CN108395739A - 一种建筑室内墙面专用自洁防护剂及制备方法和应用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种建筑室内墙面专用自洁防护剂及制备方法和应用方法。将纳米氧化钛、氧化锌量子点、纳米球形玻璃粉、纳米球形硫酸钡、丙烯酸酯乳液、硅酸及分散剂超声分散后得到A液，同时将氢氧化钙清液和明胶液混合得到B液，即得由A液和B液组成的建筑室内墙面专用自洁防护剂；使用中先在墙面喷涂B液成膜，接着喷涂A液，在墙面形成自洁保护膜。该方法通过形成的透明保护膜，使得各类油污、灰尘难以粘附于墙体表面，达到长久自洁的目的，且不影响墙体外观，同时利用光催化降解体系对粘附的油污进行光催化分解，使得油污失去粘性，利用湿布轻擦即可去除，清洁方便且效果佳。

Description

一种建筑室内墙面专用自洁防护剂及制备方法和应用方法
技术领域
本发明涉及家居清洁领域，具体涉及室内墙面的清洁，特别是涉及一种建筑室内墙面专用自洁防护剂及制备方法和应用方法。
背景技术
随着居住条件的不断提升，室内装饰涂料的功能越来越多。纳米技术在建材领域得到了广泛的应用，新技术的应用不但提高了原有材料性能，更赋予原有材料新的使用功能，即材料的高性能化和高功能化。功能性涂料在净化室内环境、调湿方面显现出巨大的优势；节能环保、绿色生态涂料成为发展的主流。
室内净化涂料目前常用的有硅藻泥，这种涂料刷到墙面后，当室内空气中产生了有毒异味，涂料中的吸附剂就能吸附大量有毒异味元素。具有光催化功能的涂料，利用光催化原理能将甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨、TVOC等有害有机物、污染物臭气、细菌、病毒等氧化分解成无害的CO2和H2O。在反应过程中，光触媒产品只起到催化剂的作用，本身不会发生变化和损耗，在光的照射下可以持续不断地分解污染物，如此循环从而为室内空气进行净化。然而，上述涂料墙面的缺陷是极易受灰尘和污物污染，给清洗造成极大的不便，因此研究墙面清洁技术及清洁剂成为重要研究课题。
中国发明专利申请号201610786328.X公开了一种复合型防污防尘保护膜，用于解决现有厨卫和学校墙壁存在着不易清洗的问题。此发明包括PET层，PET层的上侧从下至上依次设置有第一丙烯酸胶层、ETFE层和保护膜层，PET层的下侧从上至下依次设置有第二丙烯酸胶层和离型膜层。厨卫墙面可以通过贴合本材料，即使长时间的油烟熏燎也不会轻易沾上油污，即使偶尔有油污沾上，也可以通过抹布纸巾轻易擦拭，学校墙壁贴合后，即使儿童乱写乱画也可利用纸巾轻易擦拭，更为重要的式由于材料本身具有防尘防污功能，所以可以永久有效，几乎不存在有效期限。
中国发明专利申请号201510140723.6公开了一种建筑物墙面处理用的聚合物乳液界面剂及其制备方法，由A组份和B组份组成，使用时按重量配比为1:1混合；A组份其具体组分如下：羟乙基纤维素;分散剂，石英粉，苯乙烯及丙烯酸酯聚合乳液，稀土纳米Ce-ATO改性丙烯酸树脂，防腐剂，防霉剂，多功能助剂，增稠剂，消泡剂，成膜助剂，水和改性不饱和聚酯树脂；B组份的组成为：硅灰石粉，石英粉，石英砂，磷酸铈，钛酸酯偶联剂，环烷酸钴和过氧化甲乙酮。具有制备工艺简单、附着力较好、耐磨、在光滑表面基材能较好使用的以及封闭性较好等特点。
中国发明专利申请号201710613325.0公开了一种纳米环保自洁墙面漆，包括如下组分：纳米二氧化钛、硅氟材料、钛白粉、高岭土、环氧树脂、甲基纤维素、羟乙基纤维素、硅烷偶联剂、乳化剂、表面活性剂、分散剂、助剂、纯净水。此发明的墙面漆具有良好的吸附分解污染物的效果，且不易吸附灰尘，便于清理，达到自洁的效果；另外，此发明还提供了一种制备上述纳米环保自洁墙面漆的方法，其采用特殊的制备工艺，解决了纳米二氧化钛在涂料体系中容易团聚、絮凝的技术问题，显著提高了纳米二氧化钛涂料净化功能的稳定性和抗干扰性，并将有机硅氟材料包覆在纳米二氧化钛表面，使所制备的墙面漆具有较佳的疏水性能。
中国发明专利申请号201710354677.9公开了一种超疏水能自洁的醇酸防护漆，此发明属于化工技术领域，其配方的特征是：由醇酸树脂的汽油溶液、钴锰稀土、铁红、硬脂酸铜、二氧化硅微粉、超细聚四氟乙烯蜡微粉、乙二醇单丁醚、硅藻土、醋酸仲丁酯组成的。此发明能应用于木材结构、钢铁结构、铁路系统、船舶、桥梁、各类户外户内五金器材的表面，为其作防护之涂料。此发明同时具有微米级及纳米级双重粗糙结构，所以才具有荷叶效应的超疏水自洁功能，使用此发明的产品后，物体的表面不受风雨的侵蚀，光亮如新，长期不需要人工清洁及从复涂刷返新，节省了大量的人力物力，3倍于普通醇酸防护漆的使用寿命，确实是一种超疏水、能自洁、使用寿命长久、性能优异的醇酸防护漆。
