CN108892982A - 一种建筑墙体污染吸附涂料的制备方法 - Google Patents

一种建筑墙体污染吸附涂料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种建筑墙体污染吸附涂料的制备方法，由海泡石纤维、聚四氟乙烯、糠醛、羧甲基纤维素、稻壳、偏铝酸钠、硝酸镍等原料制成，本发明通过海泡石纤维改性，能提升涂料的吸附性和增大内部孔道体积，制备所得复合溶胶比表面积大，对空气中有害物质的吸附效果较好，与此同时通过氢氧化钙和氢氧化铝制备钙铝石，与镍基催化剂进行复配，可以提高镍基催化剂结合的稳定性，提高复合材料强度，并增加有机催化裂解表面活性中心数量，能够有效提高涂料对空气中甲醛、苯系及其他污染物的吸附和降解，优化空气环境，本发明涂料制备方法简单，条件温和，吸附容量大，具有理想的污染吸附性能，作为功能型环保涂料应用在建筑墙体具有显著的环境效益。

Description

一种建筑墙体污染吸附涂料的制备方法
技术领域
本发明涉及涂料生产技术领域，尤其涉及一种建筑墙体污染吸附涂料的制备方法。
背景技术
涂料具有遮盖建筑物表面各种缺陷的涂饰作用，还能阻止或延缓空气中的氧气、水分、紫外线及其他有害物质对建筑物的破坏，从而延长建筑物的使用寿命。随着经济发展、人口增加以及生活水平的提高，商业性住房的需求日益增加，人们对于自身的健康也越来越关注。近年来关于新装修后的室内空气污染与白血病的发病率关系的报道也多见于媒体。因此，人们在装修时越来越注重装修材料的环保性，在室内装修过程中，木板、胶水、墙面涂料、家具中都或多或少含有甲醛、苯系物等有害物质，在装修后的几年甚至数十年中都会逐渐散发，从而影响人体的健康。
在此背景下，功能性建筑涂料的需求也大量增加，尤其中国，最近几年，中国的涂料需求以两位数的增长速度发展，而且对装饰用的涂料要求也越来越高，不仅需要较好的装饰效果，还要配方环保，吸附有害物质等，这也要求了涂料产业需要朝向低有机溶剂用量、提高耐久性、低毒性、抗菌性等方面发展。
镍基催化剂具有优良的苯系等有机污染的催化裂解性能，将其插入到涂料制备中，能在涂料中增加有机催化裂解表面活性中心数量，提高污染物中碳氢键断裂速率，实现污染物的降解，但由于单金属镍基催化剂容易积碳导致失活，因此需要寻求良好的复配材料和载体使催化剂具备抗积碳及硫化氢的能力，从而增强催化剂使用性能。
钙铝石材料由于其本身具有特殊的自由氧结构，可与有机物裂解生成的积碳反应生成一氧化碳，因此与镍基催化剂复配能有效提高稳定性。水稻是典型的硅酸植物，其遗传特性决定了其选择吸收和富集硅较多，经炭化改性处理后具有极强的吸附性和较大的吸附容量。基于此，将钙铝石材料和炭化改性处理的水稻与镍基催化剂复配，再应用于涂料的制备中，可有效扩展涂料性能，满足人们的需求，具有较好的使用前景。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种建筑墙体污染吸附涂料的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种建筑墙体污染吸附涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将海泡石纤维在400-450℃下焙烧60-90分钟，冷却后加入聚四氟乙烯和烯丙基缩水甘油醚，混合后在2300-2500MHz、700-800W功率下微波处理6-8分钟，完成后粉碎过80-100目筛，得改性海泡石纤维；
（2）将糠醛、水溶性酚醛树脂、羧甲基纤维素、改性海泡石纤维、碳酸氢钠和水按质量比（4-6）：（1-1.2）：（0.2-0.3）：（2-3）：（0.03-0.05）：（150-200）混合，不断搅拌下将0.5-1mol/L氨水加入到混合液中，直至混合液呈中性，之后升温至70-80℃，反应12-16小时，得到复合溶胶备用；
（3）将稻壳用水洗净后晒干，粉碎过60-80目筛，送入煅烧炉内，升温至600-650℃，有氧煅烧4-5小时，冷却至室温后与偏铝酸钠混合，加入到8-10倍质量的2mol/L氢氧化钠溶液中，在25-30℃水浴下搅拌90-120分钟，之后将混合液装入水热反应釜内，密封后置于烘箱中在120-130℃下晶化10-12小时，完成后移出混合液，并用水冲洗至pH在9以下，抽滤烘干，磨细过80-100目筛备用；
