CN108329809A

CN108329809A - 用于空气净化的窗纱涂料的制备方法

Info

Publication number: CN108329809A
Application number: CN201810053820.5A
Authority: CN
Inventors: 左小虎; 王俊杰; 武青松; 姜岩
Original assignee: Hefei Chen Yi Trade Co Ltd
Current assignee: Hefei Chen Yi Trade Co Ltd
Priority date: 2018-01-19
Filing date: 2018-01-19
Publication date: 2018-07-27

Abstract

本发明涉及窗纱技术领域，具体涉及一种用于空气净化的窗纱涂料的制备方法；包括：(1)备料；(2)将3‑乙基‑3‑丁氧杂环甲醇溶于有机溶剂，加入引发剂、钛源、锌源和高岭土，在50～60℃的温度下回流5～10h，然后加入沉淀剂沉淀，将沉淀物在真空条件下干燥至恒重，接着升温至270～300℃继续煅烧1～3h，得到改性超支化聚醚；(3)将步骤(2)中的改性超支化聚醚与胶体石墨粉混合，然后分散到溶剂型热固化树脂中，配以稀释剂、固化剂，经高速搅拌15～20min，得到所述的窗纱涂料；本发明通过在超支化聚醚的形成过程中引入钛源、锌源，钛源和锌源在超支化聚醚的分子孔道内原位转化为氧化钛和氧化锌，对吸附的颗粒污染物中的有机物进行快速分解，快速净化空气。

Description

用于空气净化的窗纱涂料的制备方法

技术领域

本发明涉及窗纱技术领域，具体涉及一种用于空气净化的窗纱涂料的制备方法。

背景技术

窗纱，又称纱窗，是一种设置在窗户上，起到阻挡飞虫而不影响室内通风换气的网状结构。随着人们生活水平的提高，人们对窗纱的功能要求已不能单单停留在阻挡飞虫上了。

一味追求的经济的快速发展已酿成了严重的环境污染，导致空气质量下降，空气中PM2.5含量增加，烟尘、粉尘和飘尘等大量颗粒污染物很容易通过窗纱通孔换气的过程中进入室内，从而严重的影响到室内的空气质量，导致通风换气的得不偿失。现有技术中也有许多窗纱的改进产品，其最终的目的也都是实现室内清新空气的目的。如申请号为“201510732389.3”的中国专利公开了一种防霾透气窗纱，通过负离子涂料制备的负离子膜，然后与窗纱加工成负离子窗纱膜，通过负离子对透过窗纱的带正电的颗粒污染物的吸附，使颗粒污染物凝聚并沉降下来；但是这种窗纱上的负离子膜出现饱和后对颗粒污染物的吸附能力会下降，并且清理的时候也较为麻烦，容易造成窗纱微孔的阻塞，影响透气量。又如申请号为“201610471050.7”的中国专利公开了一种可净化空气的驻极体纱窗系统，包括纱窗主体，所述的纱窗主体包括纱窗网丝及布设在纱窗网丝上的驻极体，通过驻极体对空气中的微小颗粒杂质进行吸附，从而达到空气净化的目的，并且在空气流通量大时，产生的摩擦使驻极体质丝线可以静电吸附较大的颗粒，从而达到更好的空气净化的效果。但是这种纱窗系统中的纱窗网丝也会面临清洗困难的窘境。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种用于空气净化的窗纱涂料的制备方法，得到的窗纱涂料涂覆在纱窗网丝上不仅能满足颗粒污染物吸附、杀菌要求，确保空气净化效果，同时其具有较低的摩擦系数，便于窗纱的清理。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种用于空气净化的窗纱涂料的制备方法，包括以下步骤：

(1)备料：以所述窗纱涂料的总重量为1为基准，按如下重量份准备原料：3-乙基-3-丁氧杂环甲醇72～95份、引发剂0.5～2份、钛源3～15份、锌源5～20份、胶体石墨粉5～15份、高岭土3～8份、沉淀剂3～7份；

(2)将单体3-乙基-3-丁氧杂环甲醇溶于1.2～2倍量的有机溶剂，加入引发剂、钛源、锌源和高岭土，在50～60℃的温度下回流5～10h，得到反应混合物，然后加入沉淀剂沉淀，将沉淀物在真空条件下干燥至恒重，接着升温至270～300℃继续煅烧1～3h，得到改性超支化聚醚；

(3)将步骤(2)中的改性超支化聚醚与胶体石墨粉加入高速混合机中进行混合，然后分散到溶剂型热固化树脂中，配以稀释剂、固化剂，经高速搅拌15～20min，得到所述的窗纱涂料。

本发明中，通过在超支化聚醚形成的过程中引入钛源、锌源和高岭土，在高温处理下，钛源和锌源在超支化聚醚的分子孔道内原位转化为氧化钛和氧化锌，得到所述的改性超支化聚醚，接着与胶体石墨粉共混并配成涂料，该涂料涂覆到窗纱的纱窗网丝上形成涂层，当空气通过纱窗网丝进行室内外空气流通时，微小的颗粒杂质被吸附，此时，处于分子孔道内的氧化铁、氧化锌快速分解有机物，推进颗粒污染物的降解，同时，该胶体石墨粉的存在，降低了涂层表面的摩擦系数，颗粒污染物无法吸附牢固，易被清洁，消除了窗纱难以清理的烦恼。

