一种含有光催化剂的水粉颜料及其制备方法
【专利摘要】本发明主要属于水粉颜料领域，具体涉及一种含有光催化剂的水粉颜料。所述水粉颜料包括着色剂、填充剂、胶固剂、润湿剂、防腐剂以及吸附净化剂；所述着色剂为普通颜料粉，所述吸附净化剂中包括硅藻土以及光催化剂，所述水粉颜料含有下列重量百分比的组分：着色剂30?50%、填充剂8?15%、胶固剂7.5?20%、润湿剂20?35%、防腐剂0.1?1.5%、吸附净化剂9?10%；上述各组分的重量百分比之和等于100%。所述含有光催化剂的水粉颜料中添加有吸附净化剂，所述吸附净化剂中含有光催化剂，因此利用本发明所述水粉颜料绘制获得的水粉画能够具有空气净化作用。
【专利说明】
一种含有光催化剂的水粉颜料及其制备方法
技术领域
[0001]本发明主要属于水粉颜料领域，具体涉及一种含有光催化剂的水粉颜料。
【背景技术】
[0002]颜料分为国画颜料、油画颜料、水粉颜料、是普遍使用的美术用品，一些有机颜料和合成颜料具有一定的毒性;有些颜料中的粘合材料中甚至含有甲醛。
[0003]随着社会的发展，室内空气污染问题越来越严重，室内空气的污染物来源包括:室内空气中来自工业污染扩散、有机质腐败分解、塑料、涂料、建筑材料等释放的有害气体及人和宠物排出的异味气体等等；
光催化剂，通俗意义上讲触媒就是催化剂的意思，光触媒顾名思义就是光催化剂。催化剂是加速化学反应的化学物质，其本身并不参与反应。光催化剂就是在光子的激发下能够起到催化作用的化学物质的统称。世界上能作为光触媒的材料众多，包括二氧化钛(T12)，氧化锌(ZnO)，氧化锡(SnO2)，二氧化锆(ZrO2)，硫化镉(CdS)等多种氧化物硫化物半导体，其中二氧化钛(Titanium D1xide)因其氧化能力强，化学性质稳定无毒，成为世界上最当红的纳米光触媒材料。
[0004]在光催化剂的作用下，室内的污染物质可以被光解为无害、无臭的反应产物，并能同时杀灭空气中的致病微生物。
[0005]鉴于上述原因，开发一种能够吸附有害物质，净化环境的颜料十分必要。
【发明内容】
[0006]针对上述问题，本发明提供一种含有光催化剂的水粉颜料及其制备方法;所述含有光催化剂的水粉颜料中添加有吸附净化剂，所述吸附净化剂中包含硅藻土以及光催化剂，因此利用本发明所述水粉颜料绘画获得的水粉画能够具有空气净化作用。
[0007]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种含有光催化剂的水粉颜料，所述水粉颜料包括着色剂、填充剂、胶固剂、润湿剂、防腐剂以及吸附净化剂;所述着色剂为普通颜料粉，所述吸附净化剂中包括硅藻土以及光催化剂，所述水粉颜料含有下列重量百分比的组分:着色剂30-50%、填充剂8-15%、胶固剂7.5-20%、润湿剂20-35%、防腐剂0.1-1.5%、吸附净化剂9-10%;上述各组分的重量百分比之和等于100%。
[0008]进一步地，在所述吸附净化剂中，娃藻土为载体，娃藻土负载光催化剂，所述光催化剂为二氧化钛。
[0009]进一步地，所述胶固剂采用李子树胶。
[0010]进一步地，所述填充剂为锌钡白或马铃薯淀粉。
[0011]进一步地，所述润湿剂为甘油或核桃油。
[0012]进一步地，所述防腐剂为质量浓度为10-15%的盐酸苯胺。
[0013]—种含有光催化剂的水粉颜料的制备方法，所述制备方法用于制备所述一种含有光催化剂的水粉颜料，其特征在于，所述制备方法具体包括以下步骤:
(1)在容器中依次加入润湿剂、防腐剂和去离子水，搅拌均匀，加热至80-90°C时加入李子树胶，在95°C温度维持40min，得到粘合胶液；
(2)将填充剂、着色剂以及步骤(I)制备获得的粘合胶液加入到球磨机中，采用湿法球磨2-4h，控制球磨温度为25-40°C，以甲醇为球磨介质，球磨结束后，将球磨获得的浆料进行烘干，获得烘干后颜料预混料；
(3)将步骤(2)制备获得的所述烘干后颜料预混料粉碎、过100-150目筛，然后加入吸附净化剂，搅拌均匀，即制备获得含有光催化剂的水粉颜料。
