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您当前的位置： 高耐候光催化空气净化外墙防火涂料及其制备方法与流程
2021-02-02 18:02:09|
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起点商标网 本发明涉及一种高耐候光催化空气净化外墙防火涂料及其制备方法，应用在装饰涂料领域，特别是适用于高架路桥的高耐候光催化空气净化外墙防火涂料及其制备方法。
背景技术：
：现今混凝土材料已被广泛应用于市政交通、高架路桥等现代工程。随着材料科学和施工工艺的发展，混凝土结构表面越来越平整光滑，使用涂料直接对裸露的混凝土表面进行美化保护也逐渐兴起。理论上采取过涂膜保护的混凝土的使用寿命是裸露表面的混凝土的一倍，可延长20～30年寿命。作为建筑涂料中的主流产品，丙烯酸乳胶漆耐水耐碱性强，其漆膜既能允许水蒸气透过，又能阻隔外部水对基材的渗透，具有较好的经济性和耐久性，尤为适合用于混凝土表面。在城市空气质量的主要指标pm2.5的组分中，汽车尾气和工艺废气中所含的氮氧化合物是最主要组分之一。氮氧化物对人体和动植物均能产生毒害作用，是形成酸雨和光化学烟雾的主要物质之一。高架路桥通常车流量巨大，空气污染严重。普通涂料虽具有一定的防水耐污功能，但其面对氮氧化合物和粉尘颗粒物的污染时，容易从基材表面剥落。使用具有光催化空气净化功能的涂料，能够在一定程度上分解氮氧化合物，去除局部污染源，在解决低浓度大气污染、实现长期净化方面是当下的主流技术之一。同时，随着国民经济的发展以及出于满足公共安全的需要，外墙涂料除了要能够满足最基础的装饰和保护性能，还要具备一定程度的防火性能。涂料涂装在基材表面，能够提高材料的耐火能力，从而保护建筑结构，减缓火焰蔓延的传播速度。因此提供一种在光催化空气净化功能优异的同时，还具有防火性能良好、硬度高、耐候性佳的优点的高耐候光催化空气净化外墙防火涂料及其制备方法己成为当务之亟。技术实现要素：为了克服现有外墙涂料存在的光催化空气净化功能、防火性能、硬度、耐候性等不佳的缺点，本发明提供一种高耐候光催化空气净化外墙防火涂料及其制备方法，通过优选粒径的乳液和光催化纳米二氧化钛以及优选种类的钛白粉的搭配，并在其他优选辅料及各组分的优选用量比例的配合下，其在光催化空气净化功能优异的同时，还具有防火性能良好、硬度高、耐候性佳的优点。本发明的技术方案如下：一种高耐候光催化空气净化外墙防火涂料，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：所述乳液为粒径<0.2μm的纯丙乳液；所述钛白粉为金红石型钛白粉；所述光催化纳米二氧化钛为粒径约为16-17nm的锐钛型球状多孔二氧化钛光触媒。本申请的高耐候光催化空气净化外墙防火涂料中优选的高含量低粒径的纯丙乳液使得涂层具有很高的致密性和物理性能；优选的钛白粉提供高遮盖和填充作用，使涂料的对比率>0.95，达到gb/t9755-2014优等品的要求；优选粒径和种类的光催化纳米二氧化钛巨大的比表面积(>225m2/g)，具有高效的光催化作用，且提升漆膜的防火性能。其中，所述的水可以采用普通自来水。该高耐候光催化空气净化外墙防火涂料的工作原理为：我国各地的市政路桥工程都在广泛地使用混凝土外墙涂料。外墙涂料(特别是混凝土外墙涂料)的漆膜既需要面对大气污染的挑战，同时又需要面对太阳光辐射的挑战。因此，本案的高耐候光催化空气净化外墙防火涂料中引进了光催化纳米tio2材料，在漆膜表面产生的活性氧和氢氧根自由基能与氮氧化物等污染物发生氧化还原反应，使其转化成无毒害的硝酸盐，实现降解大气中氮氧化物、改善空气质量的目的，同时纳米级tio2能够增加涂料燃烧后形成的碳质层强度，形成致密的碳层膜，阻燃效果突出，被施涂成膜后，具有延缓火焰传播速度、提高耐火极限和防止建筑物破坏的功能，其防火性能符合国家标准gb50222-2017中装修材料a级不燃材料(制品)的技术要求；颜填料方面选用了拥有优异光学性能和较高稳定性的金红石型钛白粉，而不使用传统外墙涂料中常用的如碳酸钙、滑石粉等的其他颜填料。通过优选粒径的乳液和光催化纳米二氧化钛以及优选种类的钛白粉的搭配，并在其他优选辅料及各组分的优选用量比例的配合下，在基材表面能够形成致密的高硬度保护膜，在面对太阳辐射、温湿度变化等气候因素的影响，能够长时间避免变色、粉化和开裂等老化缺陷，扩散渗透至混凝土内部，能够堵塞毛细孔洞和细微裂缝，有效防止环境中雨水和化学物质对混凝土中钢筋、碳钢等金属的侵蚀。同时，漆膜表面细腻丰满，美化装饰效果显著，具有优异的施工性。该高耐候光催化空气净化外墙防火涂料的漆膜相比一般外墙涂料而言，具有优等品的高遮盖度，对比率大于0.95，漆膜性能优异、手感良好，且具有更高的硬度(铅笔硬度在h级以上，市售乳胶漆则在b～hb之间)和光泽度(85°角光泽>90；现有外墙涂料光泽基本在10以下，主打哑光市场，漆膜的高光泽能够提高外墙的质量和档次，更加高档美观，漆膜的理论使用寿命在10年以上(实际工程中，受到外界环境的不断侵蚀，外墙涂料的实际使用年限大多只有3～4年左右)。其在满足国家标准gb/t9755-2014优等品要求的前提下，还具有良好的耐候性能(耐老化>1000h)和抗酸碱腐蚀等特点。在为混凝土基材提供长时间美化和保护作用的同时，又对大气净化做出不可忽视的贡献。