自清洁防烟雾防霉光催化粉状水基涂料的制作方法
【专利摘要】本发明描述了光催化粉状水基涂料，所述光催化粉状水基涂料含有光催化的粘结水泥、惰性微粉化石灰石、低粘度纤维素、流化剂、消泡剂、乙烯基聚合物和色素。该水基涂料以含有至少一种且优选所有以下额外的添加剂的事实为特征，所述额外的添加剂为：偏高岭土、二氧化钛、甲酸钙和硅藻土。
【专利说明】自清洁防烟雾防霉光催化粉状水基涂料
[0001]本发明涉及一种光催化粉状水基涂料(即一经水稀释便成为水基涂料的粉状化合物)，该水基涂料除了其自身通过光催化转换空气中存在的污染物的主要性质外还具有相当有利的特性，它还能够去除异味、在涂有该水基涂料的支持物上防止霉菌以及细菌培养发生，以及由于其自清洁功能而防止在表面上发生暗标记，以及防止热量通过反射阳光被传递。
[0002]此外，本发明的水基涂料是高度环保型的，因为它不含有对人体有害的产品例如重金属(镉、汞、砷、铅、六价铬)，它的挥发性(volatile)芳香烃(苯及其衍生物、甲苯、邻二甲苯、苯乙烯)的含量实际上可以忽略不计，它的挥发性有机化合物(VOC)的含量少于
0.5g/L，因此，为了不随着时间的推移而改变建筑物、古迹、任意形式的公共工程的原貌，它自身能够出色地应用于由石头制成以及由金属或塑料制成的任意表面(无论是用于内部还是外部)。
[0003]用于保持水泥(cementitious)、石头或大理石结构的原貌的光催化组合物已经被了解并使用了一段时间，该光催化组合物可防止它们被空气中的污染物、大气剂(atmospheric agent)以及一些困难(由现代社会发展的目前的环境条件而产生)攻击。基于与各种添加剂混合的二氧化钛的光催化组合物的实例是已知的，例如在文献EP0784034、EP0633964、EP1196359、EP1944279、W02008/017934，W02009/080647 和 W02010/012488 中。虽然这些组合物带来了满意的结果，但是仍然存在进一步发展以克服还没有被这些组合物所解决的缺陷(甚至是重要的缺陷)的需要。
[0004]在那些缺陷中，特别重要的事实是它们的应用仅在通过喷洒它们或者通过使用辊子下才是可能的，而通过使用刷子时，这些产品不会扩散而且会留下所谓的刷痕，即鲜明的笔触，而导致几乎没有美学外观；而且这些产品的老化以及机械强度随着时间的推移导致了涂料的粉化；其它的缺陷是应用(遮盖力、白色和机械性能的非最佳点)中的困难；以及由于水解石灰的现象而形成的风化的可能性。
[0005]基于与各种添加剂混合的二氧化钛的光催化组合物的进一步举例在文献W02009/013337和US6406536中有公开，然而，它们不能为涂料提供最佳的光催化活性。
[0006]所有这些问题已经通过长期持续的工作(研究问题、试验、测试和分析)而解决，这导致了最佳原料的选择以及实现本发明的优异的光催化水基涂料。
[0007]特别地，已经惊奇地发现通过使用纳米颗粒材料以为涂料提供优异的光催化特性。
[0008]为了实现真正有效的水基涂料的改善，从标准的实验室混合物开始:所述标准的实验室混合物由光催化水泥(作为粘结剂和作为基础基体用于光催化反应的发展)、微粉化的石灰石和具有极低粘度的纤维素组成，不时向其中加入添加剂以解决最初涉及到这种类型的水基涂料的每一个问题，已经完成了对多种类型的原材料的搜索和测试。下面表示的测试示出了新型添加剂对比之前使用的其它同类型的添加剂的真正的效力。构成根据本发明的水基涂料的整体的最终混合物来源于所述测试中研究的并结合在其中的所有新型添加剂，因此用于后 来进行生产测试的所述最终混合物的组成，在讨论所述测试之后，在本文件的下文中示出。
