CN108753064A - 一种液态贝壳粉涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液态贝壳粉涂料及其制备方法。该液态贝壳粉涂料由以下按重量份数计的原料制成：改性贝壳粉50～80份、高岭土1～2份、硅藻土1～5份、二氧化钛复合光催化剂10～20份、聚合物20～30份、淀粉胶体5～10份、海藻酸钠1～2份、润湿剂2～5份、分散剂1～3份、增稠剂1～3份、水40～60份。本发明所提供的液态贝壳粉涂料符合国家绿色生态建筑材料的政策要求，解决了日益严重的室内甲醛气体问题，并以良好的性能取代目前常用室内装饰涂料，其制备工艺简单，有利于降低成本和安全性，开拓了新型功能材料的途径，该涂料的甲醛吸附率高达87.4％，而且本发明的液态贝壳粉涂料还具有附着力强，涂层坚硬，经测试，其耐擦洗次数高达5000次以上。

Description

一种液态贝壳粉涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，特别涉及一种液态贝壳粉涂料及其制备方法。
背景技术
室内空气品质对人体的健康至关重要，不良的室内空气品质会给人们带来诸如眼睛、鼻子或者咽喉刺激感激头痛、疲劳、烦躁、恶心等多种不适和病症。如果人们长期暴露于某些毒性较大的室内污染物中，呼吸及神经等器官就会受到损害，严重者还会引发癌症甚至是死亡威胁。其中传统内墙乳胶漆其树脂以及部分助剂含甲醛释放组分，会加剧室内甲醛污染。，因此，着力减少甲醛在室内的释放成为提高室内空气品质的一条重要途径。
随着环保观念的普及，人们对健康越来越关注，减少室内甲醛排放越来越成为室内装饰涂料的研发重点，特别是以贝壳粉为主要原料制备的贝壳粉涂料绿色环保，受到越来越多的关注。
发明内容
本发明旨在是提供一种液态贝壳粉涂料及其制备方法，以解决上述技术问题。
本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：
第一方面，本发明提供的一种液态贝壳粉涂料，由以下按重量份数计的原料制成：改性贝壳粉50～80份、高岭土1～2份、硅藻土1～5份、二氧化钛复合光催化剂10～20份、聚合物20～30份、淀粉胶体5～10份、海藻酸钠1～2份、润湿剂2～5份、分散剂1～3份、增稠剂1～3份、水40～60份。
优选的，所述改性贝壳粉为采用下述方法制得：
将贝壳粉加入到柠檬酸溶液中，酸活化2～4h后得到酸活化贝壳粉混合液，将所得酸活化贝壳粉混合液在500～650℃下热活化0.5-1h后，经粉碎制得改性贝壳粉，其中，所述贝壳粉与柠檬酸溶液的重量比为0.1～0.3:1，所述柠檬酸溶液的质量浓度为4～10wt％。
优选的，所述改性贝壳粉的大小为500～800目。
优选的，所述二氧化钛复合光催化剂为采用下述方法制得：
将钛酸乙酯、木质素依次缓慢加入到乙醇中，超声分散0.5～2h，得到前驱体溶液，随后采用酸溶液调节所述前驱体溶液的pH值至1～5，在60～100℃下水热反应3～6h后，再静置6～24h，经洗涤、离心分离得到沉淀物，将得到的沉淀物干燥、研磨后，置于400～600℃下煅烧2～3h，得到二氧化钛复合光催化剂。
进一步优选的，所述钛酸乙酯与所述木质素的质量比为1～2:1。
进一步优选的，所述钛酸乙酯与所述乙醇的质量比10～20:1。
进一步优选的，所述酸溶液为浓盐酸、浓硝酸、浓硫酸、冰醋酸中一种或多种。
优选的，所述二氧化钛复合光催化剂的平均粒径为10～30nm。
优选的，所述聚合物为醋酸乙烯-乙烯共聚物。
第二方面，本发明提供的一种如第一方面所述的液态贝壳粉涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按配方量，向水中加入海藻酸钠、淀粉胶体、分散剂后，在300～500r/min的条件下搅拌分散15～30min制得浆料；
(2)按配方量，将改性贝壳粉、高岭土、硅藻土、二氧化钛复合光催化剂加入到步骤(1)所得的浆料中，在300～500r/min的条件下搅拌分散30～60min制得基料；
