一种石墨烯硅藻土抗甲醛涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于化工涂料领域，尤其涉及一种石墨烯硅藻土抗甲醛涂料及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 随着人们生活水平的提高，越来越多的人注重房屋装修的品质，通常房屋装修时， 需要用到胶合板、细木工板等人造板材这些材料，另外家具、布艺家具、厨房家具也是必不 可少的，而这些都会生产甲醛、苯等危害人健康的有害物质。
[0003] 甲醛是最简单的醛类，通常情况下是一种可燃、无色及有刺激性的气体，具有毒 性，长期接触低剂量甲醛可引起慢性呼吸道疾病，引起鼻咽癌、结肠癌、脑瘤、月经紊乱、细 胞核的基因突变。在所有接触者中，儿童和孕妇对甲醛尤为敏感，危害也就更大。为此，人们 提出了各种各样的方法，例如植物吸收法、净化剂喷洒、活性炭吸附等。然而上述方法虽然 能够清理甲醛，但仍存在见效慢、效果不明显、清除不彻底等缺点。
[0004] 硅藻土的主要成分为蛋白石，富含多种有益矿物质，质地轻软，电子显微镜显示硅 藻土离子表面具有无数微小的孔穴，孔隙率达90%以上，比表面积高达65m 2/g，具有较强的 物理吸附性能和离子交换性能，同时硅藻土还具有较好的隔音效果，因此硅藻土通常用作 环保的涂料。但是硅藻土本身只能将污染物吸附在空穴中，而不会将其彻底分解掉，因此， 当外界环境发生变化时，污染物会从空穴逃逸并扩散到空气中。
[0005] 纳米二氧化钛光触媒是一种在光的照射下，自身不起变化，却可以促进化学反应 的物质，因此，纳米二氧化钛光触媒在太阳光或室内荧光灯的照射下能产生抗菌、除臭、油 污分解、防霉防藻、空气净化的作用。但是，一般光触媒的光催化效率很低，而石墨烯的加 入，可以和光触媒的有效复合，不仅改善了光触媒纳米颗粒在石墨烯表面的分散性，而且通 过降低光生电子-空穴的复合，提高了光触媒的光催化活性。与此同时，由于能带结构的调 整，石墨烯还将发挥光敏剂的作用，使光触媒的吸收范围延伸至可见光区域，有效提高光触 媒接对太阳光的利用率。
[0006] 根据国家室内空气质量标准，每立方米室内空气中，甲醛释放量不得高于0.08mg; 如达到0.1~2. Omg，50 %的正常人能闻到臭气;达到2.0~5. Omg，刺激眼结膜、呼吸道黏膜， 眼睛、气管将受到强烈刺激，出现流涕、打喷嚏、咳嗽等症状;达到IOmg以上时，呼吸困难;超 过50mg则会引发各种疾病。而现有的住宅或者办公房屋装修用涂料大多成分单一，涂料中 含有的甲醛等有害成分只能慢慢扩散至周围环境中，所以新装修过后的房屋只能开窗通风 几个月时间才能入住，而随着时间的延长，装修材料中残留的甲醛等有害物质也会继续扩 散，虽然有害物质浓度很低，装修材料的味道也基本难以辨别，但其对人类身体的危害确实 不可忽视的。
【发明内容】
[0007] 本发明针对现有技术中使用的涂料对人类身体存在危害的问题提供一种新型的 石墨烯硅藻土抗甲醛涂料及其制备方法。为了达到上述目的，本发明的技术方案为：
[0008] 一种石墨烯硅藻土抗甲醛涂料，按照重量成分包括以下物质： 水 5 ~ 30份， 纤维素 0.05~0.5份，
[0009] 烷基芳基聚醚 0.05~0.5份， 丙二醇 0.1 ~ 2份， 增稠剂 0 05 ~1份， 消泡剂 0.05~0.5份， 钦白浆 5 ~ 20份， 填料浆 20 ~ 30份， 硅藻土 30~40份，
[0010] 多功能胺助剂 0 05 ~ 0.5份， 乳液 5~30份， 成膜助剂 0丨~5份， 杀菌剂 0J5 ~ 1份， 流平剂 0.05~丨份， 抗甲酸助剂 0,05 ~1份；
[0011] 其中，所述抗甲醛助剂为石墨烯和纳米二氧化钛的混合物。
[0012] 作为优选，所述抗甲醛助剂中石墨烯与纳米二氧化钛的质量比为1:10~10:1。
[0013] 作为优选，所述纤维素为羧甲基纤维素钠盐类纤维素，所述增稠剂为缔合型碱溶 胀增稠剂或聚氨酯增稠剂中的至少一种，所述消泡剂为矿物碳氢化合物类消泡剂或非离子 型烷基共聚物消泡剂中的至少一种，所述流平剂为为聚二甲基硅氧烷、烷基改性有机硅氧 烷、氟改性丙烯酸酯中的至少一种。
[0014] 作为优选，所述填料浆为重质碳酸钙浆、高岭土、超细方解石粉、硫酸钡、云母粉中 的至少一种，所述乳液为丙烯酸共聚物乳液、纯丙聚合物、苯丙乳液中的至少一种，所述成 膜助剂为TEXAN0L酯醇。
[0015] 作为优选，包括以下步骤：
[0016] (1)将水、纤维素、成膜助剂、烷基芳基聚醚、杀菌剂、流平剂、抗甲醛助剂、丙二醇、 消泡剂依次加入储料槽中并进行搅拌至混合均匀，得到混合液a;
