本发明涉及一种凹凸棒土/纳米钛酸锶/纳米氧化锡光催化硅丙涂料的制备方法，属于涂料助剂领域。
背景技术：
近年来，随着人们生活水平的提高，由室内装修、家具材料以及人们的室内生活引起的室内环境未然问题日益引起人们的广泛重视和关注，室内污染逐渐成为社会热点。室内污染物主要包括甲醛、苯、氨、放射性物质和挥发性有机物等。通常用于控制室内污染物的方法有通风，在很多地方规定新房至少通风三个月以后才能入住，保证室内有充足的阳光照射，利用太阳光中的紫外线杀菌；上述方法不能从根本上清除污染物。而光催化涂料能直接利用包括太阳光在内各种途径的紫外光,在室温下对各种有机或无机污染物进行分解或氧化,使之成为h2o和co2等,达到清除这些污染物的效果。此方法能耗低、易操作、除净度高，尤其对一些特殊的污染物有很突出的去除效果，且无二次污染。
目前用于光催化涂料的光触媒材料主要有tio2、zno、sno2、cds、zns等。虽然光触媒材料在光催化涂料中具有广阔的应用前景，但要实现工业化还存在着一定的距离，必须首先解决光触媒材料回收困难的问题，所以需将光触媒材料固定化，负载于载体上，载体包括玻璃陶瓷类、高分子聚合物类和吸附剂类等。其中吸附剂类载体具有比表面积大、多孔、吸附性能良好、稳定性高等特点，以活性炭的吸附性能最好，也是目前研究最广泛的吸附剂载体，但其价格昂贵、再生困难，应用受到一定的限制。凹凸棒土具有比面积大，稳定性好，吸附能力强，矿藏丰富，价格较活性炭便宜，可广泛作为光触媒材料的载体。目前市场上多常见凹凸棒土负载纳米二氧化钛应用于光催化涂料，很少见到凹凸棒土负载钛酸锶/氧化锡复合纳米材料应用于光催化涂料。因此，本发明开发了一种光催化涂料用光催化涂料用凹凸棒土负载钛酸锶/氧化锡复合纳米材料的制备方法，为光催化涂料开辟出了一条新的途径。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种凹凸棒土/纳米钛酸锶/纳米氧化锡光催化硅丙涂料的制备方法。本发明在凹凸棒土表面负载纳米氧化锡和纳米钛酸锶，将凹凸棒土负载钛酸锶/氧化锡复合纳米材料作为增稠剂和光触媒添加到硅丙涂料中，使制得的硅丙涂料不仅具有优异的光催化性能，还具有良好的耐候性、耐水性、耐化学品性、抗沾污性、柔韧性和附着性。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种凹凸棒土/纳米钛酸锶/纳米氧化锡光催化硅丙涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照等摩尔比称取醋酸锶和钛酸四丁酯，然后将醋酸锶溶于3～4倍质量的蒸馏水中，得溶液a，将钛酸四丁酯溶于15～20倍体积的异丙醇中，得溶液b；然后在磁力搅拌下将溶液a以每秒2～3滴的速度逐滴加入到溶液b中，继续搅拌2～4min，静置陈化24～48h，形成凝胶a；
（2）将四氯化锡溶于蒸馏水配制成浓度为0.5mol/l的溶液，然后在磁力搅拌下以每秒2～3滴的速度逐滴加入2mol/l的氨水溶液，使得溶液ph=7～8，在35～45℃水浴温度下恒温静置陈化5～10h，得凝胶b；
（3）按照质量比1～3:1将上述制得的凝胶a和凝胶b混合，再加入相当于混合凝胶质量45～65%的凹凸棒土，在1000～2000r/min的转速下搅拌15～20min，过滤，放置1～2天后置于液氮中快速冷冻，然后置在温度为－30～-40℃、真空度为10-15pa的条件下真空冷冻干燥12～36h，干燥后在250～300℃下预烧1.5～2.5h，升温至420～490℃，恒温2～3h，再升温至660～740℃，恒温1～2h，自然冷却，次日取出，得到凹凸棒土负载钛酸锶/氧化锡复合纳米材料；
