CN111808531A - 一种分解甲醛、释放高浓度负氧离子的装饰涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及室内装饰涂料技术领域，尤其涉及一种吸附、分解甲醛并释放负氧离子的装饰涂料。为了进一步提高装饰涂料释放高浓度负氧离子分解室内甲醛的目的，本发明提供一种吸附、分解甲醛并释放负氧离子的装饰涂料，按照重量份数计，本发明的装饰涂料包括以下成分：涂料添加剂200‑300份、水80‑100份。本发明所制备的装饰涂料各成分之间具有协同作用，可以释放高浓度的负氧离子，负氧离子浓度高达每立方厘米8万个，所产生的负氧离子能够直接将甲醛、甲苯等污染物分解为无毒无味的二氧化碳和水，缓解室内污染，对空气净化有着显著的影响，具有良好的应用前景。

Description

一种分解甲醛、释放高浓度负氧离子的装饰涂料
技术领域
本发明涉及室内装饰涂料技术领域，尤其涉及一种吸附、分解甲醛并 释放负氧离子的装饰涂料。
背景技术
负氧离子被誉为“空气维生素”，负氧离子能够直接将甲醛、甲苯等污 染物分解为无毒无味的二氧化碳和水，缓解室内污染，对空气净化有着显 著的影响，而且，医学研究表明，负氧离子使血中含氧量增加，有利于血 氧输送、吸收和利用，具有促进人体新陈代谢，提高人体免疫能力，增强 人体肌能，调节肌体功能平衡的作用。据考证，负氧离子对人体7个系统， 近30多种疾病具有抑制、缓解和辅助治疗的作用，尤其对人体的保健作用 更为明显。因此通过负氧离子净化室内污染是一个新趋势。
目前出现了一些环保壁材，这些壁材在原料中添加电气石，通过电气 石释放负氧离子达到净化空气的目的，但是电气石的负氧离子释放量不确 定，造成这些壁材的净化效果各异，例如中国发明专利CN 104386982 A公 开的一种绿色环保电气石复合家装材料，包括如下重量份的原料：电气石 粉：2～20份；炉渣：20～80份；活性炭2～10份；粘结剂：5～40份；辅料 1～40份；引气剂：0.1～0.3份。调查研究，最标准的电气石每立方厘米负氧 离子的释放量也仅仅为6000个左右，负氧离子的释放量少，净化效率低， 净化效果差。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明要解决的技术问题是：如何制备一 种能够高效吸附、分解甲醛并释放高浓度负氧离子的装饰涂料。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明提供一种分解甲醛、释放高浓度负氧离子的装饰涂料，以重量份数 计，包括以下成分：
涂料添加剂200-300份
水55-70份，
所述涂料添加剂，以重量份数计，包括以下成分：
Figure BDA0002602196140000021
具体地，所述助剂的制备方法是：
a、首先制备改性硅藻土，方法如下：
(1)将100mL乙醇加入到带有加热和搅拌装置的250mL三口烧瓶中；
(2)在步骤(1)的三口烧瓶中加入2g硅藻土粉末，超声分散均匀；
(3)在步骤2的体系中加入0.1g 4-氨基-2-丁醇，在70℃下反应1h，反应 过程中超声分散和搅拌交替进行。
(4)最后将步骤(3)反应得到的产物，离心，干燥，即得到改性硅藻土。
b、再制备改性二氧化钛，方法如下：
(1)称取10g锐钛型二氧化钛于240mL的四口烧瓶中，加入200mL甲苯， 10gKH570，0.6mL三乙胺，冰水浴中超声分散30min；
(2)将步骤(1)中的体系温度升温至110℃，紫外灯照射，保持通风池通 风，回流，中速搅拌，反应2.5h；
(3)反应结束后，待反应液冷却，低压抽滤，滤饼用丙酮洗涤；
(4)以甲苯为溶剂在索式提取器内抽提1h，去除二氧化钛表面未反应的物 质；
(5)将产物置于90℃烘箱干燥，即得到改性二氧化钛。
c、最后改性硅藻土与改性二氧化钛发生迈克尔加成反应得到助剂，以重量 份数计，步骤如下：
