空气净化涂料体系及其制造方法与流程

空气净化涂料体系及其制造方法


背景技术：

1.本发明主要涉及涂料领域。更特别地，本发明涉及具有硅藻壳(diatomic frustule)二氧化钛颗粒分散体和载剂的组合的空气净化涂料体系，其中载剂(例如)为清洁剂和/或抛光剂。本发明还涉及制造空气净化涂料体系的方法。该空气净化涂料体系可涂布于基材如木材、层压材料，或合成表面如pvc、乙烯基塑料(vinyl)、油毡，或硬质表面如混凝土、石头、水磨石、花岗岩或大理石，并减少周围空气环境中的毒素，如挥发性有机化合物(voc)。
2.室内空气质量一直是重要的关注领域。室内空气污染物可来自如下来源，如地毯、炉子、家具、隔离材料(insulation)、宠物、垃圾以及车库中的燃料。虽然现有的住宅建筑技术使房屋更为密封，但是这样会将voc困在房屋内，并导致例如病态居室症候群之类的症状。
3.可购得声称能够清洁室内空气中的voc的产品。然而许多这些可购得的产品存在缺陷。例如，许多这些产品在被杂质填满后变得不具有活性，并丧失其减少voc的效用。
4.因此需要易于使用的产品，该产品能够持久地减少室内空气环境中的voc和毒素。


