓度为9. 3mg/m3，检 测器持续检测二氧化氮气体的光降解情况，IOOmin内二氧化氮的降解率为83%，而同等情 况下未加二氧化钛的涂料的光降解率为20%。实施例2取晶型为锐钛矿、质量占总涂料的3%、粒子粒径是30-50nm纳米二氧化钛，加入 六偏磷酸钠溶液(六偏磷酸钠的质量为纳米二氧化钛质量的2. 5% )，一起加入到质量分数 为43%，模数为3. 1的钾水玻璃溶液中，钾水玻璃占涂料总质量的28%，混合均勻后，加入 硅藻土(硅藻土质量占涂料总质量的15% )和沉淀硫酸钡(沉淀硫酸钡质量占涂料总质量 的13% )，高速分散均勻后，最后加入质量分数为10%的缩合磷酸盐溶液，缩合磷酸盐占涂 料总质量的3%，其余加水，再以150转/分的转速搅拌30min，即得到纳米二氧化钛水性无 机光催化涂料。将涂料涂布于玻璃板上，进行固化养护。参照JG/T3049-1998的状态标准状态下 进行粘结强度的试验，参照GB/T1733本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米二氧化钛水性无机光催化涂料，其特征在于，由以下按质量百分比计的成分组成：纳米二氧化钛１～６％，六偏磷酸钠０．０１～０．１４％，钾水玻璃１０～３５％，填料１０～３８％，无机固化剂１～７％，余量为水。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张秀坤，何唯平，
申请(专利权)人：深圳市海川实业股份有限公司，深圳海川化工科技有限公司，上海启鹏化工有限公司，河源海川科技有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]