纳米TiO2复合涂料研制及其降解空气中甲醛研究

张绍原，程波，胡劢，薛朝芹　　　　(浙江省建筑科学设计研究院有限公司，浙江杭州310012)　　　　摘要:用原位法合成硅丙乳液，添加纳米TiO2，进而研制成纳米TiO2复合硅丙涂料，经实验表明，该涂料具有良好的性能和较强的光催化降解室内空气中甲醛的能力，具有良好的市场前景。　　　　关键词:纳米TiO2;纳米硅丙复合涂料;甲醛净化　　　　中图分类号:TQ633文献标识码:A文章编号:1008－3707(2011)12－0063－03　　　　1·概述　　　　目前，已鉴定出的室内有机挥发物有300多种，室内空气污染已成为多种疾病的诱因，而室内环境污染大部分来自于室内的装饰装修材料。其中，涂料是必不可少的装修材料之一，涂料的不恰当使用，亦会带来很大程度的室内装修污染，危害人们的健康。　　　　有机硅改性丙烯酸酯乳胶建筑涂料(简称硅丙涂料)，这种乳液不仅继承了传统纯丙烯酸乳液优良的成膜性、抗油性等优点，还结合有机硅材料优异的防水性、耐温性以及抗腐蚀性，是一种理想的防水型绿色环保涂料［1］。纳米技术是20世纪末出现的高新技术，纳米复合的硅丙涂料，能产生负离子、分解和吸收室内环境污染物，且具有超强的耐洗刷性等优势。传统上长期被溶剂性涂料占领的市场正逐渐被开发出的新型水性纳米涂料所取代。本文研制了纳米TiO2复合涂料，并对其对室内空气中甲醛的光催化降解能力进行研究。　　　　2·纳米TiO2复合涂料的研制　　　　2．1实验主要试剂及仪器设备　　　　2．1．1主要试剂TiO2(自制);聚乙二醇辛基苯基醚(OP-10)，浙江温州东升化工试剂厂;十二烷基苯磺酸钠(SDBS)，汕头市光华化学厂;硅烷偶联剂KH-570，八甲基环四硅氧烷(D4)，四甲基四乙烯基环四硅氧烷(Vi-D4)，市售;甲基丙烯酸甲酯(MMA)，甲基丙烯酸丁酯(MBA)，上海凌峰化学试剂有限公司;对钾苯磺酸，国药集团化学试剂有限公司;过硫酸钾，宜兴市第二化学试剂厂。　　　　2．1．2主要仪器设备无极恒速搅拌器DW-1(巩义市英峪予华仪器厂)，离心机80－2(巩义市英峪予华仪器厂)，粒径测试仪(Mastersizer2000Version4．00);透射电子显微镜(JEM-1200EX)。　　　　2．2纳米TiO2原位聚合种子乳液的制备　　　　250mL三颈瓶中加入34mL去离子水、1．93g十二烷基苯磺酸钠、0．48gOP-10，剧烈搅拌至溶液澄清，加入表面修饰的纳米二氧化钛0．5g，缓慢滴加12gD4和3gVi-D4的混合物。滴加完毕，将混合液倒入小烧杯，用均质机均质三次，每次5min。得到预乳化液。　　　　在另一250mL三颈瓶中，加入51mL去离子水，2．88g十二烷基苯磺酸钠，0．72gOP-10，0．1g对甲苯磺酸，剧烈搅拌至溶液澄清，然后降低转速并升温至90℃。恒温缓慢滴加预乳化液，恒温反应9h，降至室温下出料，得到纳米TiO2原位聚合有机硅种子乳液。　　　　2．3纳米TiO2原位聚合硅丙复合乳液的制备　　　　在MMA与MBA混合物中加入24g去离子水与复配乳化剂，0．1g过硫酸钾，均质三次，每次5min，得到预乳化液，备用。称取30g纳米TiO2原位聚合有机硅种子乳液，加到250mL三颈瓶中，加入部分引发剂，搅拌升温至80℃，氩气保护，恒温滴加预乳化液，加入剩余的引发剂，恒温反应5h。反应完毕降至室温下出料，得到纳米TiO2原位聚合硅丙复合乳液。　　　　2．4纳米TiO2复合涂料的配制　　　　用纳米TiO2原位聚合硅丙复合乳液作为基料，配置纳米TiO2复合涂料，配方组成为:纳米TiO2复合硅丙乳液、负离子纳米粉、轻质CaCO3、重质CaCO3、pH调节剂、消泡剂、防霉剂、六偏磷酸钠、去离子水等。

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