（4）按照质量比1-2:0.4-0.7:0.2-0.3:0.1-0.2:1-2将填料、凹凸棒土负载钛酸锶/氧化锡复合纳米材料、分散剂、消泡剂、水混合，搅拌均匀，用砂磨机研磨分散至细度＜30μm，再加入相当于填料质量2-3倍的硅丙乳液以及相当于硅丙乳液质量3-6%的成膜助剂，在500-700r/min的转速下搅拌1-2h，得到所需的凹凸棒土/纳米钛酸锶/纳米氧化锡光催化硅丙涂料。
所述的填料选自碳酸钙、重晶石粉、滑石粉、云母粉、硅灰石粉、白碳黑、多孔粉石英中的一种或多种。
所述的分散剂选自二丁基萘磺酸钠、亚甲基二萘二磺酸钠、木质素磺酸钠、丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物、聚丙烯酸钠中的一种或多种。
所述的消泡剂选自磷酸三丁酯、季戊四醇聚氧丙烯醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、丙二醇嵌段聚醚、双聚乙烯聚二甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷醇硬脂酸酯中的一种或多种。
所述的成膜助剂选自丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、苯甲醇、十二碳醇酯中的一种或多种。
所述的硅丙乳液固含量为40-45%。
本发明的有益效果：
本发明以四氯化锡、醋酸锶和钛酸四丁酯为原料，采用溶胶-凝胶法在凹凸棒土表面负载纳米氧化锡和纳米钛酸锶，对凹凸棒土进行光催化改性，使制得的凹凸棒土负载钛酸锶/氧化锡复合纳米材料具有优良的增稠性、流平性和光催化活性，然后将凹凸棒土负载钛酸锶/氧化锡复合纳米材料作为增稠剂和光触媒用于制作硅丙涂料，制得的制得的硅丙涂料不仅具有优异的光催化性能，还具有良好的耐候性、耐水性、耐化学品性、抗沾污性、柔韧性和附着性。
具体实施方式
实施例1
一种凹凸棒土/纳米钛酸锶/纳米氧化锡光催化硅丙涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照等摩尔比称取醋酸锶和钛酸四丁酯，然后将醋酸锶溶于3倍质量的蒸馏水中，得溶液a，将钛酸四丁酯溶于15倍体积的异丙醇中，得溶液b；然后在磁力搅拌下将溶液a以每秒2滴的速度逐滴加入到溶液b中，继续搅拌2min，静置陈化24h，形成凝胶a；
（2）将四氯化锡溶于蒸馏水配制成浓度为0.5mol/l的溶液，然后在磁力搅拌下以每秒2滴的速度逐滴加入2mol/l的氨水溶液，使得溶液ph=7，在35℃水浴温度下恒温静置陈化10h，得凝胶b；
（3）按照质量比1:1将上述制得的凝胶a和凝胶b混合，再加入相当于混合凝胶质量45%的凹凸棒土，在1000r/min的转速下搅拌20min，过滤，放置1天后置于液氮中快速冷冻，然后置在温度为－30℃、真空度为10pa的条件下真空冷冻干燥12h，干燥后在250℃下预烧2.5h，升温至420℃，恒温3h，再升温至660℃，恒温2h，自然冷却，次日取出，得到凹凸棒土负载钛酸锶/氧化锡复合纳米材料；
（4）按照质量比1:0.4:0.2:0.1:1将填料、凹凸棒土负载钛酸锶/氧化锡复合纳米材料、分散剂、消泡剂、水混合，搅拌均匀，用砂磨机研磨分散至细度＜30μm，再加入相当于填料质量2倍的硅丙乳液以及相当于硅丙乳液质量3%的成膜助剂，在500r/min的转速下搅拌2h，得到所需的凹凸棒土/纳米钛酸锶/纳米氧化锡光催化硅丙涂料。
所述的填料选自碳酸钙。
所述的分散剂选自木质素磺酸钠。
所述的消泡剂选自季戊四醇聚氧丙烯醚。
所述的成膜助剂选自丙二醇甲醚醋酸酯。
所述的硅丙乳液固含量为40%。
实施例2
一种凹凸棒土/纳米钛酸锶/纳米氧化锡光催化硅丙涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照等摩尔比称取醋酸锶和钛酸四丁酯，然后将醋酸锶溶于3质量的蒸馏水中，得溶液a，将钛酸四丁酯溶于16倍体积的异丙醇中，得溶液b；然后在磁力搅拌下将溶液a以每秒2滴的速度逐滴加入到溶液b中，继续搅拌3min，静置陈化36h，形成凝胶a；
