专利名称：：一种有效分解甲醛的纳米级涂料添加剂及其应用的制作方法
技术领域：
：本发明涉及建筑涂料添加剂，具体地说是一种有效分解甲醛的纳米涂料添加剂及其应用。
背景技术：
：现代居室内由于各种杀虫剂、清洁剂、化妆品、油漆、木制品的使用以及脲醛树脂泡沫隔热板和涂料在现代建筑中的应用，使甲醛在室内的含量越来越高，远大于室外空气中甲醛的浓度。甲醛是一种高挥发性性的有机污染物。根据流行病学调查表明，非工业环境的人群(如室内居民)长期暴露在低浓度甲醛环境下，会发生眼部剌激、上呼吸道剌激、头痛和咳嗽等症状。如果长期吸入高浓度甲醛气体，还可能引发支气管哮喘，甚至会导致人体肿瘤与癌症。目前，常用的清除空气中甲醛气体的方法是使用动力学过滤法。这种家用电器设备空气过滤效率很高，但是在甲醛被清除至无害浓度时，该电器就被闲置，造成资源的浪费，无法普及。因此，开发出简单、可靠、费用较低的清除室内甲醛的方法已成为急需。
发明内容本发明的目的在于提供一种制备方法简单、费用低廉的、可有效分解甲醛的纳米级涂料添加剂及其应用，该纳米材料(即添加剂)在光照下可以快速分解甲醛。为实现上述目的，本发明采用的技术方案为—种有效分解甲醛的纳米级涂料添加剂，该纳米涂料添加剂的有效成份为纳米1102水溶胶。所述纳米1102水溶胶可按如下过程操作获得，常温下，将钛酸四丁酯或异丙醇钛溶于无水醇溶液中，其中，钛酸四丁酯的量为5-30ml，醇溶液的量为10-200ml;将上述溶液滴加到50-600ml水中，混合之后加入无机酸，加入无机酸后使得H+和Ti的摩尔比在0.1到1之间；然后将反应体系的温度升高到30-8(TC，继续搅拌l-48h;最后将反应温度降至室温，即得1102水溶胶。所述无水醇溶液为甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、正丁醇中的一种或一种以上的混合物；所述无机酸为硝酸、盐酸或硫酸，所采用的无机酸的浓度为0.5-3mol/L。所述添加剂可与水溶性涂料任意体积比例混合，涂料与添加剂的最佳体积混合比例为18/1-18/25。混合有所述添加剂的涂料涂敷于室内物体表面后，室温下，涂料在光照下短时间内即可有效去除室内的有害气体甲醛。如光照时间一般为1-300小时，光为日光或紫外光，日光或紫外光的光源可采用任何可以发射日光和紫外光的设备，其光照强度为300-30001x;即可有效去除室内的有害气体甲醛。光照时间较好为20-200小时。本发明具有如下优点1.应用时，本发明可直接分散于水溶性涂料中，分散效果好。一般的利用纳米涂料降解甲醛的方法是将二氧化钛纳米粒子分散在涂料中，但是氧化钛粒子难以分散，光催化活性达不到预期效果，而且会改变涂料本身的性能，很难推广使用；而本发明添加剂为水溶胶，纳米Ti02可直接分散于水溶性涂料中，不会影响涂料本身的性能，。2.成本低。为了让所有居民摆脱甲醛的毒害且降低费用，本发明不是制备涂料，而是将纳米材料以添加剂的形式直接添加到现有的品牌涂料中，可以不用任何额外的仪器就能将空气中甲醛气体的含量降到人们安全居住的标准之下，推广极其容易。3.应用效果好。混合有本发明添加剂的涂料，涂敷于物体表面后，在光照的条件下，可有效分解甲醛，光催化活性十分好。4.本发明无毒、无害、无二次污染、成本低、普适性强且简单易行。甲醛是高度挥发性室内有机污染物，被世界卫生组织公认为有害致癌物质，所以室内甲醛的去除刻不容缓。本发明将光照下能快速分解甲醛的纳米Ti02按不同比例添加到涂料中以有效去除室内甲醛。具体实施方式制备例1纳米1102水溶胶的制备10ml钛酸四丁酯溶于35mL无水乙醇中，将上述溶液滴加到100ml水中，溶液混合之后加入10ml1.5mol/L硝酸，然后将反应体系的温度升高到7(TC，继续搅拌2h。最后将反应温度降至室温，即得1102水溶胶。制得的1102水溶胶至少可以稳定一年。以下样品的评价过程中其光照强度处于300-30001x之间。以下实施例所选用涂料为立邦漆，但是对比实验结果表明，分解甲醛的在效成份为本发明添加剂，可以表明，该添加剂同样适用其它品牌涂料。实施例1样品的制备将体积比为18/1的涂料溶液和Ti02溶胶均匀混合后，涂刷在6X7cm2的纸板上，厚度为O.lmm，自然晾干。样品的评价将上述纸板放入150ml的反应瓶后，以空气为载气，以50ml/min的流速通过置于293K恒温槽中的甲醛溶液，将甲醛蒸气通入反应瓶中。经lh平衡后，将反应瓶密封。然后放入紫外波长为365nm的暗箱式紫外分析仪(巩义市英山峪华仪器厂，ZF-20D)中开始反应。反应结果见表l。实施例2样品的制备将体积比为18/3的涂料溶液和Ti02溶胶均匀混合后，涂刷在6X7cm2的纸板上，厚度为O.lmm，自然晾干。样品的评价反应过程与实施例1相同，反应结果见表1。