CN101439198A - 一种在假花上涂布光催化剂的工艺 - Google Patents
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Abstract
一种在假花上涂布光催化剂的工艺，首先在假花和花盆的表面涂布底漆，再在涂布有底漆的假花纤维上涂布一层银，然后，在假花和花盆上喷涂的光催化剂为含有抗菌金属成分的二氧化钛催化剂，经过加热、烘干等程序。含抗菌金属成分的二氧化钛光催化剂，在光线照射不足的状态下，也具有优秀的抗菌、除臭作用。二氧化钛和抗菌金属稳定地共存而使两种成分的特性同时发挥作用。它对人体无害，具有热稳定性及化学稳定性，且寿命长。并且，可以有效分解及去除难分解性有机化合物及有害细菌。
Description
技术领域
本发明涉及一种工艺方法，具体是指一种在假花上涂布光催化剂的工艺。
背景技术
现今城市的空气污染严重，导致室内的各种物体表面吸附不少灰尘和油污。因此摆放在室内的假花，更难以清洁。另外室内的空气，还会因为各种装修和家具散发的各种有害物质而被污染。
光触媒是一类以纳米级二氧化钛为代表的，具有光催化功能的光半导体材料的总称。光触媒经过可见光照射会表现出两种特征：较高的氧化潜能和极强的吸水性。光触媒在吸收可见光或日光灯等光源中的紫外线后，能产生氧化分解能力极强的氢氧自由基和活性氧，其中氢氧自由基能将有机物或部分无机物分解成二氧化碳和水，活性氧可以破坏细菌等的细胞膜，抑制病菌的活性，消除空气中的浮游细菌。因为空气中的异味主要是由有机物分解和部分无机物产生的，所以使用光触媒可以辟除有机物分解和部分无机物产生的异味。纳米光触媒的超亲水性又可使附着在物体表面的水分形成水膜，并渗入污垢与光触媒的界面，使污垢的附着力大幅降低，不能与涂膜形成牢固地结合，不易在涂料表面聚积，极易清洗。在其反应过程中，光触媒本身不产生变化或破坏本体的结构。经检测，光触媒对人体无害。
光催化技术是在20世纪70年代诞生的基础纳米技术，在中国大陆我们会用光触媒这个通俗词来称呼光催化剂。典型的天然光催化剂就是我们常见的叶绿素，在植物的光合作用中促进空气中的二氧化碳和水合成为氧气和碳水化合物。总的来说纳米光触媒技术是一种纳米仿生技术，用于环境净化，自清洁材料，先进新能源，癌症医疗，高效率抗菌等多个前沿领域。
将这种新的技术应用到假花和花盆中已是常见的产品，如下列现有文献中所述的：
现有文献1，申请号为200420043426的中国专利文献中公开了一种净化空气、释放负离子的绢花。本实用新型依次由绢花基材，保护膜及负离子发生剂和光催化剂组成。负载在绢花上的负离子发生剂和光催化剂可以降解空气中的有害气体及释放负离子，保持空气清新，使绢花不但能观赏，又能改善空气质量，提高居住品质。该对比文件中公开的绢花的制作工艺是使用浸渍、离心的方法将硅胶或水溶液高分子棚匀地涂布在绢花表面，然后烘干得到具有净化空气、释放负离子的绢花。这种工艺的缺陷在于，将绢花浸泡在硅溶液或水溶液高分子棚中，必然会有浸泡不均匀的地方，有的绢花表面溶液过多，而有的表面则没有浸泡到，从而形成不均匀的情况，并且，采用这种方法对于花盆进行处理效果也不是很好。
现有文献2，申请号为200420103099的中国专利文献中公开了一种假花，在假花的表面上有光触媒涂层1，降低灰尘粘附，并且除油污、细菌，分解室内有害气体和去除异味。因此该假花耐沾污、方便清洁；同时发挥高效率的除臭杀菌、净化空气的作用，能长期保持室内空气清新。该对比文件中只公开了涂有光触媒涂层的假花结构，而该制作工艺则没有具体公开。
