本發(fā)明涉及涂料，尤其是涉及一種活性高、相同效果納米光觸媒材料使用量少的光觸媒涂料其制備方法。
背景技術：
人類有約50％的時間是在建筑室內環(huán)境中度過的，因此其環(huán)境的好壞將直接影響到人們的身體健康與居家生活。但現(xiàn)實中，由于室內裝飾材料的使用，造成了居住場所的空氣污染。據(jù)有關國際組織的研究表明，世界上30％的新建和重修的建筑物存在有害于健康的室內空氣污染。據(jù)有關國際組織調查顯示，全世界每年有大約280萬人直接或間接死于裝修的室內空氣污染，由此而引發(fā)的人體健康問題已經成為人們關注的熱點問題。因裝修引起的室內環(huán)境污染化合物主要包括甲醛、苯類化合物等。隨著人類對室內污染危害的認識和家居健康的關注，對于室內空氣凈化方法的研究漸漸成為熱點研究課題。而高級氧化法(advancedoxidationprocess簡稱aop)就是近年來發(fā)展起來的一種室內空氣凈化的新方法。所謂的aop方法是指在太陽能或其它光源的照射或觸發(fā)下，利用半導體光觸媒產生類似于光合作用的光催化反應，生成具有極強的氧化能力的氫氧自由基和活性氧，從而可以氧化分解各種室內的空氣污染物，將其分解成無污染的水和二氧化碳。由于光觸媒的反應機理是通過吸收特定波長范圍的光波，利用光能將空氣中的氧氣和水激發(fā)成自由氫氧基和活性氧，再利用該自由氫氧基和活性氧與接觸的有機物的反應轉化為二氧化碳和水，自身并不消耗，因而理論上能夠保持長久的有效期，與傳統(tǒng)方法相比，不僅高效、安全，而且具有良好的經濟性。aop去除室內空氣污染的方法盡管具有安全、高效的優(yōu)點，但其相對昂貴的原料價格也制約了其進一步的發(fā)展。
技術實現(xiàn)要素：
為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種活性高、相同效果納米光觸媒材料使用量少的光觸媒涂料其制備方法。
本發(fā)明通過以下技術措施實現(xiàn)的，一種光觸媒涂料，包括以下重量份數(shù)的組份：納米光觸媒材料5～10份、有機酸根稀土鹽0.5～1份、改性碳納米管2～5份、水基聚氨酯80～160份和水200～500份。
作為一種優(yōu)選方式，所述納米光觸媒材料為tio2、nio、sno2、wo3和zro2中的一種或多種。
作為一種優(yōu)選方式，所述納米光觸媒材料的比表面積為300-350m2/g。
作為一種優(yōu)選方式，所述有機酸根稀土鹽為甲酸鈰、乙酸鈰、丁酸鈰、戊酸鈰、異辛酸鈰、馬來酸鈰、富馬酸鈰、苯磺酸鈰和酒石酸鈰中的一種或多種。
作為一種優(yōu)選方式，所述有機酸根稀土鹽由甲酸、乙酸、丁酸、戊酸、異辛酸、馬來酸、富馬酸、苯磺酸或酒石酸的鈉鹽與硝酸鈰反應制得。
作為一種優(yōu)選方式，所述改性碳納米管的制備方法，包括如下步驟：
(1)將單壁碳納米管粉體在濃h2so4和濃hno3的混酸中60℃酸化1-4h，反應后離心清洗至中性；
(2)酸化清洗過的單壁碳納米管、二氯亞砜在足量的無水乙醇中超聲分散2～3小時，然后在70℃～100℃溫度下攪拌反應20～30小時，減壓蒸餾除去二氯亞砜，過濾得固形物用蒸餾水洗滌，真空干燥，得到酰氯化碳納米管；
(3)將酰氯化碳納米管、對氨基苯磺酸鈉在足量的無水乙醇中超聲分散10～20分鐘，于60℃～80℃下攪拌反應18～36個小時，待反應液冷卻至室溫后，過濾得固形物用蒸餾水洗滌，真空干燥，得到改性碳納米管。
作為一種優(yōu)選方式，所述納米光觸媒材料為直徑20～100nm的tio2。
作為一種優(yōu)選方式，還包括分散劑、粘結劑和發(fā)泡劑，所述分散劑為烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚、硫酸鹽、磺酸鹽中的一種或多種，所述粘結劑為硅酸、乳膠、淀粉、羧甲基纖維素、環(huán)氧樹脂、丙烯酸中的一種或多種，所述發(fā)泡劑為十二烷基硫酸鹽、十二烷基磺酸鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽、松香皂類化合物中的一種或多種。
本發(fā)明還公開了這種光觸媒涂料的制備方法，通過以下步驟制備：
(a)將重量份數(shù)的納米光觸媒材料5～10份、有機酸根稀土鹽0.5～1份、改性碳納米管2～5份混合，并添加與該粉末重量比為1～5∶1的有機溶劑，室溫下在球磨機中以200-2000rpm的速率攪拌0.5-3h，形成光觸媒包覆吸附劑的混合粉末；
(b)將步驟(a)形成的混合粉末加入到水基聚氨酯80～160份和水100～200份中充分混合，超聲分散2～3小時，并以500-2000rpm的速率攪拌直至攪拌均勻；
(c)最后加入余量的水并混合均勻得到最終的光觸媒涂料。
作為一種優(yōu)選方式，所述改性碳納米管的制備方法，包括如下步驟：
(1)將單壁碳納米管粉體在濃h2so4和濃hno3的混酸中60℃酸化1-4h，反應后離心清洗至中性；