实施例3样品的制备将体积比为18/4的涂料溶液和Ti02溶胶均匀混合后，涂刷在6X7cm2的纸板上，厚度为O.lmm，自然晾干。样品的评价反应过程与实施例1相同，反应结果见表1。实施例4样品的制备将体积比为18/9的涂料溶液和Ti02溶胶均匀混合后，涂刷在6X7cm2的纸板上，厚度为O.lmm，自然晾干。样品的评价反应过程与实施例1相同，反应结果见表1。实施例5样品的制备将体积比为18/25的涂料溶液和Ti(^溶胶均匀混合后，涂刷在6X7cm2的纸板上，厚度为O.lmm，自然晾干。样品的评价反应过程与实施例1相同，反应结果见表1。实施例6样品的制备将体积比为18/9的涂料溶液和Ti02溶胶均匀混合后，涂刷在6X7cm2的纸板上，厚度为O.lmm，自然晾干。样品的评价除将密封的反应瓶放在日光下外，其它方法同实施例1。反应结果见表l。实施例7样品的制备将体积比为18/25的涂料溶液和Ti02溶胶均匀混合后，涂刷在6X7cm2的纸板上，厚度为O.lmm，自然晾干。样品的评价反应过程与实施例6相同。反应结果见表l。对比例1样品的制备将Ti02溶胶均匀涂刷在6X7cm2的纸板上，厚度为0.lmm，自然晾干。样品的评价反应过程与实施例l相同。反应结果见表l。对比例2样品的制备将涂料溶液均匀涂刷在6X7cm2的纸板上，厚度为0.lmm，自然晾干。样品的评价反应过程与实施例l相同。反应结果见表l。对比例3样品的制备将涂料溶液均匀涂刷在6X7cm2的纸板上，厚度为0.lmm，自然晾干。样品的评价反应过程与实施例6相同。反应结果见表l。表1实施例涂料和添加剂的体积比光源甲醛转化率/%反应时间/h实施例118/1紫外光104502499156实施例218/3紫外光10250129978实施例318/4紫外光1015069941实施例418/9紫外光1015069938实施例518/25紫外光1015069935实施例618/9日光10150599326<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>从上表的数据可以看出，涂料中没有加入添加剂时，无论在紫外光还是日光下，去除甲醛的效果不明显。但是在涂料中加入添加剂之后，可以显著提高去除室内甲醛的效果，而且涂料中添加剂含量的增加有利于短时间之内去除甲醛。权利要求一种有效分解甲醛的纳米级涂料添加剂，其特征在于该纳米涂料添加剂的有效成份为纳米TiO2水溶胶。2.根据权利要求1所述涂料添加剂，其特征在于所述纳米Ti02水溶胶可按如下过程操作获得，常温下，将钛酸四丁酯或异丙醇钛溶于无水醇溶液中，其中，钛酸四丁酯的量为5-30ml，醇溶液的量为10-200ml;将上述溶液滴加到50_600ml水中，混合之后加入无机酸，加入无机酸后使得H+和Ti的摩尔比在O.1到1之间；然后将反应体系的温度升高到30-8(TC，继续搅拌l-48h;最后将反应温度降至室温，即得Ti02水溶胶。3.根据权利要求2所述涂料添加剂，其特征在于所述无水醇溶液为甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、正丁醇中的一种或一种以上的混合物；所述无机酸为硝酸、盐酸或硫酸，所采用的无机酸的浓度为0.5-3mol/L。4.一种权利要求1所述涂料添加剂的应用，其特征在于所述添加剂可与水溶性涂料任意体积比例混合，涂料与添加剂的最佳体积混合比例为18/1-18/25。5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于所述混合有权利要求1所述添加剂的涂料涂敷于室内物体表面后，室温下，涂料在光照下短时间内即可有效去除室内的有害气体甲醛。6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于所述光照时间一般为1-300小时，光为日光或紫外光。7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于所述光照时间一般为20-200小时，日光或紫外光的光源可采用任何可以发射日光和紫外光波段的设备。全文摘要本发明涉及一种有效分解甲醛的纳米涂料添加剂的应用。一种有效分解甲醛的纳米级涂料添加剂，该纳米涂料添加剂的有效成份为纳米TiO2水溶胶。本发明将光照下能快速分解甲醛的纳米TiO2按不同比例添加到涂料中以有效去除室内甲醛。该方法无毒、无害、无二次污染、成本低、普适性强且简单易行。文档编号C09D5/00GK101768384SQ200810230388公开日2010年7月7日申请日期2008年12月30日优先权日2008年12月30日发明者吴维成,张静申请人:辽宁石油化工大学