纳米二氧化钛功能涂料、其制备方法、由其制备的基材以及所述基材的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及纳米二氧化铁功能涂料及其制备方法，W及涂有陶瓷涂料涂层和纳米 二氧化铁功能涂料涂层的基材及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 在现代社会生活中，房屋越来越离不开装修，而所有"问题房屋"都或多或少地存 在着苯系物的污染，运些苯系物主要来源于室内装饰装修材料中有机物的释放。例如，一些 "问题宾馆"在完成装修2-5年之后，其室内仍存在高苯系物水平，导致居室内人员头疼，精 神萎靡不振，甚至引起白血病等恶性疾病，严重危害人员的身体健康。目前，运些室内环境 污染问题已不容忽视。
[0003] 作为一种新型装饰装修材料，表面涂有陶瓷涂料涂层的侣板具有重量轻、刚性好、 强度高、耐久性和耐腐蚀性优良、便于清洁保养、施工安装快捷方便、可回收再利用、环保等 特点，已广泛应用于宾馆、医院、写字楼、会展中屯、、会议厅、机场、车站、住宅阳台等建筑物。
[0004] 纳米二氧化铁安全无毒、稳定、使用寿命长。同时，纳米二氧化铁还具有很好的光 催化性能，可吸收紫外光和可见光，并激发产生电子-空穴，电子-空穴迁移到其表面并与 存在于纳米二氧化铁表面上的水和氧气相互作用而产生具有强氧化性的? 0H和强还原性 的?化，运些活性基团可将吸附在纳米二氧化铁表面上的有毒有害气体如甲醒、苯和甲苯 等彻底降解为无害的小分子化合物。此外，纳米二氧化铁对细菌也具有很强的杀灭作用。
[0005] 目前，现有技术中还不存在将具有光催化作用的纳米二氧化铁与陶瓷涂料有效复 合在一起的功能性装饰装修材料。
【发明内容】
[0006] 鉴于上述现有技术状况，本申请发明人在陶瓷涂料和纳米二氧化铁功能涂料领域 进行了广泛深入的研究，W期将纳米二氧化铁与陶瓷涂料有效地复合在一起，并获得一种 新型的功能性装饰装修材料，所述材料在保留陶瓷涂料涂层诸多特点的同时，还能有效降 解空气中的有毒有害物质。结果发现，在基底材料上依次涂覆陶瓷涂料与包含纳米二氧化 铁、高粘度粘±、陶瓷涂料和乙醇的纳米二氧化铁功能涂料，然后固化，即可获得满足上述 要求的涂有陶瓷涂料涂层和纳米二氧化铁功能涂料涂层的基材。本发明正是基于上述发现 得W完成。
[0007] 本发明一方面提供了纳米二氧化铁功能涂料。
[0008] 本发明另一方面提供了制备所述纳米二氧化铁功能涂料的方法。
[0009] 本发明再一方面提供了涂有陶瓷涂料涂层和本发明纳米二氧化铁功能涂料涂层 的基材。
[0010] 本发明又一方面提供了制备所述涂有陶瓷涂料涂层和纳米二氧化铁功能涂料涂 层的基材的方法。
[0011] 可将实现本发明目的的实施方案归纳列举如下：
[0012] 1.纳米二氧化铁功能涂料，基于其总重量，包含如下组分：
[0013] 纳米二氧化狱 1-S重憂％; 高黏度拇上 3-10重蛋％; 轉瓷潘# 1-10重量％; 乙醇 50-90重量％; 傭联剂 5-15重量％; 資獄巧醜 0.1-0.5重量％; 乳化剂 0.1-0.5重量％;和 魏料 MJ重量％;
[0014] 其中各组分之和为100重量％。
[0015] 2.第1项的纳米二氧化铁功能涂料，其中纳米二氧化铁的平均粒径小于30nm。
