CN109012009A - 一种制备环保艺术品的干粉空气净化材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制备环保艺术品的干粉空气净化材料及制备方法,属于装饰领域,以解决现有材料去除甲醛效率不佳的问题。该干粉空气净化材料由以下重量份的原料制得:TiO2‑Ag‑巯基卟啉光催化剂3‑8份、凹凸棒土30‑90份、负离子粉75‑100份、熟石膏粉120‑130份、蒙脱土40‑100份、硅灰石粉16‑30份、高纯埃洛石粉16‑30份。本发明产品的特点在于选用天然无机矿物质材料,无有害有机化合物的释放,且富含多种元素,固结干燥后内部形成网状多孔结构,再通过光触媒活性材料有效分解空气中的甲醛等有机化合物,达到净化空气,美化环境的功效。

Description

一种制备环保艺术品的干粉空气净化材料及制备方法
技术领域
[0001]本发明属于装饰领域,具体涉及一种干粉空气净化材料及制备方法。
背景技术
[0002]据统计人类有60%以上的时间是在室内度过的,在装修后的室内生活或工作,常有 胸闷、头痛或过敏。长此以往导致血相变化、发病甚至死亡。据中国室内装修协会环境检测 中心透露,全国每年由室内装修污染引起的死亡人数已达11.1万,这个数字是惊人的。室内 环境的主要污染源是甲醛、苯、氨和放射性物质。其中,甲醛来源于人造板材、胶粘剂、墙纸 等材料,是世界公认的潜在致癌物,它还能致胎儿畸形;苯主要来源于油漆、涂料和黏合剂 中,也是强烈的致癌物。
[0003]自上个世纪七十年代发现Ti〇2在紫外光照射下具有很强的氧化还原性,而能够降 解有机、无机污染物以来,人们围绕着提高Ti02光催化剂的量子效率和太阳光利用率进行 了诸多研宄。目前,利用纳米Ti02在紫外光区的良好响应,已有多种光催化剂被开发应用于 难降解废水的处理和环保涂料中,国内专门设计的以涂料为载体将光催化剂固定在墙面 上,得到具有净化空气功能的涂层。但是光触媒是一种以纳米级Ti02为代表光催化材料,粒 径介于1-100 nm之间,一般认为,纳米细度大于50nm的光触媒光活性降低明显,30nm以下较 佳。这种颗粒尺寸微小,质量轻盈的光催化剂应用于涂料中需添加聚乙烯醇、胶粉等以满足 涂层固化、耐反复擦洗要求,而粘接剂、胶粉材料本身还有一定的有害物质,且涂层干燥固 化成膜包裹也一定程度影响光催化材料的空气净化效率。
[0004] 我国的装饰艺术品是一种独特的“文采”设计艺术,早期的装饰艺术品主要表现出 艺术性,体现审美性,随着人类文明的进步,装饰艺术品的功能性、趣味性越来越受人们的 追求。目前,市售的功能性(空气净化)材料主要分为二种,第一种以空气净化设备(包含负 离子发生器、空气净化器等设备)为本体,主要设计装置的外观及装置的连接结构;第二种 以椰壳、活性炭吸附材料为本体,添加杀菌剂、负氧离子制作成粉体或活性炭包。第一种美 观时尚,但去甲醛效果不明显,持久性差,第二种以活性炭为本体,主要为吸附作用,净化空 气效率低且存在吸附饱和。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提供了一种制备环保艺术品的干粉空气净化材料,以解决现有材 料去除甲醛效率不佳的问题。
[0006] 本发明的另一个目的是提供了一种该干粉空气净化材料的制备方法。
[0007] 本发明技术方案如下:一种制备环保艺术品的干粉空气净化材料,由以下重量份 的原料制得:Ti〇2-Ag-巯基卟啉光催化剂3-8份、凹凸棒土 30-9〇份、负离子粉75-100份、熟 石膏粉120-130份、蒙脱土40-100份、硅灰石粉16-30份、高纯埃洛石粉16_3〇份。
