[发明专利]一种负碳自清洁无机涂料、其制备方法及获得的涂层

说明书

本发明公开了一种负碳自清洁无机涂料、其制备方法及获得的涂层。该负碳自清洁无机涂料，按重量份计，其原料包括：40～90份无机胶凝材料、1～15份复合光催化介质、0～50份辅助碳化剂、0～15份的增稠剂以及30～60份水。本发明通过选用具有碳化活性成分的胶凝材料，能在CO₂氛围中生成碳酸钙和硅胶，具有保护建筑物和粘结材料的作用，并具有良好的耐候性，长期在雨水的冲刷中，其自清洁效果稳定，为复合光催化介质提供了稳定的化学环境；同时，避免了复合光催化介质在紫外光激发下产生超氧离子和羟基自由基会分解涂层基底；通过控制复合光催化介质的掺量以及涂料的固含量，在保证涂层力学性能的基础上，进一步了提高涂层的自清洁效果。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其是涉及一种负碳自清洁无机涂料、其制备方法及获得的涂层。

背景技术

自从人类社会步入高速发展的阶段，由于化石燃料的过度使用，导致大气中的CO₂的浓度从300ppm附近直接超过了400ppm。这给人类带来了一系列的灾难：如海平面上升导致局部地区淹没、海洋酸化导致物种消失、以及高温等自然灾害。需要严格控制温室气体的深度减排，实现“零排放”。

传统的建筑涂层材料在日晒、雨淋、雾霾、沙尘等因素的反复作用下，涂层逐渐老化，并且一些有机或者无机的灰尘会沉积在涂层的表面。这不仅会导致涂层表面继续恶化，还会影响涂层外观的清洁度。因此，急需一种新型的自清洁建筑涂层材料来改变如今的现状。

目前，有许多关于自清洁涂层材料的研究，主要集中于光催化效应自清洁和超亲(疏)水效应自清洁。专利(CN 111004531 A)制备了一种有机型的光催化效应自清洁涂层材料，其具有较好的自清洁效果。但当掺入的TiO₂的含量较低时，光催化效应自清洁的效果并不明显；当掺入的TiO₂的含量较高时，过多的TiO₂在紫外光作用下产生的超氧离子和羟基自由基会分解有机涂层基底，减少涂层的服役寿命。此外，单纯的光催化效应自清洁完全依赖于紫外光，这会影响自清洁涂层的使用范围。专利(CN 103468086B)制备了一种超亲水型的SiO₂基自清洁涂层材料。在工艺上，利用喷涂法替换了旋涂法降低了成本，但是后期需要复杂的表干以及固化处理，尤其是固化处理的温度在400℃附近。

随着建筑材料逐渐向节能减排的方向发展，需要一种环境友好、自清洁效果持久的自清洁涂层材料来改变如今的现状。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种负碳自清洁无机涂料、其制备方法及获得的涂层，解决现有技术中自清洁涂料无法兼顾良好的自清洁效果和耐久性，且不够环保的技术问题。

本发明的第一方面提供一种负碳自清洁无机涂料，按重量份计，其原料包括：40～90份无机胶凝材料、1～15份复合光催化介质、0～50份辅助碳化剂、0～15份的增稠剂以及30～60份水；无机胶凝材料为碳化活性成分或至少含有60％碳化活性成分的工业固废，且碳化活性成分为硅酸二钙、硅酸一钙、二硅酸三钙、氢氧化钙、氢氧化镁中的至少一种；复合光催化介质由光催化材料与含SiO₂的载体复合而成。

本发明的第二方面提供一种负碳自清洁无机涂料的制备方法，包括以下步骤：

将无机胶凝材料、复合光催化介质、辅助碳化剂、增稠剂以及水按照上述比例混合均匀，得到负碳自清洁无机涂料。

本发明的第三方面提供一种负碳自清洁无机涂层，其通过将本发明第一方面提供的负碳自清洁无机涂料涂覆在基材表面并经原位碳矿化反应得到。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：