CN107446427A - 一种纳米光触媒除甲醛涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纳米光触媒除甲醛涂料，属于涂料技术领域，包括以下重量份的原料：氟碳乳液55‑60份、纳米二氧化钛13‑15份、改性二氧化硅7‑9份、改性氢氧化镁3‑7份、十二醇脂1‑2份、硼酸锌4‑6份、磷酸氢二铵5‑7份、植物精油1‑3份、防腐剂0.5‑1.5份、流平剂0.1‑0.8份、紫外线吸收剂0.1‑0.5份、分散剂2‑6份、消泡剂1‑2份、增稠剂1‑2份、乙二醇5‑10份、水适量；本发明还公开了一种纳米光触媒除甲醛涂料的制备方法；本发明环保无污染，强度高，除甲醛能力优异，耐腐蚀、防水阻燃，耐高温。

Description

一种纳米光触媒除甲醛涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体的说，涉及了一种纳米光触媒除甲醛涂料及其制备方法。
背景技术
纳米光触媒是指在光照下，自身不发生化学变化，却可以促进化学反应的物质，其功能就象光合作用中的叶绿素。锐钛型纳米TiO2是最主要的光触媒材料，当其吸收太阳光或其他光源中的能量后，粒子表面的电子被激活，逸离原来的轨道，同时表面生成带正电的空穴。逸出的电子具有强还原性，空穴则具有强氧化性，两者与空气中的水气反应后会生成活性氧和氢氧自由基。活性氧、氢氧自由基能将大部分有机物、污染物、臭气、细菌等氧化分解成无害的二氧化碳和水。
目前，现有技术中的涂料，不具有清除室内空气中甲醛的功效。甲醛气体治理方法主要有物理吸附法、化学反应法、催化氧化法、生物法、复合法和冷等离子体法。各种方法比较来看，光催化氧化法具有在室温下可以使用、能耗低、无二次污染等优点，是一种前景广阔的净化空气的新方法，因此，光催化氧化法在饮用水的消毒和杀毒、各种生物难降解有机废水、工业及生活废水的深度处理等方面有着很广阔的应用前景。
但是，目前的涂料的除甲醛能力不足，而且功能较少，性能低，不能满足市场的需要。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种纳米光触媒除甲醛涂料及其制备方法，环保污染小，强度高，除甲醛能力优异，耐腐蚀、防水阻燃，耐高温。
本发明提供的一种纳米光触媒除甲醛涂料，包括以下重量份的原料：
氟碳乳液55-60份、纳米二氧化钛13-15份、改性二氧化硅7-9份、改性氢氧化镁3-7份、十二醇脂1-2份、硼酸锌4-6份、磷酸氢二铵5-7份、植物精油1-3份、防腐剂0.5-1.5份、流平剂0.1-0.8份、紫外线吸收剂0.1-0.5份、分散剂2-6份、消泡剂1-2份、增稠剂1-2份、乙二醇5-10份、水适量。
作为优选，改性纳米二氧化硅的制备采用气相二氧化硅和钛酸酯偶联剂，首先将称量好的硅烷偶联剂用碳酸二甲酯溶剂溶解，然后与气相二氧化硅充分混合至均匀，放入烘箱中烘干除去溶剂即可。
作为优选，改性氢氧化镁的制备方法为：在氢氧化镁中加入明矾和钛酸酯偶联剂，放入捏合釜中，温度控制在55-58℃，充分搅拌均匀1h，干燥后，粉碎即得。
作为优选，防腐剂为道维希尔-75、1，2-苯并异噻唑啉-3-酮和异噻唑啉酮衍生物的混合物，三者之间的比例为1:2:3；流平剂为聚丙烯酸、羧甲基纤维素、异佛尔酮、二丙酮醇、聚醚聚酯改性有机硅氧烷的一种或二种以上的混合物。
作为优选，分散剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯的一种或二种以上的混合物；紫外线吸收剂为为水杨酸苯酯、紫外线吸收剂UV-P、紫外线吸收剂UV-O、紫外线吸收剂UV-9、紫外线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂UVP-327、紫外线吸收剂RMB的一种或二种以上的混合物。