根据上述，现有方案中室内涂料墙面极易受灰尘和污物污染，给清洗造成极大的不便，并且常用的具有吸附净化功能的墙面，使得涂料层易吸油吸水，造成污染，而传统的清洁技术难以有效清除，并会对墙面造成破坏。鉴于此，本发明提出了一种建筑室内墙面专用自洁防护剂及制备方法和应用方法，可有效解决上述技术问题。
发明内容
针对目前应用较广的涂料墙面，尤其是硅藻泥和光触媒材料墙面，存在易吸油吸水，极易受灰尘等的污染，难以有效清洗的缺陷，从而影响墙面外观和耐久性，本发明提出一种建筑室内墙面专用自洁防护剂及制备方法和应用方法，从而有效实现了提高了涂料墙面的自洁功能，并且可用湿布擦除，极易清理。
本发明涉及的具体技术方案如下：
一种建筑室内墙面专用自洁防护剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将8~12重量份纳米氧化钛、6~10重量份氧化锌量子点、5~11重量份纳米球形玻璃粉、6~10重量份纳米球形硫酸钡、10~15重量份硅酸及1~2重量份分散剂加入40~64重量份固含量为20~30%的丙烯酸酯乳液中搅拌混合，在循环式多级超声波分散机中进行超声分散，得到自洁防护剂A液；
（2）取55~60重量份质量的氢氧化钙清液，与40~45重量份明胶液混合均匀，即得自洁防护剂B液。
优选的，步骤（1）所述纳米氧化钛的颗粒粒径为60~80nm。
优选的，步骤（1）所述氧化锌量子点为颗粒粒径为2~5nm的纳米氧化锌晶体。
优选的，步骤（1）所述纳米球形玻璃粉的颗粒粒径70~100nm，球形度为0.9~0.95。
优选的，步骤（1）所述纳米球形硫酸钡的颗粒粒径为150~200nm，球形度为0.8~0.9。
优选的，步骤（1）所述分散剂为硬脂酰胺、三硬脂酸甘油酯、硬脂酸单甘油酯、油酸酰或液体石蜡中的至少一种。
优选的，步骤（1）所述超声分散的超声波频率为20~30kHz，时间为30~50min。
优选的，步骤（2）所述明胶液质量浓度为8~10%。
本发明还提供一种上述制备方法制备得到的建筑室内墙面专用自洁防护剂。该自洁防护剂分A液、B液；A液为纳米氧化钛、氧化锌量子点、纳米球形玻璃粉、纳米球形硫酸钡、丙烯酸酯乳液、硅酸、分散剂超声分散后得到；B液为氢氧化钙清液和明胶液组成。使用时，在墙面喷涂B液形成膜，间隔后喷涂A液，A液成膜时，其中的硅酸与底面的钙离子形成硅酸钙，从而形成牢固的保护膜。
进一步的，本发明还提供一种建筑室内墙面专用自洁防护剂的应用方法，优选的，先B液均匀喷涂于乳胶漆墙面，形成厚度为0.05mm的膜，间隔5~10min，将A液均匀喷涂于表面，通过硅酸与钙离子形成硅酸钙，在墙面形成厚度为0.1mm的牢固的保护膜层，各类油污、灰尘难以粘附于表面，实现长久自洁的目的。
本发明提供了一种建筑室内墙面专用自洁防护剂及制备方法和应用方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：
1、提出形成硅酸钙保护膜层制备建筑室内墙面专用自洁防护剂的方法及应用。
2、通过将自洁防护剂喷涂于洁净的乳胶漆墙面，利用硅酸与钙离子形成硅酸钙的原理快速形成透明保护膜，使得各类油污、灰尘难以粘附于墙体表面，达到长久自洁的目的。
3、通过纳米氧化钛、氧化锌量子点、纳米球形玻璃粉、纳米球形硫酸钡组成对光敏感的光催化降解体系，可使表面粘附的油污产生光催化分解，使得油污失去粘性，利用湿布轻擦即可去除，清洁方便且效果好。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。
实施例1
制备过程为：
（1）将9重量份纳米氧化钛、7重量份氧化锌量子点、8重量份纳米球形玻璃粉、9重量份纳米球形硫酸钡、12重量份硅酸及1重量份分散剂加入54重量份固含量为26%的丙烯酸酯乳液中搅拌混合，在循环式多级超声波分散机中进行超声分散，得到自洁防护剂A液；分散剂为硬脂酰胺；超声分散的超声波频率为26kHz，时间为42min；
（2）取58重量份氢氧化钙清液，与42重量份明胶液混合均匀，即得自洁防护剂B液；明胶液质量浓度为9%。