现有文献3，申请号为200720038795的中国专利文献中公开了一种人造花卉。它由人造花卉表面层和在人造花卉表面层的外面包裹光触媒层组成。人造花卉表面层与光触媒层之间还可以涂覆一层胶水。光触媒层是二氧化钛光触媒层，还可以是二氧化锌或二氧化银光触媒层。光触媒层可以喷涂、刷涂或滚涂在人造花卉表面层或胶水上。本实用新型的优点是提供了一种既具有观赏美化环境的作用，又具有能自洁、杀菌、净化空气和改进环境作用的人造花卉。在该对比文件中也没有公开具体的制备方法，并且，将光触媒直接涂覆在人造花卉的表面，并不一定能达到预期的杀菌、净化空气的效果。
有鉴于上述现有技术的缺陷，本发明的发明人，经过不断的实验研究，对光催化剂/光触媒进行特殊处理，调配各种工艺参数后，终于研发出一种新的在假花上涂布光催化剂的方法。
发明内容
为克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种在假花上涂布光催化剂的工艺。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种在假花上涂布光催化剂的工艺，在假花和花盆上涂布的光催化剂为含有抗菌金属成分的二氧化钛催化剂，该制备方法步骤如下：
第一步，制备含有抗菌金属成分的二氧化钛催化剂：
利用共沉法，将抗菌金属和无机氢氧化物按重量比为1:2～1:8混合，然后再在水中分散而胶体化；
把过氧钛酸溶液与上述胶体溶液按体积比为1:2～1:6，混合后，再经水热合成反应生成含抗菌金属成分的氧化物以及多孔性无机氧化物，涂布在二氧化钛粒子表面后，采用微胶囊化技术，生成1nm-10nm之间粉末状光催化剂，其中，过氧钛酸溶液的浓度为0.2-0.5mol/L，多孔性无机氧化物是为了提高有害物质的吸附；
第二步，为使假花和花盆的色彩保持鲜艳，不被光催化剂降解，在假花和花盆的外表面上涂布一层底漆，在60℃—100℃的条件下使其充分干燥；
第三步，为了提高假花、花盆与光催化剂的吸附，将光催化剂溶液或粉末加热至15度—25℃之间，并利用30-45℃的热风，对假花及花盆进行热处理；
第四步：将光催化剂与有机、无机粘合物混合后，利用低压喷雾器，在旋转的假花和花盆上，均匀涂布光催化剂，使其充分粘附到人造假花及花盆上；
第五步，经10-15分钟后，把假花和花盆移送到干燥室，为了使光催化剂充分粘附到假花和花盆表面，在110-125℃温度下，干燥5-10分钟；
第六步，在干燥机内充分干燥后，保管假花，防止其污染、潮湿。
所述的在假花上涂布光催化剂的工艺，进一步，在紫外线照射不足的花盆上端再涂布有一层常温催化剂，即金属氧化物催化剂。
所述的在假花上涂布光催化剂的工艺，该金属氧化物催化剂是指金属元素和氧元素通过化学结合而形成的化合物，不以紫外线为能源，而是把热作为能源，若加热至比常温高时，则分解周围气体状态的有机物质，生成水和二氧化碳，以二氧化钛TiO2、二氧化硅SiO2等金属氧化物、银Ag、作为主要成分，合成化合物后，把它加工成纳米粒子大小的用于净化环境的无机材料，适用于陶器花盆。
所述的在假花上涂布光催化剂的工艺，为了最大限度地提高及延长抗菌效果，在涂布有底漆的假花纤维上涂布一层银。
所述的在假花上涂布光催化剂的工艺，为了防止发生变色现象，所述的底漆为经微胶囊化技术处理的硅类或高分子树脂。
作为优选的方案，所述的在假花上涂布光催化剂的工艺，在第一步中，该抗菌金属为Cu、Zn、银，粉末状光催化剂在3nm-8nm之间的；
在第二步中，在假花和花盆的外表面上涂布一层底漆，在70℃—90℃的条件下使其充分干燥；
在第三步中，将光催化剂溶液或粉末加热至18度—23℃之间，并利用32-43℃的热风，对假花及花盆进行热处理；