作为优选，植物精油为薰衣草油、丁香油、百里香油、柠檬油、茶树油、夜来香油的一种或二种以上的混合物。
作为优选，消泡剂为乳化硅油、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷的混合物，四者之间的重量比为3:2:4:1。
作为优选，增稠剂为气相白炭黑、钠基膨润土、有机膨润土、硅藻土、凹凸棒石土、分子筛、硅凝胶的一种或二种以上的混合物。
本发明还提供了一种纳米光触媒除甲醛涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、按上述重量份称取各种原料；
（2）、将改性二氧化硅、改性氢氧化镁、硼酸锌、磷酸氢二铵加入到研磨机内，研磨10min后，过200目筛，得到混合粉料；
（3）、将纳米二氧化钛、氟碳乳液、乙二醇和半数水加入到搅拌机内搅拌10-20min，混合均匀，然后加入到容器内，用光源波长范围为350-380nm的紫外光催化1-3h，接着加入混合粉料，搅拌15-20min后，得到混合液备用；
（4）、将植物精油、十二醇脂、防腐剂、流平剂、紫外线吸收剂、分散剂、消泡剂、增稠剂和半数水加入到另一搅拌机内搅拌10-15min；
（5）、将混合液加入到步骤（4）中搅拌机内，搅拌20-30min后即可。
其中，步骤（3）和步骤（4）中的搅拌速度为600r/min。
本发明的一种纳米光触媒除甲醛涂料及其制备方法，环保污染小，强度高，除甲醛能力优异，耐腐蚀、防水阻燃，耐高温，具体的有益效果如下：
（1）、氟碳乳液具有极佳地耐水性、耐候性好、抗沾污、不黄变、抗碱、抗酸雨、抗盐雾，能保证涂料的优秀的性能；纳米二氧化钛经光催化后成光触媒，光触媒具有优异地净化空气的能力，尤其是吸甲醛能力；
（2）、改性二氧化硅和改性氢氧化镁经过改性后，能大大加强涂料固化后的物理强度、耐高温、耐腐蚀、耐化学性等能力；十二醇脂具有成膜能力，硼酸锌和磷酸氢二铵具有阻燃的能力；植物精油有香气，能除异味、杀菌，而且具有驱虫的效果；
（3）、防腐剂、流平剂、消泡剂、增稠剂、分散剂和紫外线吸收剂的添加能有效地改善和增加涂料的性能；
（4）、各种原料之间对应比例的混合能有效地保证涂料的强度和性能；本发明为水性涂料，环保污染小；制备方法简单、稳定，能有效地将各原料结合在一起。
具体实施方式
以下结合具体实施例对发明作进一步详细的描述。
实施例1
本实施例的一种纳米光触媒除甲醛涂料，包括以下重量份的原料：
氟碳乳液55份、纳米二氧化钛13份、改性二氧化硅7份、改性氢氧化镁3份、十二醇脂1份、硼酸锌4份、磷酸氢二铵5份、植物精油1份、防腐剂0.5份、流平剂0.1份、紫外线吸收剂0.1份、分散剂2份、消泡剂1份、增稠剂1份、乙二醇5份、水适量。
本实施例中，改性纳米二氧化硅的制备采用气相二氧化硅和钛酸酯偶联剂，首先将称量好的硅烷偶联剂用碳酸二甲酯溶剂溶解，然后与气相二氧化硅充分混合至均匀，放入烘箱中烘干除去溶剂即可。
本实施例中，改性氢氧化镁的制备方法为：在氢氧化镁中加入明矾和钛酸酯偶联剂，放入捏合釜中，温度控制在55℃，充分搅拌均匀1h，干燥后，粉碎即得。
本实施例中，防腐剂为道维希尔-75、1，2-苯并异噻唑啉-3-酮和异噻唑啉酮衍生物的混合物，三者之间的比例为1:2:3；流平剂为聚丙烯酸、羧甲基纤维素、异佛尔酮、二丙酮醇、聚醚聚酯改性有机硅氧烷的混合物。
本实施例中，分散剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯的混合物；紫外线吸收剂为为水杨酸苯酯、紫外线吸收剂UV-P、紫外线吸收剂UV-O、紫外线吸收剂UV-9、紫外线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂UVP-327、紫外线吸收剂RMB的混合物。
