专利名称：：一种自防污保洁水泥制成品的制备方法
技术领域：
：本发明涉及材料科学领域，具体地涉及一种自防污保洁水泥制成品的制备方法。
背景技术：
：氧化钛溶胶涂抹于陶瓷或者玻璃表面，溶胶中的氧化钛在太阳光、日光灯或者紫外光作用下具有超强的氧化能力，能破坏细菌的蛋白质，分解有机物和有害气体，可以防污、杀菌、自洁净和净化空气。纯氧化钛必须要紫外光线才能激发，对日常可见光的利用率较低。很多研究者通过离子掺杂、半导体复合等方式，增加氧化钬对可见光的利用，以提高其防污和自洁性能，但需进行热处理工艺。因此，现有的制备方法难以应用于不易加热的水泥制成品等基材。中国专利200510061118.6公开了一种二氧化钛光触媒溶胶的制备方法，包括以下步骤(l)在搅拌条件下将四氯化钛、硫酸钬或钛酸丁酯其中至少一种中加入醇稀释溶剂中；(2)水浴下，将混合溶液逐滴加入水解溶剂中，搅拌；(3)溶胶静置。该专利方法制备的溶胶可以常温涂覆成膜，用于多孔性的水泥制品表面时，其成膜和防污性能均不佳。
发明内容本发明提供了一种制备自防污保洁水泥制成品的方法，该方法解决了氧化钛溶胶在水泥制成品表面成膜和防污性能不佳的问题。本发明提供的自防污保洁水泥制成品的制备方法，包括以下步骤(1)将树脂涂料预涂在水泥制成品表面成膜，干燥；(2)将锐钛矿晶体钛溶胶涂覆在已经涂覆了树脂的水泥制成品表面成膜，干燥；所述的锐钛矿晶体钛溶胶通过以下方法制备(a)将助剂溶于水中制得助剂水溶液，调节助剂水溶液的PH值至0.1~5;(b)搅拌条件下，将钛盐加入醇溶剂中稀释制得钛盐醇溶液；(c)在5~95'C水浴下，将钛盐醇溶液逐滴加入到助剂水溶液中，充分反应后静置至少1小时；所述的助剂为过渡金属离子的可溶性盐、四氯化锡、正硅酸乙酯、含氮有机物中的一种或多种；所述的钛盐为四氯化钛、硫酸钛和钛酸丁酯中的一种或多种。所述助剂中，金属离子可提高钛溶胶成膜后的防污性能，正硅酸乙酯可提高钛溶胶在水泥制品表面的成膜性，添加含氮有机物对防污性和成膜性均有改善。所述的含氮有机物包括胺类、硝基类、重氮类和含氮杂环类。所述的过渡金属离子的可溶性盐为稀土金属离子的可溶性盐。步骤(a)中助剂和水可以是任意比例，优选重量比为1~500。步骤(a)中调节助剂水溶液PH值所用的试剂为盐酸、硫酸、硝酸和磷酸中的一种或多种。步骤(b)中钛盐和醇溶剂可以是任意比例，优选重量比为1-10。所述的醇溶剂为无水乙醇、乙二醇和异丙醇中的一种或多种。步骤(c)中助剂水溶液与钛盐醇溶液可以是任意比例，优选重量比为50~500。所述的树脂涂料是树脂、氧化剂、促进剂等的组合物，所述的树脂为丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、氟碳树脂中的一种或多种。所述的涂覆方式为喷涂、旋涂、浸涂、流延、辊涂或刷涂。本发明提供的自防污保洁水泥制成品的制备方法，通过先在水泥制成品表面预涂了一层树脂，封闭了水泥制成品表面的微孔洞，形成平滑致密的隔离层，解决了氧化钛用于水泥制成品表面时性能不佳的缺陷，本发明的锐钛矿晶体钛溶胶可以在水泥制成品表面上常温或120。C以下成膜，节省了传统的热处理过程。具体实施方式以下通过实例进一步对本发明进一步描述。实施例1(1)将硝酸铁和硝酸镧(重量比1:l)溶于蒸馏水中，用硝酸调节溶液的PH值至O.l，制得硝酸铁和硝酸镧溶液，蒸馏水与硝酸铁和硝酸锎的重量比为1;(2)搅拌条件下，将钛酸丁酯加入无水乙醇中稀释，无水乙醇与钛盐的质量比为l,搅拌均匀制得钛酸丁酯乙醇溶液；(3)在5。