[发明专利]水泥基材料用纳米光催化外加剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水泥基材料用纳米光催化外加剂的制备方法。

背景技术

作为一种最常用的工程材料，水泥基材料逐渐向高性能和多功能的方向发 展，如保温隔热、轻质高强等。然而，水泥基材料一方面本身具备良好的施工 操作、力学性能和耐久性能；另一方面，又能光催化氧化大气中的污染气体， 具备环保功能，这在国内外鲜有报道，主要是由于现有的纳米光催化材料容易 团聚也无法有效地在水泥基材料中分散，并且极易被水泥水化产物所包裹而失 去良好的光催化性能，而且也十分不利于水泥基材料的流动性能和力学性能的 发展。所以，针对光催化材料在水泥基材料中的应用，必须采用合适的载体负 载纳米光催化材料，促进纳米光催化材料的有效分散，同时需采取有效措施改 善水泥基材料的使用功能和各项技术性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种水泥基材料用纳米光 催化外加剂的制备方法。

本发明的水泥基材料用纳米光催化外加剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将纳米二氧化钛混晶与活性炭按重量比1∶1～2混料1～2h，得到活性炭负 载后的纳米光催化材料；

(2)将活性炭负载后的纳米光催化材料和可再分散乳胶粉、减水剂和聚丙烯 纤维按重量比1∶0.2～0.3∶0.04～0.06∶0.004～0.006的比例继续混料1～2h，得到在水 泥基材料中应用的纳米光催化外加剂。

本发明中，所说的纳米二氧化钛混晶中锐钛矿型和金红石型分别占75％和 25％。所说的活性炭为250目以上活性炭。所说的减水剂为减水率超过25％的聚 羧酸减水剂或萘系减水剂。所说的聚丙烯纤维的长度为6mm～9mm。可再分散乳 胶粉为市售氯乙烯、乙烯和月桂酰乙烯酯的三元共聚化合物。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明制备工艺简单，制得的水泥基材料用纳米光催化外加剂由于经过活 性炭负载，具备了更加良好和长期稳定的光催化功能；同时，由于可再分散乳 胶粉和聚丙烯纤维的作用，水泥基材料的粘结性能、抗裂性能和力学性能均得 到改善。将该纳米光催化外加剂掺入水泥基材料中使用，可有效避免水泥水化 产物对纳米光催化材料光催化性能的不利影响，同时由于减水剂的增塑作用、 聚合物的增粘作用和纤维的阻裂作用，改善了活性炭对混凝土流动性能、粘结 性能和抗裂性能的不利影响，从而实现拌合良好的光催化性能、使用功能和技 术性能的水泥基材料的目的。该纳米光催化外加剂既可以与水泥拌合成光催化 水泥浆，作为一种方便涂刷的水泥基光催化涂料；也可以与水泥、砂拌合成水 泥砂浆，形成混凝土表面具有一定厚度的水泥基光催化涂层。

具体实施方式

以下通过实例进一步对本发明进行描述。

实施例1

(1)将纳米二氧化钛混晶与活性炭按重量比1∶1混料2h，得到活性炭负载后 的纳米光催化材料。

(2)将活性炭负载后的纳米光催化材料和氯乙烯、乙烯和月桂酰乙烯酯的三 元共聚化合物可再分散乳胶粉、聚羧酸减水剂和聚丙烯纤维按重量比1∶ 0.3∶0.05∶0.005的比例继续混料2h，得到在水泥基材料中应用的纳米光催化外加 剂。

(3)将42.5级普通硅酸盐水泥和本例制得的纳米光催化外加剂按重量比 1∶0.25的比例混合，并加适量水调节成便于涂刷的浆体，涂刷在烧结多孔砖表面， 待硬化成膜后养护7天。

该光催化水泥材料能在模拟日光条件下(其中254nm、290nm、365nm和 420nm的光强分别为4.0～4.5、1.2～1.6、16～19和160～170μW/cm²)光催化氧化 连续通过的浓度为30ppm的二氧化氮气体，其光催化效率达到75.0％，连续反 应7.5小时后，光催化效率仍达到39.0％。

实施例2

(1)将纳米二氧化钛混晶与活性炭按重量比1∶0.75混料1.5h，得到活性炭负 载后的纳米光催化材料。

(2)将活性炭负载后的纳米光催化材料和氯乙烯、乙烯和月桂酰乙烯酯的三 元共聚化合物可再分散乳胶粉、萘系减水剂和聚丙烯纤维按重量比1∶ 0.25∶0.05∶0.005的比例继续混料1.5h，得到在水泥基材料中应用的纳米光催化外 加剂。