本实施例中，植物精油为薰衣草油、丁香油、百里香油、柠檬油、茶树油、夜来香油的混合物。
本实施例中，消泡剂为乳化硅油、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷的混合物，四者之间的重量比为3:2:4:1。
本实施例中，增稠剂为气相白炭黑、钠基膨润土、有机膨润土、硅藻土、凹凸棒石土、分子筛、硅凝胶的混合物。
本实施例还提供了一种纳米光触媒除甲醛涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、按上述重量份称取各种原料；
（2）、将改性二氧化硅、改性氢氧化镁、硼酸锌、磷酸氢二铵加入到研磨机内，研磨10min后，过200目筛，得到混合粉料；
（3）、将纳米二氧化钛、氟碳乳液、乙二醇和半数水加入到搅拌机内搅拌10min，混合均匀，然后加入到容器内，用光源波长范围为350nm的紫外光催化1h，接着加入混合粉料，搅拌15min后，得到混合液备用；
（4）、将植物精油、十二醇脂、防腐剂、流平剂、紫外线吸收剂、分散剂、消泡剂、增稠剂和半数水加入到另一搅拌机内搅拌10min；
（5）、将混合液加入到步骤（4）中搅拌机内，搅拌20min后即可。
其中，
步骤（3）和步骤（4）中的搅拌速度为600r/min。
实施例2
本实施例的一种纳米光触媒除甲醛涂料，包括以下重量份的原料：
氟碳乳液58份、纳米二氧化钛14份、改性二氧化硅8份、改性氢氧化镁5份、十二醇脂1.5份、硼酸锌5份、磷酸氢二铵6份、植物精油2份、防腐剂1份、流平剂0.5份、紫外线吸收剂0.3份、分散剂4份、消泡剂1.5份、增稠剂1.5份、乙二醇8份、水适量。
本实施例中，改性纳米二氧化硅的制备采用气相二氧化硅和钛酸酯偶联剂，首先将称量好的硅烷偶联剂用碳酸二甲酯溶剂溶解，然后与气相二氧化硅充分混合至均匀，放入烘箱中烘干除去溶剂即可。
本实施例中，改性氢氧化镁的制备方法为：在氢氧化镁中加入明矾和钛酸酯偶联剂，放入捏合釜中，温度控制在57℃，充分搅拌均匀1h，干燥后，粉碎即得。
本实施例中，防腐剂为道维希尔-75、1，2-苯并异噻唑啉-3-酮和异噻唑啉酮衍生物的混合物，三者之间的比例为1:2:3；流平剂为聚丙烯酸、羧甲基纤维素、异佛尔酮、二丙酮醇、聚醚聚酯改性有机硅氧烷的混合物。
本实施例中，分散剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯的混合物；紫外线吸收剂为为水杨酸苯酯、紫外线吸收剂UV-P、紫外线吸收剂UV-O、紫外线吸收剂UV-9、紫外线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂UVP-327、紫外线吸收剂RMB的混合物。
本实施例中，植物精油为薰衣草油、丁香油、百里香油、柠檬油、茶树油、夜来香油的混合物。
本实施例中，消泡剂为乳化硅油、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷的混合物，四者之间的重量比为3:2:4:1。
本实施例中，增稠剂为气相白炭黑、钠基膨润土、有机膨润土、硅藻土、凹凸棒石土、分子筛、硅凝胶的混合物。
本实施例还提供了一种纳米光触媒除甲醛涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、按上述重量份称取各种原料；
（2）、将改性二氧化硅、改性氢氧化镁、硼酸锌、磷酸氢二铵加入到研磨机内，研磨10min后，过200目筛，得到混合粉料；
（3）、将纳米二氧化钛、氟碳乳液、乙二醇和半数水加入到搅拌机内搅拌15min，混合均匀，然后加入到容器内，用光源波长范围为370nm的紫外光催化2h，接着加入混合粉料，搅拌18min后，得到混合液备用；