（2）将四氯化锡溶于蒸馏水配制成浓度为0.5mol/l的溶液，然后在磁力搅拌下以每秒2滴的速度逐滴加入2mol/l的氨水溶液，使得溶液ph=7.5，在40℃水浴温度下恒温静置陈化8h，得凝胶b；
（3）按照质量比2:1将上述制得的凝胶a和凝胶b混合，再加入相当于混合凝胶质量55%的凹凸棒土，在1500r/min的转速下搅拌18min，过滤，放置2天后置于液氮中快速冷冻，然后置在温度为－35℃、真空度为12pa的条件下真空冷冻干燥24h，干燥后在280℃下预烧2h，升温至460℃，恒温2.5h，再升温至700℃，恒温1.5h，自然冷却，次日取出，得到凹凸棒土负载钛酸锶/氧化锡复合纳米材料；
（4）按照质量比1.5:0.6:0.25:0.15:1.5将填料、凹凸棒土负载钛酸锶/氧化锡复合纳米材料、分散剂、消泡剂、水混合，搅拌均匀，用砂磨机研磨分散至细度＜30μm，再加入相当于填料质量2.5倍的硅丙乳液以及相当于硅丙乳液质量4.5%的成膜助剂，在600r/min的转速下搅拌1.5h，得到所需的凹凸棒土/纳米钛酸锶/纳米氧化锡光催化硅丙涂料。
所述的填料选自碳酸钙、多孔粉石英,碳酸钙与多孔粉石英的质量比为3:1。
所述的分散剂选自丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物。
所述的消泡剂选自聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、双聚乙烯聚二甲基硅氧烷，聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、双聚乙烯聚二甲基硅氧烷的质量比为1:1。
所述的成膜助剂选自丙二醇丁醚、十二碳醇酯，丙二醇丁醚与十二碳醇酯的质量比为1:4。
所述的硅丙乳液固含量为42%。
实施例3
一种凹凸棒土/纳米钛酸锶/纳米氧化锡光催化硅丙涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照等摩尔比称取醋酸锶和钛酸四丁酯，然后将醋酸锶溶于4质量的蒸馏水中，得溶液a，将钛酸四丁酯溶于20倍体积的异丙醇中，得溶液b；然后在磁力搅拌下将溶液a以每秒3滴的速度逐滴加入到溶液b中，继续搅拌4min，静置陈化48h，形成凝胶a；
（2）将四氯化锡溶于蒸馏水配制成浓度为0.5mol/l的溶液，然后在磁力搅拌下以每秒3滴的速度逐滴加入2mol/l的氨水溶液，使得溶液ph=8，在45℃水浴温度下恒温静置陈化5h，得凝胶b；
（3）按照质量比3:1将上述制得的凝胶a和凝胶b混合，再加入相当于混合凝胶质量65%的凹凸棒土，在2000r/min的转速下搅拌15min，过滤，放置2天后置于液氮中快速冷冻，然后置在温度为-40℃、真空度为15pa的条件下真空冷冻干燥36h，干燥后在300℃下预烧1.5h，升温至490℃，恒温2h，再升温至740℃，恒温1h，自然冷却，次日取出，得到凹凸棒土负载钛酸锶/氧化锡复合纳米材料；
（4）按照质量比2:0.7:0.3:0.2:2将填料、凹凸棒土负载钛酸锶/氧化锡复合纳米材料、分散剂、消泡剂、水混合，搅拌均匀，用砂磨机研磨分散至细度＜30μm，再加入相当于填料质量3倍的硅丙乳液以及相当于硅丙乳液质量6%的成膜助剂，在700r/min的转速下搅拌1h，得到所需的凹凸棒土/纳米钛酸锶/纳米氧化锡光催化硅丙涂料。
所述的填料选自重晶石粉、滑石粉、白碳黑，重晶石粉、滑石粉、白碳黑三者之间的质量比为3:2:1。
所述的分散剂选自二丁基萘磺酸钠、聚丙烯酸钠，二丁基萘磺酸钠与聚丙烯酸钠的质量比为1:1。
所述的消泡剂选自磷酸三丁酯、丙二醇嵌段聚醚、聚二甲基硅氧烷醇硬脂酸酯，磷酸三丁酯、丙二醇嵌段聚醚、聚二甲基硅氧烷醇硬脂酸酯三者之间的质量比为1:2:3。
所述的成膜助剂选自十二碳醇酯。
所述的硅丙乳液固含量为45%。