[0017] (2)向混合液a中依次加入钛白浆、填料浆、硅藻土、乳液，继续搅拌至混合均匀，得 到混合液b;
[0018] (3)向混合液b中缓慢加入增稠剂并继续搅拌至混合均匀，得到石墨烯硅藻土抗甲 醛涂料c 〇
[0019] 作为优选，所述步骤（1)中搅拌时间为40~50min，搅拌速率为500~1000转/min; 所述步骤(2)中搅拌时间为40~50min，搅拌速率为500~1000转/min，所述步骤(3)中搅拌 时间为40~50min，搅拌速率为500~1000转/min。
[0020] 与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，
[0021] (1)纳米二氧化钛光触媒在紫外光的照射下能将甲醛等污染物分解为二氧化碳和 水，从而产生抗菌、除臭、油污分解、防霉防藻、空气净化的作用。
[0022] (2) -般光触媒的光催化效率很低，而石墨烯的加入，可以和光触媒的有效复合， 不仅改善了光触媒纳米颗粒在石墨烯表面的分散性，而且通过降低光生电子-空穴的复合， 提高了光触媒的光催化活性，提高了光的利用率，使得二氧化钛在可见光的照射下就可以 将甲醛分解为二氧化碳和水，彻底清除甲醛，提高效率。
[0023] (3)硅藻土的主要成分为蛋白石，富含多种有益矿物质，质地轻软，电子显微镜显 示硅藻土离子表面具有无数微小的孔穴，孔隙率达90%以上，比表面积高达65m2/g，具有较 强的物理吸附性能和离子交换性能，因而，添加硅藻土后，可以将周围甲醛等污染物吸附在 空穴中，大大增加了二氧化钛和石墨烯与甲醛等污染物的接触几率，起到提高净化效果的 作用。
[0024]因此，与仅通过硅藻土吸附和仅通过二氧化钛分解的产品相比，不仅可以从根本 上彻底清除甲醛，还可以提高分解净化效率。并且石墨烯的加入，增加了水性乳胶漆的耐磨 性能。
【具体实施方式】
[0025] 为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合具体实施例对 本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特 征可以相互组合。
[0026] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可 以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体 实施例的限制。
[0027]实施例1，本实施例提供一种纳米TiO2和石墨烯比例为10:1的石墨烯硅藻土抗甲 醛涂料及其制备方法。涂料中个成分及含量如下:水20份;羧甲基纤维素钠盐0.2份;烷基芳 基聚醚0.2份;丙二醇1份;非离子型烷基共聚物消泡剂0.1份;缔合型碱溶胀增稠剂0.5份； 聚氨酯增稠剂〇. 2份;钛白浆10份;重质碳酸钙浆30份;硅藻土30份;多功能胺助剂(AMP-95) 0.1份;丙烯酸共聚物乳液10份;成膜助剂(TEXAN0L酯醇)0.5份;杀菌剂0.2份;聚二甲基硅 氧烷0.1份;抗甲醛助剂(纳米Ti02和石墨烯质量比例为10:1)0.1份。
[0028]首先向搅拌罐内投入15份的水，然后通过搅拌依次加入羧甲基纤维素钠盐0.2份， 烷基芳基聚醚0.2份，成膜助剂(TEXAN0L酯醇)0.5份，杀菌剂0.2份，聚二甲基硅氧烷0.1份， 抗甲醛助剂(纳米TiO 2和石墨烯比例为10:1)0.1份，丙二醇1份，非离子型烷基共聚物消泡 剂0.1份，按照600转/min的转速，搅拌45min后，得到混合均勾的混合液。然后将混合液输送 至搅拌罐内，然后依次向混合液中加入钛白浆10份，重质碳酸钙浆30份，硅藻土30份;丙烯 酸共聚物乳液10份，按照600转/min的转速，搅拌45min后，得到混合均勾的混合液。按照I: I 的比例(增稠剂与水），将0.1份的聚氨酯增稠剂稀释，然后缓慢加入混合液中，搅拌均匀，搅 拌的转速不变，待搅拌均匀后，按照1:2的比例，将0.1份的聚氨酯增稠剂稀释，然后缓慢加 入混合液中，搅拌均匀，搅拌的转速不变。将剩余的水冲洗之前的小罐后，输送至大罐，进行 搅拌，待搅拌均匀后，即得到成品石墨烯硅藻土抗甲醛涂料。
[0029]实施例2,本实施例提供一种纳米TiO2和石墨烯比例为5:1的石墨烯抗甲醛涂料及 其制备方法。涂料中的各成分及含量如下:水18份;羧甲基纤维素钠盐0.1份;烷基芳基聚醚 〇. 2份;丙二醇1份;非离子型烷基共聚物消泡剂0.1份;缔合型碱溶胀增稠剂0.5份;聚氨酯 增稠剂0.2份;钛白浆10份;重质碳酸钙