（4）将氢氧化钙和氢氧化铝按摩尔比（5-6）：7共同投入球磨机中，在300-400转/分下研磨4-5小时，之后在马弗炉中，于700-800℃下煅烧3-4小时，磨细后与硝酸镍、步骤3所得产物按质量比（3-4）：1：（10-11）混合后加入到15-20倍质量的水中，搅拌至固液充分混合，再将其置于105-110℃干燥箱中干燥，干燥后送入马弗炉中于800-1000℃下煅烧4-6小时，得到稻壳基沸石负载的镍/钙铝石催化剂备用；
（5）将步骤2所得复合溶胶与步骤4所得催化剂按质量比（48-49）：（1-2）混合搅拌40-60分钟后在75-95℃下干燥，粉碎得到凝胶颗粒，将此颗粒与硅酸盐水泥、壳聚糖、分散剂按质量比（8-10）：（5-6）：（1-1.5）：（0.8-1）充分混合，分散均匀后即得本发明涂料。
所述步骤1中海泡石纤维、聚四氟乙烯、烯丙基缩水甘油醚的质量比为（60-80）：（18-22）：（1-2）。
所述步骤2中糠醛、水溶性酚醛树脂、羧甲基纤维素、改性海泡石纤维、碳酸氢钠和水的质量比为5：1：0.3：2.5：0.04：180。
所述步骤3中偏铝酸钠用量为稻壳质量的20-25%。
所述步骤4中两次马弗炉中的煅烧均为在空气气氛下进行。
所述步骤5中分散剂为十二烷基苯磺酸钠、聚丙烯酰胺、聚乙二醇中的任意一种。
本发明的优点是：
本发明通过海泡石纤维改性，能提升涂料的吸附性和增大内部孔道体积，制备所得复合溶胶比表面积大，对空气中有害物质的吸附效果较好，与此同时通过氢氧化钙和氢氧化铝制备钙铝石，与镍基催化剂进行复配，利用其中自由氧结构提高镍基催化剂的抗积碳性，增强催化性能，再加以稻壳的多步处理，作为负载物为镍/钙铝石催化剂提供搭载位点，可以提高镍基催化剂结合的稳定性，提高复合材料强度，并增加有机催化裂解表面活性中心数量，能够有效提高涂料对空气中甲醛、苯系及其他污染物的吸附和降解，优化空气环境，本发明涂料制备方法简单，条件温和，吸附容量大，具有理想的污染吸附性能，作为功能型环保涂料应用在建筑墙体具有显著的环境效益。
具体实施方式
一种建筑墙体污染吸附涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将海泡石纤维在400℃下焙烧60分钟，冷却后加入聚四氟乙烯和烯丙基缩水甘油醚，混合后在2300MHz、700W功率下微波处理6分钟，完成后粉碎过80目筛，得改性海泡石纤维，其中海泡石纤维、聚四氟乙烯、烯丙基缩水甘油醚的质量比为70：20：1；
（2）将糠醛、水溶性酚醛树脂、羧甲基纤维素、改性海泡石纤维、碳酸氢钠和水按质量比5：1：0.3：2.5：0.04：180混合，不断搅拌下将0.5mol/L氨水加入到混合液中，直至混合液呈中性，之后升温至70℃，反应12小时，得到复合溶胶备用；
（3）将稻壳用水洗净后晒干，粉碎过60目筛，送入煅烧炉内，升温至600℃，有氧煅烧4小时，冷却至室温后与稻壳质量20%的偏铝酸钠混合，加入到8倍质量的2mol/L氢氧化钠溶液中，在25℃水浴下搅拌90分钟，之后将混合液装入水热反应釜内，密封后置于烘箱中在120℃下晶化10小时，完成后移出混合液，并用水冲洗至pH在9以下，抽滤烘干，磨细过80目筛备用；
（4）将氢氧化钙和氢氧化铝按摩尔比5：7共同投入球磨机中，在300转/分下研磨4小时，之后在马弗炉中，于700℃下煅烧3小时，磨细后与硝酸镍、步骤3所得产物按质量比4：1：10混合后加入到15倍质量的水中，搅拌至固液充分混合，再将其置于105℃干燥箱中干燥，干燥后送入马弗炉中于800℃下煅烧4小时，其中两次马弗炉中的煅烧均为在空气气氛下进行，得到稻壳基沸石负载的镍/钙铝石催化剂备用；
（5）将步骤2所得复合溶胶与步骤4所得催化剂按质量比48：2混合搅拌40分钟后在75℃下干燥，粉碎得到凝胶颗粒，将此颗粒与硅酸盐水泥、壳聚糖、十二烷基苯磺酸钠按质量比9：5：1.5：1充分混合，分散均匀后即得本发明涂料。

