一种壳聚糖负载二氧化钛罩面涂料的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种壳聚糖负载二氧化钛罩面涂料的制备方法，应用在涂料领域里。
【背景技术】
[0002] 在紫外吸收范围内，二氧化钛具有光催化活性，其原理是二氧化钛被光辐射时将 有一个电子从价带激发到导带，同时在价带中产生一个空穴，这样产生的空穴是良好的氧 化剂，多数光催化剂都是利用了空穴的氧化能力，而迀移到光催化剂表面的电子是良好的 还原剂。将光催化剂使用在涂料中，利用其氧化还原能力，可降解空气中的污染有机气体。
[0003] 尽管光催化二氧化钛TiO2具有反应条件温和、降解完全、无二次污染等优点，但 在应用领域内仍有较大的有待改善的空间。如，普通光催化二氧化钛在紫外光激发后将产 生电子和空穴的分离，但其中绝大部分的光生电子在迀移至催化剂表面前都和空穴重新复 合，吸收的紫外光能量则以热量或荧光的方式损失掉，因此导致二氧化钛的光催化效率低 下。
[0004] 壳聚糖是从虾壳蟹壳中提取的一种天然高分子的多糖化合物，具有良好的成膜 性，结构是由氨基葡萄糖单元通过β-1，4-糖苷键连接而成的线性天然高分子化合物，其 分子中具有大量的-ΝΗ2、-OH等功能基团，对极性气体分子具有很强的吸附作用。将壳聚 糖负载到光催化二氧化钛上所得到的壳聚糖负载光催化二氧化钛，既具有壳聚糖的强吸附 力、优异成膜性和优越抗菌性，同时还具有二氧化钛的紫外光催化降解能力，可以制备出一 款以降解污染气体为主、其他功能为辅的新型光催化涂料。
[0005] 现有技术中虽然也有壳聚糖/二氧化钛复合材料，如200710168966. 6和 200610081112. X，但其存在着以下问题：1.对壳聚糖的溶解方式采用酸溶解，将所制备的 壳聚糖/二氧化钛复合材料用作罩面因是酸性的，所以会破坏原先漆面，因此不适用于罩 面；2.其所制备的壳聚糖/二氧化钛复合材料均为固体，而不是溶液，无法直接直接应用于 漆面；3.产物主要用于有机污染物、病原体和微生物的去除和降解，即工业废水的治理和 饮用水的深度净化。
[0006] 因此提供一种能直接应用于外墙罩面的壳聚糖负载二氧化钛罩面涂料的制备方 法己成为当务之亟。
【发明内容】
[0007] 本发明提供一种壳聚糖负载二氧化钛罩面涂料的制备方法，其克服了现有技术中 所制备的壳聚糖/二氧化钛复合材料无法直接应用于外墙罩面的缺点，具有能够适用于并 能直接用于外墙罩面进行施工的优点。
[0008] 本发明的技术方案如下：
[0009] -种壳聚糖负载二氧化钛罩面涂料的制备方法，其包括以下步骤：以下均为重量 份，
[0010] (1)将10-15份钛源和55-65份乙醇加入到分散容器中，在350-550rpm的转速下 分散8-12min，接着在350-550rpm的转速下，加入14-18份氨水，再加入10-12份壳聚糖，之 后调整转速至800-1200rpm，分散25-35min，待氨气完全挥发后离心，取沉淀物，并干燥待 用；
[0011] (2)调整转速至350-550rpm，在分散容器中依次添加47-53份水、28-38份双氧水， 并将9-11份步骤（1)中制得的沉淀物按分2次以上加入，之后分散0. 5-1. 5h ;再添加6-8 份氨水，之后在30-50°C下于350-550rpm的转速下反应0. 5-1. 5h，待氨气完全挥发，调节pH 至3-10,即得壳聚糖负载二氧化钛罩面涂料；
[0012] 其中，所述钛源为四氯化钛或者钛酸四丁酯，壳聚糖为亲水改性壳聚糖。
[0013] 一般来说，壳聚糖是基本不溶于水的，故本申请采用原料为是改性后亲水性优异 的壳聚糖，其能够直接溶解于水溶液中，且表面存在大量的氨基和羟基，其与钛源形成二氧 化钛过程中所产生的羟基通过氨基-羟基、羟基-羟基间的氢键作用实现了使壳聚糖通过 物理吸附负载到二氧化钛上，而在化学结构上并没有发生变化。因此，本申请的工艺中取 代了现有制备工艺中对壳聚糖的溶解采用酸溶解的方式，能够使用温和的方式，本申请所 制备的壳聚糖负载二氧化钛罩面涂料可以直接用于漆面，而不会对漆面造成破会。同时由 于所制备的壳聚糖负载二氧化钛罩面涂料为液体状，因此可以直接涂抹于漆面作为罩面涂 层，其使用较现有工艺所制备的固态的光催化二氧化钛使用更加方便、快捷，更加适用于有 机污染空气的降解。