所述高耐候光催化空气净化外墙防火涂料还包括抗冻剂1～2份和杀菌防霉剂0.5～0.8份。抗冻剂能提升漆膜的抗冻性能，杀菌防霉剂能保证漆膜不被真菌及藻类污染。所述分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂。优选的分散剂能减少分散过程所需要的时间和能量，并稳定所分散的颜料分散体。所述润湿剂为环保型非离子乳化润湿剂。优选的润湿剂能降低颜填料和基材表面张力，使颜料和基材更易被水浸湿。所述成膜助剂为十二酯醇。优选的成膜助剂能够软化乳液聚合物粒子，使各粒子融合在一起，降低成膜温度。所述ph调节剂为低气味多功能胺中和剂。优选的ph调节剂，能够调节并稳定体系的ph值。所述消泡剂为非离子型消泡剂或者有机硅消泡剂。所述增稠剂为水性非离子型缔合聚氨酯增稠剂。优选的消泡剂主要起抑泡的作用，能减少高速分散过程中气泡的产生数量，优选的增稠剂能够迅速建立高剪切粘度体系，防止涂料飞溅。所述抗冻剂为乙二醇。所述杀菌防霉剂为2-辛基-4-异噻唑啉-3-酮。优选的抗冻剂能与水任意比例混合，混合后改变了冷却水的蒸气压，从而降低体系的冰点。优选的杀菌防霉剂是一种高效、广谱的水性杀菌防霉剂，其能够防止真菌及藻类在外墙漆膜上生长。所述的高耐候光催化空气净化外墙防火涂料的制备方法，包括依序进行的以下步骤：(1)将10～15份水加入分散容器中，然后在350～550r/min转速下依次向内加入0.6～0.9份分散剂、0.3～0.6份润湿剂、0.1～0.3份ph调节剂和0.2～0.4份消泡剂，搅拌3～5min；(2)提高转速至800～1000r/min，向步骤(1)所获得的混合物中依次加入20～25份钛白粉和3～7份光催化纳米二氧化钛，再提高转速至1500～1800r/min分散15～20min；(3)待分散至步骤(2)混合物的细度≤50μm时，降低转速至600～900r/min，依次向步骤(2)混合物内加入50～60份乳液、2～4份成膜助剂、0.2～0.4份增稠剂和0.3～0.4份消泡剂，再分散5～10min，使得混合物混合均匀，即获得高耐候光催化空气净化外墙防火涂料。所述高耐候光催化空气净化外墙防火涂料的制备方法的优选步骤、加料顺序及工艺参数，使得制备出的高耐候光催化空气净化外墙防火涂料各组分混合更加充分和均匀，能提升整体漆料的质量稳定性。其中，边加料边进行的变速分散(先逐渐加速，最后再减速)，最开始的中低转速分散是为了保护乳液不破乳，之后提高转速混合均匀是为了保证涂料处于稳定状态，涂料施工时不会出现问题，最后当细度达到规定标准后再降速分散，不仅节能，而且也保证了所述漆料在使用时能够形成致密高光的外墙漆膜。所述步骤中在加入消泡剂后还加入0.3～0.4份的杀菌防霉剂，所述步骤中在加入成膜助剂和增稠剂之间还加入1～2份的抗冻剂，在加入消泡剂后还加入0.2～0.4份的杀菌防霉剂。分步加入杀菌防霉剂使得其与其他配料混合得更均匀，更能充分发挥其效果。与现有技术相比，本发明申请具有以下优点：1)本申请的高耐候光催化空气净化外墙防火涂料通过优选粒径的乳液和光催化纳米二氧化钛以及优选种类的钛白粉的搭配，并在其他优选辅料及各组分的优选用量比例的配合下，其在光催化空气净化功能优异的同时，还具有防火性能良好、硬度高、耐候性佳的优点；2)抗冻剂和杀菌防霉剂的添加能进一步提升高耐候光催化空气净化外墙防火涂料的耐候性能；3)所述高耐候光催化空气净化外墙防火涂料的制备方法的优选步骤、加料顺序、工艺参数，以及边加料边进行的变速分散(先逐渐加速，最后再减速)的工序，能提升漆料漆膜的品质，使漆膜致密高光；4)所述涂料具有优等品的高遮盖度，对比率大于0.95、高光泽(85°光泽>90)、高耐候性、漆膜性能优异、手感良好；具有光催化效果，能对大气中氮氧化物、甲苯、甲醛等有害气体进行稳定高效的分解净化；同时防火性能优异，作为不燃材料涂布在基材表面，能起到保护作用；且该漆料还继承了水性涂料的环保、无毒无害的特点。具体实施方式下面结合各实施例对本发明的技术方案进行详细说明。实施例1本发明所述的一种高耐候光催化空气净化外墙防火涂料，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：所述乳液为粒径<0.2μm的纯丙乳液；所述钛白粉为金红石型钛白粉；所述光催化纳米二氧化钛为粒径约为16.5nm的锐钛型球状多孔二氧化钛光触媒。所述分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂。所述润湿剂为环保型非离子乳化润湿剂。所述成膜助剂为十二酯醇。所述ph调节剂为低气味多功能胺中和剂。所述消泡剂为非离子型消泡剂，所述增稠剂为水性非离子型缔合聚氨酯增稠剂。所述高耐候光催化空气净化外墙防火涂料的制备方法，包括依序进行的以下步骤：(1)将12份水加入分散容器中，然后在450r/min转速下依次向内加入0.8份分散剂、0.4份润湿剂、0.2份ph调节剂和0.3份消泡剂，搅拌4min；(2)提高转速至900r/min，向步骤(1)所获得的混合物中依次加入23份钛白粉和6份光催化纳米二氧化钛，再提高转速至1600r/min分散18min；(3)待分散至步骤(2)混合物的细度≤50μm时，降低转速至800r/min，依次向步骤(2)混合物内加入55份乳液、3份成膜助剂、0.3份增稠剂和0.35份消泡剂，再分散8min，使得混合物混合均匀，即获得高耐候光催化空气净化外墙防火涂料。