CN109468002B - 一种强效空气净化乳胶漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种强效空气净化乳胶漆及其制备方法，该乳胶漆包括以下质量份的组分：水性丙烯酸乳液40～55份，功能填料60～80份，固化剂10～20份，水15‑25份。本发明将水杨酸、柠檬酸接枝沸石类分子筛作为功能性填料加入水性丙烯酸乳液基体中，其中沸石类分子筛作为净化空气反应场所，沸石表面接枝的水杨酸、柠檬酸作为净化空气主要反应物。该涂料克服了传统净化空气涂料效率低、耐候性差、除去有害气体不明显、以及二次释放有害气体的弊端，能够在短时间内快速除去有害气体、吸附量大、效率高且不会二次释放有害气体，同时，涂料本身具有一定的抗菌功能。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种净化空气效果好，无二次释放有害气体，尤其是甲醛类气体，且具有持久抗菌功能的强效空气净化乳胶漆。
背景技术
装修材料的环保性备受关注，具有净化甲醛功能的乳胶漆受到青睐。市面上常见的抗甲醛内墙乳胶漆通常采用2 种方法制备: 物理吸附法和光催化法。物理吸附法通过在乳胶漆中添加具有多孔结构和高比表面积的活性炭、膨润土、硅藻土或分子筛等物质，达到吸附甲醛的作用，但物理吸附过程是可逆的，在一定条件下会产生甲醛脱附现象，造成二次污染问题；利用光催化法分解甲醛的乳胶漆通常添加具有光催化活性的纳米二氧化钛作为填料，但这种方法甲醛催化效率严重受到光照条件、室温、湿度等条件的制约，难以在家居环境下实现较高的净化甲醛效果。同时除甲醛内墙乳胶漆通常采用添加除醛因子来 净化甲醛，但在内墙乳胶漆的配方体系中这些除醛因子添加量不宜过多，否则会造成乳胶漆基础性能的下降；并且上述乳胶漆通常会添加成膜助剂，造成VOC 含量高、气味大等问题。基于现有的净化空气除甲醛乳胶漆依然存在的各种，亟需开发一种吸附量大、高效、无二次释放VOC气体的净化空气乳胶漆。
发明内容
为良好解决上述技术问题，本发明提供了一种强效空气净化乳胶漆及其制备方法，将水杨酸、柠檬酸接枝沸石类分子筛作为功能性填料加入丙烯酸乳液基体中，本发明的强效空气净化乳胶漆具有净化空气效果好、吸附量大、效率高、不会二次释放VOC气体，并具有一定的抗菌能力进而增强其净化空气能力的特点。
为实现本发明的上述目的，本发明提供了一种强效空气净化乳胶漆及其制备方法，该乳胶漆包括以下质量份的组分：水性丙烯酸乳液40～55份，功能填料60～80份，固化剂10～20份，15-25份水。
一种强效空气净化乳胶漆的制备方法，其制备步骤为：
（1）氨基化沸石类分子筛的合成：将甲苯、硅烷偶联剂KH-550、沸石类分子筛加入三口烧瓶，硅烷偶联剂KH-550与沸石类分子筛投料质量比为0.6-1:1，常温搅拌15min，充分溶解。然后加热至85℃，反应4h并冷凝回流。反应结束后将反应液冷却至室温，用甲苯离心洗涤，然后将离心产品放入干燥箱中35℃下真空干燥10h，即得氨基化沸石类分子筛。
（2）净化空气功能填料的合成：将水杨酸、柠檬酸、DMF混合，转速为260r/min下搅拌10min，然后加入（1）制得的氨基化沸石分子筛，其中氨基化沸石类分子筛、水杨酸和柠檬酸的投料质量比为3:1-1.2:1-1.5，加热至70℃恒温6h，抽滤，产物于35℃真空干燥箱中干燥12h，即得功能填料。
（3）强效空气净化乳胶漆的制备：将水性丙烯酸乳液40～55份，功能填料60～80份，固化剂 10～20份，15-25份水，按照质量份混合，在转速为400-600r/min的高速分散机下搅拌2h，即得净化空气乳胶漆。
其中，所述的功能填料中沸石类分子筛的孔道及外表面为净化空气主要反应场所，反应物为水杨酸和柠檬酸。
