CN117004259A - 一种空气净化喷涂料及空气净化板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空气净化喷涂料及空气净化板，制备原料包括尿素、氧化锌、二氧化钛、硝酸铁、硝酸银和增稠剂。制备工艺为：氧化锌、硝酸银与碳酸氢铵溶液混合，形成A液；将氨水加入A液中；将所得溶液搅拌，形成C液；将硝酸铁、二氧化钛加入C液中，加水，搅拌蒸氨；脱水处理后，离心分离；150℃烘干；烘干物烧结；烧结物研磨制得固态粉剂；粉剂加入水，搅拌得D液；在D液中加入增稠剂，形成E液；在D液中加入玻璃微珠和增稠剂，形成喷涂料；先均匀喷涂一层E液，再喷涂一层喷涂料；再均匀喷一层50‑80目的尿素粉末，最后喷涂一层喷涂料；加热；冷却；制得空气净化板。本发明可应用于空气净化，比表面积增加，吸附、光催效率提高。
Description
技术领域
本发明涉及空气净化的技术领域，具体的涉及一种空气净化喷涂料及空气净化板。
背景技术
随着工业化的快速发展，尤其汽车工业的科技未摆脱对化石能源的依赖，空气中的污染物种类不断增多，对人类的呼吸健康威胁日趋严重，现有空气清新剂虽然可以改善空气的气味，但是不能有效地杀灭病菌，而空气清新剂的气雾剂使用的抛射剂如丁烷、二甲醚、氟里昂等，会对环境再次造成污染。申请号为JP28153199多孔吸附剂和过滤器所公开的多孔吸附剂具有优异的耐热性，安全性和吸附性能的稳定性，但是采用浸渍法吸附效果有限，吸附剂在多孔空间中附着力不足，在多孔基材板孔道内光催化作用随深度而衰减，灭菌效果减弱。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种空气净化喷涂料及空气净化板，减少光催化作用随深度而衰减的情况，增加材料表面的比表面积，从而提高吸附效果和杀菌效果。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种空气净化喷涂料，包含如下质量份数的物质：60～70份氧化锌，30～35份二氧化钛，2～15份玻璃微珠，0.5～15份硝酸铁，0.5～20份硝酸银，0.2～15份增稠剂。
优选的，空气净化喷涂料含如下百分比的各组分：62.5份氧化锌，31.5份二氧化钛，3份玻璃微珠，1.5份硝酸铁，1份硝酸银，0.5份增稠剂。
本发明还提供一种空气净化板，其包括了以上的空气净化涂料，其具体生产步骤如下：
S1，将氧化锌、硝酸银与碳酸氢铵溶液混合，碳酸氢铵、氧化锌与硝酸银质量比为(78.13-93.75):62.5:1，形成A液；
S2，配置12-18％的氨水，形成B液；
S3，将S2的B液加入A液中，流速为0.05m/s；
S4，将S3所得溶液搅拌，搅拌速度为150rpm，形成C液；
S5，将质量比为1：21的硝酸铁、二氧化钛，加入S4获得的C液中，搅拌1h；
S6，加入去离子水，搅拌，搅拌速度为150rpm，进行蒸氨处理；
S7，脱水处理后，离心分离，离心机型号可采用赛德力HR系列卧式双级活塞推料离心机；
S8，在120～180℃烘干处理2h；
S9，对S8烘干的块状物料进行500～550℃烧结；
S10，对S9得到的烧结物研磨后即得制固态粉剂；
S11，按水：粉剂为1：1的比例加入水，搅拌，搅拌速度为150rpm，形成C液；
S12，在C液中加入配方量的增稠剂，形成不含玻璃微珠的D液；在C液中依次加入配方量的玻璃微珠和增稠剂，玻璃微珠：增稠剂＝6：1，搅拌，搅拌速度为130rpm，形成流体成品喷涂料；
