[发明专利]建筑自洁性防污涂覆组合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域：

本发明涉及一种建筑自洁性防污涂覆组合物，具体涉及一种建筑自洁性防污涂覆组合物的胶体溶液。本发明还涉及所述胶体溶液的制备方法和应用

背景技术：

近年来，各种抗菌性生活制品已经成了市场上消费的热点。制品表面的抗菌处理多采用有机杀菌剂和银等贵金属抗菌材料。有机杀菌剂不仅对人体不够安全，且在水洗时杀菌剂容易被溶出流失而失去效果，不适用于陶瓷、玻璃、金属等需经高温烧制而成的制品。而贵金属抗菌材料则因格昂贵而在应用上受到了很大限制。

以TiO₂为代表的光半导体材料在抗菌、自洁等环境方面的应用研究正在引起广泛关注。这种光半导体材料在自然光或360nm左右的紫外光的作用下，其表面会激发出自由电子并同时形成一个带正电的空穴，进而引发出一系列氧化还原反应，产生羟基和活性氧自由基。这些自由基具有很强的氧化还原能力。它可分解吸附于其表面的各种有机化合物，杀死细菌，病毒等微生物，起到显著的抗菌作用。

但是将光半导体附着在各种材料表面，使其活性强、坚固耐用的问题长期未得到解决。现有技术的方法有溶胶凝胶法，化学蒸着法等，不仅制造成本昂贵，且活性弱，在生产及应用上难以普及推广。而以现有各种方法将TiO₂光半导体颗粒分散在水中的涂布液，均难以形成强固且具有高活性的涂膜。

发明内容：

本发明旨在提供一种成膜能力强，活性高，价格低廉，适用范围广泛的抗菌自洁性涂膜组合物。

本发明所述的抗菌自洁性涂膜组合物是水溶性的胶体溶液，含有粒径小于50nm的二氧化钛(TiO₂)光半导体颗粒和高钛酸(H₄TiO₅)。TiO₂含量为0.25-10％，H₄TiO₅含量为0.13-4％，TiO₂/H₄TiO₅含量比为0.3-6。

本发明中，TiO₂的优选含量为1-4％，H₄TiO₅的优选含量为0.5-2％，TiO₂/H₄TiO₅含量比优选为1-4；其最佳含量为TiO₂2％，H₄TiO₅1％，TiO₂/H₄TiO₅含量比为2。

该TiO₂光半导体颗粒具有抗菌自洁活性，高钛酸能改善胶体溶液的分散性并可提高涂膜的强度和附着力。TiO₂含量低于0.25％则几乎没有活性，大于10％则在制备上困难，涂膜透明度及附着力很差。H₄TiO₅含量小于0.13％时胶体溶液容易分散性不良，大于4％时胶体溶液会因粘度过高而成果冻状，失去使用价值。TiO₂/H₄TiO₅含量比小于0.3时，胶体溶液会因活性过低而无实用价值。TiO₂/H₄TiO₅含量比大于6时，胶体溶液在制备和储存过程中容易发生沉淀，且涂膜附着力很差。

本发明所述胶体溶液的制备方法为：

1.将钛盐化合物经过水解反应制备出钛酸；

2.将钛酸与含有过氧化氢的水溶液进行反应，制成含有钛酸和高钛酸的水溶液；

3.加热搅拌处理上述水溶液，促进粒径小于50nm的TiO₂光半导体颗粒的形成；

所述钛盐化合物可从硫酸钛，四氯化钛，硝酸钛及有机钛化合物等中选择。所述高钛酸是钛酸与过氧化氢反应后的生成物(包括高钛酸的衍生物)。

将本发明所述的抗菌性涂膜组合物涂布于陶瓷，金属，玻璃，塑料和纤维等材料表面，干燥后可形成透明、强固的陶瓷质涂膜。这种涂膜，厚度通常在0.1-0.5μm之间可发挥显著的杀菌功能。在微弱的自然光及人工光作用下，可对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌等各种细菌及病毒产生强烈的抑制繁殖和杀灭作用，产生自动杀菌和消毒的效果。

下面结合实施例对本发明作进一步详细的阐述(但不限于这些实施例)。

具体实施方式：

实施例1