[0014]进一步地，所述吸附净化剂的制备方法具体为:
(1)硅藻土酸浸处理:将粒径为800-1000um的硅藻土加水、获得质量浓度为23-30%的硅藻土浆料，加入稀硫酸和连二亚硫酸钠，进行酸浸反应15-20h;所述稀硫酸质量浓度为20-35%，稀硫酸用量为所述娃藻土楽料体积的0.5-1.0%，连二亚硫酸钠用量为所述娃藻土楽料固含量的1.0-1.5%;
(2)硅藻土煅烧增白:将步骤(I)酸浸处理后的硅藻土浆料过滤、用水洗涤、烘干，获得烘干后的硅藻土粉末;将烘干后的所述硅藻土粉末中加入木炭和碳酸氢钠，混匀后至于煅烧炉中进行煅烧以提高硅藻土的白度，煅烧后获得增白后硅藻土；其中，煅烧温度为600-700°C ;木炭用量为所述烘干后的硅藻土粉末重量的0.5-0.9%，碳酸氢钠用量为所述烘干后的硅藻土粉末重量的0.5%-2.0%；
(3)吸附净化剂的制备:将步骤(2)获得的煅烧增白后硅藻土进行粉碎，控制粉碎后硅藻土粒径为700-800um，将光催化剂与粉碎后娃藻土混合，以使娃藻土负载光催化剂，制备获得所述吸附净化剂。
[0015]本发明的有益技术效果:
(I)本发明所述含有光催化剂的水粉颜料中添加有吸附净化剂么所述吸附净化剂中含有光催化剂，以硅藻土为载体负载光催化剂，在光催化剂的作用下，室内的污染物质可以被光解为无害、无臭的反应产物，并能同时杀灭空气中的致病微生物;因此利用本发明所述水粉颜料绘制获得的水粉画能够具有空气净化作用。
[0016](2)水粉颜料中的固化剂采用李子树胶，与传统技术中的阿拉伯树胶相比，形成保护膜的能力更强。
【具体实施方式】
[0017]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
[0018]相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
[0019]实施例1
一种含有光催化剂的水粉颜料，所述水粉颜料包括着色剂、填充剂、胶固剂、润湿剂、防腐剂以及吸附净化剂;所述着色剂为普通颜料粉，所述吸附净化剂中包括硅藻土以及光催化剂，所述水粉颜料含有下列重量百分比的组分:着色剂30%、填充剂8%、胶固剂20%、润湿剂30.5%、防腐剂1.5%、吸附净化剂10%;上述各组分的重量百分比之和等于100%。
[°02°]在所述吸附净化剂中，娃藻土为载体，娃藻土负载光催化剂。娃藻土是一种天然材料，具有孔隙度大、化学性质稳定、耐磨、耐热等特点，还具有除湿、除臭、净化室内空气等作用；以硅藻土为载体负载光催化剂，在光催化剂的作用下，室内的污染物质可以被光解为无害、无臭的反应产物，并能同时杀灭空气中的致病微生物;综上所述，本发明所述水粉颜料中添加吸附净化剂;利用本发明水粉颜料绘制获得的水粉画能够具有空气净化作用。
[0021]所述胶固剂采用李子树胶;之所以选择粒子树胶，是基于以下几个原因:第一个原因，李子树胶在一方面可使水的黏度增大，另一方面在颜料颗粒的表面形成保护膜，防止颜料颗粒聚集;其他多糖(如桃胶和阿拉伯胶)同样具有这两方面的能力，而稳定效果与李子树胶相比效果要差，如:桃胶作为水粉颜料的胶体，如果达到颜料膏体细腻，能长时间贮存(180天以上)，颜料膏体不沉降、不分层、不透胶，但是桃胶的添加量必须达到总质量的11%以上，小于这个比例，颜料膏体贮存稳定性就差;阿拉伯胶作为水粉颜料的胶体，是通过形成保护膜的能力较高来阻止颜料颗料聚集，总质量9%的添加量就可以保持颜料膏体稳定。而使用李子树胶作为水粉颜料的胶体，其使用量只需总质量7.2%添加量，就可以保持颜料膏体稳定，说明李子树胶形成保护膜的能力较桃胶和阿拉伯胶更强。第二个原因，李子树胶应用在水粉颜料中具有干后不易龟裂的优点，水粉颜料有厚画和薄画等画法，但厚画法的颜料干燥后易出现龟裂现象，因此厚画法对水粉颜料的质量要求特别高;理论上:水粉颜料干后易龟裂的主要影响因素是体系中胶质的含量和胶自身的理化性能。李子树胶主链为I，4-糖苷键相连接，而侧链是通过I，6-糖苷键和I，12-糖苷键相连接，由此构成了支链极多的多糖类物质；因为李子树胶水溶液的粘度不受盐类影响，因此它能够在颜料颗粒之间形成牢固的桥梁作用，且李子树胶干后有成膜的特性，所以若在水粉颜料配方中添加20%以上质量比例胶粉，那么颜料干后就不易龟裂，特别适合厚画法。