[0016] 3.第1或2项的纳米二氧化铁功能涂料，其中高粘度粘±为经过般烧处理的高岭 ±，偶联剂为铁酸醋，乳化剂为烷基酪聚氧乙締酸。
[0017] 4.审恪第1-3中任一项的纳米二氧化铁功能涂料的方法，包括：
[0018] 将所需量的纳米二氧化铁、高粘度粘±和乙醇混合并研磨，接着加入所需量的陶 瓷涂料、偶联剂、乙酷丙酬、乳化剂和颜料，研磨或揽拌，获得所述纳米二氧化铁功能涂料。
[0019] 5.涂有陶瓷涂料涂层和纳米二氧化铁功能涂料涂层的基材，包括：
[0020] 基底材料；
[0021] 涂覆在所述基底材料至少一个表面上的至少一个陶瓷涂料涂层；和
[0022] 涂覆在所述陶瓷涂料涂层上的至少一个纳米二氧化铁功能涂料涂层；
[0023] 其中所述纳米二氧化铁功能涂料涂层由权利要求1-3中任一项的纳米二氧化铁 功能涂料形成。
[0024] 6.第5项的涂有陶瓷涂料涂层和纳米二氧化铁功能涂料涂层的基材，其中基底材 料为侣或侣合金板材，侣或侣合金带材，或者侣或侣合金单板。
[00巧]7.第5或6项的涂有陶瓷涂料涂层和纳米二氧化铁功能涂料涂层的基材，其中陶 瓷涂料涂层的厚度为20-40ym，纳米二氧化铁功能涂料涂层的厚度为5-20ym。
[00%] 8.制备第5-7中任一项的涂有陶瓷涂料涂层和纳米二氧化铁功能涂料涂层的基 材的方法，包括：
[0027] 在基底材料至少一个表面上涂覆至少一层陶瓷涂料；
[0028] 在所述陶瓷涂料没有或没有完全固化之前，在陶瓷涂料上涂覆至少一层根据第 1-3中任一项的纳米二氧化铁功能涂料；和
[0029]固化获得涂有陶瓷涂料涂层和纳米二氧化铁功能涂料涂层的基材。
[0030] 9.第8项的方法，其中通过喷涂涂覆陶瓷涂料和纳米二氧化铁功能涂料。 阳03U 10.第8或9项的方法，其中固化溫度为150-250°C，固化时间为10-60分钟。
[0032] 本发明纳米二氧化铁功能涂料能与陶瓷涂料有效地复合在一起。相应地，在本发 明涂有陶瓷涂料涂层和纳米二氧化铁功能涂料涂层的基材中，纳米二氧化铁功能涂料涂层 与陶瓷涂料涂层有效地粘结在一起，所述基材在保留陶瓷涂料涂层诸多特点的同时，还能 有效降解空气中的有毒有害物质。
[0033] 本发明的运些和其它目的、特征和优点在整体考虑本发明后，将易于为本领域技 术人员所明白。
【具体实施方式】
[0034] 如上所述，本申请发明人设想将纳米二氧化铁与陶瓷涂料有效地复合在一起，W 期获得一种不仅具有陶瓷涂料涂层诸多特点，而且还能有效降解空气中有毒有害物质的新 型功能性装饰装修材料。然而，发明人发现现有陶瓷涂料配方成熟，其中所用各组分形成完 善且稳定的体系，如果再向其中加入纳米二氧化铁等材料，将会破坏陶瓷涂料的稳定性，进 而损害其性能。为此，发明人进一步设想W分层的方式通过依次涂覆陶瓷涂料和纳米二氧 化铁功能涂料而将纳米二氧化铁与陶瓷涂料有效地复合在一起。
[0035] 相应地，本发明首先提供了一种纳米二氧化铁功能涂料。当将其应用于陶瓷涂料 上时，所述纳米二氧化铁功能涂料能有效地与陶瓷涂料复合在一起。
[0036] 基于其总重量，所述纳米二氧化铁功能涂料包含如下组分：
