技术领域
本发明属于一种光催化环保涂料,属于材料化工技术领域。
背景技术
纳米产品附有高科技的含义后,其必须与相应的纳米技术相配套,将纳米级的材料简单 地加入后,性能没有明显提高的产品算不上是纳米产品,有人说,将纳米涂料称为纳米复合 涂料更为合适,涂料本身就是合材料的一种,因此,并不是添加了纳米材料的涂料就能称之 为纳米涂料的。在国外,许多涂料产品均使用了纳米技术,但出于技术保密,并没有直接称 作。
绿色展不仅将展出“没有味道”的漆,展示无毒涂料的先进工艺,还将展出科技含量高的 纳米涂料。这种高科技纳米涂料不仅无毒无害,还可以缓慢释放出一种物质,降解室内甲醛、 二甲苯等有害物质。
纳米粒子的粒径远小于可见光的波长400~750nm,具有透过作用,从而保证了纳米复合涂 料具有较高的透明性。纳米粒子对紫外线具有较强的吸收作用。在外墙建筑涂料中添加TiO2、 SiO2等纳米粒子以提高耐候性,在汽车面漆中添加TiO2以提高汽车涂料的耐老化性等。
实验表明,纳米二氧化硅减弱了紫外光固化涂料吸收UV辐照的强度,从而降低了光固化 涂料的固化速度,但可明显提高紫外光固化涂料的硬度和附着力。
发明内容
用H2SO4对纳米TiO2进行修饰,用铁和银进行掺杂,提高了纳米TiO2的光量子效率和 光响应范围。但是纳米TiO2粒子具有高表面能,易产生团聚而影响光催化活性。笔者分别用 钛酸酯偶联剂和甲基丙烯酸甲酯(MMA)对纳米SO42-/TiO2-(Ag、Fe)粒子(Saf5)表面进行有 机包覆改性,探讨了有机包覆改性后的纳米SO42-/TiO2-(Ag、Fe)粒子在有机溶剂中的分散性 和稳定性,解决了表面积大、表面能高的纳米粒子在异相物质中易凝结聚集而影响光催化活 性的问题。传统的溶剂型涂料在喷涂过程中,向环境排放了大量的有机溶剂,用超临界CO2替代喷涂过程中的快挥发溶剂,能有效地降低该类涂料在喷涂过程中排放的有机溶剂量,既 降低喷涂成本,又提高喷涂质量。该研究用复合法制备含纳米SO42-/TiO2-(Ag、Fe)的氟碳树 脂建筑涂料,以超临界CO2为快挥发溶剂,进行上述涂料的喷涂。筛选改性工艺条件,探讨 复合制备工艺及超临界CO2喷涂工艺对制备的涂料光催化活性和涂料膜性能的影响,选择优 化的工艺条件。
光催化剂添加量为6%时适宜;在14MPa、60℃下用孔径为0.4mm的喷嘴对CO2含量为 30%的复合SO42-/TiO2-(Ag、Fe)氟碳树脂涂料进行喷涂,喷涂过程有机物排放量降低了43.5%, 所得涂膜对罗丹明-B降解速率常数为3.84×10-2S-1,比用普通刷涂提高了17.8%。该涂膜还能 将甲基橙、品红、苯酚等多种难降解的有机物彻底矿化,且经5次重复使用,光催化活性无 明显下降,在可见光下反应140min就能将罗丹明-B完全矿化。
本品的质量份配比范围为:去离子水20-80、样品Saf540-90和十二烷基硫酸钠30-90, NaHSO340-80和APS30-90、MMA30-90、饱和食盐水40-100、钛酸酯偶联剂40-80、丙 酮80-120。
具体实施方式
在带有回流冷凝器、搅拌器、温度计和加料口的500ml圆底烧瓶中,在搅拌下加入10g 去离子水、1g样品Saf5和0.01g十二烷基硫酸钠,当升温至80℃,先后加入0.0456g NaHSO3和0.015gAPS。搅拌10min后滴加0.3g MMA,反应2h。用适量饱和食盐水破乳。减压过 滤,再用蒸馏水洗涤滤饼3次,45℃烘干至恒量,研磨,得到PMMA改性的纳米粉体Sp3。 MMA用量分别为0.5g和0.7g重复上述试验,分别得到PMMA改性的纳米粉体Sp5和Sp7。
纳米SO42-/TiO2-(Ag、Fe)的钛酸酯偶联剂表面包覆:将1g的Saf5加入溶有0.040g钛酸 酯偶联剂的丙酮溶液中,超声分散40min,抽滤并用丙酮洗涤3次,烘干至恒重,研磨得钛 酸酯偶联剂表面包覆的改性样品St4。取偶联剂分别为0.06g,0.08g和0.1g,重复上述试 验,分别得样品St6,St8,St10。