光触媒涂料及其制备方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010675207.4 (22)申请日 2020.07.14 (71)申请人 李欣华 地址 100093 北京市石景山区八大处路49 号院点石商务公园6号楼401-403室 (72)发明人 李欣华 (74)专利代理机构 北京知呱呱知识产权代理有 限公司 11577 代理人 杜立军 (51)Int.Cl. C09D 133/04(2006.01) C09D 5/14(2006.01) C09D 7/61(2018.01) C09D 7/63(2018.01) (54)发明名称。

2、 一种光触媒涂料及其制备方法 (57)摘要 本发明实施例公开了一种光触媒涂料及其 制备方法， 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： 锐钛型纳米 钛白40份、 金红石型纳米钛白40份、 钛白粉140 150份、 体质颜料300325份、 浆料助剂12.523 份和水200230份， 所述基料主要由以下组分制 备而成： 丙烯酸合成树脂300310份、 基料助剂 4976份。 能够长期释放负离子， 负离子数高， 绿 色无污染， 不会对人体健康造成危害， 具有卓越 的净化空气功能， 能够净化空气中的甲醛、 氨、 苯 等有害气体， 抗细菌性能强， 耐碱性、 耐洗刷性 。

3、好， 稳定性高， 成膜快， 施工性好。 权利要求书1页 说明书7页 CN 111849278 A 2020.10.30 CN 111849278 A 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： 锐钛型纳米钛白40份、 金红石型纳米 钛白40份、 钛白粉140150份、 体质颜料300325份、 浆料助剂12.523份和水200230 份， 所述基料主要由以下组分制备而成： 丙烯酸合成树脂300310份、 基料助剂4976份。 2.根据权利要求1所述的一种光触媒涂料， 其特征在于， 所述钛白粉为金红石型。 3.根据权利要求1所述的。

4、一种光触媒涂料， 其特征在于， 所述体质颜料包括： 高岭土0 55份、 硅石灰粉5055份、 重钙150160份和滑石粉5055份， 优选地， 所述重钙和滑石粉 的粒度分别为1000目以上。 4.根据权利要求1所述的一种光触媒涂料， 其特征在于， 所述浆料助剂包括分散剂7 10份、 润湿剂2.55份、 pH调节剂25份和消泡剂13份； 所述基料助剂包括抗冻剂1520份、 成膜助剂2030份、 流平剂46份、 增稠剂58 份、 消泡剂25份、 防腐剂13份和防霉剂24份。 5.根据权利要求4所述的一种光触媒涂料， 其特征在于， 所述分散剂为阴离子表面活性 剂， 优选为分散剂5040； 所述润湿剂。

5、为OP-40或PEG100； 所述pH调节剂为AMP-95； 所述消泡剂 为消泡剂NXZ； 所述抗冻剂为乙二醇或丙二醇； 所述成膜助剂为Texnol； 所述流平剂为聚氨酯类， 优选 为RW-2020； 所述增稠剂为TT-935； 所述防腐剂为防腐剂251； 所述防霉剂为防霉剂N-96。 6.根据权利要求1-5中任一所述的一种光触媒涂料的制备方法， 其特征在于， 所述制备 方法包括： (1)将水加入分散缸中， 低速搅拌， 加入浆料助剂； 全部溶解后， 加入锐钛型纳米钛白和 金红石型纳米钛白， 继续低速搅拌； 3040分钟后依次加入钛白粉和体质颜料， 提高搅拌速 率， 先中速搅拌30分钟后， 变为。

6、高速搅拌4050分钟后进行研磨， 研磨先使用直径3毫米大 型钢珠研磨45分钟， 使纳米分子达到直径20纳米左右， 然后使用直径2毫米中型钢珠研磨35 分钟， 使纳米分子直径达到10纳米左右， 最后用直径1毫米小型钢珠研磨30分钟， 使纳米分 子直径达到6纳米以下， 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丙烯酸合成树脂， 继续低速搅拌20 30分钟； 后缓缓加入基料助剂， 继续搅拌5060分钟， 得到所述光触媒涂料。 7.根据权利要求6所述的一种光触媒涂料的制备方法， 其特征在于， 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1520分钟； 后加入。

