本发明属于材料领域，具体属于涂料领域，主要涉及一种具有空气净化功能的自清洁节能涂料及其制备方法和应用，特别是适用于作为建筑物内墙或外墙涂料使用。
背景技术：
：在近二十年中，现代人因生活和工作形态的改变，在室内环境的时间日益延长，许多人几乎90％以上的时间都是在室内度过。但是随着呼吸系统疾病、白血病、癌症等疾病的日益多发，人们对室内空气质量的关注和要求也日益提高。人们发现由于新型建筑材料特别是化学合成建材被广泛使用，高档家具、家用电器纷纷进入家庭和办公室，香料、化妆品、上光剂、空气清新剂、杀虫剂和洗涤剂等成为了人们生活中必不可少的用品，导致室内空气中有害物质无论从种类上或数量上都不断增加，从而导致室内空气品质严重下降，室内环境空气污染严重，对人们的工作生活带来危害。建筑外表在一定程度上也决定了它的使用价值、租赁价值或购买价值。近年来，随着社会经济的发展，大气污染情况也日益加重，最明显的变化就是汽车尾气和工厂废气的排放已经严重超标，空气中的粉尘、油污、氮氧化物、硫氧化物等污染物时刻危害着建筑物的外观形象和使用年限。而建筑外墙材料受到污染和腐蚀的同时也影响着城市的美观，尤其是重点旅游城市留给游客的印象。一些重点旅游城市的主干道两侧，每年都要花费巨额费用来清洗或修补受污染的建筑外墙。因此户外空气污染严重，降低了建筑物的美观程度和使用年限，增加了人工清洗成本。资料显示，世界能源需求年增长率约为2％，近30％的能源消耗在建筑上，在发达国家，通过喷雾装置、空调和电风扇等制冷设备，这些设备的能源使用占30％以上的总能耗。在中国，这些设备消耗的能量占有的比例更高，在城市中有50％的电能被用于空调制冷或取暖。而建筑隔热保温涂料，可以有效保持室内温度，减少空调等设备的使用，降低能源消耗。鉴于以上现状，加之人们对环境的要求，和对自身健康的关注不断的提高，市场上出现了大量以“光触媒”冠名的产品层出不穷。但因为相关的行业标准，法律法规相对落后，各种品质低劣的光触媒喷剂、涂料充斥着内墙涂料市场。这些产品主要存在光催化活性低而无法达到满意的光催化降解活性、附着力较差、抗老化性能差的缺陷。此外，光触媒涂料能在光的激发下产生很强的氧化性，在净化空气的同时也对涂料的成膜物质进行分解，使涂层发生开裂、脱落、变色等破坏。传统的疏水性自清洁涂料虽然可以有效减少灰尘等的附着，如中国专利申请cn106280822a公开了一种自清洁外墙涂料，通过将纯丙乳液、聚有机硅氧烷、有机硅消泡剂、云母粉、碳酸钙等搅拌分散研磨，再加入纤维素增强，虽然可以减少灰尘附着，但无法解决油污对建筑表面污秽的问题，尤其在汽车尾气和工厂废气排放严重的地区，因此无法起到长久保护建筑物表面的目的。中国专利申请cn107828288a公开了一种抗甲醛型内墙水漆，通过将丙烯酸乳液、mcc改性碳酸钙、抗甲醛粉、成膜助剂等搅拌而得，解决了现有技术中抗甲醛乳胶漆存在光泽度偏高、遮盖力差、漆膜耐污渍性差及分解室内甲醛持久性较差等问题，提供了一种可以有效抗甲醛、且光泽度、遮盖力、漆膜耐污渍等物理性能优良的抗甲醛型内墙水漆。然而，其适用于室内装修，在用于室外建筑物的装修时，仍然存在无法解决油污对建筑表面污秽的问题，并且无法解决外部涂层粉化、开裂、剥落的问题，无法起到长久保护建筑物表面的目的。因而，研究一种自清洁节能涂料，尤其是具有空气净化功能的自清洁节能涂料，特别是具有长久保护建筑物表面作用、并且分解室内甲醛持久、催化降解效果好的用于室内外装修的自清洁涂料，是急需解决的技术问题。技术实现要素：本发明的目的是提供一种可以适用于内墙和外墙涂料，同时具备空气净化、自清洁和节能功能，产品附着力强、耐久性好的自清洁节能涂料。本发明实现上述目的所采取的技术方案是，一种自清洁节能涂料，由以下份数的原料制成：去离子水10.0～20.0重量份、防霉剂0.1～0.2重量份、分散剂0.3～0.5重量份、丙二醇1.3～2.0重量份、防沉剂0.3～0.5重量份、光催化二氧化钛10.0～15.0重量份、金红石型钛白粉10.0～20.0重量份、碳酸钙10.0～15.0重量份、滑石粉5.0～10.0重量份、丙烯酸乳液30.0～45.0重量份、助成膜剂1.0～1.5重量份、增稠剂0.2～0.6重量份、消泡剂0.2～0.4重量份、流平剂0.2～0.5重量份。