S13，将多孔基材板放在旋转喷涂装置(见附图1)的转盘5上，多孔基材板与水平线呈15度角，电机1通过传动轴2带动转盘3中的多孔基材板，喷涂料通过喷枪5喷至多孔板的孔道中，多余的喷涂料流至出液口7，从进液口8汇集入罐体9，从出液口10流出后重复利用。
S14，在密闭容器内，以10摄氏度每分钟的速度升温加热，直到120-150℃，保持温度不变加热1h；
S15，冷却至室温；
S16，从转盘中取出多孔基材板，静置存放。
优选的，S13中还具有如下步骤：
(1)将所得多孔基材板孔中先均匀喷涂一层不含玻璃微珠的D液；
(2)再均匀喷涂一层流体成品喷涂料；
(3)再均匀喷一层50-80目的尿素粉末；
(4)最后再喷涂一层较薄的不含玻璃微珠的D液。
其中，(3)中尿素颗粒部分暴露，有部分露出于(4)表面；(2)(3)(4)喷涂形成的总厚度应略小于玻璃微珠直径，如当玻璃微珠直径为1.5mm时，涂层总厚度应略小于1.5mm，保证玻璃微珠不被完全遮盖住，提高光催化反应的效率。
优选的，控制二氧化钛的粒径小于15nm；氧化锌、二氧化钛、硝酸铁、硝酸银和尿素的纯度≥99％。
优选的，S6中，采用负压釜进行蒸氨处理，控制负压釜内的压力为-50～-100pa、温度为80～90℃。
优选的，S7中：采用离心机分离，控制离心机的转速为1000～5000rpm。
优选的，S10中采用纳米粉碎机进行粉碎研磨，控制得到的固态粉剂中，90％的颗粒粒径为25～30nm。
优选的，S11中所加入的水与S12中增稠剂的质量比为100：0.5。
优选的，增稠剂包括聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素、丙烯酸树脂、瓜尔胶、黄原胶、淀粉中的至少一种。
优选的，增稠剂为羧甲基纤维素。
优选的，在S11中，尿素粉末为0.15-0.3mm。
优选的，在S14中，加热温度设置为145℃。
优选的，喷涂料粉末的粒径≤30nm。
通过硝酸铁生成的氧化铁(在碱性溶液中生成氢氧化铁，并经步骤S8的烧结分解生成氧化铁)与氧化锌复合生成一种新的半导体-铁酸锌。
Fe(NO3)3+3NH3H2O＝Fe(OH)3↓+3NH4NO3
Fe2O3+ZnO＝ZnFe2O4
生成的铁酸锌提高了光源(如太阳光)的利用率，加入玻璃微珠后，光线在孔道内产生折射，有利于光催化反应进行，加入尿素造孔后多孔板基材表面比表面积增加，吸附能力增强。
(三)有益效果
1.本发明选择尿素作为造孔剂增加材料的比表面积，从而提高了空气过滤的吸附效果。
2.本发明选择的玻璃微珠增加光在孔道内的折射，提高了光催化反应的效率，提高了灭菌效率。
附图说明
图1为本发明的旋转喷涂装置整体示意图。
图2为本发明的固态粉剂制备流程示意图。
图3为本发明的D液、E液和流体成品喷涂料配置流程示意图。
图4为本发明的涂敷流程示意图。
图1中：1-电机、2-传动轴、3-转盘、4-釜体、5-喷枪、6-把手、7-出液口1、8-进液口、9-罐体、10-出液口2。
实施例
下面将结合本发明实施例对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
具体地，下面结合具体的实施例来详细说明本发明提供的一种净化喷涂工艺喷涂料的具体组分及配比：
实施例1
本实验例为一种空气净化喷涂料，包含如下质量份数的各组分：62.5份氧化锌，31.5份二氧化钛，3份玻璃微珠，1.5份硝酸铁，1份硝酸银，0.5份增稠剂。其中，控制氧化锌、二氧化钛、玻璃微珠、硝酸铁，硝酸银纯度纯为99％以上。
根据上述配比按如下工艺制备：
S1，将氧化锌、硝酸银与碳酸氢铵溶液混合，碳酸氢铵、氧化锌与硝酸银质量比为85:62.5:1，形成A液；
S2，配置12-18％的氨水，形成B液；
S3，将S2的B液加入A液中，流速为0.05m/s；
