[发明专利]一种具有光催化性能的防火涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于防火涂料领域，具体涉及一种利用水淬矿渣作为填料，采用金属离子与稀土离子共同掺杂改性TiO₂作为颜料，制备可以综合利用工业废渣，具有光催化性能的防火涂料。

背景技术

水淬矿渣主要指炼铁高炉排出的粒化炉渣，泛指从炉中高温熔融状态流出后经水淬急冷而成的一种工业废渣，它是一种具有很高潜在活性的玻璃体结构材料。水淬矿渣作为一种具有高能量、高能耗的材料“资源”，它的综合利用还远远不够。统计表明：至今虽已有近67%的矿渣得到了较好利用，但仍有大量的矿渣仅作为简单的粗放式利用（如建筑骨料、道路填料等等）而白白浪费，相当一部分企业还是简单地出售“原料”。另外，每年还有数百万吨因不能被利用而闲置占地、污染环境。利用超细水淬矿渣粉作为填料，生产环境友好型无机防火涂料，其具有高强、快硬、耐洗刷、耐水、耐碱、耐冻等优良性能，尤其突出的特点是天然、无毒、无污染的环保安全性能，且制作工艺简单、原料来源广、价格便宜，有较强的市场竞争优势。

同时对防火涂料中常用的热稳定性较好的无机颜料TiO₂进行金属离子和稀土离子的改性。以达到改善TiO₂带隙较宽，量子效率很低；使用数次后，光催化活性低；电子与空穴的复合率高，可见光利用率低等局限性。提高TiO₂光吸收可见光能力。利用掺杂改性TiO₂作为颜料，生产多功能防火涂料，其具有光催化降解室内空气杀手——甲醛气体的优良性能，赋予传统防火涂料全新的功能，具有很强的市场竞争优势。

因此，利用水淬矿渣作为填料、采用金属离子与稀土离子共同掺杂改性TiO₂作为颜料是推进传统防火涂料向天然、无毒、无污染的环保安全性能和多功能方向进步的关键一步，实现防火涂料技术革命性发展。

发明内容

为了更好的综合利用工业废渣，解决TiO₂只能在紫外光源下发挥光催化性能的缺点，本发明利用水淬矿渣作为填料，采用金属离子与稀土离子改性TiO₂作为颜料制备防火涂料，以期得到综合利用工业废渣，具有光催化降解室内甲醛气体的性能优越、性价比高的多功能防火涂料。

为了解决以上技术问题，本发明是通过以下技术方案予以实现的。

本发明提供了一种利用矿渣制备具有光催化性能防火涂料，该涂料配方如下：

所述基料为磷酸二氢铝（Al(H₂PO₄)₃），其制备方法是：将30ml磷酸和9g氢氧化铝放入玻璃杯中，将电流加热器调至1mA，加热搅拌10min左右，待溶液呈现透明粘糊状，取出，冷却即成；

所述催化剂为聚磷酸铵；

所述成炭剂为季戊四醇；

所述发泡剂为三聚氰胺；

所述填料为超细矿渣粉，比表面积500～800m²/Kg；

所述颜料为Cu-La/TiO₂，其制备方法是：按V(Ti(C₄H₉O)₄)∶V(C₂H₅OH)=1∶4配比原料，将钛酸丁酯Ti(C₄H₉O)₄剧烈搅拌下滴加到3/4用量的无水乙醇C₂H₅OH中，搅拌45min后得到均匀透明溶液，再将溶有Cu(NO₃)₂·3H₂O和La(NO₃)₃·6H₂O（Cu-La/TiO₂中Cu-La总摩尔百分数为3%，Cu与La摩尔比1:1）的稀盐酸溶液（pH=4.5）于剧烈搅拌下缓慢加入上述溶液，剧烈搅拌30min，再于剧烈搅拌下将剩余1/4用量的无水乙醇缓慢滴加，10min滴完，剧烈搅拌30min，所得液体溶胶于室内成化5d形成干凝胶，抽滤、洗涤后用鼓风干燥箱80℃烘干10h，取出放在室内自然冷却、研碎，然后将试样放入中温实验炉中以2℃/min升到500℃，恒温1h，自然冷却至室温，得到Cu-La/TiO₂光催化填料；

所述溶剂为水；

所述分散剂为BYK180高分子分散剂；

所述催干剂为氧化铅；

所述助干剂为锌粉；