CN101947431B - 一种光合剂混合材料、面砖表层材料、涂料及其应用 - Google Patents
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Abstract
一种光合剂混合材料、面砖表层材料、涂料及其应用，所述光合剂混合材料包括下述重量百分比的材料：锐矿型纳米二氧化钛10-35％；纳米氧化锌10-30％；活性炭粉2-15％；硅藻土20-45％；一种面砖表层材料，包括下述重量份的材料：水泥7-12份；沙或黑刚玉耐磨砂20-35份，废玻璃0-12份；光合剂混合材料1-3份；所述光合剂混合材料包括下述重量百分比的材料：锐矿型纳米二氧化钛10-35％；纳米氧化锌10-30％；活性炭粉2-15％；硅藻土20-45％；本发明由于将几种材料混合而制成光合剂混合材料，显著提高了吸收工业废气和汽车尾气的能力，采用该光合剂混合材料制成的面砖表层材料、面砖及涂料吸收废气尾气能力强。
Description
技术领域
本发明涉及一种可吸收工业废气和汽车尾气的光合剂混合材料，采用了该光合剂混合材料制作的面砖表层材料，面砖和涂料，以及该光合剂混合材料在面砖、涂料上的应用。
背景技术
在当前社会中，每天大量排放的工业废气和汽车尾气已经成为影响着人们生活环境的重要因素，如果能使城市建设中必不可少的普通的铺路地砖或者建筑外墙也起吸附有害气体，净化空气的作用，则对改善环境将起到事半功倍的显著效果。
现在部分科研单位和高校已经开始从事该方面的研究工作，如中国文献CN200610169062.0“可净化空气的混凝土铺路转及其制造方法”，该文献提供了一种利用建筑废物和回收玻璃制造的可净化空气的混凝土铺路砖及其制造方法，该铺路砖包括吸收层和基础层，所述吸收层包括水泥、骨料、二氧化钛和煤粉灰或高岭粉，吸收层的骨料包括再生骨料，废玻璃骨料和沙或石子；所述基础层包括水泥、骨料和煤粉灰或高岭粉，基础层的骨料包括再生骨料、废玻璃骨料和沙或石子。
虽然上述发明中的铺路砖具有一定的吸收废气的功能和强度，但是由于起净化作用的吸收层中只有二氧化钛具有一定吸收有害气体的功能，而且该发明中所采用的是普通的二氧化钛又称钛白粉，粒度较大，因此其实际的光合效果并不是十分理想，即其吸收有害气体的强度并不是十分显著。
纳米二氧化钛作为一种新型光催化剂，抗紫外线剂，光电效应剂等，以其神奇的功能，在抗菌防毒、排气净化，脱臭、水处理、防污、汽车面漆领域显示了广泛的应用前景。而锐矿型纳米二氧化钛可作用产生催化光触媒，是以纳米TiO2掺杂某些金属或金属氧化物制成的纳米级粉体，该粉体在小于400nm的光照射下，价带电子被激发到导带，形成了电子和空穴与吸附与其表面的TiO2和H2O作用，生成超氧化物阴离子自由基，这些自由基具有光触化分解有害气体、有机污染物和光催化抗菌的功能，可广泛应用于抗菌、空气净化和污水处理领域。
纳米氧化锌的光催化性能较好，可用来处理空气污染方面的问题是因为它具有高比表面积、高活性、特殊物理性质。另外它的增稠作用更有助于提高砖面的稳定性。
硅藻土由无定形的SiO2组成，并含有少量Fe2O3，CaO，MgO，Al2O3及有机杂质，它具有孔隙度大，吸收性强，化学性质温度，耐磨、耐热等特点，能提高优异的表面性能，增容，增稠以及提高附着力。硅藻土除了具有不燃、隔音、防水、等特点外，还有除湿、除臭、净化空气等作用，在国内外已经越来越收到消费者的青睐。
活性炭由于有特异的表面含氧化物或络合物的存在，在许多吸附过程中伴有催化反应，表现出催化剂的活性，例如活性炭吸附二氧化硫经催化氧化变成三氧化硫，使一氧化碳和氯气生产光气等。
发明内容
本发明目的是提供一种吸收效率明显的吸收工业废气和汽车尾气的光合剂混合材料。
