專利名稱：寬光譜響應(yīng)激發(fā)的涂料自潔保護(hù)劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種涂料自潔保護(hù)劑的制備方法，更具體的說，本發(fā)明設(shè)計一種寬光譜響應(yīng)激發(fā)的二氧化鈦涂料自潔保護(hù)劑的制備方法。
背景技術(shù)：
各種建筑外墻在長期暴露于風(fēng)吹日曬雨淋之后，會出現(xiàn)灰塵、粘污和流痕，影響建筑的外在美觀。
目前常用的清潔方法主要是人工清洗和機(jī)器清洗。前者不安全，后者設(shè)備投資費用高。兩種方法的清潔效果，只是短期有效，時間稍長就需要再次重復(fù)清洗。如果墻面能實現(xiàn)自身清潔的的話，無疑將解決上述兩種情況存在的弊端，因此，具有自清潔能力的涂料添加劑的開發(fā)顯得尤為必要。
在紫外光照下，TiO2中的電子可以吸收光能發(fā)生躍遷，產(chǎn)生自由電子和內(nèi)部空穴；電子和空穴可以和空氣中的O2和H2O反應(yīng)生成·O2-和·OH基團(tuán)?！2-基團(tuán)具有強氧化性，可以將表面的有機(jī)附著物分解成CO2和H2O，·OH基團(tuán)具有超親水性，可以使水滴平鋪成水膜并滲透到灰塵和表面之間，進(jìn)而將灰塵等附著物帶走。
這樣，如果在建筑物表面設(shè)法涂覆一層納米TiO2，就可以依靠太陽光中的紫外線和日常降雨實現(xiàn)建筑物表面的自清潔，免除人工或機(jī)器清洗。
目前已有的研究中，TiO2只能夠利用紫外光，但是由于太陽光經(jīng)過大氣層以后紫外線的量較少，故TiO2的強氧化性和超親水性無法充分激發(fā)，自清潔效果不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種寬光譜響應(yīng)激發(fā)、效果持久、可以防污能實現(xiàn)自清潔的新型涂料自潔保護(hù)劑的制備方法。
本發(fā)明提供的寬光譜相應(yīng)激發(fā)的涂料自潔保護(hù)劑的制備方法，包括以下步驟(1)在攪拌條件下將鈦酸丁酯加入1～10倍(m/m)的醇稀釋溶劑中，攪拌均勻；(2)在5～95℃水浴溫度下，將步驟(1)中的混合溶液逐滴加入1～500倍(m/m)的水解溶劑中，攪拌0.5～5小時；(3)溶膠靜置陳化1小時～15天，直至藍(lán)白色透明。
所述醇稀釋溶劑為無水乙醇、乙二醇、異丙醇其中一種或幾種的組合。
所述水解溶劑為去離子水或蒸餾水。
在將混合溶液加入水解溶劑中時，還可以加入無機(jī)酸控制水解速度，所述無機(jī)酸可以是硝酸、鹽酸、硫酸其中一種或者其中幾種的組合，酸的用量控制在使溶膠的PH值為1～2。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明所述涂料自潔保護(hù)劑具備寬光譜激發(fā)響應(yīng)特性，可以利用太陽光中的紫外、可見、紅外全波段，故更加有效的激發(fā)氧化鈦的強氧化性和超親水性，實現(xiàn)自動、自身防污、殺菌、自潔凈的功能；可以免去人工清洗的人力浪費和危險操作，免去機(jī)器清洗的高額投資，最主要的是一次使用，永久有效，使用后借雨水等天然降雨即可完成清洗，無需額外勞動。


圖1為單波長催化下羅丹明B溶液的吸收譜圖2為羅丹明B的累計分解率與催化光波長的關(guān)系具體實施方式
以下通過實例進(jìn)一步對本發(fā)明進(jìn)行描述。
本發(fā)明制備寬光譜相應(yīng)激發(fā)的涂料自潔保護(hù)劑的實施例中操作步驟如下(1)在攪拌條件下將鈦酸丁酯加入1～10倍(m/m)的醇稀釋溶劑中，攪拌均勻；(2)在5～95℃水浴溫度下，將步驟(1)中的混合溶液逐滴加入1～500倍(m/m)的水解溶劑中，攪拌0.5～5小時；
(3)溶膠靜置陳化1小時～15天，直至藍(lán)白色透明。
醇稀釋溶劑可以是無水乙醇、乙二醇、異丙醇其中任意一種或幾種的組合。
水解溶劑可以是去離子水或蒸餾水。
在將混合溶液加入水解溶劑中時，還可以加入無機(jī)酸控制水解速度，所述無機(jī)酸可以是硝酸、鹽酸、硫酸其中一種或者其中幾種的組合，酸的用量控制在使溶膠的PH值為1～2。
各實施例中的試驗數(shù)據(jù)見下表其中醇稀釋溶劑的量是指醇稀釋溶劑與加入鈦酸丁酯的質(zhì)量比，水解溶劑的量是指水解溶劑與加入的步驟(1)中的混合溶液的質(zhì)量比。

本發(fā)明所述寬光譜相應(yīng)激發(fā)的涂料自潔保護(hù)劑之所以可以防污、自潔凈，是因為鈦酸丁酯水解為納米二氧化鈦，其在光線下能有超強的氧化能力和親水能力，可以分解黏附在外墻表面的有機(jī)物污染物，并使分解產(chǎn)物和灰塵等更容易隨雨水沖走。
