[发明专利]一种改性氟碳涂料的制备方法

说明书

本发明公开了一种改性氟碳涂料的制备方法，包括：(1)制备共掺杂TiO₂纳米粒子；(2)制备共掺杂TiO₂/石墨烯气凝胶微球；(3)共掺杂TiO₂/石墨烯气凝胶微球的表面修饰；(4)制备改性氟碳涂料。本发明工艺简单，制得的改性氟碳涂料具有催化活性好、降解效率高、空气净化效果优良等优点。

技术领域

本发明涉及氟碳涂料技术领域，具体涉及一种改性氟碳涂料的制备方法。

背景技术

涂料已经渗透到我们生活的方方面面。随着人民生活水平的提高，人们对生活品质的要求越来越高，对涂料的要求向功能化、高端化及绿色环保发展。

在建筑制造及装修过程中会产生大量的甲醛及甲苯等有害物质，会损害人们的健康；另外在房间密闭空间中容易滋生各种病菌，对涂料的长效抑菌性能也提出了更高要求。二氧化钛(TiO₂)作为一种重要的半单体材料，具有催化活性高、稳定性好、价格低廉、对人无毒无害等优点。因此，行业专家尝试以涂料的形式应用TiO₂，处理建筑材料产生的甲醛及甲苯。

如专利CN105802316A公开了一种氟碳清漆及制备方法，该清漆包括纳米二氧化钛改性丙烯酸树脂和成膜组分；其中纳米二氧化钛改性丙烯酸树脂与成膜组分的重量比为1:1～9；纳米二氧化钛改性丙烯酸树脂是通过将丙烯酸树脂加入到纳米二氧化钛在醇溶液中的分散体中反应制得；所述成膜组分是氟碳树脂。该发明的氟碳清漆，将TiO₂纳米粒子引入氟碳涂料，所得氟碳涂层对甲醛及甲苯的去除效果能分别达到80％及35％以上。但是TiO₂在常规的应用中存在以下缺陷：其一TiO₂禁带较宽，光吸收范围只在紫外区，而紫外区仅占太阳光的5％，这大大的降低了太阳光的利用率；其二产生的光生电子-空穴对极易复合，在TiO₂表面产生的的活性位点较少，导致光催化反应效率降低。

又如CN108273489A公开了一种铈掺杂二氧化钛/石墨烯气凝胶的制备方法及其应用。该制备方法包括：(1)制备氧化石墨烯溶液；(2)制备铈掺杂二氧化钛；(3)制备铈掺杂二氧化钛/石墨烯气凝胶。该发明制备的铈掺杂二氧化钛/石墨烯气凝胶可以在可见光照射下降解苯酚，降解3h后最大光降解率为90.6％。不足之处是铈掺杂虽然提高了二氧化钛的活性，但单一掺杂存在催化效率增加有限的缺陷。

又如CN109233396A公开了一种耐腐蚀空气净化涂料及其制备方法，该涂料包含以下组份：(1)表面改性的二氧化钛和石墨烯的纳米复合粒子；和(2)成膜组份。其中成膜组分优选氟碳树脂。其方法包括：(1)将石墨烯加入N-羟基琥珀酰亚胺和碳二亚胺盐的水溶液中；(2)将纳米二氧化钛粒子分散在含醇水溶液中；(3)将由步骤(1)得到的含石墨烯液体加入由步骤(2)得到的纳米二氧化钛的醇水分散液中；(4)将所得反应混合物后处理获得二氧化钛和石墨烯的纳米复合粒子；(5)利用分散剂将二氧化钛和石墨烯的纳米复合粒子表面改性获得表面改性的二氧化钛和石墨烯的纳米复合粒子；和(6)将表面改性的二氧化钛和石墨烯的纳米复合粒子、成膜组份、任选的颜料和填料以及任选的助剂在溶剂中混合得到涂料。该发明在涂层中均匀引入石墨烯后，涂料的耐冲击性能、耐磨性、耐候性及防腐性能都有了较大改善。不足之处是TiO₂纳米粒子没有进行掺杂，仅可利用单一的紫外光，太阳光利用效率低，且存在抗菌效率不足的缺陷。

又如CN113956772A公开了一种石墨烯抗静电抗腐蚀涂料及其制备方法。该抗腐蚀涂料由A组分和B组分制备得到，A组分由包含以下重量份数的原料制备得到：氟碳树脂20～40份、流平剂0.3～1.5份、分散剂0.3～1份、润湿剂0.5～2份、溶剂10～30份、偶联剂0.4～2.5份、消泡剂0.5～1.5份、白炭黑7～15份、改性石墨烯0.5～3份和纳米材料20～35份，B组分为脂肪族聚异氰酸酯。该发明制备得到的抗腐蚀涂料耐盐雾性可达1500h以上，漆膜硬度高达3H，表面电阻达到108Ω。不足之处没有将纳米材料与石墨烯进行复合，没有解决好纳米粒子团聚的问题，且使用的纳米材料没有进行共掺杂，光催化效率和抗菌效果有限。