本发明的第二个目的是提供一种采用上述光合剂混合材料制作的可吸收工业废气和汽车尾气的面砖表层材料。
本发明的第三个目的是提供一种采用上述光合剂混合材料制作的可吸收工业废气和汽车尾气的涂料。
本发明的第四个目的是上述光合剂混合材料在面砖、涂料上的应用。
本发明通过以下的技术方案实现：一种可吸收工业废气和汽车尾气的光合剂混合材料，包括下述重量百分比的材料：
锐矿型纳米二氧化钛 10-35％；
纳米氧化锌 10-30％；
活性炭粉 2-15％；
硅藻土 20-45％。
作为优选实施方案，所述光合剂混合材料，包括下述重量百分比的材料：锐矿型纳米二氧化钛 15-30％；
纳米氧化锌 10-25％；
活性炭粉 2-15％；
硅藻土 30-45％。
更优选地，所述光合剂混合材料，包括下述重量百分比的材料：
锐矿型纳米二氧化钛 28％；
纳米氧化锌 22％；
活性炭粉 15％；
硅藻土 35％。
本发明的第二个技术方案是：一种面砖表层材料，包括下述重量份的材料：水泥7-12份；骨料，其包括：沙或黑刚玉耐磨砂20-35份，废玻璃0-12份；光合剂混合材料1-3份；所述光合剂混合材料包括下述重量百分比的材料：
锐矿型纳米二氧化钛 10-35％；
纳米氧化锌 10-30％；
活性炭粉 2-15％；
硅藻土 20-45％。
作为优选实施方案，所述面砖表层材料，包括下述重量份的材料，水泥9-11份；骨料，其包括：沙或黑刚玉耐磨砂25-30份，废玻璃5-10份；光合剂混合材料1-2份；所述光合剂混合材料包括下述重量百分比的材料：
锐矿型纳米二氧化钛 15-30％；
纳米氧化锌 10-25％；
活性炭粉 2-15％；
硅藻土 30-45％。
更优选地，所述面砖表层材料，包括含有下述重量份的材料：水泥10份；骨料，其包括：沙或黑刚玉耐磨砂30份，废玻璃10份；光合剂混合材料1份；所述光合剂混合材料包括下述重量百分比的材料：
锐矿型纳米二氧化钛 28％；
纳米氧化锌 22％；
活性炭粉 15％；
硅藻土 35％。
本发明还提供一种面砖，包括基础层和表面层，所述表面层包括含有下述重量份的材料：
水泥 7-12份；
骨料，其包括：沙或黑刚玉耐磨砂20-35份，废玻璃0-12份；
光合剂混合材料 1-3份；
所述光合剂混合材料包括下述重量百分比的材料：
锐矿型纳米二氧化钛 10-35％；
纳米氧化锌 10-30％；
活性炭粉 2-15％；
硅藻土 20-45％。
本发明的第四个技术方案是：一种可吸收工业废气和汽车尾气的涂料，包括下述重量百分比的材料：光合剂混合材料1-20％，建筑涂料或油漆涂料80-99％，所述光合剂混合材料包括下述重量百分比的材料：
锐矿型纳米二氧化钛 10-35％；
纳米氧化锌 10-30％；
活性炭粉 2-15％；
硅藻土 20-45％。
作为优选实施方案，所述可吸收工业废气和汽车尾气的涂料，其特征在于：包括下述重量百分比的材料：光合剂混合材料5-15％，建筑涂料或油漆涂料85-95％，所述光合剂混合材料包括下述重量百分比的材料：
锐矿型纳米二氧化钛 10-35％；
纳米氧化锌 10-30％；
活性炭粉 2-15％；
硅藻土 20-45％。
所述建筑涂料包括：外墙涂料，内墙涂料及地面涂料，所述油漆涂料包括：调和漆和磁漆。
本发明的第五个技术方案是：所述可吸收工业废气和汽车尾气的光合剂混合材料在面砖、涂料上的应用。
上述锐矿型纳米二氧化钛均可选用粒度为10-50nm的锐矿型纳米二氧化钛；纳米氧化锌均可选用粒度为1-100nm的纳米氧化锌；硅藻土均可选用粒度为400-600目的硅藻土；废玻璃均可选用10-40目的废玻璃。