7、流平剂， 低速搅拌1015分 钟； 再加入增稠剂， 低速搅拌20分钟； 最后， 加入防腐剂、 防霉剂和消泡剂。 8.根据权利要求6所述的一种光触媒涂料的制备方法， 其特征在于， 所述低速搅拌的转 速为80一100转/分。 9.根据权利要求6所述的一种光触媒涂料的制备方法， 其特征在于， 所述中速搅拌的转 速为150一250转/分。 10.根据权利要求6所述的一种光触媒涂料的制备方法， 其特征在于， 所述高速搅拌的 转速为350一450转/分。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111849278 A 2 一种光触媒涂料及其制备方法 技术领域 0001 本发明实施例涉及涂料技术领域， 具体涉及一。

8、种光触媒涂料及其制备方法。 背景技术 0002 涂料是家庭装修装饰过程中不可缺少的材料之一。 近几年来， 随着人民生活的不 断提高， 人们对涂料的要求越来越高， 其品种也已从过去的桐油、 楷生漆向合成树脂漆方向 发展， 以满足不同消费者的需求。 0003 而研究证明， 传统涂料在会缓慢释放诸如醛类、 酚类等小分子有害物质， 容易对人 体健康造成严重的伤害。 另外， 随着人类社会的工业化和城市化的日益加剧， 城市空气污染 也越来越严重， 而且， 室内充斥的各种有害微生物是引发各类中毒、 感染、 过敏性疾病和传 染性疾病的主要原因之一， 而传统涂料并不能达到改善室内环境的要求。 发明内容 0004。

9、 为此， 本发明实施例提供一种光触媒涂料及其制备方法， 以解决传统涂料存在的 会缓慢释放小分子有害物质， 容易对人体健康造成严重的伤害， 抗菌性不佳， 无法改善室内 环境的问题。 0005 为了实现上述目的， 本发明实施例提供如下技术方案： 0006 根据本发明实施例的第一方面， 提出了一种光触媒涂料， 原料包括： 浆料和基料； 0007 以重量份计， 所述浆料主要由以下组分制备而成： 锐钛型纳米钛白40份、 金红石型 纳米钛白40份、 钛白粉140150份、 体质颜料300325份、 浆料助剂12.523份和水200 230份， 所述基料主要由以下组分制备而成： 丙烯酸合成树脂300310份。

10、、 基料助剂4976 份。 0008 本发明提供的光触媒涂料， 纳米钛白、 钛白粉、 体质颜料和浆料助剂和水制备成浆 料， 丙烯酸合成树脂、 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： 0009 具有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； 能够长期 释放负离子， 负离子数高； 具有特殊的抗菌防霉作用， 抗菌率达 级； 绿色无污染， 有害气体 含量低， 不会对人体健康造成危害； 具有良好的防尘自洁、 保护基材性能， 将本发明提供的 光触媒涂料喷涂在内墙上， 形成一层微米级的涂膜， 有自洁作用， 使污染物及灰尘不易固定 在表面上， 并保。

11、护原有的基材不变色、 不褪色； 耐碱性、 耐洗刷性好， 稳定性高， 成膜快， 施工 性好。 0010 进一步地， 所述钛白粉为金红石型。 0011 本发明中的体质颜料优选高岭土、 硅石灰粉、 重钙、 滑石粉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， 所述体质颜料包括： 高岭土055份、 硅石灰粉50 55份、 重钙150160份和滑石粉5055份， 优选地， 所述重钙和滑石粉的粒度分别为1000 说明书 1/7 页 3 CN 111849278 A 3 目以上。 0012 进一步地， 。

12、所述浆料助剂包括分散剂710份、 润湿剂2.55份、 pH调节剂25份 和消泡剂13份； 0013 所述基料助剂包括抗冻剂1520份、 成膜助剂2030份、 流平剂46份、 增稠剂5 8份、 消泡剂25份、 防腐剂13份和防霉剂24份。 0014 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， 所述分散剂的类型为阴离子表面活性剂， 优选为分散剂5040； 所述润湿剂为OP- 40或PEG100。 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。