实施例2本发明所述的一种高耐候光催化空气净化外墙防火涂料，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：所述乳液为粒径<0.2μm的纯丙乳液；所述钛白粉为金红石型钛白粉；所述光催化纳米二氧化钛为粒径约为16nm的锐钛型球状多孔二氧化钛光触媒。所述分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂。所述润湿剂为环保型非离子乳化润湿剂。所述成膜助剂为十二酯醇。所述ph调节剂为低气味多功能胺中和剂。所述消泡剂为有机硅消泡剂，所述增稠剂为水性非离子型缔合聚氨酯增稠剂。所述高耐候光催化空气净化外墙防火涂料的制备方法，包括依序进行的以下步骤：(1)将10份水加入分散容器中，然后在350r/min转速下依次向内加入0.6份分散剂、0.6份润湿剂、0.1份ph调节剂和0.2份消泡剂，搅拌5min；(2)提高转速至800r/min，向步骤(1)所获得的混合物中依次加入20份钛白粉和7份光催化纳米二氧化钛，再提高转速至1800r/min分散15min；(3)待分散至步骤(2)混合物的细度≤50μm时，降低转速至600r/min，依次向步骤(2)混合物内加入60份乳液、4份成膜助剂、0.4份增稠剂和0.3份消泡剂，再分散10min，使得混合物混合均匀，即获得高耐候光催化空气净化外墙防火涂料。实施例3本发明所述的一种高耐候光催化空气净化外墙防火涂料，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：所述乳液为粒径<0.2μm的纯丙乳液；所述钛白粉为金红石型钛白粉；所述光催化纳米二氧化钛为粒径约为17nm的锐钛型球状多孔二氧化钛光触媒。所述分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂。所述润湿剂为环保型非离子乳化润湿剂。所述成膜助剂为十二酯醇。所述ph调节剂为低气味多功能胺中和剂。所述消泡剂为非离子型消泡剂，所述增稠剂为水性非离子型缔合聚氨酯增稠剂。所述高耐候光催化空气净化外墙防火涂料的制备方法，包括依序进行的以下步骤：(1)将15份水加入分散容器中，然后在550r/min转速下依次向内加入0.9份分散剂、0.3份润湿剂、0.3份ph调节剂和0.4份消泡剂，搅拌3min；(2)提高转速至1000r/min，向步骤(1)所获得的混合物中依次加入25份钛白粉和3份光催化纳米二氧化钛，再提高转速至1500r/min分散20min；(3)待分散至步骤(2)混合物的细度≤50μm时，降低转速至900r/min，依次向步骤(2)混合物内加入50份乳液、2份成膜助剂、0.2份增稠剂和0.4份消泡剂，再分散5min，使得混合物混合均匀，即获得高耐候光催化空气净化外墙防火涂料。实施例4本发明所述的一种高耐候光催化空气净化外墙防火涂料，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：所述乳液为粒径<0.2μm的纯丙乳液；所述钛白粉为金红石型钛白粉；所述光催化纳米二氧化钛为粒径约为16.5nm的锐钛型球状多孔二氧化钛光触媒。所述分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂。所述润湿剂为环保型非离子乳化润湿剂。所述成膜助剂为十二酯醇。所述ph调节剂为低气味多功能胺中和剂。所述消泡剂为者有机硅消泡剂，所述增稠剂为水性非离子型缔合聚氨酯增稠剂。所述高耐候光催化空气净化外墙防火涂料的制备方法，包括依序进行的以下步骤：(1)将12份水加入分散容器中，然后在450r/min转速下依次向内加入0.8份分散剂、0.4份润湿剂、0.2份ph调节剂、0.3份消泡剂和0.35份杀菌防霉剂，搅拌4min；(2)提高转速至900r/min，向步骤(1)所获得的混合物中依次加入23份钛白粉和6份光催化纳米二氧化钛，再提高转速至1600r/min分散16min；(3)待分散至步骤(2)混合物的细度≤50μm时，降低转速至800r/min，依次向步骤(2)混合物内加入55份乳液、3份成膜助剂、1.5份抗冻剂、0.3份增稠剂、0.35份消泡剂和0.3份杀菌防霉剂，再分散8min，使得混合物混合均匀，即获得高耐候光催化空气净化外墙防火涂料。实施例5本发明所述的一种高耐候光催化空气净化外墙防火涂料，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：所述乳液为粒径<0.2μm的纯丙乳液；所述钛白粉为金红石型钛白粉；所述光催化纳米二氧化钛为粒径约为16nm的锐钛型球状多孔二氧化钛光触媒。所述分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂。所述润湿剂为环保型非离子乳化润湿剂。所述成膜助剂为十二酯醇。所述ph调节剂为低气味多功能胺中和剂。所述消泡剂为非离子型消泡剂，所述增稠剂为水性非离子型缔合聚氨酯增稠剂。