[0009]更准确地，所述光催化水泥(作为粘结剂和作为基础基体用于光催化反应的发展)为混合有光催化二氧化钛纳米颗粒的波特兰(Portland)水泥,所述二氧化钛纳米颗粒的尺寸小于5纳米(微米的千分之一)；甚至更精确地，所述光催化水泥为白色波特兰水泥，这种颜色基本由二氧化钛给定，为了后续能够使水泥着色(假定需要)优选该颜色(使水泥从灰色着色几乎是不可行的)。
[0010]如前所述，已经惊奇地发现通过使用纳米颗粒材料以提供优异的光催化特性；据信，纳米颗粒材料激活光催化反应使得电子释放有效进行，特别是当以大约380 μ m频率的光照射喷涂有根据本发明的涂料的产品时，不希望受到该理论的约束。
[0011]更准确地，所述微粉化的石灰石为具有最大粒度分布小于100微米的惰性石灰
O
[0012]更准确地，所述极低粘度纤维素为具有低于1000mPas粘度的纤维素；被认为是有用的，此处要明确的是，纤维素的平均粘度约为13000-15000mPas，超过20000mPas时为高，低于1000mPas时为极低。
[0013]更准确地，用于解决具体问题的添加剂为流化剂、消泡剂、乙烯基聚合物和色素；甚至更准确地，含有至少一种并且优选含有所有以下附加添加剂:偏高岭土、甲酸钙和硅藻土。
[0014]优选地，所述流 化剂为多元羧酸流化剂，以及所述乙烯基聚合物为疏水性的乙烯
基聚合物。
[0015]为了清楚起见，我们想要在这里指出，在本发明中，技术术语“疏水性的”是指排斥水的性质(即排斥水的能力)，该性质是准备赋予产品的。
[0016]优选地，所述色素上涂有纤维素基膜，当与水接触时该膜溶解并释放色素，所述膜优选在小于2秒的时间内溶解，并且更优选在小于I秒内溶解；而且，优选，所述色素形成颗粒，该颗粒的尺寸具有200-500微米的粒度。
[0017]优选根据本发明的组合物进一步含有用于增加涂料的白度(whiteness)的非光催化的二氧化钛。
[0018]根据本发明的一种优选的涂料的实施方式，所述涂料中包含的成分的重量百分比配方如下表:
[0019]
【权利要求】
1.用于稀释在水中使用的光催化粉状涂料，含有与光催化二氧化钛纳米颗粒混合的波特兰水泥，所述二氧化钛纳米颗粒的尺寸小于5纳米；最大粒度分布小于100微米的惰性石灰石；粘度低于1000mPas的纤维素；流化剂；消泡剂；乙烯基聚合物和色素，含有至少一种并且优选所有以下额外的添加剂:偏高岭土、甲酸钙和硅藻土。
2.根据权利要求1所述的涂料，其中所述流化剂为多元羧酸流化剂，其中所述乙烯基聚合物为疏水性的乙烯基聚合物，以及其中配方中含有的成分的重量百分比如下表所示
3.根据权利要求2所述的涂料，其中，所述色素上涂有纤维素基膜，当与水接触时该膜溶解并释放色素，所述膜优选在小于2秒的时间内溶解，并且更优选在小于I秒内溶解。
4.根据权利要求3所述的涂料，其中，所述色素形成颗粒，该颗粒的尺寸具有200-500微米的粒度。
5.待稀释在水中的粉状涂料的制备方法，该方法包括分别称量以下元素的步骤: ?与光催化二氧化钛纳米颗粒混合的白色波特兰水泥， 籲最大粒度分布小于100微米的惰性石灰石， ?偏高岭土， 籲甲酸钙以及 ?娃藻土其中，所述元素具有以下重量百分比:_
6.根据权利要求5的方法获得的涂料。
【文档编号】C04B20/10GK103946180SQ201280045703
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2012年8月2日 优先权日:2011年8月2日
【发明者】马西莫·贝尔纳多尼 申请人:C.I.M.钙尔西艾德瑞特马尔切利纳(股份)责任有限公司