13、的光触媒特性， 较好的， 所述pH调节剂为AMP-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NXZ； 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； 流平剂促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、 光滑、 均匀 的涂膜， 提高其流平性和均匀性， 较好的， 为聚氨酯类， 优选为RW-2020； 增稠剂保证涂料粘 度， 增加覆盖性， 较好的， 为TT-935； 防腐剂和防霉剂保证涂料贮藏稳定性， 较好的， 所述防 腐剂为。

14、防腐剂251， 所述防霉剂为防霉剂N-96。 0015 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。 0016 根据本发明实施例的第二方面， 提出了一种光触媒涂料的制备方法， 所述制备方 法包括： 0017 (1)将水加入分散缸中， 低速搅拌， 加入浆料助剂； 全部溶解后， 加入锐钛型纳米钛 白和金红石型纳米钛白， 继续低速搅拌； 3040分钟后依次加入钛白粉和体质颜料， 提高搅 拌速率， 先中速搅拌30分钟后， 变为高速搅拌4050分钟后进行研磨， 研磨先使用直径3毫 米大型钢珠研磨45分钟， 使纳米分子达到直。

15、径20纳米左右， 然后使用直径2毫米中型钢珠研 磨35分钟， 使纳米分子直径达到10纳米左右， 最后用直径1毫米小型钢珠研磨30分钟， 使纳 米分子直径达到6纳米以下， 得到浆料； 0018 (2)开启低速搅拌， 向制备好的所述浆料中缓缓加入丙烯酸合成树脂， 继续低速搅 拌2030分钟； 后缓缓加入基料助剂， 继续搅拌5060分钟， 得到所述光触媒涂料。 0019 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。 0020 进一步地， 所述缓缓加入基料助剂具体包括： 0021 先加入抗冻剂和成膜助剂， 低速搅拌1520分钟； 后加入流平。

16、剂， 低速搅拌1015 分钟； 再加入增稠剂， 低速搅拌20分钟； 最后， 加入防腐剂、 防霉剂和消泡剂。 0022 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80 一100转/分， 所述中速搅拌的转速为150一250转/分， 所述高速搅拌的转速为350一450转/ 分， 各组分的分散性更好， 材料性能更佳。 0023 本发明实施例具有如下优点： 0024 (1)具有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； 能够长 期释放负离子， 负离子数高； 具有特殊的抗菌防霉作用， 抗菌率达 级； 绿色无污染， 有害气 说明书 2/7 页 4 CN 。

17、111849278 A 4 体含量低， 不会对人体健康造成危害； 具有良好的防尘自洁、 保护基材性能， 将本发明提供 的光触媒涂料喷涂在内墙上， 形成一层微米级的涂膜， 有自洁作用， 使污染物及灰尘不易固 定在表面上， 并保护原有的基材不变色、 不褪色； 耐碱性、 耐洗刷性好， 稳定性高， 成膜快， 施 工性好。 0025 (2)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。 金红石型纳米钛白比锐钛型纳米钛白稳定而致密， 有较高的硬度、 密度、 介电常数及折射 率， 其遮盖力和着色力也。

18、较高， 而锐钛型纳米钛白在可见光短波部分的反射率比金红石型 纳米钛白高， 带蓝色色调， 并且对紫外线的吸收能力比金红石型低， 光催化活性比金红石型 高， 两者并用兼具两者的优点， 综合性能更佳， 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。 0026 (3)通过在不同的步骤中采用低速、 中速、 高速不同的搅拌速度对组分进行分散， 组分分散性更好， 制得材料均一、 稳定、 性能更佳； 纳米尺度的组分纳米钛白的加入容易发 生团聚， 而采用不同尺寸的钢珠对混合物料进行充分研磨制备浆料， 可有效减少粒子团聚， 获得更好的分散性， 。

19、材料的性能更佳。 0027 (4)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 0028 以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式， 熟悉此技术的人士可由本说明 书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效， 显然， 所描述的实施例是本发明一 部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。 0029 实施例1 0030 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/每分； 将10。