在第五步中，经11-14分钟后，把假花和花盆移送到干燥室，为了使光催化剂充分粘附到假花和花盆表面，在112-122℃温度下，干燥6-8分钟。
作为本申请最优选的方案，所述的在假花上涂布光催化剂的工艺，在第一步中，溶液或粉末状光催化剂最佳为5nm；
在第二步中，在假花和花盆的外表面上涂布一层底漆，最佳在80度的条件下使其充分干燥；
在第三步中，将光催化剂溶液或粉末最佳加热至15度，最佳利用35度的热风，对假花及花盆进行热处理；
在第五步中，经13分钟后，把假花和花盆移送到干燥室，为了使光催化剂充分粘附到假花和花盆表面，在120度温度下，干燥7分钟。
所述的在假花上涂布光催化剂的工艺，在第一步中，该抗菌金属和无机氢氧化物之间的比例为1:3～1:6之间，过氧钛酸溶液与上述胶体溶液混合的比例1:4～1:5之间。
使用本发明的有益效果在于：
含抗菌金属成分的二氧化钛光催化剂，在光线照射不足的状态下(即太阳光及普通日光灯、照明灯下)，也具有优秀的抗菌、除臭作用。
二氧化钛和抗菌金属稳定地共存而使两种成分的特性同时发挥作用。它对人体无害，具有热稳定性及化学稳定性，且寿命长。并且，可以有效分解及去除难分解性有机化合物及有害细菌。
通过上述方法制作的光催化剂假花-“能吃掉恶臭的花”(MagicTree)，对各种细菌具有95％以上的抗菌效果，对恶臭及有机物质具有90％以上的除臭效果，因此可以广泛应用于办公室、医院、宾馆、饭店、公寓、美容院等。
涂布光催化剂的假花，被称之为“能吃掉恶臭的花”。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
第一步，制备含有抗菌金属成分的二氧化钛催化剂：
利用共沉法，把抗菌金属和无机氢氧化物重量比例为1:4混合，再在水中分散而胶体化；
把0.3mol/L的过氧钛酸溶液与上述胶体化的溶液按体积比为1:4，混合后，经水热合成反应生成含抗菌金属成分的氧化物以及多孔性无机氧化物，采用微胶囊化技术，生成5nm的溶液或粉末状光催化剂；
第二步，为使假花和花盆的色彩保持鲜艳，不被光催化剂降解，在假花和花盆的外表面上涂布一层底漆，在80℃的条件下使其充分干燥；
第三步，为了提高假花、花盆与光催化剂的吸附，将光催化剂溶液或粉末加热至20℃，并利用35℃的热风，对假花及花盆进行热处理；
第四步：将光催化剂与有机、无机粘合物混合后，利用低压喷雾器，在旋转的假花和花盆上，均匀涂布光催化剂，使其充分粘附到人造假花及花盆上；
第五步，经14分钟后，把假花和花盆移送到干燥室，为了使光催化剂充分粘附到假花和花盆表面，在115℃温度下，干燥9分钟；
第六步，在干燥机内充分干燥后，保管假花，防止其污染、潮湿。
进一步，在紫外线照射不足的花盆上端再涂布有一层常温催化剂，为了最大限度地提高及延长抗菌效果，在涂布有底漆的假花纤维上涂布一层银。为了防止发生变色现象，所述的底漆为经微胶囊化技术处理的硅类或高分子树脂，如硅胶水。
实施例2
第一步，制备含有抗菌金属成分的二氧化钛催化剂：
利用共沉法，将抗菌金属和无机氢氧化物按重量比为1:6混合，再在水中分散而胶体化；
把浓度为0.4mol/L的过氧钛酸溶液与上述胶体溶液按体积比为1:5混合后，经水热合成反应生成的含抗菌金属成分的氧化物以及多孔性无机氧化物，采用微胶囊化技术，生成6nm的溶液或粉末状光催化剂；
第二步，为使假花和花盆的色彩保持鲜艳，不被光催化剂降解，在假花和花盆的外表面上涂布一层底漆，在85℃的条件下使其充分干燥；
第三步，为了提高假花、花盆与光催化剂的吸附，将光催化剂溶液或粉末加热至22℃之间，并利用40℃的热风，对假花及花盆进行热处理；