（3）由A液和B液组成双组份建筑室内墙面专用自洁防护剂。
应用方法为：
先将B液均匀喷涂于乳胶漆面的实验面板，形成平均厚度为0.05mm的膜，间隔7min，接着将A液均匀喷涂于表面，通过硅酸与钙离子形成硅酸钙，在墙面形成平均厚度为0.1mm的牢固的保护膜层。
测试方法：
灰尘度：将试件置于灰尘含量为30mg/L的封闭环境中，采用E142灰尘测试带测试套装与易高145灰尘胶带滚压器配合使用，参照结合 BSENISO 8502-3标准，测试1d、5d、15d和30d时试件的灰尘度。
油污粘附量：将试件置于空气中油污含量为30mg/L的封闭环境中，采用SitaCleanoSpector油污检测仪，测试1d、5d、15d和30d时试件的油污粘附量。
通过上述方法测得的实施例1制得的自洁防护剂喷涂于乳胶漆试件的灰尘度、油污粘附量如表1所示。
实施例2
制备过程为：
（1）将8重量份纳米氧化钛、6重量份氧化锌量子点、5重量份纳米球形玻璃粉、6重量份纳米球形硫酸钡、10重量份硅酸及1重量份分散剂加入64重量份固含量为20%的丙烯酸酯乳液中搅拌混合，在循环式多级超声波分散机中进行超声分散，得到自洁防护剂A液；分散剂为三硬脂酸甘油酯；超声分散的超声波频率为20kHz，时间为30min；
（2）取55重量份的氢氧化钙清液，与45重量份明胶液混合均匀，即得自洁防护剂B液；明胶液质量浓度为8%。
（3）由A液和B液组成双组份建筑室内墙面专用自洁防护剂。
应用方法为：
先将B液均匀喷涂于乳胶漆面的实验板，形成平均厚度为0.05mm的膜，间隔5min，接着将A液均匀喷涂于表面，通过硅酸与钙离子形成硅酸钙，在墙面形成平均厚度为0.1mm的牢固的保护膜层。
测试方法：
灰尘度：将试件置于灰尘含量为30mg/L的封闭环境中，采用E142灰尘测试带测试套装与易高145灰尘胶带滚压器配合使用，参照结合 BSENISO 8502-3标准，测试1d、5d、15d和30d时试件的灰尘度。
油污粘附量：将试件置于空气中油污含量为30mg/L的封闭环境中，采用SitaCleanoSpector油污检测仪，测试1d、5d、15d和30d时试件的油污粘附量。
通过上述方法测得的实施例2制得的自洁防护剂喷涂于乳胶漆试件的灰尘度、油污粘附量如表1所示。
实施例3
制备过程为：
（1）将12重量份纳米氧化钛、10重量份氧化锌量子点、11重量份纳米球形玻璃粉、10重量份纳米球形硫酸钡、15重量份硅酸及2重量份分散剂加入40重量份固含量为30%的丙烯酸酯乳液中搅拌混合，在循环式多级超声波分散机中进行超声分散，得到自洁防护剂A液；分散剂为硬脂酸单甘油酯；超声分散的超声波频率为30kHz，时间为50min；
（2）取60重量份的氢氧化钙清液，与40重量份明胶液混合均匀，即得自洁防护剂B液；明胶液质量浓度为10%。
（3）由A液和B液组成双组份建筑室内墙面专用自洁防护剂。
应用方法为：
先将B液均匀喷涂于乳胶漆面的实验板，形成平均厚度为0.05mm的膜，间隔10min，接着将A液均匀喷涂于表面，通过硅酸与钙离子形成硅酸钙，在墙面形成平均厚度为0.1mm的牢固的保护膜层。
测试方法：
灰尘度：将试件置于灰尘含量为30mg/L的封闭环境中，采用E142灰尘测试带测试套装与易高145灰尘胶带滚压器配合使用，参照结合 BSENISO 8502-3标准，测试1d、5d、15d和30d时试件的灰尘度。
油污粘附量：将试件置于空气中油污含量为30mg/L的封闭环境中，采用SitaCleanoSpector油污检测仪，测试1d、5d、15d和30d时试件的油污粘附量。
通过上述方法测得的实施例3制得的自洁防护剂喷涂于乳胶漆试件的灰尘度、油污粘附量如表1所示。
实施例4
制备过程为：
（1）将9重量份纳米氧化钛、7重量份氧化锌量子点、7重量份纳米球形玻璃粉、8重量份纳米球形硫酸钡、11重量份硅酸及1重量份分散剂加入57重量份固含量为22%的丙烯酸酯乳液中搅拌混合，在循环式多级超声波分散机中进行超声分散，得到自洁防护剂A液；分散剂为硬脂酸单甘油酯；超声分散的超声波频率为22kHz，时间为35min；
（2）取56重量份的氢氧化钙清液，与44重量份明胶液混合均匀，即得自洁防护剂B液；明胶液质量浓度为8%。
（3）由A液和B液组成双组份建筑室内墙面专用自洁防护剂。
应用方法为：