20、kg 分散剂5040、 5kgPEG100、 5kgAMP-95、 3kg消泡剂NXZ加入到分散缸中， 确认全部溶解后， 再加 入40kg锐钛型纳米钛白、 40kg金红石型纳米钛白， 继续搅拌30分钟后， 加入150kg金红石型 钛白粉、 55kg高岭土、 55kg硅石灰粉、 160kg重钙、 55kg滑石粉， 提高搅拌速率， 先250转/每分 中速搅拌30分钟， 再提高搅拌速率为450转/每分， 在此高速率下搅拌40分钟。 0031 搅拌结束后， 将搅拌好的浆料先使用直径3毫米大型钢珠研磨45分钟， 使纳米分子 达到直径20纳米左右， 然后使用直径2毫米中型钢珠研磨35分钟， 使纳米分子直径。

21、达到10纳 米左右， 最后用直径1毫米小型钢珠研磨30分钟， 使纳米分子直径达到6纳米以下， 得到浆 料。 0032 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310kg 丙烯酸合成树脂， 搅拌20分钟； 后缓缓加入20kg乙二醇和30kgTexnol， 搅拌15分钟； 然后加 入6kgRW-2020， 搅拌10分钟后再加入8kgTT-935， 再搅拌20分钟； 最后， 加入3kg防腐剂和4kg 防霉剂搅拌5分钟。 0033 实施例2 0034 将200kg去离子水加入到分散缸中， 开启搅拌， 搅拌的速率为80转/每分； 将7kg分 说明书 3/7 页 5 C。

22、N 111849278 A 5 散剂5040、 2.5kgOP-40、 2kgAMP-95、 1kg消泡剂NXZ加入到分散缸中， 确认全部溶解后， 再加 入40kg锐钛型纳米钛白、 40kg金红石型纳米钛白， 继续搅拌30分钟后， 加入140kg金红石型 钛白粉、 50kg高岭土、 50kg硅石灰粉、 150kg重钙、 50kg滑石粉， 重钙和滑石粉的粒度为1250 目， 提高搅拌速率， 先150转/每分中速搅拌30分钟， 再提高搅拌速率为350转/每分， 在此高 速率下搅拌40分钟。 0035 搅拌结束后， 将搅拌好的浆料先使用直径3毫米大型钢珠研磨45分钟， 使纳米分子 达到直径20纳米左。

23、右， 然后使用直径2毫米中型钢珠研磨35分钟， 使纳米分子直径达到10纳 米左右， 最后用直径1毫米小型钢珠研磨30分钟， 使纳米分子直径达到6纳米以下， 得到浆 料。 0036 研磨完毕后， 将浆料打入调色罐中， 在80转/每分的搅拌速率下， 缓缓加入300kg丙 烯酸合成树脂， 搅拌20分钟； 后缓缓加入15kg乙二醇和20kgTexnol， 搅拌15分钟； 然后加入 4kgRW-2020， 搅拌10分钟后再加入5kgTT-935， 再搅拌20分钟； 最后， 加入1kg防腐剂和2kg防 霉剂搅拌3分钟。 0037 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。 0038 实施例3。

24、 0039 将215kg去离子水加入到分散缸中， 开启搅拌， 搅拌的速率为90转/每分； 将8kg分 散剂5040、 4kgPEG100、 3kgAMP-95、 2kg消泡剂NXZ加入到分散缸中， 确认全部溶解后， 再加入 40kg锐钛型纳米钛白、 40kg金红石型纳米钛白， 继续搅拌30分钟后， 加入145kg金红石型钛 白粉、 53kg高岭土、 53kg硅石灰粉、 155kg重钙、 53kg滑石粉， 提高搅拌速率， 先200转/每分中 速搅拌30分钟， 再提高搅拌速率为400转/每分， 在此高速率下搅拌40分钟。 0040 搅拌结束后， 将搅拌好的浆料先使用直径3毫米大型钢珠研磨45分钟，。