将20-30份改性硅藻土、3-8份改性二氧化钛分散在25-40份水中，25℃下 搅拌反应24h，改性硅藻土与改性二氧化钛发生迈克尔加成反应，反应结束后得 到助剂。
具体地，步骤(c)中改性硅藻土与改性二氧化钛的重量比为3-6:1。
具体地，所述改性电气石的制备方法如下：
(1)在三口烧瓶中加入5g电气石粉末，然后再加入30mLDMF，恒温油浴 将三口烧瓶预热至40℃；
(2)将3g 2,2-二氟琥珀酸酐溶于10mLDMF中，使用恒压滴液漏斗将其滴 加到步骤(1)的混合溶液中，反应2h；
(3)将步骤(2)得到的溶液抽滤，乙醇清洗后，在70℃下干燥得到改性 电气石。
具体地，所述芦荟冻干粉的pH＝4-6，相对密度为0.98-1.02。
具体地，所述羟甲基纤维素的粘度为20000-30000mPa·s。
有益效果
(1)本发明所制备的装饰涂料可以释放高浓度的负氧离子，负氧离子 浓度可达每立方厘米8万个，所产生的负氧离子能够直接将甲醛、甲苯等 污染物分解为无毒无味的二氧化碳和水，缓解室内污染，对空气净化有着 显著的影响；
(2)硅藻土粉末对水分的吸收和释放能够产生瀑布效果，将水分子分 解成正负离子，由于水分子被包裹，形成正负离子群，然后以水分子为载 体，在空气中四处浮游，具有一定的杀菌能力和产生负氧离子的作用。硅 藻土粉末产生的正负离子群在空气中到处浮游的正负离子群遇到了过敏物 质以及其他细菌、霉菌、甲醛等有害物质，就能立即将其进行包围和隔离。 然后，正负离子群中性能最活跃的氢氧根离子与这些有害物质进行剧烈的化学反应，最后将它们彻底分解成水分子等无害物；
(3)本发明装饰涂料中的硅藻土为4-氨基-2-丁醇改性的硅藻土分子 结构中含有一定量的氨基与改性二氧化钛分子结构中的共轭双键可以在室 温下发生迈克尔加成反应，二氧化钛与硅藻土发生一定程度的交联，使得 具有光催化效果的二氧化钛粒子与硅藻土分子结构在空间结构上距离非常 近，可以更好的促进硅藻土吸附、分解甲醛，提高其产生负氧离子的能力；
(4)本发明所制备的装饰涂料各成分之间具有协同作用，改性硅藻土 粉末、膨润土可以高效吸收空气中的甲醛和水分，改性电气石和改性硅藻 土产生的负氧离子将甲醛分解成无害的CO2和水，另外，膨润土、磷酸钙 等成分可以将空气中或分解甲醛产生的水分锁住，锁住的水分又可以重新 参与到硅藻土粉末包裹水分子形成正负离子群，导致产生更多的负氧离子， 然后以水分子为载体，在空气中四处浮游，持续地进行杀菌和分解甲醛；
(5)纳米二氧化钛粒径小，大部分原子暴露在颗粒表面，比表面能较 高，容易在水性涂料中团聚，热力学状态极不稳定，本发明采用KH570对 二氧化钛进行化学改性，大大降低了其比表面能，改善了二氧化钛在水性 涂料中的分散稳定性；
(6)本发明装饰涂料使用的是改性电气石，改性电气石分子结构中含有两 个F原子，这种特殊的结构赋予改性电气石在水性涂料中具备向涂料表面迁移 的能力，这种效果大大提高了电气石在涂料表面的分散浓度，使得本发明所制 备的装饰涂料固化表面在短时间内可以产生大量浓度的负氧离子，更好实现对 空气中甲醛分子的分解。
具体实施方式
现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
本发明所采用的改性二氧化钛的粒径为15-20nm，改性硅藻土粉末的 细度为300-400目，改性电气石的细度为600-800目，磷酸钙粉末的细度 为600-800目，双飞粉的细度为800-1000目，膨润土的细度为300-400目， 灰钙粉的细度为300-500目。
实施例1
助剂的制备实施例：
a、首先制备改性硅藻土，方法如下：
(1)将100mL乙醇加入到带有加热和搅拌装置的250mL三口烧瓶中；
(2)在步骤(1)的三口烧瓶中加入2g硅藻土粉末，超声分散均匀；
(3)在步骤2的体系中加入0.1g 4-氨基-2-丁醇，在70℃下反应1h，反应 过程中超声分散和搅拌交替进行。
(4)最后将步骤(3)反应得到的产物，离心，干燥，即得到改性硅藻土。
b、再制备改性二氧化钛，方法如下：