C水浴下，将钛酸丁酯乙醇溶液逐滴加到硝酸铁和硝酸镧溶液中，硝酸铁和硝酸锎溶液与钛酸丁酯乙醇溶液的质量比为50,充分反应后，静置5小时，制得锐钬矿晶体钛溶胶；(4)取苯丙乳液，在水泥板表面预涂，成膜，干燥，形成隔离层；(5)取锐钛矿晶体钛溶胶，辊涂在已经涂覆了苯丙隔离层的水泥板表面成膜，12(TC干燥，制得自防污保洁水泥板。实施例2(1)将三乙胺溶于去离子水中，用盐酸调节溶液的PH值至5，制得三乙胺溶液，去离子水与三乙胺的质量比为500;(2)搅拌条件下，将四氯化钬加入乙二醇中稀释，乙二醇与四氯化钛的质量比为10，搅拌均匀制得四氯化钛乙二醇溶液；(3)在95。C水浴下，将四氯化钛乙二醇溶液逐滴加到三乙胺溶液中，三乙胺溶液与四氯化钛乙二醇溶液的质量比为500，充分反应后，再静置1小时，制得锐钛矿晶体钛溶胶；(4)取丙烯酸树脂涂料，在水泥路面预涂，成膜，干燥，形成隔离层；(5)取锐钬矿晶体钛溶胶，喷涂在已经涂覆了丙烯酸隔离层的水泥路面上成膜，室温下自然晾干，制得自防污保洁水泥路面。实施例3(l)将正硅酸乙酯溶于去离子水中，同时以硫酸调节溶液的PH值至2.5,去离子水与正硅酸乙酯的重量比为1~80;(2)搅拌条件下，将钛酸丁酯加入异丙醇中稀释，异丙醇与钛酸丁酯的质量比为3，搅拌均匀制得钛酸丁酯异丙醇溶液；(3)将钛酸丁酯异丙醇溶液逐滴加到步骤(1)所得溶液中，步骤(l)所得溶液与钛酸丁酯异丙醇溶液的质量比为100，在35。C水浴温度下充分反应后，再静置20小时，制得锐钬矿晶体钛溶胶；(4)取氟碳树脂涂料，在水泥砖表面预涂，成膜，干燥，形成隔离层；(5)取锐钛矿晶体钛溶胶，流延在已经涂覆了氟碳隔离层的水泥路砖表面成膜，50"C干燥，制得自防污保洁水泥砖。实施例4(1)将四氯化锡溶于去离子水中，用磷酸调节溶液的PH值为3，制得四氯化锡水溶液，去离子水与四氯化锡的重量比为230;(2)搅拌条件下，将錄u酸钬加入无水乙醇、乙二醇和异丙醇组成(无水乙醇、乙二醇和异丙醇的重量比为5:2:3)的醇溶剂中稀释，醇溶剂与硫酸钛的质量比为5，搅拌均匀制得硫酸钬醇溶液；(3)在55。C水浴下，将硫酸钬醇溶液逐滴加到四氯化锡水溶液中，四氯化锡水溶液与辟u酸^t太醇溶液的重量比为300,充分反应后，再静置15小时，制得锐钬矿晶体钛溶胶；(4)取聚氨酯树脂涂料，在水泥槽表面预涂，成膜，干燥，形成隔离层；(5)取锐钬矿晶体钛溶胶，刷涂在已经涂覆了聚氨酯隔离层的水泥槽表面涂覆成膜，75t:干燥，制得自防污保洁水泥槽。实施例5(1)将硝酸镧和正硅酸乙酯(重量比1:25)溶于去离子水中，用盐酸调节溶液的PH值至3.8,制得掺镧硅溶胶，去离子水与硝酸镧和正硅酸乙酯的质量比为400;(2)搅拌条件下，将钛酸丁酯加入乙二醇和异丙醇组成(乙二醇和异丙醇的质量比为1:l)的醇溶剂中稀释，醇溶剂与钛酸丁酯的质量比为7，搅拌均匀制得钛酸丁酯醇溶液；(3)在75。C水浴下，将钛酸丁酯醇溶液逐滴加到掺镧硅溶胶中，硅溶胶与钛酸丁酯醇溶液的质量比为410,充分反应后，再静置8小时，制得锐钬矿晶体钛溶胶；(4)取苯丙乳液，在水泥瓦表面预涂，成膜，干燥，形成隔离层；(5)取锐钬矿晶体钛溶胶，刷涂在已经涂覆了苯丙隔离层的水泥瓦表面成膜，105""C干燥，制得自防污保洁水泥瓦。实施例6(1)将助剂硝酸铁、硝酸镧、四氯化锡、正硅酸乙酯、3-二曱基氨基丙胺(硝酸铁、硝酸镧、四氯化锡、正硅酸乙酯、3-二曱基氨基丙胺的质量比为1:1:10:30:l)溶于去离子水中，用盐酸调节溶液的PH值为4.5，制得助剂水溶液，去离子水与助剂的质量比为400;(2)搅拌条件下，将钛酸丁酯加入无水乙醇中稀释，无水乙醇与钛酸丁酯的质量比为8，搅拌均匀制得钛酸丁酯乙醇溶液；(3)在85。