上述自清洁节能涂料中，优选的，由以下份数的原料制成：去离子水10.0～16.0重量份、防霉剂0.15～0.2重量份、分散剂0.35～0.45重量份、丙二醇1.4～2.0重量份、防沉剂0.3～0.4重量份、光催化二氧化钛10.0～15.0重量份、金红石型钛白粉15.0～20.0重量份、碳酸钙10.0～15.0重量份、滑石粉5.0～7.0重量份、丙烯酸乳液32.0～40.0重量份、助成膜剂1.0～1.2重量份、增稠剂0.2～0.4重量份、消泡剂0.2～0.3重量份、流平剂0.2～0.3重量份。上述自清洁节能涂料中，优选的，由以下份数的原料制成：去离子水16.0重量份、防霉剂0.15重量份、分散剂0.45重量份、丙二醇1.4重量份、防沉剂0.3重量份、光催化二氧化钛15.0重量份、金红石型钛白粉18.0重量份、碳酸钙10.0重量份、滑石粉5.0重量份、丙烯酸乳液32.0重量份、助成膜剂1.0重量份、增稠剂0.2重量份、消泡剂0.25重量份、流平剂0.25重量份。上述自清洁节能涂料中，所述防霉剂为：一种或多种有机防霉剂组成的复合防霉剂；所述分散剂为有效固含量为40wt％的聚丙烯酸钠盐分散剂；所述防沉剂为：有机膨润土、气相二氧化硅、蓖麻油衍生物中的一种或多种；所述光催化二氧化钛为nanophos光催化二氧化钛，是希腊nanophos公司生产的光催化纳米二氧化钛产品；所述碳酸钙为纳米级碳酸钙，4000-6000目；所述滑石粉为纳米级，3000-5000目；所述丙烯酸乳液为：纯丙乳液、硅丙乳液中的一种或两种；所述助成膜剂为：丙二醇单甲醚、三丙二醇正丁醚、丙二醇甲醚乙酸酯中的一种或多种；所述增稠剂为：甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚氨酯增稠剂、碱溶胀型增稠剂中的一种或多种；所述消泡剂为：有机聚硅氧烷消泡剂、水性矿物油消泡剂中的一种或两种；所述流平剂为：聚二甲基硅氧烷的聚醚改性化合物。本发明还提供了一种所述的自清洁节能涂料的制备方法，包括以下步骤：a、将去离子水、防霉剂、分散剂、丙二醇、防沉剂、光催化二氧化钛、金红石型钛白粉、碳酸钙、滑石粉依次加入高速分散器中，进行高速搅拌；b、将丙烯酸乳液、助成膜剂、增稠剂、消泡剂、流平剂依次加入a步骤搅拌分散液中，进行中速搅拌，得自清洁节能涂料。优选步骤a搅拌1800～2500rpm，高速搅拌分散45～60min；优选步骤b搅拌400～800rpm，中低速搅拌分散30min。本发明还提供了一种所述的自清洁节能涂料用于内外墙自清洁涂料的用途。上述用途中，使用中将自清洁节能涂料涂覆于内外墙，优选涂覆方式为喷涂、淋涂、浸涂、滚涂或刷涂，更优选为喷涂。本发明提供的内外墙自清洁节能涂料中，其中纳米二氧化钛在可见光或紫外光的作用下具有很强的氧化还原能力，化学性能稳定，利用纳米二氧化钛的光解作用，能将醇醛类、苯类、氨类和其他有机污染物，以及臭气、细菌、微生物等有害物质彻底分解成无害的co2、h2o和无机氧化物，同时用于制备涂料的各原料组分环保无毒，整体环保效果良好。在上述空气净化作用基础上，本申请自清洁节能涂料兼具保温隔热功能，添加的二氧化钛能够与大分子很好的键合，具有极强的吸收紫外线作用，进一步增强了保温隔热功能。本发明所选用的基料是丙烯酸乳液，其中硅丙乳液除了兼有纯丙乳液和有机硅树脂的特性外还具有极好的耐沾污耐老化性、高温不回黏的特点。采用丙烯酸乳液和希腊nanopos公司生产的纳米二氧化钛填料，可以在保证催化降解效果的基础上，可有效解决涂层粉化、开裂、剥落的问题，附着力强、耐久性好。同时在自清洁性能的基础上，兼具空气净化功能和保温隔热功能。在所述自清洁节能涂料中，去离子水被选作为二氧化钛悬浮液的溶剂。去离子水丰富，成本低且纯度高。选用水溶剂便于工业应用，同时也能更广泛地兼容现有设备以及设置。