（4）、将植物精油、十二醇脂、防腐剂、流平剂、紫外线吸收剂、分散剂、消泡剂、增稠剂和半数水加入到另一搅拌机内搅拌13min；
（5）、将混合液加入到步骤（4）中搅拌机内，搅拌25min后即可。
其中，
步骤（3）和步骤（4）中的搅拌速度为600r/min。
实施例3
本实施例的一种纳米光触媒除甲醛涂料，包括以下重量份的原料：
氟碳乳液60份、纳米二氧化钛15份、改性二氧化硅9份、改性氢氧化镁7份、十二醇脂2份、硼酸锌6份、磷酸氢二铵7份、植物精油3份、防腐剂1.5份、流平剂0.8份、紫外线吸收剂0.5份、分散剂6份、消泡剂2份、增稠剂2份、乙二醇10份、水适量。
本实施例中，改性纳米二氧化硅的制备采用气相二氧化硅和钛酸酯偶联剂，首先将称量好的硅烷偶联剂用碳酸二甲酯溶剂溶解，然后与气相二氧化硅充分混合至均匀，放入烘箱中烘干除去溶剂即可。
本实施例中，改性氢氧化镁的制备方法为：在氢氧化镁中加入明矾和钛酸酯偶联剂，放入捏合釜中，温度控制在58℃，充分搅拌均匀1h，干燥后，粉碎即得。
本实施例中，防腐剂为道维希尔-75、1，2-苯并异噻唑啉-3-酮和异噻唑啉酮衍生物的混合物，三者之间的比例为1:2:3；流平剂为聚丙烯酸、羧甲基纤维素、异佛尔酮、二丙酮醇、聚醚聚酯改性有机硅氧烷的混合物。
本实施例中，分散剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯的混合物；紫外线吸收剂为为水杨酸苯酯、紫外线吸收剂UV-P、紫外线吸收剂UV-O、紫外线吸收剂UV-9、紫外线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂UVP-327、紫外线吸收剂RMB的混合物。
本实施例中，植物精油为薰衣草油、丁香油、百里香油、柠檬油、茶树油、夜来香油的混合物。
本实施例中，消泡剂为乳化硅油、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷的混合物，四者之间的重量比为3:2:4:1。
本实施例中，增稠剂为气相白炭黑、钠基膨润土、有机膨润土、硅藻土、凹凸棒石土、分子筛、硅凝胶的混合物。
本实施例还提供了一种纳米光触媒除甲醛涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、按上述重量份称取各种原料；
（2）、将改性二氧化硅、改性氢氧化镁、硼酸锌、磷酸氢二铵加入到研磨机内，研磨10min后，过200目筛，得到混合粉料；
（3）、将纳米二氧化钛、氟碳乳液、乙二醇和半数水加入到搅拌机内搅拌20min，混合均匀，然后加入到容器内，用光源波长范围为380nm的紫外光催化3h，接着加入混合粉料，搅拌20min后，得到混合液备用；
（4）、将植物精油、十二醇脂、防腐剂、流平剂、紫外线吸收剂、分散剂、消泡剂、增稠剂和半数水加入到另一搅拌机内搅拌15min；
（5）、将混合液加入到步骤（4）中搅拌机内，搅拌30min后即可。
其中，
步骤（3）和步骤（4）中的搅拌速度为600r/min。
根据GB 14907-2002中的检测方法和检测标准，实施例1-3的检测结果如下：
实施例1 实施例2 实施例3 GB 14907-2002
干燥时间，表干，h 5.8 6.0 6.8 ≤24
粘结强度，MPa 0.46 0.55 0.59 ≥0.04
耐暴热性，≥720h 无异常 无异常 无异常 无异常
耐湿热性，≥504h 无异常 无异常 无异常 无异常
耐酸碱性，≥360h 无异常 无异常 无异常 无异常
耐火极限，h 3.8 3.7 3.5 ≥2
以上性能测试表明：实施例1-3不仅具有良好的空气净化能力，强度也十分优异。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种纳米光触媒除甲醛涂料，其特征在于：包括以下重量份的原料：