[0014] 所述壳聚糖负载二氧化钛罩面涂料的制备方法，其包括以下步骤：以下均为重量 份，
[0015] (1)将13份钛源和60份乙醇加入到分散容器中，在450rpm的转速下分散lOmin， 接着在450rpm的转速下，加入16份氨水，再加入11份壳聚糖，之后调整转速至lOOOrpm，分 散30min，待氨气完全挥发后离心，取沉淀物，并干燥待用；
[0016] (2)调整转速至450rpm，在分散容器中依次添加50份水、33份双氧水，并将10份 步骤⑴中制得的沉淀物按分2次以上加入，之后分散Ih ;再添加7份氨水，之后在45°C下 于550rpm的转速下反应lh，待氨气完全挥发，调节pH至3,即得壳聚糖负载二氧化钛罩面 涂料。
[0017] 该优选的壳聚糖负载二氧化钛罩面涂料的制备方法中，钛源、壳聚糖、各种助溶剂 和反应剂的优选配比以及制备工艺中的优选参数，使得其制备出的壳聚糖负载二氧化钛罩 面涂料不仅具有优于其他壳聚糖负载二氧化钛罩面涂料的对有机污染气体的吸附力，同时 也使得其具有更佳的催化能力，对有机污染气体的降解的效率更高。
[0018] 所述步骤（2)中将步骤⑴得到的沉淀物等份分2次加入。
[0019] 所述壳聚糖为壳聚糖季氨盐。亲水改性壳聚糖中的壳聚糖季铵盐具有良好的抗菌 性、成膜性、阳离子吸附性、吸湿保湿性、絮凝性、抗静电性等性能，其抗菌性能比一般壳聚 糖和其他壳聚糖改性物要优越许多。因此，以壳聚糖季铵盐为原料所制备的壳聚糖负载二 氧化钛罩面涂料具有更优的性能。
[0020] 与现有技术相比，本发明申请具有以下优点：
[0021] 1)不会造成漆面的破坏，可以直接用于罩面涂层使用；
[0022] 2)终产物为溶液，可以直接涂抹于漆面作为罩面涂层，使用方便快捷；
[0023] 3)比起固体状的壳聚糖/二氧化钛复合物更加适用于有机污染气体的降解。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合各实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0025] 原料来源：
[0026] 水：普通自来水；
[0027] 乙醇：75%工业酒精；
[0028] 四氯化钛、钛酸四丁酯：阿拉丁生产，分析纯；
[0029] 壳聚糖：季氨化壳聚糖；
[0030] 氨水：西陇化工股份有限公司生产，分析纯；
[0031] 双氧水：西陇化工股份有限公司生产，分析纯，含量为30%。
[0032] 实施例1
[0033] 本发明所述的一种壳聚糖负载二氧化钛罩面涂料的制备方法，其包括以下步骤： 以下均为重量份，
[0034] (1)将13份四氯化钛和60份乙醇加入到分散容器中，在450rpm的转速下分散 lOmin，接着在450rpm的转速下，加入16份氨水，再加入11份壳聚糖季氨盐，之后调整转速 至lOOOrpm，分散30min，待氨气完全挥发后离心，取沉淀物，并干燥待用；
[0035] (2)调整转速至450rpm，在分散容器中依次添加50份水、33份双氧水，并将10份 步骤（1)中制得的沉淀物按等份分2次加入，之后分散Ih ;再添加7份氨水，之后在45°C下 于550rpm的转速下反应lh，待氨气完全挥发，调节pH至6,即得壳聚糖负载二氧化钛罩面 涂料。
[0036] 实施例2
[0037] 本发明所述的一种壳聚糖负载二氧化钛罩面涂料的制备方法，其包括以下步骤： 以下均为重量份，
[0038] (1)将15份钛酸四丁酯和55份乙醇加入到分散容器中，在350rpm的转速下分散 8min，接着在350rpm的转速下，加入18份氨水，再加入10份亲水改性壳聚糖，之后调整转 速至1200rpm，分散25min，待氨气完全挥发后离心，取沉淀物，并干燥待用；
[0039] (2)调整转速至350rpm，在分散容器中依次添加53份水、28份双氧水，并将11份 步骤⑴中制得的沉淀物按分3次加入，之后分散0. 5h ;再添加8份氨水，之后在30°C下于 350rpm的转速下反应I. 5h，待氨气完全挥发，调节pH至3,即得壳聚