一种高架桥用自清洁、抗菌、隔热阻燃涂料及制备方法与流程

本发明涉及涂料领域，尤其涉及一种高架桥用自清洁、抗菌、隔热阻燃涂料及制备方法。

背景技术：

1、随着我国大周期的公共基础设施建设高速发展，在交通领域中涉及到的大量建设城市高架桥，因为主要由钢筋混凝土桥梁和钢结构桥梁构成，为了长久使用，该类基建设施必须得到养护。同时，为了美化环境，这些桥梁都需进行涂装。并且传统涂料含较多有机溶剂，影响环境和人们的身体健康，为进一步增强该类涂料的功能，应采用具有自清洁、抗菌防霉、长寿命以及防火等功能的涂层，确保有效保护桥梁主体不受腐蚀，降低养护成本。为加强可持续发展的绿色生态环境需要，增强城市美观装饰功能之外的自清洁、抗菌防霉、长寿命以及防火等功能的涂层，是目前桥梁涂装开发的主要研究和应用方向，并且本发明提供的涂料还可外延至外墙墙体等表面的应用。同时，以水为溶剂，不仅节约成本，而且还具有减低挥发性有机化合物(voc)等有害物质的排放，这对今后的环保型多功能涂料研发和产业化具有重要的实际意义。

2、传统的涂装材料采用丙烯酸、聚氨酯或氟碳类涂料，涂层易粉化、褪色，环境中的酸雨、融雪剂、沥青、鸟粪等严重污染涂层表面，经常性养护导致成本高。同时危化品运输过程产生事故对桥梁主体造成的破坏后造成桥梁主体受损，可引起严重火灾，桥梁主体容易遭高温破坏。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种高架桥用自清洁、抗菌、隔热阻燃涂料，可通过光照清理表面附着的有机物在雨水作用下自清洁，同时具有很好的防火耐高温性能。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供的一种高架桥用自清洁、抗菌、隔热阻燃涂料，按质量分数组成：光催化阻燃材料5-20％；无机树脂5-50％；硅溶胶(浓度为20％-50％)5-30％；气相二氧化硅1-10％；助剂2.5-5％；所述光催化阻燃材料为g-c3n4与tio2或 zno金属氧化物的前驱体、稀土金属中一种或者几种通过化学反应而来的产物或混合物。

4、本发明优选地技术方案在于，所述光催化阻燃材料为g-c3n4、tio2金属氧化物或zno金属氧化物的前驱体、稀土金属中一种或者几种通过化学反应而来的产物或混合物。

5、本发明优选地技术方案在于，所述g-c3n4由前驱体5-氨基四唑与氯化钠/ 氯化钾共晶盐或三聚氰胺或尿素或三聚氰胺和尿素合成。

6、本发明优选地技术方案在于，所述tio2金属氧化物由前驱体钛酸四丁酯等相关化合物通过一定条件形成溶胶后煅烧合成。

7、本发明优选地技术方案在于，所述zno金属氧化物由前硝酸锌、硫酸锌、氯化锌中一种或多种混合物通过一定条件煅烧合成。

8、本发明优选地技术方案在于，所述稀土金属为la、co、ho中一种或多种混合。

9、本发明优选地技术方案在于，所述无机树脂由10-20％的硅酸锂、30-60％的硅酸钾、10-40％的硅酸钠以及5％的有机树脂混合而成。

10、本发明优选地技术方案在于，所述助剂为防沉剂、流平剂、消泡剂、润湿剂、水中的一种或多种组合。

11、一种高架桥用自清洁、抗菌、隔热阻燃涂料的制备方法，包括以下步骤： s00：制备光催化阻燃材料，将混合物经过煅烧后获得；s10：配置无机树脂：将硅酸锂、硅酸钾、硅酸钠以及有机树脂按比例混合搅拌均匀；s20：气相二氧化硅与硅溶胶混合搅拌均匀，使得气相二氧化硅溶于硅溶胶中得到混合胶体； s30：将无机树脂、助剂、混合胶体依次加入到分散缸中混合；在充分搅拌的前提下，向上述混合液中加入光催化阻燃材料，充分搅拌1小时以上得涂料。