[0008]作为本发明的进一步改进,凹凸棒土采用优质2500目的凹凸棒土。
[0009]作为本发明的进一步改进,所述熟石膏粉的摩氏硬度为3〜3.5,以保持工艺品强 度。
[0010]上述一种制备环保艺术品的干粉空气净化材料的制备方法,包括以下步骤:按一 种制备环保艺术品的干粉空气净化材料的粉体质量的2-3倍在容器中加够水量,之后边搅 拌边加入上述粉体材料,制成糊状浆液,搅拌30分钟均匀后,将浆液至于真空箱中,抽真空 排除浆液中的气泡后注入石膏模或硅胶模具,注满为止,注好的模具用平板或封底盖板盖 住注浆口,于40°C温度下烘箱2小时,待干燥固化后脱模即得产品。
[0011]作为本发明的进一步改进,水量占干粉空气净化材料的粉体质量的2.5倍。
[0012]本发明产品的特点在于选用天然无机矿物质材料,无有害有机化合物的释放,且 富含多种元素,固结干燥后内部形成网状多孔结构,再通过光触媒活性材料有效分解空气 中的甲醛等有机化合物,达到净化空气,美化环境的功效。
[0013]本发明同时添加负离子粉,具有杀灭病菌,释放负离子,促进人体新陈代谢,提高 免疫力,无毒害净化空气的同时,兼具观赏性。制成装饰艺术品,其艺术品为多孔实心结构, 可以是玩偶摆件、也可以是仿雕刻品、仿陶瓷品、手工艺品、人物肖像艺术品等,制作成的工 艺品白度较闻。
[0014]本发明干粉空气净化复合材料,用于制做装饰艺术品,其中凹凸棒石是起辅助降 解甲醛的作用,本发明重点在于其他天然矿物材料的选用和搭配上,在不影响装饰艺术品 成型和外观的条件下,筛选搭配出来有用的蒙脱土、硅灰石粉、埃洛石等,以合理的组成搭 配制备得到环保艺术品。
[0015] 凹凸棒土的白度高可提高观赏性,含杂质少,及其链层状结构可有效富集、吸附甲 醛等有机污染物,凹凸棒土形态成纤维状结构,干燥收缩小、不产生裂纹。
[0016] 熟石膏粉与水混合后有可塑性,此过程放出大量热并膨胀,用于磨具成型,不需要 有机成膜物质。
[0017] 蒙脱土、硅灰石粉、埃洛石属于硅酸盐矿物,其中蒙脱土加水后并变成糊状物,提 供材料一定粘黏性,为体系增加黏稠性性,避免使用有机助剂对催化效率的折损。其体积可 膨胀形成网状多孔结构有利于吸附污小分子污染物,干燥后,有滑感,提高工艺品外观手 感。
[0018] 埃洛石拥有蜡状或油脂光泽,为天然纳米管状结构,材质非常稀松有利于吸附小 分子污染物,在光照下与催化材料反应进一步分解净化空气。选用高纯超细煆烧过得优质 埃洛石,白度较高,性能更优异。
[0019] 硅灰石粉具有纤维状结构,物理机械效能强。材料成型后大大增强了成品的耐摩 擦性、提高韧性,同时不影响网络空状结构。
[0020] Ti02-Ag-巯基卟啉为光催化剂,利用巯基卟啉对可见光的强吸收以及银纳米颗粒 的局域表面等离子共振以及电子传输特性,将光电子通过银纳米颗粒的传输至纳米二氧化 钛,拓展光相应范围,进行光催化分解反应。
[0021] 本发明空气净化材料包含纳米Ti02*催化剂,材料成型具有较强的力学性能,可 制作成室内工艺品或装饰材料,解决了光催化剂固定于涂层干燥固化成膜包裹对光催化材 料效果的折损,同时可制作成具有装饰效果的艺术品,去除甲醛效率远大于活性炭及普通 的净化设备。
[0022] 本发明特点如下: 1、 在自主研发的环境友好型干粉空气净化涂料基础上,创新的设计了配方将其应用到 装饰艺术品上,避免了胶粉、聚乙烯醇成膜基质及其他有机助剂的加入对光催化材料效率 的折损,且成型速度快,具有一定力学性能,易于加工成工艺品及装饰材料;解决了光催化 材料固定于墙面的限制,进一步提高了光催化净化空气效率; 2、 本发明选用埃洛石粉、硅灰石粉属于天然无机矿物材料均属于纤维和管状结构,成 型固化后内部形成网络多孔结构,有利于凹凸棒土对有机物的富集,同时进一步提高光催 化材料的分解速度。