(1)称取10g锐钛型二氧化钛于240mL的四口烧瓶中，加入200mL甲苯， 10gKH570，0.6mL三乙胺，冰水浴中超声分散30min；
(2)将步骤(1)中的体系温度升温至110℃，紫外灯照射，保持通风池通 风，回流，中速搅拌，反应2.5h；
(3)反应结束后，待反应液冷却，低压抽滤，滤饼用丙酮洗涤；
(4)以甲苯为溶剂在索式提取器内抽提1h，去除二氧化钛表面未反应的物 质；
(5)将产物置于90℃烘箱干燥，即得到改性二氧化钛。
c、最后改性硅藻土与改性二氧化钛发生迈克尔加成反应得到助剂，以重量 份数计，步骤如下：
将20改性硅藻土、5份改性二氧化钛分散在25份水中，25℃下搅拌反应 24h，改性硅藻土与改性二氧化钛发生迈克尔加成反应，反应结束后得到助剂。
装饰涂料的制备：
将助剂55份、改性电气石15份、芦荟冻干粉9份、磷酸钙粉末8份、羟 甲基纤维素8份、双飞粉10份、膨润土15份、灰钙粉10份混合均匀，加入 到55份水中，搅拌均匀，即得到家装涂料。
将1kg根据实施例1为原料制得的家装涂料，均匀摊开，密闭24h， 用美国Alphalab公司生产的AIC-1000负氧离子检测仪每隔1h检测一次， 每次取20个数据，求得各数据的平均值为73000个/cm3。
实施例2
助剂的制备方法同实施例1，不同之处在于：步骤(c)中25份改性硅藻土 和5份改性二氧化钛分散在30份水中。
装饰涂料的制备：
将助剂60份、改性电气石18份、芦荟冻干粉5份、磷酸钙粉末10份、羟 甲基纤维素5份、双飞粉20份、膨润土12份、灰钙粉8份，加入到50份水 中，搅拌均匀，即得到家装涂料。
将1kg根据实施例2为原料制得的家装涂料，均匀摊开，密闭24h，用 美国Alphalab公司生产的AIC-1000负氧离子检测仪每隔1h检测一次，每 次取20个数据，求得各数据的平均值为78000个/cm3。
实施例3
助剂的制备方法同实施例1，不同之处在于：步骤(c)中30份改性硅藻土 和8份改性二氧化钛分散在35份水中。
装饰涂料的制备：
将助剂73份、改性电气石18份、芦荟冻干粉5份、磷酸钙粉末10份、羟 甲基纤维素5份、双飞粉20份、膨润土12份、灰钙粉8份，加入到55份水 中，搅拌均匀，即得到家装涂料。
将1kg根据实施例3为原料制得的家装涂料，均匀摊开，密闭24h， 用美国Alphalab公司生产的AIC-1000负氧离子检测仪每隔1h检测一次， 每次取20个数据，求得各数据的平均值为81000个/cm3。
实施例4
助剂的制备方法同实施例1，不同之处在于：步骤(c)中26份改性硅藻土 和6份改性二氧化钛分散在30份水中。
装饰涂料的制备：
将助剂62份、改性电气石18份、芦荟冻干粉5份、磷酸钙粉末10份、羟 甲基纤维素5份、双飞粉20份、膨润土12份、灰钙粉8份，加入到70份水 中，搅拌均匀，即得到家装涂料。
将1kg根据实施例4为原料制得的家装涂料，均匀摊开，密闭24h， 用美国Alphalab公司生产的AIC-1000负氧离子检测仪每隔1h检测一次， 每次取20个数据，求得各数据的平均值为76000个/cm3。
对比例1同实施例1，不同之处在于：助剂制备方法步骤(c)中改性二氧 化钛的重量份数为10份。
将1kg根据对比例1为原料制得的家装涂料，均匀摊开，密闭24h， 用美国Alphalab公司生产的AIC-1000负氧离子检测仪每隔1h检测一次， 每次取20个数据，求得各数据的平均值为72000个/cm3。
对比例2同实施例1，不同之处在于：助剂制备方法步骤(c)中改性二氧 化钛的重量份数为3份。
将1kg根据对比例2为原料制得的家装涂料，均匀摊开，密闭24h， 用美国Alphalab公司生产的AIC-1000负氧离子检测仪每隔1h检测一次， 每次取20个数据，求得各数据的平均值为68000个/cm3。
对比例3同实施例1，不同之处在于，涂料组分中的电气石是未改性电 气石。
将1kg根据对比例3为原料制得的家装涂料，均匀摊开，密闭24h， 用美国Alphalab公司生产的AIC-1000负氧离子检测仪每隔1h检测一次， 每次取20个数据，求得各数据的平均值为57000个/cm3。