所述高耐候光催化空气净化外墙防火涂料的制备方法，包括依序进行的以下步骤：(1)将10份水加入分散容器中，然后在350r/min转速下依次向内加入0.6份分散剂、0.6份润湿剂、0.1份ph调节剂、0.2份消泡剂和0.3份杀菌防霉剂，搅拌5min；(2)提高转速至800r/min，向步骤(1)所获得的混合物中依次加入20份钛白粉和7份光催化纳米二氧化钛，再提高转速至1800r/min分散19min；(3)待分散至步骤(2)混合物的细度≤50μm时，降低转速至600r/min，依次向步骤(2)混合物内加入60份乳液、4份成膜助剂、1份抗冻剂、0.4份增稠剂、0.3份消泡剂和0.2份杀菌防霉剂，再分散10min，使得混合物混合均匀，即获得高耐候光催化空气净化外墙防火涂料。实施例6本发明所述的一种高耐候光催化空气净化外墙防火涂料，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：所述乳液为粒径<0.2μm的纯丙乳液；所述钛白粉为金红石型钛白粉；所述光催化纳米二氧化钛为粒径约为17nm的锐钛型球状多孔二氧化钛光触媒。所述分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂。所述润湿剂为环保型非离子乳化润湿剂。所述成膜助剂为十二酯醇。所述ph调节剂为低气味多功能胺中和剂。所述消泡剂为有机硅消泡剂，所述增稠剂为水性非离子型缔合聚氨酯增稠剂。所述高耐候光催化空气净化外墙防火涂料的制备方法，包括依序进行的以下步骤：(1)将15份水加入分散容器中，然后在550r/min转速下依次向内加入0.9份分散剂、0.3份润湿剂、0.3份ph调节剂、0.4份消泡剂和0.4份杀菌防霉剂，搅拌3min；(2)提高转速至1000r/min，向步骤(1)所获得的混合物中依次加入25份钛白粉和3份光催化纳米二氧化钛，再提高转速至1500r/min分散18min；(3)待分散至步骤(2)混合物的细度≤50μm时，降低转速至900r/min，依次向步骤(2)混合物内加入50份乳液、2份成膜助剂、2份抗冻剂、0.2份增稠剂、0.4份消泡剂和0.4份杀菌防霉剂，再分散5min，使得混合物混合均匀，即获得高耐候光催化空气净化外墙防火涂料。上述实施例所采用的原料信息如下：乳液：陶氏，ac818纯丙乳液；钛白粉：龙蟒，r-996；光催化纳米二氧化钛：krono，clean7000；水性分散剂：汽巴化学，a40；润湿剂：罗门哈斯，特好散tmca-2500；圣诺普克，sn-wet996；消泡剂：诺普科生产的sn-154和巴斯夫生产的st2410；成膜助剂：伊士曼，texanol；ph调节剂：德谦，ma-95；抗冻剂：鑫连发，乙二醇；增稠剂：罗门哈斯，rm8w；杀菌防霉剂：thor，epw。实验数据：对比样：朝日涂料有限公司，水性彩装光触媒室内用涂料(型号：a02141)一、耐候性测试(一)下表中各参数根据gb/t9755-2014《合成树脂乳液外墙涂料》面漆的优等品标准检测方法进行检测。表1:各实施例耐候性指标的检测结果一由上表可知，本案各实施例的各项实验数据总体优于gb/t9755-2014《合成树脂乳液外墙涂料》面漆的优等品标准，其遮盖力(参见参数：对比率)、低透水性、耐洗刷性等性能尤为突出。(二)下表中各参数根据gb/t1865-2009《色漆和清漆人工气候老化和人工辐射暴露(滤过的氙弧辐射)》中a法进行检测。表2:各实施例耐候性指标的检测结果二由上表可知，本案各实施例漆料漆膜的耐候性高，能够对基材提供更长久、全面的保护和装饰作用。二、光催化性能测试参照文献中光催化效果检测方法(李艳稳tio2光催化涂料的制备及其对nox气体的降解性能[j].新型建筑材料，2011,(5):59-61)，设计了以下检测方法：在150mm×200mm的玻璃板上涂覆厚度为200μm的涂料，7d恒温恒湿养护后，放置于流通管式反应装置内，向反应装置中通入浓度为10ppm的no2，气体流量为50ml/min，停留时间为5min，接通紫外光源，充分反应后收集气体样品进行检测：表3:各实施例光催化性能参数的测试结果由上表可以看出，在紫外灯照射下，实施例1-6的涂料对no2气体在5min内的降解率均在60％以上，具有更优异的光催化净化空气的能力，且具有抗菌防霉效果。三、防火性能测试下表中各参数按照gb50222-2017表3.0.2中装修材料a(a2-s1，d0)级不燃材料(制品)的技术要求进行检测：其中，外墙漆(外部次要组分)总热值、硅酸钙板(主要组分)总热、整体制品总热值的标准要求依据gb/t14402-2017，燃烧增长速率指数(figra0.2mj)、600s的总放热量(thr600s)、火焰横向蔓延、600s总烟气生成量(thr600s)、烟气生成速率指数(smogra)、燃烧滴落物/微粒的标准要求依据gb/t20284-2006。表4:各实施例防火性能参数的检测结果由上表可以看出，本案各实施例的燃烧性能总体优于标准要求，能够为基材提供更良好的防火保护。四、硬度测试下表中各参数根据gb/t6739-1996涂膜硬度铅笔测定法标准中b法进行检测：手持铅笔成45度角，以铅笔芯不折断为度，施加一定力量推动铅笔在涂层表面划出一条直线；由一系的铅笔型号来判定涂层的硬度，由软至硬依次测试，至涂层被破坏之前一型号的硬度即为该涂膜的硬度。检测项目对比样实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6铅笔硬度bhhhhhh可见，本案各实施例的硬度大于对比样。综上所述，本案的高耐候光催化空气净化外墙防火涂料的光催化空气净化功能、防火性能、硬度、耐候性总体而言较现有标准和市售产品优异。