[0022]其中，本发明所述李子树胶的制备具体为:将采集的李子树胶投入加水浸泡，并加入苏打粉，苏打粉的重量为李子树胶重量的0.05%的，浸泡温度控制在30-35°C，浸泡时间4-5小时，转入压力容器中并输入蒸汽，当容器内温度达到110°C时，保持该温度60min;开启搅拌器对料水混合体进行低速搅拌250r/min)40min;边搅拌边升温，当温度升至115°C时，将搅拌器的速度缓慢提高至300r/min;在300r/min转速、115°C温度的条件下持续搅拌60min ；再次提高搅拌速度至600r/min、温度升至120 °C，保持搅拌120 min;关闭蒸汽，降低搅拌速度至300r/min，搅拌120min;关闭搅拌器。
[0023]待容器压力降至常压时，将胶水溶液过滤后储存在沉淀容器中，用洁净水将过滤后的溶液稀释4倍，并让其物理沉降24小时。之后，将上层澄清溶液进行过滤处理后抽入反应釜内，并用离子交换方法再次去除溶液中的杂质(色泽较深的胶水溶液可以用漂白剂进行漂白)。经过上述步骤可以得到浅黄色的溶液，再用5微米孔径的过滤网对溶液进行增压过滤(也可采分子膜过滤方法)。最终得到纯度较高的李子树胶。在提纯的过程中要注意一下两点:(1)李子树胶是亲水性胶体，不溶于乙醇等大部分有机溶剂，胶、水分离采用采用负压蒸馏方式，乙醇可循环利用，也可直接利用乙醇让胶体沉淀。(2)胶体干燥后用破碎、粉碎设备进行粉碎，得到的是可自由流动白色(或浅米黄色)李子树胶的粉体颗粒。
[0024]所述填充剂为锌钡白或马铃薯淀粉;所述润湿剂为甘油或核桃油;所述防腐剂为质量浓度为10-15%的盐酸苯胺。
[0025]—种含有光催化剂的水粉颜料的制备方法，所述制备方法用于制备所述一种含有光催化剂的水粉颜料，所述制备方法具体包括以下步骤:
(1)在容器中依次加入润湿剂、防腐剂和去离子水，搅拌均匀，加热至80-90°C时加入李子树胶，在95°C温度维持40min，得到粘合胶液；
(2)将填充剂、着色剂以及步骤(I)制备获得的粘合胶液加入到球磨机中，采用湿法球磨2-4h，控制球磨温度为25-40°C，以甲醇为球磨介质，球磨结束后，将球磨获得的浆料进行烘干，获得烘干后颜料预混料；
(3)将步骤(2)制备获得的所述烘干后颜料预混料粉碎、过100-150目筛，然后加入吸附净化剂，搅拌均匀，即制备获得含有光催化剂的水粉颜料。
[0026]所述吸附净化剂的制备方法具体为:
(1)硅藻土酸浸处理:将粒径为800-1000um的硅藻土加水、获得质量浓度为23-30%的硅藻土浆料，加入稀硫酸和连二亚硫酸钠，进行酸浸反应15-20h;所述稀硫酸质量浓度为20-35%，稀硫酸用量为所述娃藻土楽料体积的0.5-1.0%，连二亚硫酸钠用量为所述娃藻土楽料固含量的1.0-1.5%;
(2)硅藻土煅烧增白:将步骤(I)酸浸处理后的硅藻土浆料过滤、用水洗涤、烘干，获得烘干后的硅藻土粉末;将烘干后的所述硅藻土粉末中加入木炭和碳酸氢钠，混匀后至于煅烧炉中进行煅烧以提高硅藻土的白度，煅烧后获得增白后硅藻土；其中，煅烧温度为600-700°C ;木炭用量为所述烘干后的硅藻土粉末重量的0.5-0.9%，碳酸氢钠用量为所述烘干后的硅藻土粉末重量的0.5%-2.0%；
(3)吸附净化剂的制备:将步骤(2)获得的增白后硅藻土进行粉碎，控制粉碎后硅藻土粒径为700-800um，将光催化剂与粉碎后娃藻土混合，以使娃藻土负载光催化剂，制备获得所述吸附净化剂。
[0027]实施例2
