[发明专利]空气净化漆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可净化空气中有害物质的水性涂料及其生产工艺。 

背景技术

随着2012年中国大面积的雾霾天气笼罩，空气质量问题已经成为人们关注的敏感话题。挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds即VOC)，种类多、分布广，大到工业生产、交通运输，小到家庭装修、居家生活，都是VOC的不同来源。由于VOC的广泛性和多样性使得他们被视为粉尘之后的第二大类大气污染物。VOC、氮氧化物、硫氧化物等同时存在下，受紫外线照射生成浮游飘尘、氧化剂、硝酸盐、硫酸盐等干湿下降物即为光化学烟雾，湿式下降物为酸雨。光化学烟雾是大气污染的一种，它不仅危害人们的健康，而且严重威胁着生态系统的平衡。光化学烟雾明显的危害是对人眼睛的刺激作用。光化学烟雾对鼻、咽喉、气管和肺等呼吸器官也有明显的刺激作用，并有头痛，使呼吸道疾病恶化。光化学烟雾对植物的损害也十分严重。此外，光化学烟雾还会降低大气的能见度，加速橡胶制品的老化和龟裂，腐蚀建筑物和衣物，缩短其使用寿命。酸雨(pH≤5.6的降水)的危害主要有：(1)湖泊酸化，鱼类死亡，水生生物种类减少；(2)土壤酸化，农业减产，森林退化；(3)建筑物和桥梁受损；(4)影响人体健康一降低儿童的免疫能力、对眼部和呼吸道的刺激、酸化农田土壤中的重金属富积等。 

当前建筑材料领域治理光化学烟雾通常采用以下几种方法： 

1、物理吸附，通过多孔材料表面吸附小分子污染物。例如活性碳纤维(ACF)，亦称纤维状活性碳。作为一种由有机纤维先驱体制成的理想的第三代高效吸附材料，是在碳纤维技术和活性碳技术相结合的基础上发展起来的一种多孔导电材料。作为吸附材料，ACF具有以下优点：(1)吸附性能好。具有大的比表面积和丰富的微孔，微孔的体积占总孔体积的90％以上，比一般活性碳(AC)具有更大的表面积和孔容积、外表面比AC大100倍以上、吸附容量约大1-10倍；(2)其微孔都在外表面上，所以ACF的吸附/脱附速度快；(3)ACF中的碳都以类石墨乱层状堆积而成，所以ACF具有良好的导电性能；(4)氧化还原性能强。 

2、光催化反应，利用具有光活性的纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化铝、纳米氧化钛等无机半导体材料在光的照射下，吸收光子发生电子跃迁，从而 产生具有强氧化性的空穴来分解有机物。光催化反应的本质是指在受光的激发后，催化剂表面产生的电子空穴对分别与氧化性物质和还原性物质相互作用的电化学过程。光催化反应是由催化剂表面因受光照后产生的电子一空穴对而引发的： 

当然，电子与空穴也会重新复合，散发出热能。 

还有另一类简单复合，可表示为： 

如图3所示，显然，这种情况下，电子与空穴的结合都是由同一物种来完成的，没有经过有机物的传递这一环节，不能使有机物发生降解反应，没有实际意义，催化剂表面形成了短路的原电池。 

有实际意义的过程应该是按下面所发生的过程组成氧化还原反应的一个半反应，而另一个半反应则由含有有机物与氧化物种的相互作用组成，如图4所示： 

4OH^-+4h⁺→4OH 

4OH+有机底物→产物 

实际的情形是，在催化剂表面发生短路原电池的概率比发生降解反应的概率要大得多因而光子的利用率比较低。 

上述方法在应用于建筑涂料中时存在VOC分解效率较低的问题，例如吸光材料在涂料中发生团聚降低光活性，光能材料应用于涂料之中因填料的屏蔽作用会使其光能利用率大大降低，以及光催化剂表面形成了短路的原电池使光子的利用率降低等。因此，空气净化功能涂料的性能尚有待完善，消费者亟需净化功能优异的空气净化涂料。 

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种性能优异的仿生空气净化功能的水性涂料及其生产工艺，该涂料作用时间长，VOC分解效率高。 

为实现上述目的，本发明包括如下技术方案： 

一种空气净化漆，其是由以成分和助剂制成： 

如上所述的空气净化漆，优选地，所述硅烷偶联剂为KN555或KN556。 

如上所述的空气净化漆，优选地，所述有机硅疏水剂选自BS-43N、BS-1335和Powder-D中的一种。 

如上所述的空气净化漆，优选地，所述pH值调节剂选自柠檬酸、酒石酸、磷酸、盐酸和硝酸中的一种或几种。