本发明由于采用锐矿型纳米二氧化钛，纳米氧化锌，活性炭粉，硅藻土混合而制成光合剂混合材料，从而可显著提高吸收工业废气和汽车尾气的能力，使得采用了该光合剂混合材料制成的面砖表层材料，面砖及涂料吸收工业废气和汽车尾气的能力强，将其进一步应用到面砖和建筑墙面时，具有实际应用性。
具体实施方式
实施例1
称取下述重量份的材料：水泥10份；骨料，其包括：沙或黑刚玉耐磨砂30份，10-40目的废玻璃碎颗粒10份；光合剂混合材料1份；所述光合剂混合材料包括含有下述重量百分比的材料：粒度为10-50nm的锐矿型纳米二氧化钛28％；粒度为1-100nm的纳米氧化锌22％；活性炭粉15％；粒度为400-600目的硅藻土35％，加水混合制备出可吸收工业废气和汽车尾气的面砖表层材料。
实施例2
称取下述重量份的材料：水泥7份；骨料，其包括：沙或黑刚玉耐磨砂25份，10-40目的废玻璃8份；光合剂混合材料1份；所述光合剂混合材料包括含有下述重量百分比的材料：粒度为10-50nm的锐矿型纳米二氧化钛10％；粒度为1-100nm的纳米氧化锌30％；活性炭粉15％；粒度为400-600目的硅藻土45％，加水混合制备出可吸收工业废气和汽车尾气的面砖表层材料。
实施例3
称取下述重量份的材料：水泥12份；骨料，其包括：沙或黑刚玉耐磨砂35份，10-40目的废玻璃12份；光合剂混合材料3份；所述光合剂混合材料包括含有下述重量百分比的材料：粒度为10-50nm的锐矿型纳米二氧化钛15％；粒度为1-100nm的纳米氧化锌28％；活性炭粉14％；粒度为400-600目的硅藻土43％，加水混合制备出可吸收工业废气和汽车尾气的面砖表层材料。
实施例4
称取下述重量份的材料：水泥10份；骨料，其包括：沙或黑刚玉耐磨砂30份，10-40目的废玻璃0份；光合剂混合材料2份；所述光合剂混合材料包括含有下述重量百分比的材料：粒度为10-50nm的锐矿型纳米二氧化钛30％；粒度为1-100nm的纳米氧化锌25％；活性炭粉15％；粒度为400-600目的硅藻土30％，加水混合制备出可吸收工业废气和汽车尾气的面砖表层材料。
实施例5
称取下述重量份的材料：水泥8份；骨料，其包括：沙或黑刚玉耐磨砂21份，10-40目的废玻璃5份；光合剂混合材料1.5份；所述光合剂混合材料包括含有下述重量百分比的材料：粒度为10-50nm的锐矿型纳米二氧化钛35％；粒度为1-100nm的纳米氧化锌18％；活性炭粉2％；粒度为400-600目的硅藻土45％，加水混合制备出可吸收工业废气和汽车尾气的面砖表层材料。
实施例6
称取下述重量份的材料：水泥11份；骨料，其包括：沙或黑刚玉耐磨砂20份，10-40目的废玻璃4份；光合剂混合材料2.5份；所述光合剂混合材料包括含有下述重量百分比的材料：粒度为10-50nm的锐矿型纳米二氧化钛35％；粒度为1-100nm的纳米氧化锌30％；活性炭粉15％；粒度为400-600目的硅藻土20％，加水混合制备出可吸收工业废气和汽车尾气的面砖表层材料。
实施例7
称取下述重量份的材料：水泥9份；骨料，其包括：沙或黑刚玉耐磨砂22份，10-40目的废玻璃7份；光合剂混合材料1.3份；所述光合剂混合材料包括含有下述重量百分比的材料：粒度为10-50nm的锐矿型纳米二氧化钛30％；粒度为1-100nm的纳米氧化锌10％；活性炭粉15％；粒度为400-600目的硅藻土45％，加水混合制备出可吸收工业废气和汽车尾气的面砖表层材料。
将实施例1至7中制备的面砖表层材料作为表面层压制在面砖的基础层上即成为可吸收工业废气和汽车尾气的面砖，所述面砖的基础层可以是地砖，建筑外墙砖，建筑内墙砖等。
实施例8
可吸收工业废气和汽车尾气的涂料，包括下述重量百分比的材料：光合剂混合材料1％，建筑涂料99％，所述光合剂混合材料包括下述重量百分比的材料：粒度为10-50nm的锐矿型纳米二氧化钛10％；粒度为1-100nm的纳米氧化锌30％；活性炭粉15％；粒度为400-600目的硅藻土45％。本实施例中所述建筑涂料为武汉远城狮子山化工涂料厂生产的104外墙涂料，当然，根据实际需求也可选用丙烯酸乳液涂料或过氯乙烯涂料。