25、 使纳米分子 达到直径20纳米左右， 然后使用直径2毫米中型钢珠研磨35分钟， 使纳米分子直径达到10纳 米左右， 最后用直径1毫米小型钢珠研磨30分钟， 使纳米分子直径达到6纳米以下， 得到浆 料。 0041 研磨完毕后， 将浆料打入调色罐中， 在90转/每分的搅拌速率下， 缓缓加入305kg丙 烯酸合成树脂， 搅拌20分钟； 后缓缓加入17kg乙二醇和25kgTexnol， 搅拌15分钟； 然后加入 5kgRW-2020， 搅拌10分钟后再加入7kgTT-935， 再搅拌20分钟； 最后， 加入2kg防腐剂和3kg防 霉剂搅拌5分钟。 0042 性能测试 0043 1、 检测项目： 空气负。

26、离子浓度 0044 样品数量： 1kg， 型号规格： 5L， 检测依据： JC/T2110-2012； 0045 检测结果： 空白舱的空气负离子浓度(ions/cm3)为790， 样品舱的空气负离子浓度 (ions/cm3)为8430。 0046 2、 检测项目： 挥发性有机化合物含量(VOC)； 游离甲醛； 苯、 甲苯、 乙苯、 二甲苯总 和； 可溶性重金属(铅Pb、 镉Cd、 铬Cr、 汞Hg)； 0047 样品数量： 1kg， 样品状态： 液态； 检测依据： GB18582-2008 室内装饰装修材料内墙 涂料中有害物质限量 ； 0048 检测结果： 说明书 4/7 页 6 CN 111。

27、849278 A 6 0049 0050 0051 经检验， 样品的检验结果符合挥发性有机化合物含量(VOC)； 游离甲醛； 苯、 甲苯、 乙苯、 二甲苯总和； 可溶性重金属(铅Pb、 镉Cd、 铬Cr、 汞Hg)的检验结果符合标准GB18582- 2008中水性墙面涂料的技术指标要求。 0052 3、 检测项目： 抗细菌(金黄色葡萄球菌、 大肠埃希氏菌)性能 0053 样品数量： 5kg， 检测依据： HG/T3950-2007 抗菌涂料 ； 0054 检测结果： 0055 0056 经检验， 样品抗细菌(金黄色葡萄球菌、 大肠埃希氏菌)性能的检验结果符合标准 HG/T3950-2007 抗。

28、菌涂料 中表1( 级)的技术要求。 0057 4、 检测项目： 容器中状态； 施工性； 低温稳定性； 干燥时间； 涂膜外观； 对比率； 耐碱 性； 耐洗刷性 0058 样品数量： 5kg， 样品状态： 液态； 检测依据： GB/T9756-2009 合成树脂乳液内墙涂 料 0059 检验结果： 说明书 5/7 页 7 CN 111849278 A 7 0060 0061 0062 经检验， 样品检验结果符合标准GB/T9756-2009中内墙面漆(优等品)的技术指标 要求。 0063 5、 检测项目： 甲醛； 氨； 苯 0064 样品数量： 5kg， 样品状态： 液态； 检测依据： GB/T1。

29、6129-1995 居住区大气中甲醛卫 生检验标准分光光度法 、 GB/T18204.2-2014 公共场所卫生检验方法第2部分： 化学污染 物 、 GB50325-2010 民用建筑工程室内环境污染控制规范 0065 检验结果： 0066 说明书 6/7 页 8 CN 111849278 A 8 0067 0068 备注： 测试时， 将4块涂刷样品的的玻璃板放入一个1m3的玻璃箱(样品舱)内， 同时 将4块不涂刷样品的玻璃板放入另一个1m3的玻璃箱(对照舱)内， 根据不同的测试项目， 分 别往两个玻璃箱内加入3 l甲醛、 30 l氨或5 l苯， 并根据各项目的采样时间测试不同放置 时间下两个玻璃箱内甲醛、 氨或苯的浓度。 0069 经检验， 样品舱内甲醛、 氨或苯的浓度在不同的采样时间均低于对照舱， 证明样品 具有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。 0070 虽然， 上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述， 但在本 发明基础上， 可以对之作一些修改或改进， 这对本领域技术人员而言是显而易见的。 因此， 在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进， 均属于本发明要求保护的范围。 说明书 7/7 页 9 CN 111849278 A 9 。