将二氧化钛在水中稀释后，可以制备胶状溶液。与目前的技术水平相比，本发明制备工艺简单，只是在对原材料进行搅拌和分散时需要消耗能量，并且不需要支出热能费用，因此整个过程是节能的。由于在制备阶段实现了能耗最小化，因此本发明的成本是最小的。具体实施方式下面结合实施例，更具体地说明本发明的内容。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。在本发明中，若非特指，所有的重量份、体积份的相对单位为千克、升，所有的设备和原料等均可从市场购得或是本行业常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。实施例1将去离子水16.00重量份、防霉剂0.15重量份、分散剂0.35重量份、丙二醇1.4重量份、防沉剂0.3重量份、nanophos光催化二氧化钛10重量份、金红石型钛白粉18重量份、碳酸钙15重量份、滑石粉5重量份依次加入高速分散器中，进行高速搅拌，1800rpm，高速搅拌分散60min；将丙烯酸乳液32重量份、助成膜剂1重量份、增稠剂0.3重量份、消泡剂0.25重量份、流平剂0.25重量份依次加入上步骤搅拌分散液中，进行中速搅拌，600rpm，中低速搅拌分散30min，得自清洁节能涂料。实施例2将去离子水16.00重量份、防霉剂0.15重量份、分散剂0.45重量份、丙二醇1.4重量份、防沉剂0.3重量份、nanophos光催化二氧化钛15重量份、金红石型钛白粉18重量份、碳酸钙10重量份、滑石粉5重量份依次加入高速分散器中，进行高速搅拌，2000rpm，高速搅拌分散50min；将丙烯酸乳液32重量份、助成膜剂1重量份、增稠剂0.2重量份、消泡剂0.25重量份、流平剂0.25重量份依次加入上步骤搅拌分散液中，进行中速搅拌，600rpm，中低速搅拌分散30min，得自清洁节能涂料。实施例3将去离子水10.00重量份、防霉剂0.15重量份、分散剂0.45重量份、丙二醇1.4重量份、防沉剂0.3重量份、nanophos光催化二氧化钛15重量份、金红石型钛白粉18重量份、碳酸钙10重量份、滑石粉5重量份依次加入高速分散器中，进行高速搅拌，2500rpm，高速搅拌分散45min；将丙烯酸乳液38重量份、助成膜剂1重量份、增稠剂0.3重量份、消泡剂0.2重量份、流平剂0.2重量份依次加入上步骤搅拌分散液中，进行中速搅拌，800rpm，中低速搅拌分散30min，得自清洁节能涂料。实施例4将去离子水18.00重量份、防霉剂0.15重量份、分散剂0.45重量份、丙二醇1.4重量份、防沉剂0.3重量份、nanophos光催化二氧化钛15重量份、金红石型钛白粉18重量份、碳酸钙10重量份、滑石粉5重量份依次加入高速分散器中，进行高速搅拌，1800rpm，高速搅拌分散60min；将丙烯酸乳液30重量份、助成膜剂1重量份、增稠剂0.3重量份、消泡剂0.2重量份、流平剂0.2重量份依次加入上步骤搅拌分散液中，进行中速搅拌，400rpm，中低速搅拌分散30min，得自清洁节能涂料。对比例1将去离子水16.00重量份、防霉剂0.15重量份、分散剂0.45重量份、丙二醇1.4重量份、防沉剂0.3重量份、埃康粉tk40115重量份、金红石型钛白粉18重量份、碳酸钙10重量份、滑石粉5重量份依次加入高速分散器中，进行高速搅拌，2500rpm，高速搅拌分散60min；将丙烯酸乳液32重量份、助成膜剂1重量份、增稠剂0.3重量份、消泡剂0.25重量份、流平剂0.25重量份依次加入上步骤搅拌分散液中，进行中速搅拌，800rpm，中低速搅拌分散30min，得自清洁节能涂料。对比例2将去离子水18.00重量份、防霉剂0.15重量份、分散剂0.45重量份、丙二醇1.4重量份、防沉剂0.3重量份、埃康粉tk40110重量份、金红石型钛白粉18重量份、碳酸钙10重量份、滑石粉5重量份依次加入高速分散器中，进行高速搅拌，2000rpm，高速搅拌分散60min；将丙烯酸乳液35重量份、助成膜剂1重量份、增稠剂0.3重量份、消泡剂0.25重量份、流平剂0.25重量份依次加入上步骤搅拌分散液中，进行中速搅拌，600rpm，中低速搅拌分散30min，得自清洁节能涂料。