[0023] 3、本发明解决了光催化材料固定于墙面的限制,改进配方提高成型强度、柔韧性、 及粘度将其应用于装饰工艺品,延伸了产品的应用领域,扩大销售市场; 4、本发明材料应用于装饰艺术品无毒、无害、对人体安全可靠不会产生二次污染,破碎 后废弃物不污染环境;集美观与功能性于一体,在净化室内空气的同时,又能起到美化居室 环境的巧妙功用。
[0024] 5、本发明2料应用于工艺品延伸了产品的应用领域,扩大销售市场,产品成型速 度快,无毒环保、提高了光触媒材料利用率,实现醛净化室内空气,成本低、制作工艺简单、 模具可反复利用。
附图说明
[0025]图1是实施例1-4的装饰艺术品的甲醛去除率测试结果图; 图2是甲醛净化效果持久性测试图; 图3是实施例1产品与同类空气净化材料活性炭的对比实验图; 图4是本发明一种装饰艺术品的效果图; 图5是本发明另一种装饰艺术品的效果图。
具体实施方式
[0026] 下面的实施例可以进一步说明本发明,但不以任何方式限制本发明。实施例中的 原料为商购现有产品。
[0027] 实施例中T i 0 2 - A g -巯基卟啉光催化剂为自制,制备过程见本申请人在先专利 CN105542523 A,一种室内高效除甲醛光触媒清漆。凹凸棒土采用优质2500目的凹凸棒土。 熟石膏粉的摩氏硬度为3〜3.5。
[0028] 实施例1 一种制备环保艺术品的干粉空气净化材料的组成:凹凸棒土 30g,Ti02-Ag-巯基卟啉光 催化剂8g,负离子粉75,熟石膏粉130g,蒙脱土 l〇〇g,硅灰石粉I6g,高纯埃洛石粉30g。
[0029] 将上述一种制备环保艺术品的千粉空气净化材料按质量比1:2.5的比例在搅拌容 器中加够水量,用搅拌棒边搅拌边加入上述粉体材料,制成糊状浆液,即得空气净化复合材 料。搅拌30分钟均匀后,将浆液至于真空箱中,抽真空排除浆液中的气泡后注入石膏模或硅 胶模具,注满为止,用夹子整齐夹好硅胶模具或用绑带固定好石膏模具,注好的模具用平板 或封底盖板盖住注浆口摆正放好,于40°C烘箱2小时,待干燥固化后取掉绑带、夹子脱模自 然晾干后即得空气净化环保装饰艺术品。
[0030] 实施例2 一种制备环保艺术品的干粉空气净化材料的组成:凹凸棒土 50g,Ti02-Ag_巯基卟啉光 催化剂6g,负离子粉100,熟石膏粉130g,蒙脱土 80g,硅灰石粉25g,高纯埃洛石粉25g。
[OO31]将上述一种制备环保艺术品的干粉空气净化材料按质量比1:2.5的比例在搅拌容 器中加够水量,用搅拌棒边搅拌边加入上述粉体材料,制成糊状浆液,即得空气净化复合材 料。通过加工可制作成各种空气净化艺术品,如玩偶摆件、人物肖像仿雕刻品等。
[0032] 实施例3 一种制备环保艺术品的干粉空气净化材料的组成:凹凸棒土 70g,Ti02-Ag_巯基卟啉光 催化剂4g,负离子粉80,熟石膏粉12〇g,蒙脱土 60g,硅灰石粉2〇g,高纯埃洛石粉20g。
[OO33]将上述一种制备环保艺术品的干粉空气净化材料按质量比1:3的比例在搅拌容器 中加够水量,用搅拌棒边搅拌边加入上述粉体材料,制成糊状衆液,即得空气净化复合材 料。通过加工可制作成各种空气净化艺术品,如玩偶摆件、人物肖像仿雕刻品等。
