具有可见光催化的防火内墙涂料及其制备和应用的制作方法

本发明涉及涂料，尤其涉及一种具有可见光催化的防火内墙涂料及其制备和应用。

背景技术：

1、随着在uv和近uv辐射的作用下电子从价带跃迁到导带，使得半导体材料二氧化钛具有光催化性能。产生的反应性的电子-空穴对迁移到二氧化钛颗粒的表面，在那里所述空穴氧化所吸附的水而产生反应性的羟基自由基且所述电子还原所吸附的氧而产生超氧自由基，所述两者都能够降解在空气中的nox和挥发性有机化合物(voc)。鉴于这些性能，已经在涂料等中使用光催化二氧化钛等，从空气中除去污染物。

2、纳米二氧化钛的禁带宽度为3.2ev，换算成波长即为387.5nm。当光照的波长小于或者等于387.5nm时，光中的光子被纳米二氧化钛吸收，价带激发电子，通过禁带阶跃至导带。此时会形成高活性的游离电子ecb-，而价带上因为电子的脱离会形成带正电的空穴hvb+。因为纳米二氧化钛是不连续的能带结构，存在禁带，所以空穴—电子对的寿命极短，只有皮秒级。游离的电子ecb-在物质本身电场的作用下与空穴hvb+发生分离，迁至纳米二氧化钛表面的不同位置。此时，游离电子可能会与吸附在纳米二氧化钛表面的有机物进行催化氧化反应；也有可能被纳米二氧化钛畸变产生的缺陷位所捕获；还有可能直接与空穴复合，使得光能以热量的形式被消耗。同时，失去电子带正电的空穴会具有氧化性，可以将纳米二氧化钛表面吸附的o2和oh-氧化，形成氧化性更强的羟基自由基·oh和超氧基·o2，二者强大的氧化能力可以将有机物能彻底氧化为水和二氧化碳，并且不存在中间产物。

3、然而，未经改性的二氧化钛却不适用于内墙体系，因为室内基本没有紫外光线，根本无法激发涂层的活性，故自主研发并生产具有可见光催化活性的改性纳米二氧化钛就起到关键性作用，可将光催化剂的能带“红移”，使其在可见光状态下依然具有催化活性，产生超氧自由基，净化室内空气。

4、目前市场上光催化涂料领域大部分都是只具有光催化单一功能的涂料，被用于其他特殊功能（如防火）的涂料少之又少，其原因是光催化剂化合物的加入将打破原有涂料的平衡，会影响涂料的表面张力，吸油量，pvc，稳定性等，所以将光催化剂用于其他特殊功能的涂料中，还需要克服许多问题。

5、因此，开发新型可见光催化复合功能涂料，拓宽光催化技术的应用范围，最终实现光催化技术的产业化应用，对人类的健康和安全兼具具有显著的实际意义。

技术实现思路

1、因此，针对上述的问题，本发明提出一种环保、兼具可见光催化和防火的功能、稳定配方体系，改善空气质量，提高家居安全性的具有可见光催化的防火内墙涂料及其制备方法。

2、为解决此技术问题，本发明采取以下方案：

3、本发明提供一种具有可见光催化的防火内墙涂料，包括以下重量单位的原材料组分：

4、硅藻\纳米tio2 复合材料 4份

5、苯乙烯/丙烯酸酯聚合物 16份

6、结晶相ⅱ聚磷酸铵 15份

7、三聚氰胺 5份

8、季戊四醇 5份

9、钛白粉 14份

10、云母粉 4份

11、醇脂十二 1.3份

12、有机硅消泡剂 0.2份

13、矿物油消泡剂 0.15份

14、羟乙基纤维素 0.2 份

15、5-氯-2-甲基-4异噻唑啉-3-酮\mit 0.2份

16、1，2-苯并异噻唑啉-3-酮/bit 0.2 份

17、特殊改性聚羧酸氨盐 0.5份

18、膨润土 0.35份

19、水 26份。

20、本发明进一步提供一种具有可见光催化的防火内墙涂料的制备方法，包括以下步骤：

21、将0.2份的羟乙基纤维素、0.35份的膨润土，0.5份的特殊改性聚羧酸氨盐、0.15份的矿物油消泡剂和26份的水加入分散容器中，在500rpm的转速下分散5分钟，使其完全溶于水中，形成分散体系；

22、然后再将14份钛白粉、4份云母粉和25份膨胀型阻燃剂，加入上述分散体系中，在1500rpm分散3分钟使其完全分散，形成浆料；

23、调整转速至1900rpm，将4份硅藻\纳米tio2 复合材料缓慢加入上述浆料中，保持转速不变分散30分钟；

24、最后将转速调制900rpm，依次加入16份乳液，0.2份有机硅消泡剂，0.2份5-氯-2-甲基-4异噻唑啉-3-酮\mit和0.2份1，2-苯并异噻唑啉-3-酮/bit，保持转速不变分散5分钟即可得到所述具有可见光催化功能的防火涂料。

25、本发明进一步提供一种上述的具有可见光催化的防火内墙涂料在催化甲醛降解的应用。

26、通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：通过采用膨胀型阻燃剂（聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇）3:1:1的比例与选用聚合度n＞20、粒径20μm-30μm之间的聚磷酸铵以及制备出晶粒尺寸为 11.3 nm且二氧化钛质量负载量为25.5%的改性纳米tio2的有效结合实现以下优点：

27、（1）具有良好的防火性能，耐火时长可达60min以上；

28、（2）具有非常好的版面效果，纳米材料提高了漆膜的细腻度、丰满度；

29、（3）具有可见光催化的能力，在可见光条件下即可稳定、高效的降解甲醛等有害气体；

30、（4）具有良好的稳定性，储存期可达1-2年，远远高于钢结构防火涂料仅仅3个月的储存期；

31、（5）本发明的涂料具有多功能性，兼具可见光催化和防火的功能，拓宽了光催化技术的应用范围，让消费者同时拥有健康和安全。

技术特征：

1.一种具有可见光催化的防火内墙涂料，其特征在于：包括以下重量单位的原材料组分：

2.如权利要求1所述的具有可见光催化的防火内墙涂料，其特征在于：其膨胀倍率达到14倍。

3.一种具有可见光催化的防火内墙涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

4.一种如权利要求1所述的具有可见光催化的防火内墙涂料在催化甲醛降解的应用。

技术总结本发明提供了一种具有可见光催化的防火内墙涂料及其制备和应用。所述具有可见光催化的防火内墙涂料包括以下重量单位的原材料组分：硅藻\纳米TiO2复合材料4份；苯乙烯/丙烯酸酯聚合物16份；结晶相Ⅱ聚磷酸铵15份；三聚氰胺5份；季戊四醇5份；钛白粉14份；云母粉4份；醇脂十二1.3份；有机硅消泡剂0.2份；矿物油消泡剂0.15份；羟乙基纤维素0.2份；5‑氯‑2‑甲基‑4异噻唑啉‑3‑酮\MIT0.2份；1，2‑苯并异噻唑啉‑3‑酮/BIT0.2份；特殊改性聚羧酸氨盐0.5份；膨润土0.35份；以及水26份。技术研发人员：方江海,刘清良,肖湛敏受保护的技术使用者：福建南烽防火科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/19