(3)按配方量，将聚合物、润湿剂、增稠剂加入到步骤(2)所得基料中，在500～800r/min的条件下搅拌分散20～30min制得液态贝壳粉涂料。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明所提供的液态贝壳粉涂料符合国家绿色生态建筑材料的政策要求，解决了日益严重的室内甲醛气体问题，并以良好的性能取代目前常用室内装饰涂料，其制备工艺简单，有利于降低成本和安全性，开拓了新型功能材料的途径。值得一提的是，本发明所用的贝壳粉经过酸活化和热活化后，其内部形成空穴结构，具有良好的水呼吸功能，在低气压，高湿度状态下墙面不结露，而在干燥的情况下，可以将墙内储藏的水分缓缓释放；另外，本发明所述二氧化钛复合催化剂中的二氧化钛同时具有一定比例的锐钛矿相和金红石相，因而具有更高的催化活性；钛酸乙酯直接进入木质素的多孔结构中，形成包覆结构，通过在400～600℃的低温煅烧条件下，在生成多孔结构木炭的同时，在孔道内部生成了二氧化钛，复合材料的分散性好，活性高，而且在生成锐钛矿相二氧化钛的同时可产生一定比例的金红石相二氧化钛，使得其具有更高的催化活性，从而极大提高了液态贝壳粉涂料的对甲醛的吸附效率，甲醛吸附率高达87.4％，而且本发明的液态贝壳粉涂料还具有附着力强，涂层坚硬，经测试，其耐擦洗次数高达5000次以上。
附图说明
图1为液态贝壳粉涂料的制备方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
第一方面，本发明提供的一种液态贝壳粉涂料，由以下按重量份数计的原料制成：改性贝壳粉50～80份、高岭土1～2份、硅藻土1～5份、二氧化钛复合光催化剂10～20份、聚合物20～30份、淀粉胶体5～10份、海藻酸钠1～2份、润湿剂2～5份、分散剂1～3份、增稠剂1～3份、水40～60份。
在本发明实施例方式中，所述改性贝壳粉为采用下述方法制得：
将贝壳粉加入到柠檬酸溶液中，酸活化2～4h后得到酸活化贝壳粉混合液，将所得酸活化贝壳粉混合液在500～650℃下热活化0.5-1h后，经粉碎制得改性贝壳粉，其中，所述贝壳粉与柠檬酸溶液的重量比为0.1～0.3:1，所述柠檬酸溶液的质量浓度为4～10wt％。
在本发明实施例方式中，所述改性贝壳粉的大小为500～800目。
在本发明实施例方式中，所述二氧化钛复合光催化剂为采用下述方法制得：
将钛酸乙酯、木质素依次缓慢加入到乙醇中，超声分散0.5～2h，得到前驱体溶液，随后采用酸溶液调节所述前驱体溶液的pH值至1～5，在60～100℃下水热反应3～6h后，再静置6～24h，经洗涤、离心分离得到沉淀物，将得到的沉淀物干燥、研磨后，置于400～600℃下煅烧2～3h，得到二氧化钛复合光催化剂。
进一步的，所述钛酸乙酯与所述木质素的质量比为1～2:1。
进一步的，所述钛酸乙酯与所述乙醇的质量比10～20:1。
进一步的，所述酸溶液为浓盐酸、浓硝酸、浓硫酸、冰醋酸中一种或多种。
在本发明实施例方式中，所述二氧化钛复合光催化剂的平均粒径为10～30nm。
在本发明实施例方式中，所述聚合物为醋酸乙烯-乙烯共聚物。
如图1所示，第二方面，本发明提供的一种如第一方面所述的液态贝壳粉涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按配方量，向水中加入海藻酸钠、淀粉胶体、分散剂后，在300～500r/min的条件下搅拌分散15～30min制得浆料；
(2)按配方量，将改性贝壳粉、高岭土、硅藻土、二氧化钛复合光催化剂加入到步骤(1)所得的浆料中，在300～500r/min的条件下搅拌分散30～60min制得基料；
(3)按配方量，将聚合物、润湿剂、增稠剂加入到步骤(2)所得基料中，在500～800r/min的条件下搅拌分散20～30min制得液态贝壳粉涂料。
以下结合具体实施例和对比例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围，以下实施例和对比例中的“份”指重量份数。
以下实施例和对比例中的改性贝壳粉为采用下述方法制得：
将贝壳粉加入到柠檬酸溶液中，酸活化3h后得到酸活化贝壳粉混合液，将所得酸活化贝壳粉混合液在600℃下热活化45min后，经粉碎、筛选得到大小为600目的改性贝壳粉，其中，所述贝壳粉与柠檬酸溶液的重量比为0.2:1，所述柠檬酸溶液的质量浓度为8wt％。