本發(fā)明所述寬光譜相應(yīng)激發(fā)的涂料自潔保護(hù)劑之所以可以比已有技術(shù)發(fā)揮更好的效果，是因為較低PH值下，溶膠中的納米銳鈦礦結(jié)晶形成及長大的過程，會存在一定的晶體缺陷。這些晶體內(nèi)部的缺陷，成為躍遷電子可以短暫停留的中間能級；由于其能級較低，故可以供吸收可見、紅外波段光線的激發(fā)電子停留。由此實現(xiàn)對可見、紅外波段的利用。
可以以有機(jī)染料羅丹明B為目標(biāo)被分解物，進(jìn)行光催化實驗，證實本發(fā)明中所述自潔保護(hù)劑對各波段光線的利用情況。如圖1為500～600nm范圍內(nèi)羅丹明B和溶膠的混合溶液的吸收譜，自上到下依次為1000nm、900nm、800nm、700nm、600nm、500nm、400nm、300nm、200nm單波長催化15min后的吸收曲線。以羅丹明B在555nm處光照前后的吸收峰強度，計算羅丹明B的累計分解率，并對波長作曲線得到圖2。由圖可知，由于此自潔保護(hù)劑在紫外、可見、紅外(200～1000nm范圍)的寬范圍光譜內(nèi)，均可受激發(fā)產(chǎn)生電子躍遷，從而具備光催化性能，使羅丹明B分解并褪色。故本發(fā)明所述涂料自潔保護(hù)劑具備寬光譜激發(fā)響應(yīng)特性，可以利用太陽光中的紫外、可見、紅外全波段，故更加有效的激發(fā)氧化鈦的強氧化性和超親水性。
涂料保護(hù)劑本身不參與反應(yīng)，所以效果持久。在使用所述溶膠前，應(yīng)先將被噴涂物的表面進(jìn)行清潔?？梢圆捎脟娡?、刷涂等各種方式將本發(fā)明制備所得的涂料保護(hù)劑應(yīng)用于外墻涂料表面成膜，以實現(xiàn)對外墻涂料的保護(hù)。
最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的具體實施例子。顯然，本發(fā)明不限于以上實施例子，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種寬光譜相應(yīng)激發(fā)的涂料自潔保護(hù)劑的制備方法，包括以下步驟(1)在攪拌條件下將鈦酸丁酯加入1～10倍(m/m)的醇稀釋溶劑中，攪拌均勻；(2)在5～95℃水浴溫度下，將步驟(1)中的混合溶液逐滴加入1～500倍(m/m)的水解溶劑中，攪拌0.5～5小時；(3)溶膠靜置陳化1小時～15天，直至藍(lán)白色透明。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述寬光譜相應(yīng)激發(fā)的涂料自潔保護(hù)劑的制備方法，其特征在于，所述醇稀釋溶劑為無水乙醇、乙二醇、異丙醇其中一種或幾種的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述寬光譜相應(yīng)激發(fā)的涂料自潔保護(hù)劑的制備方法，其特征在于，所述水解溶劑為去離子水或蒸餾水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述寬光譜相應(yīng)激發(fā)的涂料自潔保護(hù)劑的制備方法，其特征在于，在將混合溶液加入水解溶劑中時，還可以加入無機(jī)酸控制水解速度，所述無機(jī)酸可以是硝酸、鹽酸、硫酸其中一種或者其中幾種的組合，酸的用量控制在使溶膠的PH值為1～2。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種涂料自潔保護(hù)劑的制備方法，旨在提供一種寬光譜響應(yīng)激發(fā)的二氧化鈦涂料自潔保護(hù)劑的制備方法。本發(fā)明提供的制備方法，包括以下步驟(1)在攪拌條件下將鈦酸丁酯加入醇稀釋溶劑中，攪拌均勻；(2)在5～95℃水浴溫度下，將步驟(1)中的混合溶液逐滴加入1～500倍(m/m)的水解溶劑中，攪拌0.5～5小時；(3)溶膠靜置陳化1小時～15天，直至藍(lán)白色透明。本發(fā)明所述涂料自潔保護(hù)劑具備寬光譜激發(fā)響應(yīng)特性，可以利用太陽光中的紫外、可見、紅外全波段，有效激發(fā)氧化鈦的強氧化性和超親水性，實現(xiàn)自動、自身防污、殺菌、自潔凈的功能；可以免清洗，一次使用，永久有效。
文檔編號C09D1/00GK1803941SQ20061004893
公開日2006年7月19日 申請日期2006年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月6日
發(fā)明者高基偉, 楊輝 申請人:浙江大學(xué)