其中，所述固化剂为三乙烯四胺、N-羟甲基丙烯酰胺；所述水性丙烯酸乳液为HD1092 水性丙烯酸乳液、HD2081 水性丙烯酸乳液中的一种或两种。
本发明的有益效果。
1、本发明中的水杨酸和柠檬酸常用于食品中，在乳胶漆应用中并未见到，其分子中具有羟基，能够与甲醛类气体分子发生化学反应，生成稳定的化合物，避免了二次释放有害气体的可能，解决了大部分净化空气乳胶漆净化效果不稳定的问题。
2、本发明中通过水杨酸和柠檬酸与氨基化的沸石类分子筛发生酰胺缩合反应制备功能性填料，以分子筛大的表面积为反应界面，接枝较多的水杨酸和柠檬酸，使得添加反应性填料的相对量较一般该类乳胶漆的量增加，增大了甲醛吸附量，为高效去甲醛提供了保障。
3、本发明中的填料沸石类分子筛除了能够为净化空气提高较大的反应场所外，其作为无机物本身具有硬度大的特点，因而它的加入能够在一定程度上提高了涂料的抗冲击能力，进而延长了涂料的使用寿命。
4、本发明中的水杨酸和柠檬酸具有一定的抗真菌能力，不但能够避免墙角因潮湿而发霉产生各种真菌、进而产生异味的情况，还能散发出淡淡的柠檬香味，使人心情舒畅。
附图说明
图1为功能填料合成机理示意图。其中，图1中的1为反应前分子筛内部，2为水杨酸，3为柠檬酸，4为反应后分子筛内部。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步详细说明本发明。
实施例1。
（1）首先将沸石类分子筛氨基化：将250ml三颈烧瓶放入恒温水浴锅中，取100ml甲苯置于三口瓶中，分别称量10ml硅烷偶联剂KH-550、10g沸石类分子筛放入烧瓶中，常温搅拌15min，使之充分溶解于甲苯中。然后将水浴锅加热至85℃，反应4h并冷凝回流。反应结束后将反应液冷却至室温，随后用甲苯离心洗涤3次，将最后一次离心产品放入干燥箱中35℃下真空干燥10h，即得氨基化沸石类分子筛。
（2）净化空气功能填料的合成：将三口瓶固定在带有搅拌器铁架台上，向三口瓶中加入1g水杨酸，1g柠檬酸，然后向烧杯中加入80ml的DMF，开动搅拌器，转速为260r/min，搅拌10min后将3g氨基化分子筛加入三口瓶中，将水浴锅加热至70℃恒温6h。最后将所得样品溶液抽滤，产物于35℃真空干燥箱中干燥12h，即得功能填料。
（3）强效空气净化乳胶漆的制备：将HD1092 水性丙烯酸乳液45份，功能填料60份，15份水，固化剂三乙烯四胺16份，按照质量份混合，在转速为400-600r/min的高速分散机下搅拌2h，即得净化空气乳胶漆。
实施例2。
（1）首先将沸石类分子筛氨基化：将250ml三颈烧瓶放入恒温水浴锅中，取100ml甲苯置于三口瓶中，分别称量10ml硅烷偶联剂KH-550、10g沸石类分子筛放入烧瓶中，常温搅拌15min，使之充分溶解于甲苯中。然后将水浴锅加热至85℃，反应4h并冷凝回流。反应结束后将反应液冷却至室温，随后用甲苯离心洗涤3次，将最后一次离心产品放入干燥箱中35℃下真空干燥10h，即得氨基化沸石类分子筛。
（2）净化空气功能填料的合成：将三口瓶固定在带有搅拌器铁架台上，向三口瓶中加入1g水杨酸，1g柠檬酸，然后向烧杯中加入80ml的DMF，开动搅拌器，转速为260r/min，搅拌10min后将3g氨基化分子筛加入三口瓶中，将水浴锅加热至70℃恒温6h。最后将所得样品溶液抽滤，产物于35℃真空干燥箱中干燥12h，即得功能填料。
（3）强效空气净化乳胶漆的制备：将HD1092 水性丙烯酸乳液40份，功能填料70份，固化剂 N-羟甲基丙烯酰胺13份，15份水，按照质量份混合，在转速为400-600r/min的高速分散机下搅拌2h，即得净化空气乳胶漆。
实施例3。