以下实施例和对比例中的二氧化钛复合光催化剂为采用下述方法制得：
将钛酸乙酯、木质素依次缓慢加入到乙醇中，超声分散1h，得到前驱体溶液，随后采用酸溶液调节所述前驱体溶液的pH值至2，在80℃下水热反应5h后，再静置12h，经洗涤、离心分离得到沉淀物，将得到的沉淀物干燥、研磨后，置于450℃下煅烧2.5h，得到二氧化钛复合光催化剂，其中，所述钛酸乙酯与所述木质素的质量比为1.6:1；所述钛酸乙酯与所述乙醇的质量比18:1，所述酸溶液为浓盐酸，经检测，所得的二氧化钛复合光催化剂的平均粒径为12nm。
实施例1
本实施例提供了一种液态贝壳粉涂料的制备方法，包括如下步骤：
取下述重量份数的原料：改性贝壳粉72份、高岭土1.5份、硅藻土3.5份、二氧化钛复合光催化剂16份、醋酸乙烯-乙烯共聚物14份、淀粉胶体7份、海藻酸钠1.8份、润湿剂4份、分散剂2份、增稠剂2份、水50份；
(1)按配方量，将去离子水加入搅拌器中，将搅拌器的搅拌速率调节至350r/min，再依次向搅拌器中加入海藻酸钠、淀粉胶体、分散剂，搅拌分散20min制得浆料；
(2)按配方量，将搅拌器的搅拌速率调节至350r/min，将改性贝壳粉、高岭土、硅藻土、二氧化钛复合光催化剂加入到步骤(1)所得的浆料中，搅拌分散40min制得基料；
(3)按配方量，将搅拌器的搅拌速率调节至200r/min，将醋酸乙烯-乙烯共聚物、润湿剂、增稠剂加入到步骤(2)所得基料中，搅拌分散25min制得液态贝壳粉涂料。
实施例2
本实施例提供了一种液态贝壳粉涂料的制备方法，包括如下步骤：
取下述重量份数的原料：改性贝壳粉50份、高岭土1份、硅藻土1份、二氧化钛复合光催化剂10份、醋酸乙烯-乙烯共聚物20份、淀粉胶体5份、海藻酸钠1份、润湿剂2份、分散剂1份、增稠剂1份、水40份；
(1)按配方量，将去离子水加入搅拌器中，将搅拌器的搅拌速率调节至300r/min，再依次向搅拌器中加入海藻酸钠、淀粉胶体、分散剂，搅拌分散15min制得浆料；
(2)按配方量，将搅拌器的搅拌速率调节至300r/min，将改性贝壳粉、高岭土、硅藻土、二氧化钛复合光催化剂加入到步骤(1)所得的浆料中，搅拌分散30min制得基料；
(3)按配方量，将搅拌器的搅拌速率调节至100r/min，将醋酸乙烯-乙烯共聚物、润湿剂、增稠剂加入到步骤(2)所得基料中，搅拌分散20min制得液态贝壳粉涂料。
实施例3
本实施例提供了一种液态贝壳粉涂料的制备方法，包括如下步骤：
取下述重量份数的原料：改性贝壳粉80份、高岭土2份、硅藻土5份、二氧化钛复合光催化剂20份、醋酸乙烯-乙烯共聚物30份、淀粉胶体10份、海藻酸钠2份、润湿剂5份、分散剂1～3份、增稠剂3份、水60份；
(1)按配方量，将去离子水加入搅拌器中，将搅拌器的搅拌速率调节至500r/min，再依次向搅拌器中加入海藻酸钠、淀粉胶体、分散剂，搅拌分散30min制得浆料；
(2)按配方量，将搅拌器的搅拌速率调节至500r/min，将改性贝壳粉、高岭土、硅藻土、二氧化钛复合光催化剂加入到步骤(1)所得的浆料中，搅拌分散60min制得基料；
(3)按配方量，将搅拌器的搅拌速率调节至300r/min，将醋酸乙烯-乙烯共聚物、润湿剂、增稠剂加入到步骤(2)所得基料中，搅拌分散30min制得液态贝壳粉涂料。
实施例4
为了进一步说明本发明的有益效果，取下述重量份数的原料：改性贝壳粉60份、高岭土1.2份、硅藻土3份、二氧化钛复合光催化剂15份、醋酸乙烯-乙烯共聚物24份、淀粉胶体6份、海藻酸钠1.5份、润湿剂4份、分散剂3份、增稠剂2份、水45份，按照本发明实施例1的制备方法制得液态贝壳粉涂料。
实施例5
为了进一步说明本发明的有益效果，取下述重量份数的原料：改性贝壳粉70份、高岭土1.5份、硅藻土2.5份、二氧化钛复合光催化剂16份、醋酸乙烯-乙烯共聚物27份、淀粉胶体7份、海藻酸钠1.4份、润湿剂3份、分散剂2份、增稠剂2份、水50份，按照本发明实施例1的制备方法制得液态贝壳粉涂料。
实施例6
