一种高透光型光催化涂料及涂覆有该光催化涂料的灯罩

【技术领域】

本发明涉及光催化涂层的技术领域，特别是一种高透光型光催化涂料及涂覆有该光催化涂料的灯罩的技术领域。

【背景技术】

在日常生活中，室内的建筑装饰材料、家具以及装修制作过程中所使用的粘合剂和漆料等常常会向空气中放出大量的挥发性有机化合物，包括甲醛、甲苯、氯化物、丙酮和苯酚等。此外，空气中还常常伴随有一些致病细菌和病毒，对人体的健康带来威胁。因此，具有空气净化作用的灯具在国内外逐渐流行。

市售的空气净化灯通常包括如下几种：1)405nm近紫外线杀菌灯；2)将杀菌灯与循环风相结合，制成类似空气净化器形式的灯；3)将光催化剂涂抹在陶瓷表面，制成开放式陶瓷杀菌灯。对于第三种杀菌灯而言，目前，现有的光催化剂通常会使灯罩的透光性大打折扣，十分影响使用效果，亟待解决。

【发明内容】

本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种高透光型光催化涂料及涂覆有该光催化涂料的灯罩，可高效去除空气中的细菌、病毒、有机污染物和部分无机污染物，实现空气的快速净化，并且具有良好的透光性。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：

一种高透光型光催化涂料，包括重量比例为0.001～10％的光催化剂、0.001～10％的粘结剂、0.01～0.5％的渗透剂、0.01～0.5％的水溶性高聚物和余量的水，所述光催化剂为表面具有包覆层的光催化纳米二氧化钛颗粒，所述包覆层为羟基磷灰石、蒙脱土或者二氧化硅，所述粘结剂为丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂、低温玻璃粉和硅酸钠其中的一种或几种的组合，所述渗透剂为聚氧乙烯型、多元醇型、烷醇酰胺型、聚醚型和氧化胺型渗透剂其中的一种或几种的组合，所述可溶性高分子为PEO或PVA其中的一种或两种的组合。

作为优选，包括重量比例为0.005％的光催化剂、0.005％的粘结剂、0.02％的渗透剂、0.02％的水溶性高聚物和余量的水。

作为优选，包括重量比例为5％的光催化剂、5％的粘结剂、0.25％的渗透剂、0.25％的水溶性高聚物和余量的水。

作为优选，包括重量比例为9.5％的光催化剂、9.5％的粘结剂、0.45％的渗透剂、0.45％的水溶性高聚物和余量的水。

一种灯罩，灯罩主体的外表面和内表面中的至少一侧表面上设置有光催化涂层，该光催化涂层由权利要求1至4中任一项所述的涂料固化得到。

作为优选，所述光催化涂层采用雾化喷涂形式设置于灯罩主体的表面上。

作为优选，所述灯罩主体呈内部带有空腔的正多面体形或者多面柱形。如呈正三面体形、正四面体形、正五面体形、正六面体形、正八面体形、正十面体形、三面柱形、四面柱形、五面柱形、六面柱形、八面柱形和十面柱形等。

作为优选，所述灯罩主体的外表面上均匀设有多边形槽并形成蜂窝状表面。

作为优选，所述灯罩主体呈现使光线扩散的凹透镜状。

作为优选，所述光催化涂层间隔设置在灯罩主体的外表面和内表面中的至少一侧表面上并两两之间形成空白区，所述空白区处设有凹口。

本发明的有益效果：

1.本发明利用光催化剂、粘结剂、渗透剂、水溶性高聚物和水，制备出一种具有高透光性的光催化涂料，可直接涂覆于任何灯罩的表面并形成光催化涂层，从而在与光线相接触时发生光催化反应，高效去除空气中的细菌、病毒、有机污染物和部分无机污染物，实现空气的快速净化，对于所照射的物体表面也有一定的抗菌、抗病毒作用，无需新增附件，不影响灯具原有的亮度，不改变灯具原有的耗电量和体积；