S4，将S3所得溶液搅拌，搅拌速度为150rpm，形成C液；
S5，将质量比为1：21的硝酸铁、二氧化钛，加入S4获得的C液中，搅拌1h；
S6，加入去离子水，搅拌，搅拌速度为150rpm，采用负压釜蒸氨，控制负压釜内的压力为-80pa、温度为85℃；
S7，脱水处理后，离心分离；
S8，在120～180℃烘干处理2h；
S9，对S8烘干的块状物料进行500～550℃烧结；
S10，对S9得到的烧结物研磨后即得制固态粉剂；
S11，按水：粉剂为1：1的比例加入水，搅拌，搅拌速度为150rpm，形成C液；
S12，在C液中加入配方量的增稠剂，形成不含玻璃微珠的D液；在C液中依次加入配方量的直径1.5mm玻璃微珠和增稠剂，玻璃微珠：增稠剂＝6：1，搅拌，搅拌速度为130rpm，形成流体成品喷涂料；
S13，将多孔基材板放在旋转喷涂装置(见附图1)的转盘5上，多孔基材板与水平线呈15度角，电机1通过传动轴2带动转盘3中的多孔板，把S12中所得喷涂料通过喷枪5喷至多孔基材板的孔道中，先均匀喷涂一层1mm厚的D液，再均匀喷一层0.7mm厚的流体成品喷涂料，再均匀喷涂一层0.2mm厚的50-80目的尿素粉末，最后再喷涂一层0.2mm厚的D液；
S14，在密闭容器内，以10摄氏度每分钟的速度升温加热，直到120-150℃，保持温度不变加热1h；
S15，冷却至室温；
S16，从转盘中取出多孔基材板，静置存放。
作为优选例，控制二氧化钛的粒径小于15nm；氧化锌、二氧化钛、硝酸铁和硝酸银的纯度≥99％。
作为优选例，S7中：采用离心机分离，控制离心机的转速为3000rpm。
作为优选例，S10中采用纳米粉碎机进行粉碎研磨，控制得到的固态粉剂中，90％的颗粒粒径为25～30nm。
作为优选例，S11中所加入的水与S12中增稠剂的质量比为100：0.5。
作为优选例，增稠剂为羧甲基纤维素。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：2份玻璃微珠。
实施例3
本实施例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：15份玻璃微珠。
对比例1
本对比例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：未加入玻璃微珠也未加入尿素。
对比例2
本对比例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：未加入玻璃微珠。
对比例3
本对比例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：未加入尿素。
以上杀菌率按照GB-28235-2020《紫外线消毒器卫生要求》进行检测，在32m3房间里，该样品运行作用2h，对空气自然菌的消亡率3次试验结果均≥90.0％，按照QB/T 2761-2006，开启样机放10M3试验舱内进行检测，作用2小时，本技术方案对甲醛的吸收率达到90％以上，进行对人冠状病毒HCoV-229E灭活试验，灭活率达到99％以上。以上的比表面积采用空气透过法进行测量。
在测量的时候控制所有的条件均保持在同样情况下，进而改进需要进行变量的实例进行检测。