Claims (6)

1.一种建筑墙体污染吸附涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将海泡石纤维在400-450℃下焙烧60-90分钟，冷却后加入聚四氟乙烯和烯丙基缩水甘油醚，混合后在2300-2500MHz、700-800W功率下微波处理6-8分钟，完成后粉碎过80-100目筛，得改性海泡石纤维；
（2）将糠醛、水溶性酚醛树脂、羧甲基纤维素、改性海泡石纤维、碳酸氢钠和水按质量比（4-6）：（1-1.2）：（0.2-0.3）：（2-3）：（0.03-0.05）：（150-200）混合，不断搅拌下将0.5-1mol/L氨水加入到混合液中，直至混合液呈中性，之后升温至70-80℃，反应12-16小时，得到复合溶胶备用；
（3）将稻壳用水洗净后晒干，粉碎过60-80目筛，送入煅烧炉内，升温至600-650℃，有氧煅烧4-5小时，冷却至室温后与偏铝酸钠混合，加入到8-10倍质量的2mol/L氢氧化钠溶液中，在25-30℃水浴下搅拌90-120分钟，之后将混合液装入水热反应釜内，密封后置于烘箱中在120-130℃下晶化10-12小时，完成后移出混合液，并用水冲洗至pH在9以下，抽滤烘干，磨细过80-100目筛备用；
（4）将氢氧化钙和氢氧化铝按摩尔比（5-6）：7共同投入球磨机中，在300-400转/分下研磨4-5小时，之后在马弗炉中，于700-800℃下煅烧3-4小时，磨细后与硝酸镍、步骤3所得产物按质量比（3-4）：1：（10-11）混合后加入到15-20倍质量的水中，搅拌至固液充分混合，再将其置于105-110℃干燥箱中干燥，干燥后送入马弗炉中于800-1000℃下煅烧4-6小时，得到稻壳基沸石负载的镍/钙铝石催化剂备用；
（5）将步骤2所得复合溶胶与步骤4所得催化剂按质量比（48-49）：（1-2）混合搅拌40-60分钟后在75-95℃下干燥，粉碎得到凝胶颗粒，将此颗粒与硅酸盐水泥、壳聚糖、分散剂按质量比（8-10）：（5-6）：（1-1.5）：（0.8-1）充分混合，分散均匀后即得本发明涂料。
2.根据权利要求1所述的建筑墙体污染吸附涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中海泡石纤维、聚四氟乙烯、烯丙基缩水甘油醚的质量比为（60-80）：（18-22）：（1-2）。
3.根据权利要求1所述的建筑墙体污染吸附涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中糠醛、水溶性酚醛树脂、羧甲基纤维素、改性海泡石纤维、碳酸氢钠和水的质量比为5：1：0.3：2.5：0.04：180。
4.根据权利要求1所述的建筑墙体污染吸附涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中偏铝酸钠用量为稻壳质量的20-25%。
5.根据权利要求1所述的建筑墙体污染吸附涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤4中两次马弗炉中的煅烧均为在空气气氛下进行。
6.根据权利要求1所述的建筑墙体污染吸附涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤5中分散剂为十二烷基苯磺酸钠、聚丙烯酰胺、聚乙二醇中的任意一种。
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