2.通过采用表面具有包覆层的光催化纳米二氧化钛颗粒而非普通的纳米二氧化钛颗粒，解决裸露的二氧化钛在长时间使用后因光腐蚀而脱落流失造成功能下降的问题，可避免纳米颗粒团聚，保证高活性，同时形成内部通道，解决多层覆盖催化效果下降的问题；

3.通过添加水溶性高聚物，在灯罩制作完成后，采用水洗的方式，将水溶性高聚物溶解，从而在涂层上形成微孔，有效增加光的透过率以及光催化的接触反应面积；

4.通过使灯罩本体呈正多面体形或者多面柱形，以及通过在灯罩本体外表面上均匀设有多边形槽并形成蜂窝状表面，有效增加灯罩的表面积；

5.通过使灯罩主体呈现凹透镜状，从而提高光扩散性；

6.通过使光催化涂层间隔设置在灯罩主体上，并在两两间的空白区设置凹口，降低空白区灯罩主体的厚度，便于光线穿过。

本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

【附图说明】

图1是本发明一种灯罩的蜂窝状表面的结构示意图；

【具体实施方式】

实施例一：

称取重量比例为0.005％的光催化剂、0.005％的粘结剂、0.02％的渗透剂、0.02％的水溶性高聚物和余量的水，并混合得到高透光型光催化涂料。其中，所述光催化剂为表面具有包覆层的光催化纳米二氧化钛颗粒，所述粘结剂为丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂、低温玻璃粉和硅酸钠其中的一种或几种的组合，所述渗透剂为聚氧乙烯型、多元醇型、烷醇酰胺型、聚醚型和氧化胺型渗透剂其中的一种或几种的组合，所述可溶性高分子为PEO或PVA其中的一种或两种的组合。

其中，所述包覆层为二氧化硅。制备方法：首先将重量比例为100份纳米二氧化钛和300份水混合后充分搅拌10min，然后加入1份的长链烷基表面活性剂混合，在搅拌下乳化30min，再加入硅酸乙酯，充分搅拌2h，最后将混合的溶液在500℃下煅烧2h，得到包覆有二氧化硅的纳米二氧化钛颗粒。

实施例二：

称取重量比例为5％的光催化剂、5％的粘结剂、0.25％的渗透剂、0.25％的水溶性高聚物和余量的水。

其中，所述包覆层为蒙脱土。制备方法：首先在40ml的浓度为1mol/L的盐酸溶液中加入0.8ml的四氯化钛并搅拌40min，得到淡黄色透明的二氧化钛酸性溶胶，然后将25ml二氧化钛酸性溶胶中加入1％的钠基蒙脱土溶液(1g的蒙脱土加入到50mL去离子水和50mL无水乙醇混合液中搅拌10min)并在60℃搅拌4h，接着离心过滤，使用去离子水充分洗涤3次，洗涤至没有Cl

其他同实施例一。

实施例三：

称取重量比例为9.5％的光催化剂、9.5％的粘结剂、0.45％的渗透剂、0.45％的水溶性高聚物和余量的水。其他同实施例一。

实施例四：

测试不同样品的透光率，以及按照GB/T 18801-2015测试空间抗菌性(对金黄色葡萄球菌杀菌率)，测试结果如下表1：

表1透光率与杀菌率的实验结果

其中，喷涂配方采用实施例二所制备的涂料，造型处理为如下：

造型处理①在灯罩主体的外表面上均匀设有多边形槽并形成蜂窝状表面；

造型处理②使灯罩主体呈现使光线扩散的凹透镜状。

在使用过程中，当光催化涂层接受到光线的照射时，光催化涂层的表面发生光催化反应，产生具有极强的氧化性的烃基自由基和活性氧，从而将空气中的甲醛、异味、烟味等污染物分解转化，同时杀灭空气中的大肠杆菌、白色念珠菌和甲型H1N1等细菌或病毒。

上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。