本发明所述的高耐候光催化空气净化外墙防火涂料及其制备方法并不只仅仅局限于上述实施例，凡是依据本发明原理的任何改进或替换，均应在本发明的保护范围之内。当前第1页1 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：现今混凝土材料已被广泛应用于市政交通、高架路桥等现代工程。随着材料科学和施工工艺的发展，混凝土结构表面越来越平整光滑，使用涂料直接对裸露的混凝土表面进行美化保护也逐渐兴起。理论上采取过涂膜保护的混凝土的使用寿命是裸露表面的混凝土的一倍，可延长20～30年寿命。作为建筑涂料中的主流产品，丙烯酸乳胶漆耐水耐碱性强，其漆膜既能允许水蒸气透过，又能阻隔外部水对基材的渗透，具有较好的经济性和耐久性，尤为适合用于混凝土表面。在城市空气质量的主要指标pm2.5的组分中，汽车尾气和工艺废气中所含的氮氧化合物是最主要组分之一。氮氧化物对人体和动植物均能产生毒害作用，是形成酸雨和光化学烟雾的主要物质之一。高架路桥通常车流量巨大，空气污染严重。普通涂料虽具有一定的防水耐污功能，但其面对氮氧化合物和粉尘颗粒物的污染时，容易从基材表面剥落。使用具有光催化空气净化功能的涂料，能够在一定程度上分解氮氧化合物，去除局部污染源，在解决低浓度大气污染、实现长期净化方面是当下的主流技术之一。同时，随着国民经济的发展以及出于满足公共安全的需要，外墙涂料除了要能够满足最基础的装饰和保护性能，还要具备一定程度的防火性能。涂料涂装在基材表面，能够提高材料的耐火能力，从而保护建筑结构，减缓火焰蔓延的传播速度。因此提供一种在光催化空气净化功能优异的同时，还具有防火性能良好、硬度高、耐候性佳的优点的高耐候光催化空气净化外墙防火涂料及其制备方法己成为当务之亟。技术实现要素：为了克服现有外墙涂料存在的光催化空气净化功能、防火性能、硬度、耐候性等不佳的缺点，本发明提供一种高耐候光催化空气净化外墙防火涂料及其制备方法，通过优选粒径的乳液和光催化纳米二氧化钛以及优选种类的钛白粉的搭配，并在其他优选辅料及各组分的优选用量比例的配合下，其在光催化空气净化功能优异的同时，还具有防火性能良好、硬度高、耐候性佳的优点。本发明的技术方案如下：一种高耐候光催化空气净化外墙防火涂料，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：所述乳液为粒径<0.2μm的纯丙乳液；所述钛白粉为金红石型钛白粉；所述光催化纳米二氧化钛为粒径约为16-17nm的锐钛型球状多孔二氧化钛光触媒。本申请的高耐候光催化空气净化外墙防火涂料中优选的高含量低粒径的纯丙乳液使得涂层具有很高的致密性和物理性能；优选的钛白粉提供高遮盖和填充作用，使涂料的对比率>0.95，达到gb/t9755-2014优等品的要求；优选粒径和种类的光催化纳米二氧化钛巨大的比表面积(>225m2/g)，具有高效的光催化作用，且提升漆膜的防火性能。其中，所述的水可以采用普通自来水。该高耐候光催化空气净化外墙防火涂料的工作原理为：我国各地的市政路桥工程都在广泛地使用混凝土外墙涂料。外墙涂料(特别是混凝土外墙涂料)的漆膜既需要面对大气污染的挑战，同时又需要面对太阳光辐射的挑战。因此，本案的高耐候光催化空气净化外墙防火涂料中引进了光催化纳米tio2材料，在漆膜表面产生的活性氧和氢氧根自由基能与氮氧化物等污染物发生氧化还原反应，使其转化成无毒害的硝酸盐，实现降解大气中氮氧化物、改善空气质量的目的，同时纳米级tio2能够增加涂料燃烧后形成的碳质层强度，形成致密的碳层膜，阻燃效果突出，被施涂成膜后，具有延缓火焰传播速度、提高耐火极限和防止建筑物破坏的功能，其防火性能符合国家标准gb50222-2017中装修材料a级不燃材料(制品)的技术要求；颜填料方面选用了拥有优异光学性能和较高稳定性的金红石型钛白粉，而不使用传统外墙涂料中常用的如碳酸钙、滑石粉等的其他颜填料。通过优选粒径的乳液和光催化纳米二氧化钛以及优选种类的钛白粉的搭配，并在其他优选辅料及各组分的优选用量比例的配合下，在基材表面能够形成致密的高硬度保护膜，在面对太阳辐射、温湿度变化等气候因素的影响，能够长时间避免变色、粉化和开裂等老化缺陷，扩散渗透至混凝土内部，能够堵塞毛细孔洞和细微裂缝，有效防止环境中雨水和化学物质对混凝土中钢筋、碳钢等金属的侵蚀。同时，漆膜表面细腻丰满，美化装饰效果显著，具有优异的施工性。该高耐候光催化空气净化外墙防火涂料的漆膜相比一般外墙涂料而言，具有优等品的高遮盖度，对比率大于0.95，漆膜性能优异、手感良好，且具有更高的硬度(铅笔硬度在h级以上，市售乳胶漆则在b～hb之间)和光泽度(85°角光泽>90；现有外墙涂料光泽基本在10以下，主打哑光市场，漆膜的高光泽能够提高外墙的质量和档次，更加高档美观，漆膜的理论使用寿命在10年以上(实际工程中，受到外界环境的不断侵蚀，外墙涂料的实际使用年限大多只有3～4年左右)。其在满足国家标准gb/t9755-2014优等品要求的前提下，还具有良好的耐候性能(耐老化>1000h)和抗酸碱腐蚀等特点。在为混凝土基材提供长时间美化和保护作用的同时，又对大气净化做出不可忽视的贡献。所述高耐候光催化空气净化外墙防火涂料还包括抗冻剂1～2份和杀菌防霉剂0.5～0.8份。抗冻剂能提升漆膜的抗冻性能，杀菌防霉剂能保证漆膜不被真菌及藻类污染。所述分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂。优选的分散剂能减少分散过程所需要的时间和能量，并稳定所分散的颜料分散体。所述润湿剂为环保型非离子乳化润湿剂。优选的润湿剂能降低颜填料和基材表面张力，使颜料和基材更易被水浸湿。所述成膜助剂为十二酯醇。优选的成膜助剂能够软化乳液聚合物粒子，使各粒子融合在一起，降低成膜温度。所述ph调节剂为低气味多功能胺中和剂。优选的ph调节剂，能够调节并稳定体系的ph值。所述消泡剂为非离子型消泡剂或者有机硅消泡剂。所述增稠剂为水性非离子型缔合聚氨酯增稠剂。优选的消泡剂主要起抑泡的作用，能减少高速分散过程中气泡的产生数量，优选的增稠剂能够迅速建立高剪切粘度体系，防止涂料飞溅。所述抗冻剂为乙二醇。所述杀菌防霉剂为2-辛基-4-异噻唑啉-3-酮。优选的抗冻剂能与水任意比例混合，混合后改变了冷却水的蒸气压，从而降低体系的冰点。优选的杀菌防霉剂是一种高效、广谱的水性杀菌防霉剂，其能够防止真菌及藻类在外墙漆膜上生长。所述的高耐候光催化空气净化外墙防火涂料的制备方法，包括依序进行的以下步骤：(1)将10～15份水加入分散容器中，然后在350～550r/min转速下依次向内加入0.6～0.9份分散剂、0.3～0.6份润湿剂、0.1～0.3份ph调节剂和0.2～0.4份消泡剂，搅拌3～5min；(2)提高转速至800～1000r/min，向步骤(1)所获得的混合物中依次加入20～25份钛白粉和3～7份光催化纳米二氧化钛，再提高转速至1500～1800r/min分散15～20min；(3)待分散至步骤(2)混合物的细度≤50μm时，降低转速至600～900r/min，依次向步骤(2)混合物内加入50～60份乳液、2～4份成膜助剂、0.2～0.4份增稠剂和0.3～0.4份消泡剂，再分散5～10min，使得混合物混合均匀，即获得高耐候光催化空气净化外墙防火涂料。所述高耐候光催化空气净化外墙防火涂料的制备方法的优选步骤、加料顺序及工艺参数，使得制备出的高耐候光催化空气净化外墙防火涂料各组分混合更加充分和均匀，能提升整体漆料的质量稳定性。其中，边加料边进行的变速分散(先逐渐加速，最后再减速)，最开始的中低转速分散是为了保护乳液不破乳，之后提高转速混合均匀是为了保证涂料处于稳定状态，涂料施工时不会出现问题，最后当细度达到规定标准后再降速分散，不仅节能，而且也保证了所述漆料在使用时能够形成致密高光的外墙漆膜。所述步骤中在加入消泡剂后还加入0.3～0.4份的杀菌防霉剂，所述步骤中在加入成膜助剂和增稠剂之间还加入1～2份的抗冻剂，在加入消泡剂后还加入0.2～0.4份的杀菌防霉剂。分步加入杀菌防霉剂使得其与其他配料混合得更均匀，更能充分发挥其效果。与现有技术相比，本发明申请具有以下优点：1)本申请的高耐候光催化空气净化外墙防火涂料通过优选粒径的乳液和光催化纳米二氧化钛以及优选种类的钛白粉的搭配，并在其他优选辅料及各组分的优选用量比例的配合下，其在光催化空气净化功能优异的同时，还具有防火性能良好、硬度高、耐候性佳的优点；2)抗冻剂和杀菌防霉剂的添加能进一步提升高耐候光催化空气净化外墙防火涂料的耐候性能；3)所述高耐候光催化空气净化外墙防火涂料的制备方法的优选步骤、加料顺序、工艺参数，以及边加料边进行的变速分散(先逐渐加速，最后再减速)的工序，能提升漆料漆膜的品质，使漆膜致密高光；4)所述涂料具有优等品的高遮盖度，对比率大于0.95、高光泽(85°光泽>90)、高耐候性、漆膜性能优异、手感良好；具有光催化效果，能对大气中氮氧化物、甲苯、甲醛等有害气体进行稳定高效的分解净化；同时防火性能优异，作为不燃材料涂布在基材表面，能起到保护作用；且该漆料还继承了水性涂料的环保、无毒无害的特点。具体实施方式下面结合各实施例对本发明的技术方案进行详细说明。实施例1本发明所述的一种高耐候光催化空气净化外墙防火涂料，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：所述乳液为粒径<0.2μm的纯丙乳液；所述钛白粉为金红石型钛白粉；所述光催化纳米二氧化钛为粒径约为16.5nm的锐钛型球状多孔二氧化钛光触媒。所述分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂。所述润湿剂为环保型非离子乳化润湿剂。所述成膜助剂为十二酯醇。所述ph调节剂为低气味多功能胺中和剂。所述消泡剂为非离子型消泡剂，所述增稠剂为水性非离子型缔合聚氨酯增稠剂。所述高耐候光催化空气净化外墙防火涂料的制备方法，包括依序进行的以下步骤：(1)将12份水加入分散容器中，然后在450r/min转速下依次向内加入0.8份分散剂、0.4份润湿剂、0.2份ph调节剂和0.3份消泡剂，搅拌4min；(2)提高转速至900r/min，向步骤(1)所获得的混合物中依次加入23份钛白粉和6份光催化纳米二氧化钛，再提高转速至1600r/min分散18min；(3)待分散至步骤(2)混合物的细度≤50μm时，降低转速至800r/min，依次向步骤(2)混合物内加入55份乳液、3份成膜助剂、0.3份增稠剂和0.35份消泡剂，再分散8min，使得混合物混合均匀，即获得高耐候光催化空气净化外墙防火涂料。实施例2本发明所述的一种高耐候光催化空气净化外墙防火涂料，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：所述乳液为粒径<0.2μm的纯丙乳液；所述钛白粉为金红石型钛白粉；所述光催化纳米二氧化钛为粒径约为16nm的锐钛型球状多孔二氧化钛光触媒。