CN109897410A - 自洁除醛精华液、制备方法和自洁涂层 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自洁除醛精华液、制备方法和自洁涂层，自洁除醛精华液的原料包含：65‑95重量份的水；以及5‑35重量份的链状纳米二氧化硅前驱体。根据本发明实施例的自洁除醛精华液其形成的自洁涂层具有自洁防涂鸦功能，自洁防涂鸦率≥97％，和提高去甲醛的速度。

Description

自洁除醛精华液、制备方法和自洁涂层

技术领域

本发明涉及化学环保技术领域，特别涉及一种自洁除醛精华液、制备方法和自洁涂层。

背景技术

随着人类生产活动，特别是工业化程度的日益提高，特别是人们渴望优雅的环境，于是各种环保材料，功能材料应运而生。然而却避免不了各种灰尘及污渍的困扰，尤其家中有小孩子的喜欢在墙上柜子上，沙发上乱涂乱画，打扫起来非常费力，且柜子内的胶通常还有较高的甲醛，因此，一种能够便于清理和自洁且能够加快去甲醛效果的膜形成于柜子，墙壁等表面且不影响人类的健康的物质显得尤为重要。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种自洁除醛精华液，该精华液形成的自洁涂层具有自洁防涂鸦的功能。

本发明还提供一种自洁除醛精华液的制备方法。

自洁除醛精华液为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种自洁除醛精华液，其原料包含：

65-95重量份的水；以及

5-35重量份的链状纳米二氧化硅前驱体；以及

0.1-0.3重量份的纳米二氧化钛。

优选地，其原料中含有：

75-85重量份的水；以及

15-25重量份的所述链状纳米二氧化硅前驱体；以及

0.2重量份的纳米二氧化钛。

优选地，所述链状纳米二氧化硅前驱体包括：甲基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

优选地，所述链状纳米二氧化硅前驱体中含有6重量份的所述甲基三乙氧基硅烷、5重量份的所述正硅酸乙酯、以及7重量份的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。

根据本发明第二方面实施例的自洁除醛精华液的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1，提供65-95重量份的水；

步骤S2，提供5-35重量份的链状纳米二氧化硅前驱体；

步骤S3，提供0.1-0.3重量份的纳米二氧化钛，将纳米二氧化钛，所述链状纳米二氧化硅前驱体加入所述水中混合得到自洁除醛精华液。

优选地，所述步骤S1中，将所述水的pH值调节为5-6。

优选地，所述步骤S1中提供75-85重量份的水，所述步骤S2中提供15-25重量份的所述链状纳米二氧化硅前驱体。

优选地，所述步骤S2中的链状纳米二氧化硅前驱体包括甲基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

优选地，所述链状纳米二氧化硅前驱体中含有6重量份的所述甲基三乙氧基硅烷、5重量份的所述正硅酸乙酯和7重量份的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。

根据本发明第三方面实施例的所述的自洁除醛精华液在皮革、金属、木质材料、水泥、混凝土材料件表层的应用。

自洁除醛精华液本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果之一：

(1)根据本发明实施例的自洁除醛精华液，在喷涂于皮革、金属、木质材料、水泥、混凝土材料件表层后，由链状的纳米二氧化硅形成网状的自洁涂层，具有自洁防涂鸦功能，自洁防涂鸦率≥97％；

(2)添加的纳米二氧化钛具有较好的去甲醛效果；

(3)适合用在各种材料的物体表面，具有较好的市场前景。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面首先具体描述根据本发明实施例的自洁除醛精华液。

根据本发明实施例的自洁除醛精华液含有：65-95重量份的水，0.1-0.3重量份的纳米二氧化钛以及5-35重量份的链状纳米二氧化硅前驱体，也就是说，将水、纳米二氧化钛和链状纳米二氧化硅前驱体混合形成混合液，其中，混合液中水、纳米二氧化钛和链状纳米二氧化硅前驱体的重量份分别为65-95重量份，0.1-0.3重量份和5-35重量份，通过该比例混合而成的自洁除醛精华液能够在物体表面形成一层强效的耐脏污的能量膜即自洁涂层，该自洁涂层具有高低不平的超疏水纳米孔陈列，在自洁涂层表面形成密集的凸点，进而具有极大的表面积，使自洁涂层表面形成较大的疏水角，粉尘在重力及外力的作用下自动脱离，即使有脏污也极易除去，具有较高的自洁防功能，且且添加纳米级的二氧化钛，氧化钛可以催化甲醛的分解，甲醛在紫外光照射下可以被二氧化钛催化分解成二氧化碳和水，提高去甲醛的效率，以更好的去除甲醛。优选地，所述水为75-85重量份，所述链状纳米二氧化硅前驱体为15-25重量份。通过该比例混合的自洁除醛精华液形成的自洁涂层具有自洁防涂鸦功能，自洁防涂鸦率≥97％。