实施例9
可吸收工业废气和汽车尾气的涂料，包括下述重量百分比的材料：光合剂混合材料20％，建筑涂料80％，所述光合剂混合材料包括下述重量百分比的材料：粒度为10-50nm的锐矿型纳米二氧化钛10％；粒度为10-50nm的锐矿型纳米二氧化钛30％；粒度为1-100nm的纳米氧化锌25％；活性炭粉15％；粒度为400-600目的硅藻土30％。本实施例中，所述建筑涂料为武汉远城狮子山化工涂料厂生产的106内墙涂料，当然，根据需要也可选用803内墙涂料。
实施例10
可吸收工业废气和汽车尾气的涂料，包括下述重量百分比的材料：光合剂混合材料5％，建筑涂料95％，所述光合剂混合材料包括下述重量百分比的材料：粒度为10-50nm的锐矿型纳米二氧化钛35％；粒度为1-100nm的纳米氧化锌18％；活性炭粉2％；粒度为400-600目的硅藻土45％。本实施例中，所述建筑涂料为湖北远成药业有限公司生产的过氯乙烯地面涂料，当然，也可选用苯乙烯地面涂料。
实施例11
可吸收工业废气和汽车尾气的涂料，包括下述重量百分比的材料：光合剂混合材料15％，建筑涂料85％，所述光合剂混合材料包括下述重量百分比的材料：粒度为10-50nm的锐矿型纳米二氧化钛35％；粒度为1-100nm的纳米氧化锌30％；活性炭粉15％；粒度为400-600目的硅藻土20％。本实施例中，所述建筑涂料为湖北远成药业有限公司生产的过氯乙烯地面涂料，当然，也可选用苯乙烯地面涂料。
实施例12
可吸收工业废气和汽车尾气的涂料，包括下述重量百分比的材料：光合剂混合材料10％，建筑涂料90％，，所述光合剂混合材料包括下述重量百分比的材料：粒度为10-50nm的锐矿型纳米二氧化钛30％；粒度为1-100nm的纳米氧化锌10％；活性炭粉15％；粒度为400-600目的硅藻土45％。所述建筑涂料为湖北远成药业有限公司生产的过氯乙烯地面涂料，当然，也可选用苯乙烯地面涂料。
实施例13
可吸收工业废气和汽车尾气的涂料，包括下述重量百分比的材料：光合剂混合材料10％，建筑涂料90％，，所述光合剂混合材料包括下述重量百分比的材料：粒度为10-50nm的锐矿型纳米二氧化钛15％；粒度为1-100nm的纳米氧化锌28％；活性炭粉14％；粒度为400-600目的硅藻土43％。所述建筑涂料为湖北远成药业有限公司生产的过氯乙烯地面涂料，当然，也可选用苯乙烯地面涂料。
实施例8至13中的也可不选用建筑涂料，而是改用相同百分比的油漆涂料，所述油漆涂料可以是调和漆或磁漆。
为测试上述实施例中，所制备的材料的吸收废气的能力，将重量比为1∶3的水泥和沙石再加水混合而制成作为基础层的地砖，将实施例1至7中所制备的面砖表层材料分别压制在所述地砖上，制成可吸附工业废气和汽车尾气的面砖，将实施例8至13中所制备的涂料分别均匀涂布在采用同样方法制备的地砖上。当然也可依本领域的常规方案配制出地砖作为基础层。分别测试带有不同成分面砖表层材料和涂料的地砖其对TVOC(挥发性有机物)的吸收率，测定依据是按照《室内空气净化产品净化效果测定方法》，检测设备为气相色谱仪，检测方法如下：1.试验在两个密闭的1.5m3的测试舱中进行，一个为样品舱，另一个为空白舱，将各实施例中生产的地砖放在样品舱内；2.将TVOC释放源分别放入两舱内，开启风扇，使释放源与舱内空气混合均匀，趋于平衡，关闭风扇，测其浓度为初始浓度值；3.在24h后分别对样品舱和空白舱采样并测定其TVOC的浓度值，用空白舱与样品舱中显示的浓度的差值除以空白舱中的浓度得出表面设有面砖表层材料或涂有涂料的地砖对TVOC的吸收率。具体测试结果如表1所示：