先将B液均匀喷涂于乳胶漆面的实验面板，形成平均厚度为0.05mm的膜，间隔9min，接着A液均匀喷涂于表面，通过硅酸与钙离子形成硅酸钙，在墙面形成平均厚度为0.1mm的牢固的保护膜层。
测试方法：
灰尘度：将试件置于灰尘含量为30mg/L的封闭环境中，采用E142灰尘测试带测试套装与易高145灰尘胶带滚压器配合使用，参照结合 BSENISO 8502-3标准，测试1d、5d、15d和30d时试件的灰尘度。
油污粘附量：将试件置于空气中油污含量为30mg/L的封闭环境中，采用SitaCleanoSpector油污检测仪，测试1d、5d、15d和30d时试件的油污粘附量。
通过上述方法测得的实施例4制得的自洁防护剂喷涂于乳胶漆试件的灰尘度、油污粘附量如表1所示。
对比例1
以乳胶漆面的实验面板为空白参考。
测试方法：
将对比例1为未涂防护剂的乳胶漆面。
灰尘度：将试件置于灰尘含量为30mg/L的封闭环境中，采用E142灰尘测试带测试套装与易高145灰尘胶带滚压器配合使用，参照结合 BSENISO 8502-3标准，测试1d、5d、15d和30d时试件的灰尘度。
油污粘附量：将试件置于空气中油污含量为30mg/L的封闭环境中，采用SitaCleanoSpector油污检测仪，测试1d、5d、15d和30d时试件的油污粘附量。
通过上述方法测得的对比例1制得的自洁防护剂喷涂于乳胶漆试件的灰尘度、油污粘附量如表1所示。
表1：

Claims (10)

1.一种建筑室内墙面专用自洁防护剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将8~12重量份纳米氧化钛、6~10重量份氧化锌量子点、5~11重量份纳米球形玻璃粉、6~10重量份纳米球形硫酸钡、10~15重量份硅酸及1~2重量份分散剂加入40~64重量份固含量为20~30%的丙烯酸酯乳液中搅拌混合，在循环式多级超声波分散机中进行超声分散，得到自洁防护剂A液；
（2）取55~60重量份氢氧化钙清液，与40~45重量份明胶液混合均匀，即得自洁防护剂B液。
2.根据权利要求1所述一种建筑室内墙面专用自洁防护剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述纳米氧化钛的颗粒粒径为60~80nm。
3.根据权利要求1所述一种建筑室内墙面专用自洁防护剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述氧化锌量子点为颗粒粒径为2~5nm的纳米氧化锌晶体。
4.根据权利要求1所述一种建筑室内墙面专用自洁防护剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述纳米球形玻璃粉的颗粒粒径70~100nm，球形度为0.9~0.95。
5.根据权利要求1所述一种建筑室内墙面专用自洁防护剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述纳米球形硫酸钡的颗粒粒径为150~200nm，球形度为0.8~0.9。
6.根据权利要求1所述一种建筑室内墙面专用自洁防护剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述分散剂为硬脂酰胺、三硬脂酸甘油酯、硬脂酸单甘油酯、油酸酰或液体石蜡中的至少一种。
7.根据权利要求1所述一种建筑室内墙面专用自洁防护剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述超声分散的超声波频率为20~30kHz，时间为30~50min。
8.根据权利要求1所述一种建筑室内墙面专用自洁防护剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述明胶液质量浓度为8~10%。
9.权利要求1~8任一项所述制备方法制备得到的一种建筑室内墙面专用自洁防护剂，其特征在于：所述自洁防护剂分A液和B液。
10.权利要求9所述所述一种建筑室内墙面专用自洁防护剂的应用方法，其特征在于，具体方法如下：先将B液均匀喷涂于乳胶漆墙面，形成厚度为0.05mm的膜，间隔5~10min，接着将A液均匀喷涂于表面，通过硅酸与钙离子形成硅酸钙，在墙面形成厚度为0.1mm的牢固的保护膜层。
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