本发明对所述的有机溶剂不做特殊的要求，具体的，可以选自乙醇、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、三氯甲烷、N,N’-二甲基甲酰胺、N,N’-二甲基乙酰胺、四氢呋喃、N-甲基-吡咯烷酮中的一种。

根据本发明，本发明中所述的引发剂为三氟化硼乙醚。

根据本发明，本发明中所述的钛源可以在较宽的范围内选择，作为优选的，所述的钛源选自钛酸酯，所述钛酸酯为钛酸四乙酯、钛酸四丙酯和钛酸四丁酯中的至少一种；

本发明所述的锌源可以在较宽的范围内进行选择，作为优选的，所述锌源选自氯化锌、硝酸锌、硫酸锌、醋酸锌和碳酸锌中的至少一种。

根据本发明，本发明所述的胶体石墨粉的作用在于填充在涂料中，形成具有低摩擦系数的涂层表面，降低颗粒污染物的粘附能力，避免难以去除导致窗纱难以清理，需要注意的是，该粘附能力的降低并不是意味着颗粒污染物无法被涂层吸附进行有机物的降解反应，其仅仅是为了确保所述的涂层表面具有较低的摩擦系数，方便污染物的清理，作为优选的，所述的胶体石墨粉的粒径为1～5μm。

本发明中，高岭土的作用在于吸附空气中的污染物，其填充在涂料中，对透过窗纱的微小颗粒物进行吸附。同时，在本发明的制备方法中，在高温处理使钛源和锌源转化为氧化钛和氧化锌的同时，高岭土失去层间分子水，提供较多的吸附点位，此处理温度并不会改变高岭土的结构。优选的，为了确保高岭土的吸附能力，所述的高岭土的粒径为3～10μm。

根据本发明，所述的沉淀剂为离子水、无水乙醚、石油醚中的一种或一种以上按任意比例的混合物。

本发明的步骤(3)中，改性超支化聚醚与胶体石墨粉进行高速混合后，加入到溶剂型热固化树脂中，然后配以稀释剂、固化剂，再高速搅拌15～20min，即可得到所述的窗纱涂料。

其中，所述的溶剂型热固化树脂为溶剂型热固化丙烯酸树脂；所述的稀释剂可以选自常规的有机试剂，如丁酮、甲苯，或其组合；所述的固化剂为热固型异氰酸酯固化剂。

作为优选的，所述的溶剂型热固化树脂的用量为所述改性超支化聚醚与胶体石墨粉总重量的0.5～1倍；所述的稀释剂的重量为溶剂型热固化树脂的1～3倍，所述的固化剂的重量为溶剂型热固化树脂的0.2～0.5倍。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

1、本发明提供的窗纱涂料，通过在超支化聚醚的形成过程中引入钛源、锌源，在高温处理时，钛源和锌源在超支化聚醚的分子孔道内原位转化为氧化钛和氧化锌，对吸附的颗粒污染物中的有机物进行快速分解，大幅推进降解反应，快速净化空气；

2、本发明提供的窗纱涂料中，在超支化聚醚的形成过程中还引入了高岭土，高岭土在该煅烧温度下失去层间吸附的分子水，提供较多的吸附点位，便于后续对微小颗粒物的吸附；同时，填充在涂料中的胶体石墨粉使得涂层表面具有较低的摩擦系数，避免了颗粒污染物粘附在纱窗网丝上难以清理的窘境；

3、本发明提供的窗纱涂料的制备方法，工艺简单，易于实现。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。

实施例1

一种用于空气净化的窗纱涂料的制备方法：

(1)将800g单体3-乙基-3-丁氧杂环甲醇溶于1200g的乙醇，加入10g引发剂三氟化硼乙醚、100g钛酸四乙酯、130g氯化锌和50g高岭土(粒径为8μm)，在55℃的温度下流8h，得到反应混合物，然后加入50g沉淀剂离子水沉淀，将沉淀物在真空条件下100℃干燥至恒重，接着升温至280℃继续煅烧2h，得到改性超支化聚醚；

(2)将步骤(1)中的改性超支化聚醚与100g胶体石墨粉(购自青岛欧尔石墨有限公司，牌号为Oer-F00，粒径为1μm)加入高速混合机中进行混合，然后分散到2000g溶剂型热固化丙烯酸树脂(购自日本DIC公司)中，配以2000g稀释剂甲苯、800g热固型异氰酸酯固化剂(购自日本DIC公司)，经高速搅拌18min，得到所述的窗纱涂料。