表1对TVOC(挥发性有机物)的吸收率
本发明还将表面设有实施例1至7所生产的面砖表层材料的地砖委托国家室内环境与室内环保产品质量监督检验中心做了相关检测，具体如表2所示。
表2国家检测情况
由上述检测结果可看出，采用本发明制作的地砖不仅能吸收废气而且其能力较强。可见，本发明的可吸收工业废气和汽车尾气的光合剂混合材料在面砖、涂料上有广泛的应用。
Claims (10)
1.一种可吸收工业废气和汽车尾气的光合剂混合材料，其特征在于，由下述重量百分比的材料组成：
锐矿型纳米二氧化钛10-35％；
纳米氧化锌10-30％；
活性炭粉2-15％；
硅藻土20-45％。
2.根据权利要求1所述的可吸收工业废气和汽车尾气的光合剂混合材料，其特征在于：由下述重量百分比的材料组成：
锐矿型纳米二氧化钛15-30％；
纳米氧化锌10-25％；
活性炭粉2-15％；
硅藻土30-45％。
3.根据权利要求1或2所述的可吸收工业废气和汽车尾气的光合剂混合材料，其特征在于：由下述重量百分比的材料组成：
锐矿型纳米二氧化钛28％；
纳米氧化锌22％；
活性炭粉15％；
硅藻土35％。
4.一种面砖表层材料，其特征在于：由下述重量份的材料组成：
水泥7-12份；
骨料，其由沙或黑刚玉耐磨砂20-35份，废玻璃0-12份；
光合剂混合材料1-3份组成；
所述光合剂混合材料由下述重量百分比的材料组成：
锐矿型纳米二氧化钛10-35％；
纳米氧化锌10-30％；
活性炭粉2-15％；
硅藻土20-45％。
5.根据权利要求4所述的面砖表层材料，其特征在于：由下述重量份的材料组成，
水泥9-11份；
骨料，其由沙或黑刚玉耐磨砂25-30份，废玻璃5-10份；
光合剂混合材料1-2份组成；
所述光合剂混合材料由下述重量百分比的材料组成：
锐矿型纳米二氧化钛15-30％；
纳米氧化锌10-25％；
活性炭粉2-15％；
硅藻土30-45％。
6.一种面砖，其特征在于：由基础层和表面层组成，所述表面层由含有下述重量份的材料组成：
水泥7-12份；
骨料，其由沙或黑刚玉耐磨砂20-35份，废玻璃0-12份；
光合剂混合材料1-3份组成；
所述光合剂混合材料由下述重量百分比的材料组成：
锐矿型纳米二氧化钛10-35％；
纳米氧化锌10-30％；
活性炭粉2-15％；
硅藻土20-45％。
7.一种可吸收工业废气和汽车尾气的涂料，其特征在于：由下述重量百分比的材料组成：光合剂混合材料1-20％，建筑涂料或油漆涂料80-99％，所述光合剂混合材料由下述重量百分比的材料组成：
锐矿型纳米二氧化钛10-35％；
纳米氧化锌10-30％；
活性炭粉2-15％；
硅藻土20-45％。
8.根据权利要求7所述的可吸收工业废气和汽车尾气的涂料，其特征在于：由下述重量百分比的材料组成：光合剂混合材料5-15％，建筑涂料或油漆涂料85-95％，所述光合剂混合材料由下述重量百分比的材料组成：
锐矿型纳米二氧化钛15-30％；
纳米氧化锌10-25％；
活性炭粉2-15％；
硅藻土30-45％。
9.根据权利要求7或8所述的可吸收工业废气和汽车尾气的涂料，其特征在于：所述建筑涂料包括：外墙涂料，内墙涂料或地面涂料；所述油漆涂料包括：调和漆或磁漆。
10.权利要求1所述的可吸收工业废气和汽车尾气的光合剂混合材料在面砖、涂料上的应用。
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| CN101947431A (zh) | 2011-01-19 |
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