所述分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂。所述润湿剂为环保型非离子乳化润湿剂。所述成膜助剂为十二酯醇。所述ph调节剂为低气味多功能胺中和剂。所述消泡剂为有机硅消泡剂，所述增稠剂为水性非离子型缔合聚氨酯增稠剂。所述高耐候光催化空气净化外墙防火涂料的制备方法，包括依序进行的以下步骤：(1)将10份水加入分散容器中，然后在350r/min转速下依次向内加入0.6份分散剂、0.6份润湿剂、0.1份ph调节剂和0.2份消泡剂，搅拌5min；(2)提高转速至800r/min，向步骤(1)所获得的混合物中依次加入20份钛白粉和7份光催化纳米二氧化钛，再提高转速至1800r/min分散15min；(3)待分散至步骤(2)混合物的细度≤50μm时，降低转速至600r/min，依次向步骤(2)混合物内加入60份乳液、4份成膜助剂、0.4份增稠剂和0.3份消泡剂，再分散10min，使得混合物混合均匀，即获得高耐候光催化空气净化外墙防火涂料。实施例3本发明所述的一种高耐候光催化空气净化外墙防火涂料，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：所述乳液为粒径<0.2μm的纯丙乳液；所述钛白粉为金红石型钛白粉；所述光催化纳米二氧化钛为粒径约为17nm的锐钛型球状多孔二氧化钛光触媒。所述分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂。所述润湿剂为环保型非离子乳化润湿剂。所述成膜助剂为十二酯醇。所述ph调节剂为低气味多功能胺中和剂。所述消泡剂为非离子型消泡剂，所述增稠剂为水性非离子型缔合聚氨酯增稠剂。所述高耐候光催化空气净化外墙防火涂料的制备方法，包括依序进行的以下步骤：(1)将15份水加入分散容器中，然后在550r/min转速下依次向内加入0.9份分散剂、0.3份润湿剂、0.3份ph调节剂和0.4份消泡剂，搅拌3min；(2)提高转速至1000r/min，向步骤(1)所获得的混合物中依次加入25份钛白粉和3份光催化纳米二氧化钛，再提高转速至1500r/min分散20min；(3)待分散至步骤(2)混合物的细度≤50μm时，降低转速至900r/min，依次向步骤(2)混合物内加入50份乳液、2份成膜助剂、0.2份增稠剂和0.4份消泡剂，再分散5min，使得混合物混合均匀，即获得高耐候光催化空气净化外墙防火涂料。实施例4本发明所述的一种高耐候光催化空气净化外墙防火涂料，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：所述乳液为粒径<0.2μm的纯丙乳液；所述钛白粉为金红石型钛白粉；所述光催化纳米二氧化钛为粒径约为16.5nm的锐钛型球状多孔二氧化钛光触媒。所述分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂。所述润湿剂为环保型非离子乳化润湿剂。所述成膜助剂为十二酯醇。所述ph调节剂为低气味多功能胺中和剂。所述消泡剂为者有机硅消泡剂，所述增稠剂为水性非离子型缔合聚氨酯增稠剂。所述高耐候光催化空气净化外墙防火涂料的制备方法，包括依序进行的以下步骤：(1)将12份水加入分散容器中，然后在450r/min转速下依次向内加入0.8份分散剂、0.4份润湿剂、0.2份ph调节剂、0.3份消泡剂和0.35份杀菌防霉剂，搅拌4min；(2)提高转速至900r/min，向步骤(1)所获得的混合物中依次加入23份钛白粉和6份光催化纳米二氧化钛，再提高转速至1600r/min分散16min；(3)待分散至步骤(2)混合物的细度≤50μm时，降低转速至800r/min，依次向步骤(2)混合物内加入55份乳液、3份成膜助剂、1.5份抗冻剂、0.3份增稠剂、0.35份消泡剂和0.3份杀菌防霉剂，再分散8min，使得混合物混合均匀，即获得高耐候光催化空气净化外墙防火涂料。实施例5本发明所述的一种高耐候光催化空气净化外墙防火涂料，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：所述乳液为粒径<0.2μm的纯丙乳液；所述钛白粉为金红石型钛白粉；所述光催化纳米二氧化钛为粒径约为16nm的锐钛型球状多孔二氧化钛光触媒。所述分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂。所述润湿剂为环保型非离子乳化润湿剂。所述成膜助剂为十二酯醇。所述ph调节剂为低气味多功能胺中和剂。所述消泡剂为非离子型消泡剂，所述增稠剂为水性非离子型缔合聚氨酯增稠剂。所述高耐候光催化空气净化外墙防火涂料的制备方法，包括依序进行的以下步骤：(1)将10份水加入分散容器中，然后在350r/min转速下依次向内加入0.6份分散剂、0.6份润湿剂、0.1份ph调节剂、0.2份消泡剂和0.3份杀菌防霉剂，搅拌5min；(2)提高转速至800r/min，向步骤(1)所获得的混合物中依次加入20份钛白粉和7份光催化纳米二氧化钛，再提高转速至1800r/min分散19min；(3)待分散至步骤(2)混合物的细度≤50μm时，降低转速至600r/min，依次向步骤(2)混合物内加入60份乳液、4份成膜助剂、1份抗冻剂、0.4份增稠剂、0.3份消泡剂和0.2份杀菌防霉剂，再分散10min，使得混合物混合均匀，即获得高耐候光催化空气净化外墙防火涂料。