[发明专利]一种光催化降解雾霾前体的环保型建筑涂料及制备方法

说明书

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种光催化降解雾霾前体的环保型建筑涂料及制备方法。本发明通过将氧化锌负载于γ‑羟基氧化铝空心微球内部，其原理是以十六烷基三甲基溴化铵为形貌控制剂，经水热合成由纳米片自组装而成的γ‑羟基氧化铝分级结构空心微球，该微球拥有极高比例的羟基暴露面，活性高，易于与聚醚所带端氨基发生键合，并通过喷雾紧密组装成球形，克服了纳米光催化剂在涂料中难以均匀分散、易于团聚的缺陷，同时可有效避免在涂层发生脱粉现象，延长使用寿命，改善雾霾有机物前体的降解效率。

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种光催化降解雾霾前体的环保型建筑涂料及制备方法。

背景技术

随着我国国民经济持续增长及人民生活水平的不断提高，环保已成为一种人们追求健康绿色生活的主旋律。而随着人们对户内外装修的涂料要求越来越高，更多的人在选择功能性涂料的过程中，着重考虑抗雾霾环保型涂料，越来越多的人追求“亲近自然、大森林般的清新空气”，因此，研究和开发具有抗雾霾功效的涂料具有重要的意义。

近几年来,雾霾污染和室内空气质量问题日渐严重，挥发性有机污染物(VOCs)作为雾霾和室内大气污染的主要污染源之一，也因此受到了人们的广泛关注。有一些通过光催化反应达到净化空气的大气净化外墙涂料，如上海大学申请的一种环保型光催化外墙涂料及其制备方法（申请号为200310109272.7），公开了一种大气净化光催化外墙涂料及其制备方法。属建筑材料制造工艺技术领域。其特征是采用无机/有机复合乳液作为成膜物质，将光催化剂TiO₂以功能填料的形式分散于其中，再辅以助剂及其他功能性添加剂，制备一种常温固化的水性环保涂料。其中光催化剂主要是由单一锐钛矿相组成或是由锐钛矿相和金红石相混合相组成的二氧化钛，表面包覆不同氧化物以满足不同体系的需要，即表面改性的二氧化钛。但此涂料生产工艺特殊，成本昂贵，而且所使用的TiO₂催化剂只能在紫外光的照射下才能有效降解大气中的污染物质，故得不到市场普及。因此，目前难以进行大面积除霾。

另外，申请号为201710788580.9的专利申请公开了一种自动吸附雾霾涂料，在现有涂料的基础上，加入表面活性剂改性现有涂料，表面活性剂与涂料的质量比为1:1～1:100，根据所在地区的环境条件，调节pH，涂料表面能增加，从而吸附雾霾。本发明所使用的表面活性剂可以是阳离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂。使用的涂料可以为溶剂型涂料、高固体分涂料、无溶剂型涂料、水性涂料、粉末涂料等建筑涂料、工业涂料和维护涂料。调整表面能可以加入酸、碱等调整涂料的pH值。但该涂料制备工艺复杂，不能批量市场，且易受环境影响，使用寿命不长。

可见，现有技术中的用于光催化分解雾霾的催化剂在混凝土中应用效率低，在外层涂料中应用容易失效和脱落，且在用于涂料时，存在易团聚、效率低、易损耗等缺点。

发明内容

针对目前光催化分解雾霾的催化剂用于涂料时，存在易团聚、效率低、易脱粉等缺点，本发明提出一种光催化降解雾霾前体的环保型建筑涂料及制备方法。

为达到上述第一个目的，本发明的所述一种光催化降解雾霾前体的环保型建筑涂料的制备方法包括如下步骤：

（1）以硫酸铝、尿素和十六烷基三甲基溴化铵为原料，混合后溶于蒸馏水中，搅拌得到质量浓度为30～60%的前驱液；将氧化锌光催化剂加入所得前驱液中，再移至高压水热反应釜中，在150～180℃下水热反应16～36h，反应完成后冷却至室温，离心，收集沉淀物，然后依次用无水乙醇、蒸馏水洗涤沉淀物，干燥，自然冷却，得到高羟基暴露面的纳米片自组装而成的γ-羟基氧化铝空心微球，且空心微球内部负载有氧化锌光催化剂；

（2）将步骤（1）得到的空心微球负载氧化锌光催化剂与端氨基聚醚多元醇、多异氰酸酯混合，升温至50-60℃反应10～15h，然后喷雾干燥，得到组装而成的聚氨酯/γ-羟基氧化铝/氧化锌球形微粒；