研究水性无机光催化涂料的制备及性能<<涂料技术<<涂料频道<<艺术涂料网

涂料技术

研究水性无机光催化涂料的制备及性能

时间:2011-07-25 09:29:29 来源: 作者:聪聪点击:次

图2是硅藻土含量不同时，对水性无机涂料的粘结力和耐水性的测试，a曲线是粘结强度随硅藻土含量变化曲线，可以看出硅藻土含量为16%时，粘结强度达到2.16MPa，再增加硅藻土含量时，粘结力略有所下降。这说明当硅藻土的含量适当时，涂膜与底材的粘结力较强。曲线b是随着硅藻土含量不同时涂料耐水性的变化曲线，结果显示随着硅藻土含量的增加，涂料的耐水性在不断提高，硅藻土的含量达到24%时，涂料的耐水性迅速提高到720h，之后随着硅藻土含量的增加耐水性保持不变。综合耐水性和粘结力性能，硅藻土含量应选择为24%时为宜。硅藻土作为填料对涂料耐水性能的影响，用红外线进行了分析，如图3所示。

图3红外光谱分析

图3是对水性无机涂料进行的红外光谱分析，曲线1是只用沉淀硫酸钡作为填料来配制的涂料，曲线2是用沉淀硫酸钡和硅藻土作为填料配制的涂料，曲线3是只有无机粘结料没有填料的，曲线4是只使用硅藻土作为填料所配制的涂料的。1645cm-1和3442cm-1两处是吸附水的H—O—H弯曲和—OH伸缩振动谱带，1047cm-1处是Si—O—Si键的吸收峰，469cm-1处的吸收峰表明其中有无定形的二氧化硅，这是硅藻土的主要成分，613cm-1处是硫酸钡的特征吸收峰位置。从4条曲线的趋势可以看出，吸收峰的位置基本一样，峰值不同，这说明硅藻土作为填料配制于涂料中，没有与无机粘结料形成新的化学键。硅藻土的主要成分是无定形的SiO2，具有多孔结构，随着硅藻土量的增加，比表面积和孔容也增大，这种孔隙具有很强的吸附作用，水性无机涂料在成膜的过程中，极易溶于水的基团被硅藻土吸附进孔隙中，隔绝了这些基团与水的接触，从而使涂料涂膜的耐水性能增强，而且硅藻土的含量越多，这种孔隙的表面积越大，能吸附的物质越多，所以在水性无机涂料中引入一定量的硅藻土作为填料解决了水性无机涂料耐水性差的缺点。

2.1.3涂料性能测试

通过以上对水性无机涂料中无机粘结料和填料硅藻土用量对耐水性和粘结力的试验研究，根据试验结果，现选择水性无机涂料的配方为：无机粘结料30%，填料硅藻土24%，分散剂六偏磷酸钠0.5%～1%，固化剂6%～8%，一定量的自制的纳米TiO2分散浆，其余为填料沉淀硫酸钡和水。对优化后配制的光催化涂料进行了物理化学性能的测试，测试结果如表3所示。

表3光催化涂料性能

图4对比试验

图5纳米TiO2含量对光催化性能的影响

2.2光催化性能的研究

2.2.1光催化剂含量对涂料光催化降解NO2的影响

图4为光催化性能的对比试验，曲线1是空白试验即涂料中没有加入光催化剂的涂料进行的NO2的光降解试验结果，曲线2是涂料中加入一定量光催化剂的光催化涂料的。光催化降解结果显示涂料中没有光催化剂时，NO2的浓度随着时间延长有一定的降低，这可能是因为在涂料的填料中使用了吸附能力很强的硅藻土，硅藻土对NO2有一定的吸附，当吸附饱和时，光降解曲线随着时间延长没有太大的变化了；含有一定量的光催化剂的涂料在100min内对NO2降解率达到了93.8%，这说明光催化涂料对NO2有明显的光降解能力。制备纳米TiO2光催化剂含量分别是2%、3%、6%、9%、12%的光催化涂料(质量分数)，进行对NO2的光降解试验，结果如图5所示。从涂层对NO2的光降解速率可以看出，纳米TiO2的含量在3%时的涂层对NO2的光降解效果最好。当再增加纳米TiO2的含量时，光降解效果反而有所降低了，这可能是因为当纳米TiO2的含量超过一定量时，纳米TiO2在涂料中的分散平衡电位被破坏，出现团聚现象，从而使涂层的光催化降解能力降低。

2.2.2与光催化水丙乳胶涂料光催化性能的对比

选用市售的水丙乳胶涂料加入一定量的纳米TiO2光催化剂并搅拌均匀，制备了光催化水丙乳胶涂料，并与加入相同量光催化剂的水性无机涂料的光降解效果进行对比，如图6所示。图6中曲线1是光催化水丙乳胶涂料对NO2光降解速率，曲线2是光催化水性无机涂料的。光催化水丙乳胶涂料在100min内对NO2光降解速率是67%，光催化水性无机涂料在100min内对NO2光催化降解速度达到93%，光催化水性无机涂料的光催化效果要优于光催化水丙乳胶涂料的。