[發(fā)明專利]空氣凈化漆及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410273502.1
• 申請(qǐng)日: 2014-06-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104277626A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張勇;栗忠原
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京迪百斯特科技發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): C09D133/00
• 分類號(hào): C09D133/00;C09D7/12
• 代理公司: 北京北新智誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11100
• 代理人: 劉茵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可凈化空氣中有害物質(zhì)的水性涂料及其生產(chǎn)工藝。?

背景技術(shù)

隨著2012年中國(guó)大面積的霧霾天氣籠罩，空氣質(zhì)量問(wèn)題已經(jīng)成為人們關(guān)注的敏感話題。揮發(fā)性有機(jī)化合物(Volatile?Organic?Compounds即VOC)，種類多、分布廣，大到工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸，小到家庭裝修、居家生活，都是VOC的不同來(lái)源。由于VOC的廣泛性和多樣性使得他們被視為粉塵之后的第二大類大氣污染物。VOC、氮氧化物、硫氧化物等同時(shí)存在下，受紫外線照射生成浮游飄塵、氧化劑、硝酸鹽、硫酸鹽等干濕下降物即為光化學(xué)煙霧，濕式下降物為酸雨。光化學(xué)煙霧是大氣污染的一種，它不僅危害人們的健康，而且嚴(yán)重威脅著生態(tài)系統(tǒng)的平衡。光化學(xué)煙霧明顯的危害是對(duì)人眼睛的刺激作用。光化學(xué)煙霧對(duì)鼻、咽喉、氣管和肺等呼吸器官也有明顯的刺激作用，并有頭痛，使呼吸道疾病惡化。光化學(xué)煙霧對(duì)植物的損害也十分嚴(yán)重。此外，光化學(xué)煙霧還會(huì)降低大氣的能見(jiàn)度，加速橡膠制品的老化和龜裂，腐蝕建筑物和衣物，縮短其使用壽命。酸雨(pH≤5.6的降水)的危害主要有：(1)湖泊酸化，魚(yú)類死亡，水生生物種類減少；(2)土壤酸化，農(nóng)業(yè)減產(chǎn)，森林退化；(3)建筑物和橋梁受損；(4)影響人體健康一降低兒童的免疫能力、對(duì)眼部和呼吸道的刺激、酸化農(nóng)田土壤中的重金屬富積等。?

當(dāng)前建筑材料領(lǐng)域治理光化學(xué)煙霧通常采用以下幾種方法：?

1、物理吸附，通過(guò)多孔材料表面吸附小分子污染物。例如活性碳纖維(ACF)，亦稱纖維狀活性碳。作為一種由有機(jī)纖維先驅(qū)體制成的理想的第三代高效吸附材料，是在碳纖維技術(shù)和活性碳技術(shù)相結(jié)合的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種多孔導(dǎo)電材料。作為吸附材料，ACF具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)吸附性能好。具有大的比表面積和豐富的微孔，微孔的體積占總孔體積的90％以上，比一般活性碳(AC)具有更大的表面積和孔容積、外表面比AC大100倍以上、吸附容量約大1-10倍；(2)其微孔都在外表面上，所以ACF的吸附/脫附速度快；(3)ACF中的碳都以類石墨亂層狀堆積而成，所以ACF具有良好的導(dǎo)電性能；(4)氧化還原性能強(qiáng)。?

2、光催化反應(yīng)，利用具有光活性的納米二氧化鈦、納米氧化鋅、納米氧化鋁、納米氧化鈦等無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料在光的照射下，吸收光子發(fā)生電子躍遷，從而?產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的空穴來(lái)分解有機(jī)物。光催化反應(yīng)的本質(zhì)是指在受光的激發(fā)后，催化劑表面產(chǎn)生的電子空穴對(duì)分別與氧化性物質(zhì)和還原性物質(zhì)相互作用的電化學(xué)過(guò)程。光催化反應(yīng)是由催化劑表面因受光照后產(chǎn)生的電子一空穴對(duì)而引發(fā)的：?

當(dāng)然，電子與空穴也會(huì)重新復(fù)合，散發(fā)出熱能。?

還有另一類簡(jiǎn)單復(fù)合，可表示為：?

如圖3所示，顯然，這種情況下，電子與空穴的結(jié)合都是由同一物種來(lái)完成的，沒(méi)有經(jīng)過(guò)有機(jī)物的傳遞這一環(huán)節(jié)，不能使有機(jī)物發(fā)生降解反應(yīng)，沒(méi)有實(shí)際意義，催化劑表面形成了短路的原電池。?

有實(shí)際意義的過(guò)程應(yīng)該是按下面所發(fā)生的過(guò)程組成氧化還原反應(yīng)的一個(gè)半反應(yīng)，而另一個(gè)半反應(yīng)則由含有有機(jī)物與氧化物種的相互作用組成，如圖4所示：?

4OH^-+4h⁺→4OH?

4OH+有機(jī)底物→產(chǎn)物?

實(shí)際的情形是，在催化劑表面發(fā)生短路原電池的概率比發(fā)生降解反應(yīng)的概率要大得多因而光子的利用率比較低。?

上述方法在應(yīng)用于建筑涂料中時(shí)存在VOC分解效率較低的問(wèn)題，例如吸光材料在涂料中發(fā)生團(tuán)聚降低光活性，光能材料應(yīng)用于涂料之中因填料的屏蔽作用會(huì)使其光能利用率大大降低，以及光催化劑表面形成了短路的原電池使光子的利用率降低等。因此，空氣凈化功能涂料的性能尚有待完善，消費(fèi)者亟需凈化功能優(yōu)異的空氣凈化涂料。?

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種性能優(yōu)異的仿生空氣凈化功能的水性涂料及其生產(chǎn)工藝，該涂料作用時(shí)間長(zhǎng)，VOC分解效率高。?

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明包括如下技術(shù)方案：?

一種空氣凈化漆，其是由以成分和助劑制成：?

如上所述的空氣凈化漆，優(yōu)選地，所述硅烷偶聯(lián)劑為KN555或KN556。?

如上所述的空氣凈化漆，優(yōu)選地，所述有機(jī)硅疏水劑選自BS-43N、BS-1335和Powder-D中的一種。?

如上所述的空氣凈化漆，優(yōu)選地，所述pH值調(diào)節(jié)劑選自檸檬酸、酒石酸、磷酸、鹽酸和硝酸中的一種或幾種。?