本发明的一个优选实施例中，水可以选择离子水，所谓离子水即经过过滤的自来水，使之净化达到国家级水标准，再通过膈膜电解生成两种活性的水。

优选地，链状纳米二氧化硅前驱体中包括甲基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的一种或多种。通过该物质可以得到较佳的链状纳米二氧化硅前驱体，且方法简单容易操作，且产率高，进一步地，链状纳米二氧化硅前驱体中含有6重量份的所述甲基三乙氧基硅烷、5重量份的所述正硅酸乙酯、以及7重量份的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。

根据本发明实施例的自洁除醛精华液其形成的自洁涂层具有自洁防涂鸦的功能，其中，自洁防涂鸦率≥97％，且具有较高的去除甲醛的速度。

下面具体描述根据本发明实施例的自洁除醛精华液的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1，提供65-95重量份的水。

其中，水可以为常规的选择，优选的可以选离子水，并将水的pH值调节为5-6，更有利于链状纳米二氧化硅前驱体的形成。

步骤S2，提供5-35重量份的链状纳米二氧化硅前驱体；

步骤S3，0.1-0.3质量份的纳米二氧化钛，将纳米二氧化钛，所述链状纳米二氧化硅前驱体加入所述水中混合得到自洁除醛精华液。

优选地，所述水为75-85重量份，更有选的为82重量份，所述链状纳米二氧化硅前驱体为15-25重量份，更有选的为18重量份。通过该比例混合的自洁除醛精华液其形成的自洁涂层具有自洁防涂鸦功能，自洁防涂鸦率≥97％。

优选地，链状纳米二氧化硅前驱体包括甲基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

下面，以正硅酸乙酯为例，描述其生成链状纳米二氧化硅的过程。

在酸性条件下，硅烷的质子进攻乙氧基的氧原子，发生亲电取代反应，乙氧基被羟基取代如下述式(1)所示。

此后，如下述式(2)所示，进一步反应，形成硅烷醇。

同时，硅烷醇之间发生缩聚反应。缩聚反应式亲核加成，首先，如下述式(3)所示，硅烷醇被质子化，此后，如下述式(4)所示，质子化的硅烷醇与另一个硅烷醇结合，释放出H₃O⁺,形成二聚体，这样就形成了链状的聚合物。

该链状聚合物，在经过喷涂后，在空气中进一步水解，生成链状的纳米二氧化硅。

从上述反应过程可知，除了正硅酸乙酯之外，由于甲基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷同样具有多个乙氧基，类似地，也可以生成链状聚合物，并经进一步水解，得到链状的纳米二氧化硅。

更优选地，所述链状纳米二氧化硅前驱体中含有6重量份的甲基三乙氧基硅烷、5重量份的正硅酸乙酯的和7重量份的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。该比例混合的植物自洁除醛精华液其形成的自洁涂层具有自洁防涂鸦功能，自洁防涂鸦率≥97％。本发明的植物自洁除醛精华液的制备方法中的各类物质的比例及其效果在上述实施例中已详细说明，在此不再赘述。

该方法制备简单，适合工业化生产，且能够制备出质量较佳的自洁除醛精华液，该精华液形成涂层后自洁防涂鸦率≥97％，较高的去除甲醛的速度。

下面具体描述根据本发明实施例的自洁涂层。

本发明的自洁涂层由上述实施例的自洁除醛精华液在被涂物上形成，其中被涂物可以是木质的物体、金属材料的物体或皮革等，使用时可以在被涂物表面喷涂该自洁除醛精华液，当自洁除醛精华液在物体表面自然干燥后形成自洁涂层，该自洁涂层具有自洁防涂鸦功能。

下面具体描述根据本发明实施例的自洁除醛精华液在皮革、金属、木质材料件上的应用。使用时，清洁物体表面，用适量喷雾均匀喷洒在表面，自然表干24小时形成自洁涂层，优选地，喷涂2次为佳可以达到较佳的效果。即在物体表面形成的自洁涂层具有自洁防涂鸦功能，自洁防涂鸦率≥97％，且可以提高去除甲醛的速度。