12、其中一种优选的的方案在于，所述光催化阻燃材料制备时：取适量5-氨基四唑，以氯化钠/氯化钾作为共晶盐，通过研磨得到有序的高结晶g-c3n4纳米阵列，然后洗涤、烘干后作为光催剂的主要部分；取上述g-c3n4纳米阵列超声处理半小时后，滴加配置好的硝酸锌溶液，进一步搅拌2小时，添加氯化镧，继续搅拌3小时，然后过滤、洗涤、烘干，并在400℃煅烧得目标材料。

13、本发明的有益效果为：

14、1、本发明提供的一种高架桥用自清洁、抗菌、隔热阻燃涂料，利用高结晶 g-c3n4纳米阵列与tio2或zno等金属氧化物结合，可缩短电子跃迁(电子跃迁可激活自由基，用于杀菌和去除甲醛等有害物质)所需的能量，并且该类材料能改变涂层表面接触角，起到自清洁作用。

15、2、高结晶g-c3n4纳米阵列作为一维材料能在涂层燃烧过程中，连同金属氧化物结合和过渡金属协效催化成膜材料成炭，阻隔易燃物质与氧气的接触，和烟气从基体材料中挥发，达到阻燃抑烟作用。

16、3、添加气相二氧化硅，使得涂料具有很高的阻燃隔热特性，同时由于气相二氧化硅的透明特性有助于光线进入涂料内部，促进光催化作用。

技术特征：

1.一种高架桥用自清洁、抗菌、隔热阻燃涂料，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的高架桥用自清洁、抗菌、隔热阻燃涂料，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的高架桥用自清洁、抗菌、隔热阻燃涂料，其特征在于：

4.根据权利要求2所述的高架桥用自清洁、抗菌、隔热阻燃涂料，其特征在于：

5.根据权利要求2所述的高架桥用自清洁、抗菌、隔热阻燃涂料，其特征在于：

6.根据权利要求2所述的高架桥用自清洁、抗菌、隔热阻燃涂料，其特征在于：

7.根据权利要求1所述的高架桥用自清洁、抗菌、隔热阻燃涂料，其特征在于：

8.根据权利要求1所述的高架桥用自清洁、抗菌、隔热阻燃涂料，其特征在于：

9.一种权利要求1所述的高架桥用自清洁、抗菌、隔热阻燃涂料的制备方法，其特征在于：

10.根据权利要求9所述的高架桥用自清洁、抗菌、隔热阻燃涂料的制备方法，其特征在于：

技术总结
本发明公开了一种高架桥用自清洁、抗菌、隔热阻燃涂料及制备方法，属于涂料领域，按质量分数组成：光催化阻燃材料5‑20％；无机树脂5‑50％；硅溶胶(浓度为20％‑50％)5‑30％；气相二氧化硅1‑10％；助剂2.5‑5％；所述光催化阻燃材料为g‑C3N4与TiO2或ZnO金属氧化物的前驱体、稀土金属中一种或者几种通过化学反应而来的产物或混合物。可缩短电子跃迁所需的能量，电子跃迁可激活自由基，用于杀菌和去除甲醛等有害物质，并且该类材料能改变涂层表面接触角，起到自清洁作用。高结晶g‑C3N4纳米阵列作为一维材料能在涂层燃烧过程中，连同金属氧化物结合和过渡金属协效催化成膜材料成炭，阻隔易燃物质与氧气的接触，和烟气从基体材料中挥发，达到阻燃抑烟作用。

技术研发人员：吴神达,吴玉梅,王邦建,王炳程
受保护的技术使用者：中环海化（厦门）船舶智能涂料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/19