试验例1、甲醛去除率检测：参照jct1074-2008《室内空气净化功能涂覆材料净化性能》的方法进行，测试涂料24h的甲醛去除率。样板要求及制备方法：样板尺寸及数量：500mm×500mm玻璃板，4块；采用线棒涂布器制备，第一道，用规格120的涂布器涂布，干燥6h后，用规格80的线棒涂布器，涂布第二道，在试验要求的环境下干燥7d。。试验例2、半球发射率检测：半球发射率按照jg/t235-2014《建筑反射隔热涂料》附录c的方法进行。试验例3、耐人工气候老化性能检测：试验按gb/t1865-2009中循环a的规定进行。试验例4、自清洁性能检测：用湿膜涂布器制备接触角测试方法：测定方法按照gb/t23764-2009规定进行，紫外光照的光源为uva-340，辐照度为0.68w/m2，黑板温度(60±3)℃，不涂油酸，紫外光照24h后立即进行接触角测试，测试接触角时，水滴接触试片形成液滴后，立即在3～5s内测定。分解甲基红试验：配制甲基红(分析纯)的饱和乙醇溶液，用刷子沾上溶液后，轻轻在试板上涂刷一道，共制备3块试板，避光养护4h。按照gb/t23987-2009的规定进行紫外光照射试验，光源uva-340，辐照度为0.68w/m2，黑板温度(60±3)℃，紫外光照24h后，与未涂甲基红饱和乙醇溶液的空白试板进行比较，按照gb/t1766-2008中4.2.1测定色差值。为了进一步证实本发明所采用的组分的效果，将实施例1-4及对比例1-2制备得到的涂料分别进行以上测试，得到结果如表1所示。表1各涂料性能测定结果实施例1实施例2实施例3实施例4对比例1对比例224h甲醛去除率/％92.396.593.594.585.685.8半球发射率/％87.592.091.491.635.251.6耐人工老化性能/≥h800800800800500400接触角/°15.410.012.711.621.614.6分解甲基红/△e2.52.02.22.24.22.0表1结果可看出，实施例2与实施例1相比：增加了nanophos光催化纳米二氧化钛添加剂的含量，甲醛去除率、半球发射率、分解甲基红能力都有所提高，接触角下降，说明提高nanophos光催化纳米二氧化钛添加剂有助于提高光催化降解能力，提高自清洁能力和保温隔热效果。实施例3与实施例2相比：nanophos光催化纳米二氧化钛添加剂的含量未改变，丙烯酸乳液含量提高，结果甲醛去除率、半球发射率、分解甲基红能力都有所下降，接触角升高，说明成膜物含量过多会遮挡覆盖光催化纳米二氧化钛表面，影响涂料性能。实施例4与实施例2相比：nanophos光催化纳米二氧化钛添加剂的含量未改变，丙烯酸乳液含量提高，结果甲醛去除率、半球发射率、分解甲基红能力都有所下降，接触角升高，说明成膜物含量过多会遮挡覆盖光催化纳米二氧化钛表面，影响涂料性能。实施例4与实施例3相比：nanophos光催化纳米二氧化钛添加剂的含量未改变，丙烯酸乳液含量降低，结果甲醛去除率、半球发射率、分解甲基红能力都有所下降，接触角降低，说明成膜物含量多虽然会遮挡覆盖光催化纳米二氧化钛表面，影响涂料性能，但同时也会使得接触角发生变化。对比例1及对比例2与实施例1或实施例2相比：用埃康粉tk401代替nanophos光催化纳米二氧化钛添加剂，测试结果显示甲醛去除率、半球发射率、分解甲基红能力都有所下降，此外，耐人工老化性能下降和半球发射率都有大幅度的下降，说明nanophos光催化纳米二氧化钛与tk401相比，不但光催化性能优异，还具有普通光催化材料没有的保温隔热性能。尽管发明人已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域一个熟练的技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。当前第1页12