传统建筑外墙的装饰材料如玻璃幕墙、瓷砖等受材料本身施工技术的影响,往往存在光污染、增加建筑物自重以及存在安全隐患等问题。相比之下,建筑外墙涂料具有施工工艺简单、可选择性多及维护方便等优点,不仅能保护建筑外墙还能美化建筑外观,已成为当前主流的建筑外墙装饰材料。但是,目前建筑外墙涂料普遍存在耐候性、耐沾污性差的缺点,在使用过程中容易发生色变、脱落等问题,从而影响建筑物美观并降低了其使用寿命。因此,开发高性能涂层材料以改善涂层附着力、耐候性和耐沾污性,是推动外墙涂料进一步发展的关键所在。其中有效措施之一是通过材料设计,如制备具有光催化降解性能的聚合物,并以其为主要成膜物质开发新型外墙涂料,其优点是可以利用光催化降解反应,实现涂层的微粉化自清洁功能,从而有效避免外墙涂料的沾污、变色,同时可以根据涂层微粉化程度,跟踪外墙涂料的防护性能及服役寿命,及时修补缺陷或重新涂刷,降低涂层后期维护及保养成本。纳米二氧化钛作为第一个被发现具有光催化性能的功能材料,在光催化降解聚合物的设计与合成方面具有独特的优势。本论文采用非水相溶胶-凝胶法制备了锐钛矿型的纳米二氧化钛颗粒,引入表面活性剂对其进行表面改性以提升其与聚合物的相容性,制备了分散均匀的纳米二氧化钛/聚丙烯酸酯复合乳液,复合乳液成膜后在紫外光照射下表现出良好的微粉化性能。此外,采用黑磷改性纳米二氧化钛,并将其引入到聚丙烯酸酯乳液中制备了磷掺杂改性纳米二氧化钛/聚丙烯酸酯的复合乳液,发现掺杂改性后的纳米二氧化钛降解聚合物速度比改性前快。具体的工作内容如下:(1)采用非水相溶胶-凝胶法制备了锐钛矿型纳米二氧化钛颗粒,制备的纳米二氧化钛颗粒在水中具有良好的分散性,粒径为5-20 nm。利用表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)对其进行表面改性,改性后的纳米二氧化钛Zeta电位由+44.7mV变为-30.9mV,红外图谱出现了S=O的伸缩振动峰和C-H弯曲震动(向外)的特征峰,热重(TG)曲线显示改性后的纳米二氧化钛在测试过程中出现更大的质量损失,这些结果表明在纳米二氧化钛的表面成功的进行了SDS包覆改性。(2)采用种子半连续乳液聚合法,制备了纳米二氧化钛/聚丙烯酸酯复合乳液,探究其光催化降解及表面微粉化的性能。从透射电镜(TEM)图中可以看出纳米二氧化钛均匀分散在聚合物基体中,X射线衍射能谱分析表征看出纳米二氧化钛的Ti元素在纳米二氧化钛/聚丙烯酸酯复合膜中均匀分散,热重曲线表明复合薄膜的热学稳定性有明显提升。示差扫描量热法表征(DSC)结果表明随着纳米二氧化钛含量的增加复合薄膜的玻璃化转变温度略有下降。从SEM图看出,经紫外光照射后的复合薄膜表面出现了微粉化现象,GPC测试表明复合薄膜中聚合物薄膜重均分子量明显减小,说明纳米二氧化钛能明显降解聚合物。(3)针对单纯纳米二氧化钛在光催化效应时电子-空穴对的再复合几率高的问题,采用黑磷对纳米二氧化钛进行改性,即利用超声方式制备以黑磷为磷源的磷掺杂纳米二氧化钛光催化复合材料分散液。从X射线荧光衍射(XRD)图谱结果显示改性后的纳米二氧化钛较改性前衍射峰强度更强半高峰变窄,说明其结晶度有所提高。红外谱图结果显示改性后出现P-O-Ti键的新峰。采用乳液共混法制备磷掺杂纳米二氧化钛/聚丙烯酸酯复合乳液,干燥成膜后,能谱谱图结果显示Ti元素和P元素在复合薄膜中均匀分散,热重曲线表示复合薄膜的热稳定性有所提高。SEM和GPC结果显示在相同光照环境下,磷掺杂纳米二氧化钛光降解聚合物的速率比纯纳米二氧化钛快。