[0037] 纳米二氣化钦 1-5重量％; 高拇度招上 3-10重量％; 陶瓷涂料 1-10重量％; 乙醇 50-90重量％; 偶联剂 5-15重量％; 乙醜丙彌 （U-0.5重量％; 乳化剂 0.1-0.5重量％;和 颜料 0-03重量％; 阳03引其中各组分之和为100重量％。
[0039] 纳米二氧化铁是市售的，例如赢创德固赛的市售产品P25;当然，其也可通过本领 域技术人员已知的方法制备。优选纳米二氧化铁的平均粒径小于30nm。
[0040] 为了改善与增强纳米二氧化铁功能涂料涂层与陶瓷涂料涂层之间的粘结，在本发 明纳米二氧化铁功能涂料中使用高粘度粘±。优选高粘度粘±为经过般烧处理的高岭±。
[0041] 为了改善纳米二氧化铁功能涂料涂层与陶瓷涂料涂层之间的相容性，进而增强二 者之间的粘结，在本发明纳米二氧化铁功能涂料中使用陶瓷涂料。在纳米二氧化铁功能涂 料中使用的陶瓷涂料可W与如下所述用于涂覆基底材料的陶瓷涂料相同或不同，优选相 同。陶瓷涂料是市售的，例如来自上海金立泰化工股份有限公司的QR-RT0100,也可通过本 领域技术人员已知的配方和方法制备。
[0042]为了改善与增强纳米二氧化铁功能涂料涂层与陶瓷涂料涂层之间的粘结，在本发 明纳米二氧化铁功能涂料中使用润湿和渗透能力均很强的乙醇作为溶剂。
[0043] 偶联剂可为任何合适的偶联剂，优选铁酸醋。合适的铁酸醋例如包括铁酸四异丙 基醋、铁酸四下基醋、异丙基=硬脂酷铁酸醋（TTS)、异丙基=(十二烷基苯横酷）铁酸醋 (TTBS-9)和异丙基S(二辛基焦憐酸醋）铁酸醋（TT0PP-38)，优选铁酸四下基醋。
[0044] 乳化剂可为任何合适的乳化剂，优选烷基酪聚氧乙締酸，包括但不限于辛基酪聚 氧乙締酸、壬基酪聚氧乙締酸或二者的混合物。作为辛基酪聚氧乙締酸的实例，可提及 0P-4、0P-6、0P-7、0P-9、0P-10、0P-15和0P-20。作为壬基酪聚氧乙締酸的实例，可提及 NP-9、NP-10、NP-15、NP-20、NP-21、NP-30和NP-40。辛基酪聚氧乙締酸和壬基酪聚氧乙締 酸的混合物例如包括TX-4、TX-6、TX-7、TX-9、TX-10、TX-15、TX-20、TX-21、TX-30 和TX-40。 优选乳化剂为壬基酪聚氧乙締酸（10) (NP-10)。
[0045] 为了赋予本发明纳米二氧化铁功能涂料颜色，W满足具体使用要求，可在纳米二 氧化铁功能涂料中使用颜料。合适的颜料为本领域技术人员所知或可由其确定。
[0046] 本发明还提供了制备所述纳米二氧化铁功能涂料的方法，所述方法包括：将所需 量的纳米二氧化铁、高粘度粘上和乙醇混合并研磨，接着加入所需量的陶瓷涂料、偶联剂、 乙酷丙酬、乳化剂和颜料，研磨或揽拌例如约30分钟，获得所述纳米二氧化铁功能涂料。
[0047] 基于上述纳米二氧化铁功能涂料，本发明进一步提供了涂有陶瓷涂料涂层和纳米 二氧化铁功能涂料涂层的基材，所述基材包括：基底材料；涂覆在所述基底材料至少一个 表面上的至少一个陶瓷涂料涂层；和涂覆在所述陶瓷涂料涂层上的至少一个纳米二氧化铁 功能涂料涂层；其中所述纳米二氧化铁功能涂料涂层由上述纳米二氧化铁功能涂料形成。
[0048] 作为基底材料，可使用任何合适材质的装饰装修材料，尤其是金属材质。优选基底 材料为侣或侣合金板材，侣或侣合金带材，或者侣或侣合金单板。作为侣板材的具体实例， 尤其可提及1100-肥4侣板。
[0049] 陶瓷涂料是市售的，例如前文