[发明专利]缓释型光催化防污自洁涂层及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种外墙用自洁涂层，适用于建筑屋面、建筑幕墙、墙面装饰等领域。

背景技术

随着城市环境污染的加剧，装饰幕墙板的污染也越来越严重。为了修复幕墙板的 装饰特性，清洗幕墙的成本也不断增加。因此具有自洁功能的装饰幕墙是未来建筑材料发 展的趋势。建筑外墙的自洁涂层通常是通过超亲水和超疏水两种方式来实现的，其中超亲 水材料最典型的是二氧化钛（TiO₂）涂层，TiO₂在紫外光辐照下能够产生电子-空穴对，氧化 还原反应后生成的氢氧自由基活性高，可分解有机污染物，实现自清洁；同时一定光照后， TiO₂能够转化成超双亲表面，有利于雨水污染物的冲刷。让污染物和TiO₂表面同时为了保证 装饰幕墙板的本身材料的长期耐久性，表面防护材料也是必不可少的。

有机半导体C₃N₄光催化性能的开发给光催化材料的研究注入了新的活力。C₃N₄是 一种聚合物半导体，带系约为2.7eV，可以吸收可见光，只含有C，N两种元素，硬度高、耐磨、 具有化学和热力学稳定性，价格便宜，制备简单，因此它高度满足对可见光光催化材料要 求。目前市面上的大部分光催化剂虽然短时间内都有非常明显的效果，但是经过外部恶劣 环境的腐蚀和破坏后，会逐渐从墙体表面脱落，光催化效果开始衰退。为了进一步提高外墙 用光催化剂的耐久性，有研究者将光催化剂负载在具有特殊结构的材料上，不仅能够提高 光催化剂与光照的接触面，同时也能抵挡外部污染物的侵蚀，但是光催化剂与负载材料的 结合力并不是非常好，经过一段时间后，光催化剂仍然会受到破坏。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的问题，提供一种缓释型光催化防污自洁 涂层，通过高分子树脂复合光催化剂与多孔材料高效结合，并且通过无机粘结剂提高涂层 材料在基材上的粘结强度，提供了光催化性能稳定、耐久性更好的涂层材料，制备方法简 单，性能优异。

具体来说是将高分子树脂与光催化剂搅拌混合后，与多孔材料球磨混合，让高分 子树脂复合光催化剂镶嵌于多孔材料上，同时再与粘结性较好的无机粘结剂结合，光催化 剂在高分子树脂的包裹下，逐渐发挥光催化效果，有效提高了光催化涂层的耐久性，降低外 墙清洁成本。

所述缓释型光催化防污自洁涂层，以质量份计，包括以下组分，各组分质量总和为 100%：

（1）高分子树脂复合光催化剂15～25%；

（2）多孔材料60～70%；

（3）无机粘结层5～15%；

其中高分子树脂复合光催化剂由5～15%光催化剂、1～5%高分子树脂和80～94%水组 成，各组分的质量总和为100%；无机粘结层由60～80%无机粘结剂和20～40%纳米颗粒组成， 各组分的质量总和为100%。

所述光催化剂为纳米TiO₂和/或g-C₃N₄。

所述高分子树脂选用但不限于环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、聚甲基苯基有 机硅树脂、甲基聚硅氧烷树脂中的一种。

所述多孔材料选用云母、气凝胶颗粒和多孔玻璃中的一种或多种。

所述无机粘结层包括无机粘结剂和纳米材料，其中无机粘结剂选用磷酸盐或硅酸 盐中的一种，纳米颗粒选用纳米SiO₂、纳米ZrO₂或纳米CaCO₃中的一种或多种。

所述的缓释型光催化防污自洁涂层通过以下步骤制备得到：

1）将基材表面杂质清除后，鼓风干燥或自然晾干0.5~8h，保证基材表面的洁净和干燥；

2）将光催化剂、高分子树脂和水混合搅拌制备成高分子树脂复合光催化剂；

3）将步骤2）制备的高分子树脂复合光催化剂与多孔材料球磨混合30～60min，转速为 100～300r/min，制备得到多孔材料负载型复合光催化剂；

4）将无机粘结剂和纳米颗粒混合搅拌制备成无机粘结层；

5）将步骤3）制备的多孔材料负载型复合光催化剂配料与步骤4）制备的无机粘结层均 匀混合，喷射于基材上，喷涂完成后干燥10～60min，制成缓释型光催化防污自洁涂层。

本发明的有益效果在于：