[发明专利]一种含有多孔填料的涂料及其制备方法和使用方法

说明书

本发明公开了一种含有多孔填料的涂料及其制备方法和使用方法，属于涂料技术领域。将负载石墨相氮化碳的多孔二氧化硅凝胶颗粒充分吸水后加入成品涂料中，调节至合适浓度，得到含有多孔填料的涂料。该方法制备条件温和、工艺简单、原料廉价、重复性好，解决了填料的孔道结构在涂料中容易被堵塞和喷涂法导致填料与涂层接触不牢固的问题。制得的含有多孔填料的涂料，对霾具有很强的吸附性能和降解性能。使用时，涂覆面先涂覆底漆，再涂覆含有多孔填料的涂料，可以有效吸附空气中的VOCs，从源头上抑制雾霾的形成。

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种含有多孔填料的涂料及其制备方法和使用方法。

背景技术

雾霾是雾和霾的总称，但两者的区别很大。空气中细微的水珠是雾，属于液体，持续一定时间后会自动散去，一般对人体无害；霾是固体颗粒和空气中的挥发性有机污染物(VOCs)相互吸附、反应形成的气溶胶，没有外力作用(刮风，下雨等)下不会自动散去，对人体危害极大。霾的形成主要以空气中的微小尘埃为中心颗粒(PM2.5)，吸附空气中的VOCs形成稳定的气溶胶，导致中心颗粒长时间悬浮在空气中，使空气变浑浊、能见度降低，且大部分中心颗粒为重金属粒子，具有较强的毒性，严重影响人类的生活质量和健康状况。因此，由于霾的大范围肆虐导致相关地区的慢性病也呈现出快速增涨态势。

目前，减少霾形成的主要手段是从排放源入手，让企业停工减产、工地停止施工、洒水车不间断洒水。这些方案都有助于缓解霾的形成，但为此付出的代价太高，无形中增加了生产企业、建筑企业和环卫部分的支出成本。因此，寻找一种在不大幅增加除霾成本的同时，利用光催化技术去除大气中挥发性有机污染物或将已形成的霾有效吸附并降解成无毒无害的小分子无机物，使霾的中心颗粒快速沉降是解决霾大范围形成的有效手段。

g-C₃N₄具有优异的VOCs降解性能，在可见光照下可以将挥发性有机污染物(VOC)、甲醛、抗生素和有机污染物等降解成无毒无害的CO₂和H₂O。此外，g-C₃N₄的热稳定性和化学稳定性好、原料价格便宜、可见光响应性能好等特点，目前已在空气净化、水处理、土壤治理等方面广泛应用。g-C₃N₄光催化剂是一种二维层状材料堆砌而成的块体光催化材料，由于特殊的二维层状结构导致激发电子在层内传递阻力小，层间阻力大，以至于边缘位置的活性远远高于面内。如果将其直接添加至涂料中很容易被涂料完全覆盖，使其失去催化活性，且g-C₃N₄由于比表面积小、吸附性能差等问题，导致其对霾的吸附能力有限，无法将霾颗粒外层的有机污染物有效吸附，更无法将其降解成CO₂和H₂O。

多孔SiO₂具有良好的光热稳定性和吸附性能，常用作催化剂载体，用于增强催化剂对反应物的吸附性能。将g-C₃N₄采用一定技术均匀负载至SiO₂孔道内的相关技术已有报道，且结果表明g-C₃N₄和SiO₂的复合物具有优异的吸附性能和降解性能，可以将有机污染物降解成CO₂和H₂O。但该复合物直接添加在涂料中会导致其多孔结构被涂料完全覆盖，无法实现对霾的吸附和降解性能。如果采用二次喷涂(待涂料未干时直接喷涂该填料)则不能确保催化剂和涂料的结合性能，在大风大雨时容易导致催化剂脱落，无法实现持久有效的除霾性能。到目前为止依然没有很好的方案用于解决多孔结构填料在涂料中孔道被堵塞的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开了一种含有多孔填料的涂料及其制备方法和使用方法，制备条件温和、工艺简单、原料廉价、重复性好，解决了填料的孔道结构在涂料中容易被堵塞和喷涂法导致填料与涂层接触不牢固的问题，所得漆膜对霾具有很强的吸附性能和降解性能。

本发明是通过以下技术方案来实现：