第四步：将光催化剂与有机、无机粘合物混合后，利用低压喷雾器，在旋转的假花和花盆上，均匀涂布光催化剂，使其充分粘附到人造假花及花盆上；
第五步，经12分钟后，把假花和花盆移送到干燥室，为了使光催化剂充分粘附到假花和花盆表面，在120℃温度下，干燥7分钟；
第六步，在干燥机内充分干燥后，保管假花，防止其污染、潮湿。
进一步，在紫外线照射不足的花盆上端再涂布有一层常温催化剂，或，金属氧化物催化剂。为了最大限度地提高及延长抗菌效果，在涂布有底漆的假花纤维上涂布一层银。为了防止发生变色现象，所述的底漆为经微胶囊化技术处理的高分子树脂，如橡胶等。
实施例3
第一步，制备含有抗菌金属成分的二氧化钛催化剂：
利用共沉法，把抗菌金属和无机氢氧化物按重量比为1:8混合，再在水中分散而胶体化；
把0.5mol/L的过氧钛酸溶液与上述胶体溶液按比例为1:6混合后，经水热合成反应生成含抗菌金属成分的氧化物以及多孔性无机氧化物，采用微胶囊化技术，生成10nm的溶液或粉末状光催化剂；
第二步，为使假花和花盆的色彩保持鲜艳，不被光催化剂降解，在假花和花盆的外表面上涂布一层底漆，在100℃的条件下使其充分干燥；
第三步，为了提高假花、花盆与光催化剂的吸附，将光催化剂溶液或粉末加热至25℃，并利用45℃的热风，对假花及花盆进行热处理；
第四步：将光催化剂与有机、无机粘合物混合后，利用低压喷雾器，在旋转的假花和花盆上，均匀涂布光催化剂，使其充分粘附到人造假花及花盆上；
第五步，经10分钟后，把假花和花盆移送到干燥室，为了使光催化剂充分粘附到假花和花盆表面，在125℃温度下，干燥5分钟；
第六步，在干燥机内充分干燥后，保管假花，防止其污染、潮湿。
进一步，在紫外线照射不足的花盆上端再涂布有一层金属氧化物催化剂。为了最大限度地提高及延长抗菌效果，在涂布有底漆的假花纤维上涂布一层银。为了防止发生变色现象，所述的底漆为经微胶囊化技术处理的硅类或高分子树脂。
此间说明的是：含有抗菌金属成分的二氧化钛催化剂可以采用本发明中第一步的方法制备，也可以购买市场上现有的含有抗菌金属成分的二氧化钛催化剂，本发明中重点突出的是在假花和花盆上涂布的不是一般的光催化剂，而是含有抗菌金属成分的二氧化钛催化剂。水热合成是指温度为100～1000℃、压力为1MPa～1GPa条件下利用水溶液中物质化学反应所进行的合成。共沉法和微胶囊化技术为现有技术，这里就不再进行详细工艺描述。该常温催化剂或金属氧化物催化剂也可以采用现有的市场上购买的产品，例如申请号为200510001207.1的中国专利文献中就公开了一种常温催化剂，本发明中重点突出在花盆等陶瓷产品的外部涂布该催化剂效果更好。
本发明中所采用的一些化学产品均为世界领先的技术产品，本发明的核心在于，克服了现有的涂布有光触媒或光催化剂的假花，在净化空气、吸附甲醛等有害气体方面的效果不佳的缺陷，通过新的产品的组合，采用新的工艺方法步骤，制备一种新型的涂布有光催化剂的假花，既能保持假花的鲜艳，又能持续该产品在异味去除方面的功能。
采用本发明工艺方法制备的假花和花盆样品，在国家环保产品质量监督检验中心进行有害气体去除的实验中，其去除效率如下表：
| 检测项目 | 初始浓度 | 24小时浓度 | 去除效率，％ |
| 游离甲醛浓度，mg/m3 | 1.02 | 0.488 | 52.2 |
| 苯浓度，mg/m3 | 1.00 | 0.429 | 57.1 |
| 总挥发性有机化合物(TVOC)浓度，mg/m3 | 5.46 | 2.50 | 54.2 |
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1、一种在假花上涂布光催化剂的工艺，其特征在于，在假花和花盆上涂布的光催化剂为含有抗菌金属成分的二氧化钛催化剂，制备方法步骤包括：