(2)酸化清洗過的單壁碳納米管、二氯亞砜在足量的無水乙醇中超聲分散2～3小時，然后在70℃～100℃溫度下攪拌反應20～30小時，減壓蒸餾除去二氯亞砜，過濾得固形物用蒸餾水洗滌，真空干燥，得到酰氯化碳納米管；
(3)將酰氯化碳納米管、對氨基苯磺酸鈉在足量的無水乙醇中超聲分散10～20分鐘，于60℃～80℃下攪拌反應18～36個小時，待反應液冷卻至室溫后，過濾得固形物用蒸餾水洗滌，真空干燥，得到改性碳納米管。
作為一種優(yōu)選方式，所述有機溶劑為含碳數(shù)為2～10的低級烷基醇。
本發(fā)明的光觸媒涂料由于在其配方中主要由納米光觸媒材料、有機酸根稀土鹽和改性碳納米管組成，從而與傳統(tǒng)的同類涂料相比，具有更高的活性，其中的改性碳納米管能使附著在其表面的納米光觸媒材料和有機酸根稀土鹽具有更大的反應面積，并能加快氣體在其表面的流轉速度，從而較普通光觸媒材料在涂覆時單位面積的光觸媒材料只有十幾分子一就能達到相同的空氣凈化效果。
具體實施方式
下面結合實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
一種光觸媒涂料，包括以下重量份數(shù)的組份：納米光觸媒材料5～10份、有機酸根稀土鹽0.5～1份、改性碳納米管2～5份、水基聚氨酯80～160份和水200～500份。
通過以下步驟制備：
(a)將重量份數(shù)的納米光觸媒材料5～10份、有機酸根稀土鹽0.5～1份、改性碳納米管2～5份混合，并添加與該粉末重量比為1～5∶1的有機溶劑，室溫下在球磨機中以200-2000rpm的速率攪拌0.5-3h，形成光觸媒包覆吸附劑的混合粉末；
(b)將步驟(a)形成的混合粉末加入到水基聚氨酯80～160份和水100～200份中充分混合，超聲分散2～3小時，并以500-2000rpm的速率攪拌直至攪拌均勻；
(c)最后加入余量的水并混合均勻得到最終的光觸媒涂料。
作為一種優(yōu)選方式，所述納米光觸媒材料為tio2、nio、sno2、wo3和zro2中的一種或多種。
本發(fā)明的光觸媒涂料由于在其配方中主要由納米光觸媒材料、有機酸根稀土鹽和改性碳納米管組成，從而與傳統(tǒng)的同類涂料相比，具有更高的活性，其中的改性碳納米管能使附著在其表面的納米光觸媒材料和有機酸根稀土鹽具有更大的反應面積，并能加快氣體在其表面的流轉速度，從而較普通光觸媒材料在涂覆時單位面積的光觸媒材料只有十幾分子一就能達到相同的空氣凈化效果。
在一實施例的光觸媒涂料，在前面技術方案的基礎上具體還可以是，納米光觸媒材料的比表面積為300-350m2/g。
在一實施例的光觸媒涂料，在前面技術方案的基礎上具體還可以是，有機酸根稀土鹽為甲酸鈰、乙酸鈰、丁酸鈰、戊酸鈰、異辛酸鈰、馬來酸鈰、富馬酸鈰、苯磺酸鈰和酒石酸鈰中的一種或多種。
在一實施例的光觸媒涂料，在前面技術方案的基礎上具體還可以是，有機酸根稀土鹽由甲酸、乙酸、丁酸、戊酸、異辛酸、馬來酸、富馬酸、苯磺酸或酒石酸的鈉鹽與硝酸鈰反應制得。
在一實施例的光觸媒涂料，在前面技術方案的基礎上具體還可以是，改性碳納米管的制備方法，包括如下步驟：
(1)將單壁碳納米管粉體在濃h2so4和濃hno3的混酸中60℃酸化1-4h，反應后離心清洗至中性；
(2)酸化清洗過的單壁碳納米管、二氯亞砜在足量的無水乙醇中超聲分散2～3小時，然后在70℃～100℃溫度下攪拌反應20～30小時，減壓蒸餾除去二氯亞砜，過濾得固形物用蒸餾水洗滌，真空干燥，得到酰氯化碳納米管；
(3)將酰氯化碳納米管、對氨基苯磺酸鈉在足量的無水乙醇中超聲分散10～20分鐘，于60℃～80℃下攪拌反應18～36個小時，待反應液冷卻至室溫后，過濾得固形物用蒸餾水洗滌，真空干燥，得到改性碳納米管。
在一實施例的光觸媒涂料，在前面技術方案的基礎上具體還可以是，納米光觸媒材料為直徑20～100nm的tio2。
在一實施例的光觸媒涂料，在前面技術方案的基礎上具體還可以是，還包括分散劑、粘結劑和發(fā)泡劑，所述分散劑為烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚、硫酸鹽、磺酸鹽中的一種或多種，所述粘結劑為硅酸、乳膠、淀粉、羧甲基纖維素、環(huán)氧樹脂、丙烯酸中的一種或多種，所述發(fā)泡劑為十二烷基硫酸鹽、十二烷基磺酸鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽、松香皂類化合物中的一種或多種。
在一實施例的光觸媒涂料的制備方法，在前面技術方案的基礎上具體還可以是，有機溶劑為含碳數(shù)為2～10的低級烷基醇。
以上是對本發(fā)明光觸媒涂料其制備方法進行了闡述，用于幫助理解本發(fā)明，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，任何未背離本發(fā)明原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍的內。