对比例4同实施例1，不同之处在于，涂料组分中的硅藻土是未改性硅 藻土。
将1kg根据对比例4为原料制得的家装涂料，均匀摊开，密闭24h， 用美国Alphalab公司生产的AIC-1000负氧离子检测仪每隔1h检测一次， 每次取20个数据，求得各数据的平均值为67000个/cm3。
对比例5同实施例1，不同之处在于，涂料组分中的二氧化钛是未改 性二氧化钛。
将1kg根据对比例5为原料制得的家装涂料，均匀摊开，密闭24h， 用美国Alphalab公司生产的AIC-1000负氧离子检测仪每隔1h检测一次， 每次取20个数据，求得各数据的平均值为70000个/cm3。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作 人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。 本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围 来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种分解甲醛、释放高浓度负氧离子的装饰涂料，其特征在于，以重量份数计，包括以下成分：
涂料添加剂 200-300份
水 55-70份，
所述涂料添加剂，以重量份数计，包括以下成分：
Figure FDA0002602196130000011
。
2.根据权利要求1所述的一种分解甲醛、释放高浓度负氧离子的装饰涂料，其特征在于，所述助剂的制备方法是：
a、首先制备改性硅藻土，方法如下：
(1)将100mL乙醇加入到带有加热和搅拌装置的250mL三口烧瓶中；
(2)在步骤(1)的三口烧瓶中加入2g硅藻土粉末，超声分散均匀；
(3)在步骤2的体系中加入0.1g 4-氨基-2-丁醇，在70℃下反应1h，反应过程中超声分散和搅拌交替进行。
(4)最后将步骤(3)反应得到的产物，离心，干燥，即得到改性硅藻土。
b、再制备改性二氧化钛，方法如下：
(1)称取10g锐钛型二氧化钛于240mL的四口烧瓶中，加入200mL甲苯，10gKH570，0.6mL三乙胺，冰水浴中超声分散30min；
(2)将步骤(1)中的体系温度升温至110℃，紫外灯照射，保持通风池通风，回流，中速搅拌，反应2.5h；
(3)反应结束后，待反应液冷却，低压抽滤，滤饼用丙酮洗涤；
(4)以甲苯为溶剂在索式提取器内抽提1h，去除二氧化钛表面未反应的物质；
(5)将产物置于90℃烘箱干燥，即得到改性二氧化钛。
c、最后改性硅藻土与改性二氧化钛发生迈克尔加成反应得到助剂，以重量份数计，步骤如下：
将20-30份改性硅藻土、3-8份改性二氧化钛分散在25-40份水中，25℃下搅拌反应24h，改性硅藻土与改性二氧化钛发生迈克尔加成反应，反应结束后得到助剂。
3.根据权利要求2所述的一种分解甲醛、释放高浓度负氧离子的装饰涂料，其特征在于：步骤(c)中改性硅藻土与改性二氧化钛的重量比为3-6:1。
4.根据权利要求1所述的一种分解甲醛、释放高浓度负氧离子的装饰涂料，其特征在于，所述改性电气石的制备方法如下：
(1)在三口烧瓶中加入5g电气石粉末，然后再加入30mLDMF，恒温油浴将三口烧瓶预热至40℃；
(2)将3g 2,2-二氟琥珀酸酐溶于10mLDMF中，使用恒压滴液漏斗将其滴加到步骤(1)的混合溶液中，反应2h；
(3)将步骤(2)得到的溶液抽滤，乙醇清洗后，在70℃下干燥得到改性电气石。
5.根据权利要求1所述的一种分解甲醛、释放高浓度负氧离子的装饰涂料，其特征在于：所述芦荟冻干粉的pH＝4-6，相对密度为0.98-1.02。
6.根据权利要求1所述的一种分解甲醛、释放高浓度负氧离子的装饰涂料，其特征在于：所述羟甲基纤维素的粘度为20000-30000mPa·s。
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