为了进一步说明本发明的有益效果，取下述重量份数的原料：改性贝壳粉65份、高岭土2份、硅藻土4份、二氧化钛复合光催化剂18份、醋酸乙烯-乙烯共聚物25份、淀粉胶体8份、海藻酸钠1.5份、润湿剂4份、分散剂2份、增稠剂2份、水55份，按照本发明实施例1的制备方法制得液态贝壳粉涂料。
对比例1
为了进一步说明本发明的有益效果，将本发明实施例1中的改性贝壳粉”替换成“未改性的贝壳粉”，重复本发明实施例1的步骤(1)～(3)，制得液态贝壳粉涂料。
对比例2
为了进一步说明本发明的有益效果，将本发明实施例1中的“二氧化钛复合光催化剂”替换成“平均粒径为25nm的二氧化钛粉末”，重复本发明实施例1的步骤(1)～(3)，制得液态贝壳粉涂料。
对比例3
为了进一步说明本发明的有益效果，本对比例的液态贝壳粉涂料除了没有二氧化钛复合光催化剂之外，其他组分及制备方法同实施例1。
效果实施例
为了进一步说明本发明的有益效果，本发明还对上述实施例1～6及对比例1～3所得的液态贝壳粉涂料样品进行甲醛吸附率、耐擦洗测试，测试结果如表1所示。
表1甲醛吸附率和耐擦洗性的测试结果
样品来源 甲醛吸附率(％) 耐擦洗次数(次)
实施例1 87.4 ≥5000
实施例2 81.3 ≥4500
实施例3 82.4 ≥4500
实施例4 86.9 ≥5000
实施例5 85.5 ≥5000
实施例6 84.4 ≥5000
对比例1 73.4 ≥4500
对比例2 76.7 ≥4500
对比例3 71.4 ≥4500
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种液态贝壳粉涂料，其特征在于：由以下按重量份数计的原料制成：改性贝壳粉50～80份、高岭土1～2份、硅藻土1～5份、二氧化钛复合光催化剂10～20份、聚合物20～30份、淀粉胶体5～10份、海藻酸钠1～2份、润湿剂2～5份、分散剂1～3份、增稠剂1～3份、水40～60份。
2.根据权利要求1所述的液态贝壳粉涂料，其特征在于：所述改性贝壳粉为采用下述方法制得：
将贝壳粉加入到柠檬酸溶液中，酸活化2～4h后得到酸活化贝壳粉混合液，将所得酸活化贝壳粉混合液在500～650℃下热活化0.5-1h后，经粉碎制得改性贝壳粉，其中，所述贝壳粉与柠檬酸溶液的重量比为0.1～0.3:1，所述柠檬酸溶液的质量浓度为4～10wt％。
3.根据权利要求1所述的液态贝壳粉涂料，其特征在于：所述改性贝壳粉的大小为500～800目。
4.根据权利要求1所述的液态贝壳粉涂料，其特征在于：所述二氧化钛复合光催化剂为采用下述方法制得：
将钛酸乙酯、木质素依次缓慢加入到乙醇中，超声分散0.5～2h，得到前驱体溶液，随后采用酸溶液调节所述前驱体溶液的pH值至1～5，在60～100℃下水热反应3～6h后，再静置6～24h，经洗涤、离心分离得到沉淀物，将得到的沉淀物干燥、研磨后，置于400～600℃下煅烧2～3h，得到二氧化钛复合光催化剂。
5.根据权利要求4所述的液态贝壳粉涂料，其特征在于：所述钛酸乙酯与所述木质素的质量比为1～2:1。
6.根据权利要求4所述的液态贝壳粉涂料，其特征在于：所述钛酸乙酯与所述乙醇的质量比10～20:1。
7.根据权利要求4所述的液态贝壳粉涂料，其特征在于：所述酸溶液为浓盐酸、浓硝酸、浓硫酸、冰醋酸中一种或多种。
8.根据权利要求4所述的液态贝壳粉涂料，其特征在于：所述二氧化钛复合光催化剂的平均粒径为10～30nm。
9.根据权利要求1所述的液态贝壳粉涂料，其特征在于：所述聚合物为醋酸乙烯-乙烯共聚物。
10.一种如权利要求1至9任一项所述的液态贝壳粉涂料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)按配方量，向水中加入海藻酸钠、淀粉胶体、分散剂后，在300～500r/min的条件下搅拌分散15～30min制得浆料；
(2)按配方量，将改性贝壳粉、高岭土、硅藻土、二氧化钛复合光催化剂加入到步骤(1)所得的浆料中，在300～500r/min的条件下搅拌分散30～60min制得基料；
(3)按配方量，将聚合物、润湿剂、增稠剂加入到步骤(2)所得基料中，在500～800r/min的条件下搅拌分散20～30min制得液态贝壳粉涂料。
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