第一步，制备含有抗菌金属成分的二氧化钛催化剂：
利用共沉法，将抗菌金属和无机氢氧化物按重量比为1:2～1:8混合，然后再在水中分散而胶体化；
把过氧钛酸溶液与上述胶体化的溶液按体积比为1:2～1:6混合，再经水热合成反应生成含抗菌金属成分的氧化物及其多孔性无机氧化物，再采用微胶囊化技术，生成1nm-10nm的粉末状光催化剂，其中，过氧钛酸溶液的浓度为0.2-0.5mol/L，多孔性无机氧化物是为了提高有害物质的吸附；
第二步，为使假花和花盆的色彩保持鲜艳，不被光催化剂降解，在假花和花盆的外表面上涂布一层底漆，在60℃—100℃的条件下使其充分干燥；
第三步，为了提高假花、花盆与光催化剂的吸附，将光催化剂溶液或粉末加热至15℃25℃之间，并利用30-45℃的热风，对假花及花盆进行热处理；
第四步：将光催化剂与有机、无机粘合物混合后，利用低压喷雾器，在旋转的假花和花盆上，均匀涂布光催化剂，使其充分粘附到人造假花及花盆上；
第五步，经10-15分钟后，把假花和花盆移送到干燥室，为了使光催化剂充分粘附到假花和花盆表面，在110-125℃温度下，干燥5-10分钟；
第六步，在干燥机内充分干燥后，保管假花，防止其污染、潮湿。
2、根据权利要求1所述的在假花上涂布光催化剂的工艺，其特征在于：进一步，在紫外线照射不足的花盆上端再涂布有一层金属氧化物催化剂。
3、根据权利要求2所述的在假花上涂布光催化剂的工艺，其特征在于：所述的金属氧化物催化剂是指金属元素和氧元素通过化学结合而形成的化合物，不以紫外线为能源，而是把热作为能源，若加热至比常温高时，则分解周围气体状态的有机物质，生成水和二氧化碳，以二氧化钛TiO2、二氧化硅SiO2金属氧化物或银Ag作为主要成分，合成化合物后，把它加工成纳米粒子大小的用于净化环境的无机材料，适用于陶器花盆。
4、根据权利要求1所述的在假花上涂布光催化剂的工艺，其特征在于：为了最大限度地提高及延长抗菌效果，在涂布有底漆的假花纤维上涂布一层银。
5、根据权利要求1或4所述的在假花上涂布光催化剂的工艺，其特征在于：为了防止发生变色现象，所述的底漆为经微胶囊化技术处理的硅类或高分子树脂。
6、根据权利要求1所述的在假花上涂布光催化剂的工艺，其特征在于：在第一步中，该抗菌金属为Cu、Zn、Ag，；粉末状光催化剂在3nm-8nm之间；
在第二步中，在假花和花盆的外表面上涂布一层底漆，在70℃—90℃的条件下使其充分干燥；
在第三步中，将光催化剂溶液或粉末加热至18度—23度之间，并利用32-43℃的热风，对假花及花盆进行热处理；
在第五步中，经11-14分钟后，把假花和花盆移送到干燥室，为了使光催化剂充分粘附到假花和花盆表面，在112-122℃温度下，干燥6-8分钟。
7、根据权利要求6所述的在假花上涂布光催化剂的工艺，其特征在于：在第一步中，溶液或粉末状光催化剂最佳为5nm；
在第二步中，在假花和花盆的外表面上涂布一层底漆，最佳在80℃的条件下使其充分干燥；
在第三步中，将光催化剂溶液或粉末最佳加热至15℃，最佳利用35度的热风，对假花及花盆进行热处理；
在第五步中，经13分钟后，把假花和花盆移送到干燥室，为了使光催化剂充分粘附到假花和花盆表面，在120℃温度下，干燥7分钟。
8、根据权利要求1所述的在假花上涂布光催化剂的工艺，其特征在于：在第一步中，该抗菌金属和无机氢氧化物之间的重量比例为1:3～1:6，过氧化钛酸溶液与上述胶体溶液混合的体积比为1:4～1:5之间。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20090527 |