实施例2

一种用于空气净化的窗纱涂料的制备方法：

(1)将780g单体3-乙基-3-丁氧杂环甲醇溶于1170g的甲苯，加入10g引发剂三氟化硼乙醚、90g钛酸四丙酯、80g硝酸锌和40g高岭土(粒径为5μm)，在53℃的温度下回流6h，得到反应混合物，然后加入40g沉淀剂无水乙醚沉淀，将沉淀物在真空条件下100℃干燥至恒重，接着升温至280℃继续煅烧2h，得到改性超支化聚醚；

(2)将步骤(1)中的改性超支化聚醚与90g胶体石墨粉(购自青岛欧尔石墨有限公司，牌号为Oer-F0，粒径为2μm)加入高速混合机中进行混合，然后分散到1840g溶剂型热固化丙烯酸树脂(购自日本DIC公司)中，配以3680g稀释剂丁酮、550g热固型异氰酸酯固化剂(购自日本DIC公司)，经高速搅拌20min，得到所述的窗纱涂料。

实施例3

一种用于空气净化的窗纱涂料的制备方法：

(1)将720g单体3-乙基-3-丁氧杂环甲醇溶于864g的二甲苯，加入5g引发剂三氟化硼乙醚、30g钛酸四乙酯、50g硝酸锌和30g高岭土(粒径为3μm)，在50℃的温度下回流10h，得到反应混合物，然后加入30g沉淀剂离子水沉淀，将沉淀物在真空条件下100℃干燥至恒重，接着升温至270℃继续煅烧3h，得到改性超支化聚醚；

(2)将步骤(1)中的改性超支化聚醚与50g胶体石墨粉(购自青岛欧尔石墨有限公司，牌号为Oer-F1，粒径为4μm)加入高速混合机中进行混合，然后分散到1750g溶剂型热固化丙烯酸树脂(购自日本DIC公司)中，配以5250g稀释剂甲苯、350g热固型异氰酸酯固化剂(购自日本DIC公司)，经高速搅拌15min，得到所述的窗纱涂料。

实施例4

一种用于空气净化的窗纱涂料的制备方法：

(1)将950g单体3-乙基-3-丁氧杂环甲醇溶于1900g的N-甲基-吡咯烷酮，加入20g引发剂三氟化硼乙醚、150g钛酸四丁酯、200g硫酸锌和80g高岭土(粒径为10μm)，在60℃的温度下回流5h，得到反应混合物，然后加入70g沉淀剂离子水沉淀，将沉淀物在真空条件下100℃干燥至恒重，接着升温至300℃继续煅烧1h，得到改性超支化聚醚；

(2)将步骤(1)中的改性超支化聚醚与150g胶体石墨粉(购自青岛欧尔石墨有限公司，牌号为Oer-F00，粒径为1μm)加入高速混合机中进行混合，然后分散到3370g溶剂型热固化丙烯酸树脂(购自日本DIC公司)中，配以6740g稀释剂甲苯、1685g热固型异氰酸酯固化剂(购自日本DIC公司)，经高速搅拌20min，得到所述的窗纱涂料。

对比例1

本实施例与实施例1的用于空气净化的窗纱涂料的制备方法相同，不同的是，所述的步骤(1)中，不添加高岭土，其余不变，制备得到所述的窗纱涂料。

对比例2

本实施例与实施例1的用于空气净化的窗纱涂料的制备方法相同，不同的是，所述的步骤(2)中，不添加胶体石墨粉，其余不变，制备得到所述的窗纱涂料。

性能测试：

本发明提供的窗纱涂料，采用以下测试方法进行性能测试：

1、在六间同样的房间内开展试验，房间内设有两扇窗户利于空气对流，窗户的窗纱采用尼龙作为主要材料，窗纱的微孔大小为1000μm，经喷涂上述实施例1-4及对比例1-2的窗纱涂料后，窗纱的孔隙大小为300μm；在房间内加入空气污染物PM2.5微尘，湿度保持为60％RH，接着加入CO、CO₂、H₂S等燃烧物等有害气体，通过综合质量检测仪检测室内空气质量，并记录不同时间的空气质量指数到表1中。

2、在测试1完成后，对六间房间的窗纱上的污物进行清理，采用干净的抹布进行擦拭，并对抹布擦拭下来的脏污的容易程度按如下标准进行判定：

○：易擦拭，轻抹即可去除脏污；

╳：不易擦拭，擦拭的脏污粘附在窗纱微孔内，难以去除；

测试结果记录到表1中。

表1：

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种用于空气净化的窗纱涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的用于空气净化的窗纱涂料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的引发剂为三氟化硼乙醚。

3.根据权利要求1所述的用于空气净化的窗纱涂料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的钛源选自钛酸酯，所述钛酸酯为钛酸四乙酯、钛酸四丙酯和钛酸四丁酯中的至少一种；

所述锌源选自氯化锌、硝酸锌、硫酸锌、醋酸锌和碳酸锌中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的用于空气净化的窗纱涂料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的胶体石墨粉的粒径为1～5μm。

5.根据权利要求1所述的用于空气净化的窗纱涂料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的高岭土的粒径为3～10μm。

6.根据权利要求1所述的用于空气净化的窗纱涂料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的沉淀剂为离子水、无水乙醚、石油醚中的一种或一种以上按任意比例的混合物。