[发明专利]高性能可见光催化内墙抗菌涂料

说明书

技术领域

本发明涉及一种内墙抗菌涂料领域，特别是一种氮掺杂纳米光催化涂料及其制备方法，利用具有可见光光响应的氮掺杂纳米二氧化钛作为改性剂的内墙抗菌涂料，该涂料可以运用在室内装修装饰、防霉抗菌等场所，具有明显的抗菌能力及防沉降能力。

背景技术

随着人类对自身健康状况的重视，与之朝夕相处的居住环境也越来越受到人们的关注。居室环境微生物污染和室内空气污染已经对人类的健康状况产生了很大的影响。根据相关报道，室内环境污染已经引起35.7％的呼吸道疾病，22％的慢性肺病和15％的气管炎、支气管炎和肺癌。要阻止细菌、病毒对人类感染，减少室内有害气体的含量，一个切实可行的办法就是使用绿色、环保性建材。体现在涂装材料方面就要求开发低TVOC(有机挥发物)的含量，具有抗菌、降解有害气体的新型水性抗菌涂料。

氮掺杂TiO₂可以在可见光催化下具有一定的抗菌能力已经被行业内人士所逐步认识。

氮掺杂纳米TiO₂作为一种新型的抗菌材料，由于其独特的光催化效应，已被广泛用于抗菌抑菌，已成为光催化研究领域中最具潜力的方向之一。但带TiO₂带隙较宽(3.2eV)，只能影响波长小于400nm的紫外光(大约占太阳光的4％)，对可见光(大约占太阳光的43％)几乎无响应，加之光生电子和光生空穴易于复合，光量子效率低，严重制约了TiO₂光催化效应的实际应用效率。

同时，在液相介质中，由于纳米TiO₂粒子表面的活性，使它们很容易团聚在一起，形成带有若干弱连接界面的较大的团聚体。要阻止TiO₂形成高密度、硬块状沉淀的方法之一，就是减小粒子间的范德华引力，使初级粒子不易团聚成二级粒子，从而避免进一步发生原子间的键合而导致生成高密度、硬块状沉淀。

团聚体的存在大大阻碍纳米粉体特性的充分发挥，因此研究纳米粉体的分散性能将是进一步提高材料稳定性能的前提和基础，研究纳米TiO₂分散技术及其稳定性已经成为纳米TiO₂应用中不可或缺的一部分。氮掺杂纳米TiO₂用于涂料是涂料发展的一个重大成就，它是涂料向高层次、高性能、高档次发展的一个新动力，尤其是纳米TiO₂涂料的抗菌杀毒作用，使其已成为国内外关注的焦点，具有广泛的应用。

但纳米TiO₂和氮掺杂TiO₂如果在内墙抗菌涂料体系中添加量太大，非常容易产生团聚现象而影响涂料的稳定性，进而影响涂料的整体性能。因而筛选合适的分散剂保持涂料的稳定性成为关键。

纳米TiO₂和氮掺杂TiO₂产生团聚现象体现在静置数个小时后倒掉上层清液，依然会有不同程度的沉降分层现象。如果沉降程度越小，表明分散剂选择恰当，涂料的稳定性越好。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有明显抗菌及防沉降能力的的内墙涂料，特别是一种含有可见光光响应的氮掺杂纳米二氧化钛作为改性剂的内墙抗菌涂料。该高性能可见光催化内墙抗菌涂料中添加了聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠三个组分的复合分散剂，因而具有较强的防沉降能力。同时氮掺杂纳米TiO₂还具有明显的抑菌抗菌效果。

本发明涉及的纳米TiO₂的制备方法可以参考见文献《表面活性剂对TiOSO₄常温水解法制备纳米TiO₂粉末的影响》唐小红，周大利，尹光福，张云，杨为中，郑昌琼，中图分类号：0643文献标识码：A文章编号：1000-6532(2004)06-0011-05。

本发明涉及的氮掺杂TiO₂可以参考见文献《水解沉淀法制备氮掺杂TiO₂光催化剂的活性研究》唐玉朝，刘绍根，薛莉娉，况敬静，黄雪峰，中图分类号：0643文献标识码：A文章编号：1006-4540(2005 J 03-056-03。

实际上纳米TiO2和氮掺杂TiO2是常规的可以获得的物质，市场上已有多家供应商可以提供，本发明也可以在市场上购买到纳米TiO2和氮掺杂TiO2。

以下为高性能可见光催化内墙抗菌涂料的抗菌效果实验：

1、实验方法

1.1实验方案