[0034] 实施例4 一种制备环保艺术品的干粉空气净化材料的组成:凹凸棒土 90g,T i 02_Ag-巯基卩卜啉光 催化剂3g,负离子粉90,熟石膏粉l2〇g,蒙脱土 40g,硅灰石粉30g,高纯埃洛石粉16g。
[0035] 将上述一种制备环保艺术品的干粉空气净化材料按质量比1: 2的比例在搅拌容器 中加够水量,用搅拌棒边搅拌边加入上述粉体材料,制成糊状浆液,即得空气净化复合材 料。通过加工可制作成各种空气净化艺术品,如玩偶摆件、人物肖像仿雕刻品等。
[0036] 《效果试验》 1.甲醛去除率测试 采用专利CN 1045%930 B—种在线式挥发性有机化合物含量测定装置进行甲醛降解 检测。实验条件为:光辐射强度lmW/cm2 ±0.1 mW/cm 2,波长400nm-760nm,功率为8W的四 只管状日光灯。测试对象:实施例1-4的装饰艺术品,分贝进行测试,保持温湿度不变,每次 注射量30ul0.37%的甲醛溶液(理论容积20L下理论值为4.5ppm),按照JC/T 1074-2008室内 空气净化功能涂覆材料净化性能标准中6.5.4计算测试结果,测试结果甲醛去除率可达到 97.4%以上,参见图1,甲醛去除率分别为实施例1是98.2%,实施例2是98.8%,实施例3是 97.4%,实施例4 是 98.0%。
[0037]甲醛净化效果持久性选择具体实施例4配方产品进行测试,连续进行三次同等甲 醛含量的净化试验,经过三次连续4.55ppm甲醛的净化试验,由图2可知净化效果和重复性 均较好。
[0038] 2.与活性炭的性能比较 将本发明实施例1的产品与现有活性炭产品进行甲醛去除率比较,按照总质量相等的 测试方法进行对比,结果如图3所示,本发明产品净化甲醛效率高,可降解甲醛至0.02PPM以 下。无机基料对催化剂的遮蔽包裹作用较小,同时提供多个吸附位点供光降解反应,使降解 效率增加。
[0039] 3 •外观效果 图4示出了本发明一种装饰艺术品的效果图,为交扣的手型。
[0040]图5示出了本发明另一种装饰艺术品的效果图,制作过程为:通过将本发明一种制 备环保艺术品的干粉空气净化材料加水、环保色浆制成柔软的彩泥,用抹刀刮入刻图、印花 好的相框,再用抹刀压实抹平,成型的装饰艺术品根据刻画的图形,制成画或书法字体相框 挂在墙面上。

Claims (5)

1. 一种制备环保艺术品的干粉空气净化材料,其特征在于它由以下重量份的原料制 得: TiCh-Ag-巯基卟啉光催化剂3_8份、凹凸棒土 3〇-g〇份、负离子粉75_1〇〇份、熟石膏粉 12〇-13〇份、蒙脱土40-100份、硅灰石粉16-30份、高纯埃洛石粉16-30份。 …
2.根据权利要求1所述的一种制备环保艺术品的干粉空气净化材料,其特征在于:凹凸 棒土采用优质2500目的凹凸棒土。
3.根据权利要求1或2所述的一种制备环保艺术品的千粉空气净化材料,其特征在于: 所述熟石膏粉的摩氏硬度为3〜3.5。 •
4.权利要求1所述一种制备环保艺术品的干粉空气净化材料的制备方法,其特征在于 包括以下步骤:按一种制备环保艺术品的干粉空气净化材料的粉体质量的2-3倍在容器中 加够水量,之后边搅拌边加入上述粉体材料,制成糊状浆液,搅拌30分钟均匀后,将浆液至 于真空箱中,抽真空排除浆液中的气泡后注入石膏模或硅胶模具,注满为止,注好的模具用 平板或封底盖板盖住注浆口,于40°C温度下烘箱2小时,待干燥固化后脱模即得产品。
5.根据权利要求4所述一种制备环保艺术品的干粉空气净化材料的制备方法,其特征 在于:水量占干粉空气净化材料的粉体质量的2.5倍。
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