（1）首先将沸石类分子筛氨基化：将250ml三颈烧瓶放入恒温水浴锅中，取100ml甲苯置于三口瓶中，分别称量10ml硅烷偶联剂KH-550、10g沸石类分子筛放入烧瓶中，常温搅拌15min，使之充分溶解于甲苯中。然后将水浴锅加热至85℃，反应4h并冷凝回流。反应结束后将反应液冷却至室温，随后用甲苯离心洗涤3次，将最后一次离心产品放入干燥箱中35℃下真空干燥10h，即得氨基化沸石类分子筛。
（2）净化空气功能填料的合成：将三口瓶固定在带有搅拌器铁架台上，向三口瓶中加入1g水杨酸，1g柠檬酸，然后向烧杯中加入80ml的DMF，开动搅拌器，转速为260r/min，搅拌10min后将3g氨基化分子筛加入三口瓶中，将水浴锅加热至70℃恒温6h。最后将所得样品溶液抽滤，产物于35℃真空干燥箱中干燥12h，即得功能填料。
（3）强效空气净化乳胶漆的制备：将HD2081水性丙烯酸乳液40份，功能填料80份，固化剂N-羟甲基丙烯酰胺 13份，15份水，按照质量份混合，在转速为400-600r/min的高速分散机下搅拌2h，即得净化空气乳胶漆。
对比试验。
为了更好地验证本产品性能，将水杨酸和柠檬酸以1:1的比例混合作为填料，按照实施例1的方法制成乳胶漆样片，以备测试。另外，又买来市售较好空气净化乳胶漆，按常用说明书喷涂样片，以备测试。
本发明强效空气净化乳胶漆的性能测试分为五组：第一组为实施例1产品；第二组实施例2产品；第三组为实施例3产品；第四组为加入5g水杨酸和柠檬酸（比例为1:1）的空气净化乳胶漆；第五组为市售国产某品牌空气净化乳胶漆。将五组漆分别进行喷涂，根据乳胶漆的性能测试指标以及本产品所满足的特殊需求，主要考察几种涂料的涂层干膜外观、净化甲醛能力（以24h为限）、涂刷干膜后的附着力、干膜后的耐冲击性、以及抗菌率，具体结果见表1。
由表1可知，本发明的强效空气净化乳胶漆尤其在甲醛吸附量上优于市面上现有产品；在对基体的附着力方面仍然具有一定的优势；耐冲击性能也有所提升。这主要是由于本发明中的填料是由能够稳定转化甲醛的物质进行化学键接，其中的沸石类分子筛大的表面积为转化甲醛提供了更大的场所，从而增加了有效填料的比重，进而提高了甲醛的转化率，还未对乳胶漆的附着力产生负影响；沸石类分子筛本身的强度增强了乳胶漆的耐冲击性能；柠檬酸、水杨酸的存在对菌落具有抑制作用。
Claims (1)
1.一种强效空气净化乳胶漆的制备方法，其特征在于，所述强效空气净化乳胶漆是由以下成份组成：水性丙烯酸乳液40～55份，功能填料60～80份，固化剂10～20份，15-25份水；其中，所述固化剂为三乙烯四胺、N-羟甲基丙烯酰胺；所述水性丙烯酸乳液为HD1092 水性丙烯酸乳液、HD2081 水性丙烯酸乳液中的一种或两种；
所述强效空气净化乳胶漆的制备方法，具体步骤如下：
（1）氨基化沸石类分子筛的合成：将甲苯、硅烷偶联剂KH-550、沸石类分子筛加入三口烧瓶，硅烷偶联剂KH-550与沸石类分子筛投料质量比为0.6-1:1，常温搅拌15min，充分溶解；然后加热至85℃，反应4h并冷凝回流；反应结束后将反应液冷却至室温，用甲苯离心洗涤，然后将离心产品放入干燥箱中35℃下真空干燥10h，即得氨基化沸石类分子筛；
（2）净化空气功能填料的合成：将水杨酸、柠檬酸、DMF混合，转速为260r/min下搅拌10min，然后加入（1）制得的氨基化沸石分子筛，其中氨基化沸石类分子筛、水杨酸和柠檬酸的投料质量比为3:1-1.2:1-1.5，加热至70℃恒温6h，抽滤，产物于35℃真空干燥箱中干燥12h，即得功能填料；
（3）强效空气净化乳胶漆的制备：将水性丙烯酸乳液40～55份、功能填料60～80份、固化剂 10～20份、水15-25份，按照质量份混合，在转速为400-600r/min的高速分散机下搅拌2h，即得净化空气乳胶漆。
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