实施例6本发明所述的一种高耐候光催化空气净化外墙防火涂料，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：所述乳液为粒径<0.2μm的纯丙乳液；所述钛白粉为金红石型钛白粉；所述光催化纳米二氧化钛为粒径约为17nm的锐钛型球状多孔二氧化钛光触媒。所述分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂。所述润湿剂为环保型非离子乳化润湿剂。所述成膜助剂为十二酯醇。所述ph调节剂为低气味多功能胺中和剂。所述消泡剂为有机硅消泡剂，所述增稠剂为水性非离子型缔合聚氨酯增稠剂。所述高耐候光催化空气净化外墙防火涂料的制备方法，包括依序进行的以下步骤：(1)将15份水加入分散容器中，然后在550r/min转速下依次向内加入0.9份分散剂、0.3份润湿剂、0.3份ph调节剂、0.4份消泡剂和0.4份杀菌防霉剂，搅拌3min；(2)提高转速至1000r/min，向步骤(1)所获得的混合物中依次加入25份钛白粉和3份光催化纳米二氧化钛，再提高转速至1500r/min分散18min；(3)待分散至步骤(2)混合物的细度≤50μm时，降低转速至900r/min，依次向步骤(2)混合物内加入50份乳液、2份成膜助剂、2份抗冻剂、0.2份增稠剂、0.4份消泡剂和0.4份杀菌防霉剂，再分散5min，使得混合物混合均匀，即获得高耐候光催化空气净化外墙防火涂料。上述实施例所采用的原料信息如下：乳液：陶氏，ac818纯丙乳液；钛白粉：龙蟒，r-996；光催化纳米二氧化钛：krono，clean7000；水性分散剂：汽巴化学，a40；润湿剂：罗门哈斯，特好散tmca-2500；圣诺普克，sn-wet996；消泡剂：诺普科生产的sn-154和巴斯夫生产的st2410；成膜助剂：伊士曼，texanol；ph调节剂：德谦，ma-95；抗冻剂：鑫连发，乙二醇；增稠剂：罗门哈斯，rm8w；杀菌防霉剂：thor，epw。实验数据：对比样：朝日涂料有限公司，水性彩装光触媒室内用涂料(型号：a02141)一、耐候性测试(一)下表中各参数根据gb/t9755-2014《合成树脂乳液外墙涂料》面漆的优等品标准检测方法进行检测。表1:各实施例耐候性指标的检测结果一由上表可知，本案各实施例的各项实验数据总体优于gb/t9755-2014《合成树脂乳液外墙涂料》面漆的优等品标准，其遮盖力(参见参数：对比率)、低透水性、耐洗刷性等性能尤为突出。(二)下表中各参数根据gb/t1865-2009《色漆和清漆人工气候老化和人工辐射暴露(滤过的氙弧辐射)》中a法进行检测。表2:各实施例耐候性指标的检测结果二由上表可知，本案各实施例漆料漆膜的耐候性高，能够对基材提供更长久、全面的保护和装饰作用。二、光催化性能测试参照文献中光催化效果检测方法(李艳稳tio2光催化涂料的制备及其对nox气体的降解性能[j].新型建筑材料，2011,(5):59-61)，设计了以下检测方法：在150mm×200mm的玻璃板上涂覆厚度为200μm的涂料，7d恒温恒湿养护后，放置于流通管式反应装置内，向反应装置中通入浓度为10ppm的no2，气体流量为50ml/min，停留时间为5min，接通紫外光源，充分反应后收集气体样品进行检测：表3:各实施例光催化性能参数的测试结果由上表可以看出，在紫外灯照射下，实施例1-6的涂料对no2气体在5min内的降解率均在60％以上，具有更优异的光催化净化空气的能力，且具有抗菌防霉效果。三、防火性能测试下表中各参数按照gb50222-2017表3.0.2中装修材料a(a2-s1，d0)级不燃材料(制品)的技术要求进行检测：其中，外墙漆(外部次要组分)总热值、硅酸钙板(主要组分)总热、整体制品总热值的标准要求依据gb/t14402-2017，燃烧增长速率指数(figra0.2mj)、600s的总放热量(thr600s)、火焰横向蔓延、600s总烟气生成量(thr600s)、烟气生成速率指数(smogra)、燃烧滴落物/微粒的标准要求依据gb/t20284-2006。表4:各实施例防火性能参数的检测结果由上表可以看出，本案各实施例的燃烧性能总体优于标准要求，能够为基材提供更良好的防火保护。四、硬度测试下表中各参数根据gb/t6739-1996涂膜硬度铅笔测定法标准中b法进行检测：手持铅笔成45度角，以铅笔芯不折断为度，施加一定力量推动铅笔在涂层表面划出一条直线；由一系的铅笔型号来判定涂层的硬度，由软至硬依次测试，至涂层被破坏之前一型号的硬度即为该涂膜的硬度。检测项目对比样实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6铅笔硬度bhhhhhh可见，本案各实施例的硬度大于对比样。综上所述，本案的高耐候光催化空气净化外墙防火涂料的光催化空气净化功能、防火性能、硬度、耐候性总体而言较现有标准和市售产品优异。本发明所述的高耐候光催化空气净化外墙防火涂料及其制备方法并不只仅仅局限于上述实施例，凡是依据本发明原理的任何改进或替换，均应在本发明的保护范围之内。当前第1页1 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