通过实施例1、实施例2、实施例3、对比实施例1、对比实施例2、对比实施例3可知使用带玻璃微珠和尿素的喷涂料处理之后的多孔基材板，普遍比添加其中一种或不添加任何一种的多孔基材板在吸收效率、表面积和杀菌效果上的综合表现更好，添加了玻璃微珠之后由于光在孔道内的传播效率变高因此推动了光催化反应的进行，进而提高了灭菌效果，而尿素的添加则增加了材料的有效比表面积，甲醛吸附效率提高。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种空气净化喷涂料，其特征在于，包含如下质量份数的各组分：60～70份氧化锌，30～35份二氧化钛，2～15份玻璃微珠，0.5～15份硝酸铁，0.5～20份硝酸银，0.2～15份增稠剂。
2.根据权利要求1所述的空气净化喷涂料，其特征在于，所述空气净化喷涂料含如下份数：62.5份氧化锌，31.5份二氧化钛，3份玻璃微珠，1.5份硝酸铁，1份硝酸银，0.5份增稠剂。
3.一种空气净化板，其特征在于，包括多孔基材板，该多孔基材板内涂敷有权利要求1-2中任一项所述的空气净化涂料，该空气净化板的制作工艺包括以下步骤：
S1，将氧化锌、硝酸银与碳酸氢铵溶液混合，所述碳酸氢铵、氧化锌与硝酸银质量比为(78.13-93.75):62.5:1，形成A液；
S2，配置12-18％的氨水，形成B液；
S3，将S2的B液加入A液中；
S4，将S3所得溶液搅拌，形成C液；
S5，将质量比为1：21的硝酸铁、二氧化钛，加入S4获得的C液中，搅拌1h；
S6，加入去离子水，搅拌，进行蒸氨处理；
S7，脱水处理后，离心分离；
S8，在120-180℃烘干处理2h；
S9，对S8烘干的块状物料进行500～550℃烧结得到烧结物；
S10，对S9得到的烧结物研磨后即制得固态粉剂；
S11，混合S10所得的固态粉剂和水，按水：固态粉剂＝200：1的比例加入水，搅拌，形成D液；
S12，在D液中加入配方量的增稠剂，形成不含玻璃微珠的E液；在D液中依次加入配方量的玻璃微珠和增稠剂，玻璃微珠：增稠剂＝6：1，搅拌，形成流体成品喷涂料；
S13，采用旋转喷涂装置对多孔基材板进行喷涂，多孔基材板被放置于旋转喷涂装置转盘上，转盘与水平线呈15°，一边旋转一边进行喷涂，旋转速度为0～33rpm；
S14，在密闭容器内，以10摄氏度每分钟的速度升温加热，直到120-150℃，保持温度不变加热1h；
S15，冷却至室温；
S16，从转盘中取出多孔基材板，静置存放。
4.根据权利要求3中所述一种空气净化板，其特征在于，S13中还包括以下步骤：
(1)将所得多孔基材板孔中先均匀喷涂一层不含玻璃微珠的E液；
(2)再均匀喷涂一层流体成品喷涂料；
(3)再均匀喷一层50-80目的尿素粉末；
(4)最后再喷涂一层不含玻璃微珠的E液；
其中，(2)(3)(4)喷涂形成的总厚度应略小于玻璃微珠直径，(3)中尿素颗粒部分暴露，有部分露出于(4)表面。
5.根据权利要求3所述一种空气净化板，其特征在于，控制二氧化钛的粒径小于15nm；所述氧化锌、二氧化钛、硝酸铁、硝酸银和尿素的纯度≥99％。
6.根据权利要求3所述的一种空气净化板，其特征在于，S6中，采用负压釜进行蒸氨处理，控制负压釜内的压力为-50～-100pa、温度为80～90℃。
7.根据权利要求3所述的一种空气净化板，其特征在于，S4中搅拌速度为150rpm，S6中搅拌速度为150rpm，S11中所述搅拌速度为150rpm，S12中搅拌速度为130rpm。
8.根据权利要求3所述一种空气净化板，其特征在于，采用离心机分离，控制所述离心机的转速为1000～5000rpm。
9.根据权利要求3所述一种空气净化板，其特征在于，S10中采用纳米粉碎机进行粉碎研磨，控制得到的固态粉剂中，90％的颗粒粒径为25～30nm。
10.根据权利要求3所述一种空气净化板，其特征在于，S11中所加入的水与S12中增稠剂的质量比为100：0.5。
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