C水浴下，将钛酸丁酯乙醇溶液逐滴加到助剂水溶液中，助剂水溶液与钛酸丁酯乙醇溶液的质量比为410，充分反应后，再静置6小时，制得锐钛矿晶体钛溶胶；(4)取苯丙乳液，在水泥管表面预涂，成膜，干燥，形成隔离层；(5)取锐钛矿晶体钛溶胶，在已经涂覆了苯丙隔离层的水泥管表面浸涂成膜，85。C干燥，制得自防污保洁水泥制品管。根据国标GB9780-88涂层耐沾污性实验方法来检测水泥制成品的自动防污和保持清洁性能的结果。测试中，采用粉煤灰作为污染源，将其涂刷在各实施例中制得的水泥制成品表面，再用水冲洗，观察粉煤灰的残留程度，计算其耐沾污率x%。粉煤灰的残留越多，样板表面反射系数降低越大，x值也越大，样板的耐沾污性越差。各实施例中样板的x值如下表所示，另以仅涂覆各实施例中相应树脂涂料的样板作为对比板。可见防污效果最好的6#板，几乎可以维持原有表面白度和光洁度。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>权利要求1.一种自防污保洁水泥制成品的制备方法，包括以下步骤(1)将树脂涂料预涂在水泥制成品表面成膜，干燥；(2)将锐钛矿晶体钛溶胶涂覆在已涂覆了树脂涂料的水泥制成品表面成膜，干燥；所述的锐钛矿晶体钛溶胶通过以下方法制备(a)将助剂溶于水中制得助剂水溶液，调节助剂水溶液的PH值至0.1～5；(b)搅拌条件下，将钛盐加入醇溶剂中稀释制得钛盐醇溶液；(c)在5～95℃水浴下，将钛盐醇溶液逐滴加入到助剂水溶液中，充分反应后静置至少1小时；所述的助剂为过渡金属离子的可溶性盐、四氯化锡、正硅酸乙酯、含氮有机物中的一种或多种；所述的钛盐为四氯化钛、硫酸钛和钛酸丁酯中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的自防污保洁水泥制成品的制备方法，其特征在于所述的含氮有机物包括胺类、硝基类、重氮类和含氮杂环类。3.根据权利要求1所述的自防污保洁水泥制成品的制备方法，其特征在于所述的过渡金属离子的可溶性盐为稀土金属离子的可溶性盐。4.根据权利要求1所述的自防污保洁水泥制成品的制备方法，其特征在于步骤(a)中水和助剂重量比为1-500。5.根据权利要求1所述的自防污保洁水泥制成品的制备方法，其特征在于步骤(a)中调节助剂水溶液PH值所用的试剂为盐酸、硫酸、硝酸和磷酸中的一种或多种。6.根据权利要求1所述自防污保洁水泥制成品的制备方法，其特征在于步骤(b)中醇溶剂和钛盐重量比为1~10。7.根据权利要求1所述的自防污保洁水泥制成品的制备方法，其特征在于所述的醇溶剂为无水乙醇、乙二醇和异丙醇中的一种或多种。8.根据权利要求1所述的自防污保洁水泥制成品的制备方法，其特征在于步骤(c)中助剂水溶液与钛盐醇溶液重量比为50~500。9.根据权利要求1所述的自防污保洁水泥制成品的制备方法，其特征在于所述的树脂涂料的树脂为丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、氟碳树脂中的一种或多种。10.根据权利要求1所述的自防污保洁水泥制成品的制备方法，其特征在于所述的涂覆方式为喷涂、^走涂、浸涂、流延、辊涂或刷涂。全文摘要本发明公开了一种自防污保洁水泥制成品的制备方法，包括(1)将树脂预涂在水泥制成品表面成膜，干燥；(2)将锐钛矿晶体钛溶胶涂覆在已经涂覆了树脂的水泥制成品表面成膜，干燥。本发明的制备方法通过先在水泥制成品表面预涂了一层树脂，封闭了水泥制成品表面的微孔洞，形成平滑致密的隔离层，解决了氧化钛用于水泥制成品表面时性能不佳的缺陷，提高了锐钛矿晶体钛溶胶的成膜和防污性能。文档编号C04B41/71GK101148367SQ20071007110公开日2008年3月26日申请日期2007年9月5日优先权日2007年9月5日发明者辉杨,申乾宏,高基伟申请人:浙江大学