氟碳乳液55-60份、纳米二氧化钛13-15份、改性二氧化硅7-9份、改性氢氧化镁3-7份、十二醇脂1-2份、硼酸锌4-6份、磷酸氢二铵5-7份、植物精油1-3份、防腐剂0.5-1.5份、流平剂0.1-0.8份、紫外线吸收剂0.1-0.5份、分散剂2-6份、消泡剂1-2份、增稠剂1-2份、乙二醇5-10份、水适量。
2.根据权利要求1所述的纳米光触媒除甲醛涂料，其特征在于：改性纳米二氧化硅的制备采用气相二氧化硅和钛酸酯偶联剂，首先将称量好的硅烷偶联剂用碳酸二甲酯溶剂溶解，然后与气相二氧化硅充分混合至均匀，放入烘箱中烘干除去溶剂即可。
3.根据权利要求1所述的纳米光触媒除甲醛涂料，其特征在于：改性氢氧化镁的制备方法为：在氢氧化镁中加入明矾和钛酸酯偶联剂，放入捏合釜中，温度控制在55-58℃，充分搅拌均匀1h，干燥后，粉碎即得。
4.根据权利要求1所述的纳米光触媒除甲醛涂料，其特征在于：防腐剂为道维希尔-75、1，2-苯并异噻唑啉-3-酮和异噻唑啉酮衍生物的混合物，三者之间的比例为1:2:3；流平剂为聚丙烯酸、羧甲基纤维素、异佛尔酮、二丙酮醇、聚醚聚酯改性有机硅氧烷的一种或二种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的纳米光触媒除甲醛涂料，其特征在于：分散剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯的一种或二种以上的混合物；紫外线吸收剂为为水杨酸苯酯、紫外线吸收剂UV-P、紫外线吸收剂UV-O、紫外线吸收剂UV-9、紫外线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂UVP-327、紫外线吸收剂RMB的一种或二种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的纳米光触媒除甲醛涂料，其特征在于：植物精油为薰衣草油、丁香油、百里香油、柠檬油、茶树油、夜来香油的一种或二种以上的混合物。
7.根据权利要求1所述的纳米光触媒除甲醛涂料，其特征在于：消泡剂为乳化硅油、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷的混合物，四者之间的重量比为3:2:4:1。
8.根据权利要求7所述的纳米光触媒除甲醛涂料，其特征在于：增稠剂为气相白炭黑、钠基膨润土、有机膨润土、硅藻土、凹凸棒石土、分子筛、硅凝胶的一种或二种以上的混合物。
9.根据权利要求1-7任意一项所述的一种纳米光触媒除甲醛涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）、按上述重量份称取各种原料；
（2）、将改性二氧化硅、改性氢氧化镁、硼酸锌、磷酸氢二铵加入到研磨机内，研磨10min后，过200目筛，得到混合粉料；
（3）、将纳米二氧化钛、氟碳乳液、乙二醇和半数水加入到搅拌机内搅拌10-20min，混合均匀，然后加入到容器内，用光源波长范围为350-380nm的紫外光催化1-3h，接着加入混合粉料，搅拌15-20min后，得到混合液备用；
（4）、将植物精油、十二醇脂、防腐剂、流平剂、紫外线吸收剂、分散剂、消泡剂、增稠剂和半数水加入到另一搅拌机内搅拌10-15min；
（5）、将混合液加入到步骤（4）中搅拌机内，搅拌20-30min后即可。
10.根据权利要求9所述的纳米光触媒除甲醛涂料的制备方法，其特征在于：步骤（3）和步骤（4）中的搅拌速度为600r/min。
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