一种含有光催化剂的水粉颜料，所述水粉颜料包括着色剂、填充剂、胶固剂、润湿剂、防腐剂以及吸附净化剂;所述着色剂为普通颜料粉，所述吸附净化剂中包括硅藻土以及光催化剂，所述水粉颜料含有下列重量百分比的组分:着色剂50%、填充剂13%、胶固剂7.9%、润湿剂20%、防腐剂0.1%、吸附净化剂9%。制备方法同实施例1。
[0028]实施例3
一种含有光催化剂的水粉颜料，所述水粉颜料包括着色剂、填充剂、胶固剂、润湿剂、防腐剂以及吸附净化剂;所述着色剂为普通颜料粉，所述吸附净化剂中包括硅藻土以及光催化剂，所述水粉颜料含有下列重量百分比的组分:着色剂45%、填充剂10%、胶固剂15%、润湿剂20%、防腐剂0.5%、吸附净化剂9.5% ο制备方法同实施例1。
【主权项】
1.一种含有光催化剂的水粉颜料，其特征在于，所述水粉颜料包括着色剂、填充剂、胶固剂、润湿剂、防腐剂以及吸附净化剂;所述着色剂为普通颜料粉，所述吸附净化剂中包括硅藻土以及光催化剂，所述水粉颜料含有下列重量百分比的组分:着色剂30-50%、填充剂8-15%、胶固剂7.5-20%、润湿剂20-35%、防腐剂0.1-1.5%、吸附净化剂9-10%;上述各组分的重量百分比之和等于100%。2.根据权利要求1所述一种含有光催化剂的水粉颜料，其特征在于，在所述吸附净化剂中，硅藻土为载体，硅藻土负载光催化剂，所述光催化剂为二氧化钛。3.根据权利要求1所述一种含有光催化剂的水粉颜料，其特征在于，所述胶固剂采用李子树胶。4.根据权利要求1所述一种含有光催化剂的水粉颜料，其特征在于，所述填充剂为锌钡白或马铃薯淀粉。5.根据权利要求1所述一种含有光催化剂的水粉颜料，其特征在于，所述润湿剂为甘油或核桃油。6.根据权利要求1所述一种含有光催化剂的水粉颜料，其特征在于，所述防腐剂为质量浓度为10-15%的盐酸苯胺。7.—种含有光催化剂的水粉颜料的制备方法，所述制备方法用于制备权利要求1-6之一所述一种含有光催化剂的水粉颜料，其特征在于，所述制备方法具体包括以下步骤: (1)在容器中依次加入润湿剂、防腐剂和去离子水，搅拌均匀，加热至80-90°C时加入李子树胶，在95°C温度维持40min，得到粘合胶液； (2)将填充剂、着色剂以及步骤(I)制备获得的粘合胶液加入到球磨机中，采用湿法球磨2-4h，控制球磨温度为25-40°C，以甲醇为球磨介质，球磨结束后，将球磨获得的浆料进行烘干，获得烘干后颜料预混料； (3)将步骤(2)制备获得的所述烘干后颜料预混料粉碎、过100-150目筛，然后加入吸附净化剂，搅拌均匀，即制备获得含有光催化剂的水粉颜料。8.根据权利要求7所述一种含有光催化剂的水粉颜料，其特征在于，所述吸附净化剂的制备方法具体为: (1)硅藻土酸浸处理:将粒径为800-1000um的硅藻土加水、获得质量浓度为23-30%的硅藻土浆料，加入稀硫酸和连二亚硫酸钠，进行酸浸反应15-20h;所述稀硫酸质量浓度为20-35%，稀硫酸用量为所述娃藻土楽料体积的0.5-1.0%，连二亚硫酸钠用量为所述娃藻土楽料固含量的1.0-1.5%; (2)硅藻土煅烧增白:将步骤(I)酸浸处理后的硅藻土浆料过滤、用水洗涤、烘干，获得烘干后的硅藻土粉末;将烘干后的所述硅藻土粉末中加入木炭和碳酸氢钠，混匀后至于煅烧炉中进行煅烧以提高硅藻土的白度，煅烧后获得增白后硅藻土；其中，煅烧温度为600-700°C ;木炭用量为所述烘干后的硅藻土粉末重量的0.5-0.9%，碳酸氢钠用量为所述烘干后的硅藻土粉末重量的0.5%-2.0%； (3)吸附净化剂的制备:将步骤(2)获得的煅烧增白后硅藻土进行粉碎，控制粉碎后硅藻土粒径为700-800um，将光催化剂与粉碎后娃藻土混合，以使娃藻土负载光催化剂，制备获得所述吸附净化剂。
【文档编号】C09D105/00GK105885501SQ201610278553
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年5月3日
【发明人】李云茹, 李玉叶, 赵晨旭, 胡素贇, 张燕
【申请人】南阳理工学院