本发明的上述实施例中，所用的材料在本发明没有限定的，均可以直接市购，或者使用常规的方法制备得到。

下面结合具体实施例对本发明进一步理解。

本发明中的自洁涂鸦效果检测依据标准：光催化自清洁材料性能测试方法(GB/T23764-2009)。

实施例1

(1)称取95重量份的水。

将水的PH值调节为5。

(2)称取5重量份的链状纳米二氧化硅前驱体。

具体地，称取6重量份的甲基三乙氧基硅烷、5重量份的正硅酸乙酯和7重量份的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。

(3)称取0.2重量份的纳米二氧化钛。(4)自洁除醛精华液的制备

将上述链状纳米二氧化硅前驱体、纳米二氧化钛和水混合均匀得到自洁除醛精华液。

该自洁除醛精华液喷洒于木质样品表面，自然风干后形成自洁涂层，将该样片经过涂鸦效果进行测试，测出该自洁涂层的自洁防涂鸦率为97％，以及提高了甲醛分解的速度。

实施例2

(1)称取65重量份的水。

将水的PH值调节为6。

(2)称取35重量份的链状纳米二氧化硅前驱体。

具体地，包括甲基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯两种物质。

(3)称取0.1重量份的纳米二氧化钛。(4)自洁除醛精华液的制备

将上述链状纳米二氧化硅前驱体、纳米二氧化钛和水混合均匀得到自洁除醛精华液。

该自洁除醛精华液喷洒于皮革样品表面，自然风干后形成自洁涂层，将该样片进行涂鸦进行测试，测出该自洁涂层的自洁防涂鸦率为98％，提高的分解甲醛的速度。实施例3

(1)称取82重量份的水。

将水的PH值调节为5。

(2)称取18重量份的链状纳米二氧化硅前驱体。

具体地，称取6重量份的甲基三乙氧基硅烷、5重量份的正硅酸乙酯和7重量份的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。

(3)称取0.3重量份的纳米二氧化钛。

(4)自洁除醛精华液的制备

将上述链状纳米二氧化硅前驱体、纳米二氧化钛和水混合均匀得到自洁除醛精华液。

该自洁除醛精华液喷洒于金属样品表面，自然风干后形成自洁涂层，将该样片进行涂鸦效果测试，该自洁涂层的自洁防涂鸦率为99％，以及快速去甲醛的效果。

实施例4

(1)称取82重量份的水。

(2)称取18重量份的链状纳米二氧化硅前驱体

具体地，包括甲基三乙氧基硅烷和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。

(4)称取0.2重量份的纳米二氧化钛。

(3)自洁除醛精华液的制备

将上述链状纳米二氧化硅前驱体、纳米二氧化钛和水混合均匀得到自洁除醛精华液。

该自洁除醛精华液喷洒于金属样品表面，自然风干后形成自洁涂层，将该样片进行涂鸦效果测试，该自洁涂层的自洁防涂鸦率为98％，提高了分解甲醛的速度。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自洁除醛精华液，其特征在于，其原料包含：

65-95重量份的水；

5-35重量份的链状纳米二氧化硅前驱体；以及

0.1-0.3重量份的纳米二氧化钛。

2.根据权利要求1所述的自洁除醛精华液，其特征在于，其原料中含有：

75-85重量份的水；

15-25重量份的所述链状纳米二氧化硅前驱体；以及

0.2重量份的纳米二氧化钛。

3.根据权利要求2所述的自洁除醛精华液，其特征在于，所述链状纳米二氧化硅前驱体包括：甲基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的自洁除醛精华液，其特征在于，所述链状纳米二氧化硅前驱体中含有6重量份的所述甲基三乙氧基硅烷、5重量份的所述正硅酸乙酯、以及7重量份的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。

5.一种自洁除醛精华液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，提供65-95重量份的水；

步骤S2，提供5-35重量份的链状纳米二氧化硅前驱体；以及

步骤S3，提供0.1-0.3重量份的纳米二氧化钛，将所述链状纳米二氧化硅前驱体加入所述水中混合得到自洁除醛精华液。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，将所述水的pH值调节为5-6。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中提供75-85重量份的水，所述步骤S2中提供15-25重量份的所述链状纳米二氧化硅前驱体。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的链状纳米二氧化硅前驱体包括甲基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述链状纳米二氧化硅前驱体中含有6重量份的所述甲基三乙氧基硅烷、5重量份的所述正硅酸乙酯和7重量份的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。

10.权利要求1至5中任一项所述的自洁除醛精华液在皮革、金属、木质材料、水泥、混凝土材料件表层的应用。