技术实现要素：

5.以下内容给出了本发明的简要总结，以提供对本发明的若干方面的基本理解。该总结并不是本发明的详尽概述。并非旨在确定本发明的重要或关键要素、或者旨在描述本发明的范围；该总结的唯一目的是以简化的形式给出本发明的概念，以作为随后给出的详细说明的序言。
6.本发明包括一种空气净化涂料体系。在本发明的一个实施方案中，空气净化涂料体系包含载剂以及与载剂组合的硅藻壳二氧化钛颗粒分散体。在本发明的一个实施方案中，涂料体系包含70重量％至99.9重量％的载剂和0.1重量％至15重量％的硅藻壳二氧化钛颗粒分散体。
7.在本发明的空气净化涂料体系的一个实施方案中，硅藻壳二氧化钛颗粒分散体可包含粒度为1微米至35微米的硅藻壳二氧化钛颗粒。在本发明的另一实施方案中，硅藻壳二氧化钛颗粒分散体可包含水、硅藻壳二氧化钛颗粒和分散添加剂。硅藻壳二氧化钛颗粒分散体可还包含防沉降添加剂、流变添加剂和/或消泡剂。
8.在本发明的一个实施方案中，硅藻壳二氧化钛颗粒分散体包含50重量％至75重量％的水、20重量％至50重量％的硅藻壳二氧化钛颗粒、1重量％至10重量％的分散添加剂(如颜料亲和基团的共聚物)和0.1重量％至2重量％的流变添加剂(如改性脲醛树脂)。
9.在本发明的空气净化涂料体系的一个实施方案中，载剂可为清洁剂。此外，本发明的涂料体系可包含95重量％至99.9重量％的清洁剂和0.1重量％至5.0重量％的硅藻壳二氧化钛颗粒分散体。在本发明的空气净化涂料体系的一个实施方案中，清洁剂可包含丙烯酸树脂、表面活性剂和水溶助剂。在本发明的空气净化涂料体系的另一实施方案中，清洁剂可包含80重量％至97重量％的水、0.5重量％至5重量％的丙烯酸树脂(如碱溶性的金属络
合的丙烯酸类共聚物)、0.1重量％至1重量％的水溶助剂、0.1重量％至3重量％的乳化剂(如由c10
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格尔伯特醇(guerbet alcohol)和环氧乙烷制得的烷基聚乙二醇醚)、0.1重量％至1重量％的冻融剂(如表面活性剂混合物)、0.1重量％至1重量％的流动添加剂(如聚醚改性的羟基官能聚二甲基硅氧烷和/或聚醚改性硅氧烷)、0.1重量％至1重量％的消泡剂(如破泡聚硅氧烷)、0.1重量％至1重量％的聚醚改性硅氧烷表面改性剂、0.1重量％至1重量％的防沉降添加剂(如改性脲醛树脂)以及0.1重量％至0.5重量％的抗微生物剂(如苯并异噻唑啉酮和甲基异噻唑啉酮的混合物)。
10.在本发明的空气净化涂料体系的一个实施方案中，载剂可为抛光剂。此外，本发明的涂料体系可包含70重量％至99.9重量％的抛光剂和0.1重量％至30重量％的硅藻壳二氧化钛颗粒分散体。在本发明的空气净化涂料体系的一个实施方案中，抛光剂可包含水、粘合剂、冻融剂、溶剂、消泡剂和表面改性剂。在一个实施方案中，粘合剂可为丙烯酸类共聚物树脂。或者，粘合剂也可为聚氨酯树脂。在本发明的空气净化涂料体系的另一实施方案中，抛光剂可包含45重量％至95重量％的水、3重量％至53重量％的丙烯酸类共聚物和丙烯酸类共聚物、1重量％至5重量％的溶剂、0.0重量％至1重量％的冻融添加剂、0.1重量％至1重量％的防沉降添加剂(如改性脲醛树脂)、0.01重量％至1重量％的流动添加剂(如聚醚改性硅氧烷和/或氟化表面活性剂)、0.01重量％至1重量％的消泡剂、0.01重量％至0.5重量％的抗微生物剂、0.1重量％至3重量％的蜡助剂和0.01重量％至0.1重量％的分散剂(如颜料亲和基团的共聚物)。
11.本发明还包括制造空气净化涂料体系的方法。在本发明的一个实施方案中，该方法包括如下步骤：提供硅藻壳二氧化钛颗粒；使硅藻壳二氧化钛颗粒与水和分散添加剂组合，以形成硅藻壳二氧化钛颗粒分散体；提供载剂；以及使载剂与硅藻壳二氧化钛颗粒分散体组合，以形成本发明的空气净化涂料体系。
12.在本发明的方法的一个实施方案中，硅藻壳二氧化钛颗粒的粒度为1微米至35微米。此外，本发明的方法可还包括将硅藻壳二氧化钛颗粒研磨至粒度为1微米至35微米的步骤。在本发明的一个实施方案中，所述方法可还包括将硅藻壳二氧化钛颗粒与流变添加剂和消泡剂组合，以形成分散体。在本发明的方法的一个实施方案中，所述方法可包括将50重量％至75重量％的水、20重量％至50重量％的硅藻壳二氧化钛颗粒和1重量％至10重量％的分散添加剂组合，以形成硅藻壳二氧化钛颗粒分散体。
13.本发明的方法可包括将85重量％至99.9重量％的载剂和0.1重量％至15重量％的硅藻壳二氧化钛颗粒分散体组合。在本发明的方法的一个实施方案中，载剂可为清洁剂。此外，所述方法可包括将95重量％至99.9重量％的清洁剂与0.1重量％至5重量％的硅藻壳二氧化钛颗粒分散体组合。在本发明的方法的另一实施方案中，载剂可为抛光剂。此外，所述方法可包括将70重量％至99.9重量％的抛光剂与0.1重量％至10重量％的硅藻壳二氧化钛颗粒分散体组合。
14.本发明的其他特征将通过如下说明而显而易见。在概述之后，这些特征可从说明中部分地明显看出，或者可通过本发明的实践而得知。应当理解的是，前文中的概述以及后面的详细说明仅为示例性和阐述性的，而并非对所要求保护的本发明的限制。
具体实施方式
15.本发明涉及一种空气净化涂料体系及其制造方法。空气净化涂料体系可为涂布于基材和表面的清洁剂和/或抛光剂的形式。当涂布于基材或表面时，空气净化涂料体系优选减少室内空气毒素，如挥发性有机化合物。此外，涂料体系还可使所涂布的表面具有可接受的耐化学品性、光泽度、耐擦痕性和/或清晰度。本发明的空气净化涂料体系可包含载剂，如清洁剂、抛光剂、或清洁/抛光剂。空气净化涂料体系可还包含与载剂组合的硅藻壳二氧化钛颗粒分散体。根据涂料体系的预期用途，本发明的空气净化涂料体系还可与其他成分和/或添加剂组合。
16.尽管在本文中，主要从本发明的空气净化涂料体系作为表面清洁剂和/或抛光剂方面的用途进行了说明，但是应当清楚的是，本发明的空气净化涂料体系可具有许多其他的用途。此外，虽然主要指出了本发明的空气净化涂料体系在涂布于表面和基材时可提供有益的空气净化特性，但是其也可表现出其他有益特性和性能。
17.除非另有说明，否则说明书和权利要求书中所使用的如下术语具有以下给出的含义。
18.除非另有说明，否则本文中使用的术语“纳米颗粒”具有本领域中的普通和通常含义，并且是指尺寸为1纳米至100纳米之间、或1
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10
‑9米的颗粒。
19.除非另有说明，否则本文中使用的术语“微米”具有本领域中的普通和通常含义，并且是指尺寸为1微米至100微米之间、或1
×
10
‑9米的颗粒。
20.除非另有说明，否则本文中使用的术语“研磨机”具有本领域中的普通和通常含义，并且是指用于减小颜料粒度至可重复且一致的分布的机器。
21.除非另有说明，否则本文中使用的术语“表面活性剂”是指使水或有机溶剂的溶液中的颜料颗粒稳定并分开的带有正电荷或负电荷的有机聚合物。
22.除非另有说明，否则本文中使用的术语“分散溶液”是指包含颜料、溶剂、表面活性剂和防沉降添加剂的溶液。
23.除非另有说明，否则本文中使用的术语“聚合物/树脂”是指用于油漆、涂料和抛光剂中以粘合颜料并保护如木材、混凝土、合成表面和天然石头之类的表面的有机化合物。
24.除非另有说明，否则本文中使用的术语“抛光剂”是指用于增加对如木材、乙烯基塑料、层压材料、pvc、油毡、石头、花岗岩、水磨石、大理石或混凝土地面之类的表面的保护的涂料。
25.除非另有说明，否则本文中使用的术语“清洁剂”是指包含表面活性剂、溶剂、水和聚合树脂的材料。
26.除非另有说明，否则本文中使用的术语“粒度分析仪”是指确定溶液中的粒度并计数的设备。计算得到的数值单位可为纳米或微米。本文中用于试验的装置为accusizer n3000，但是可使用其他装置，这并不脱离本发明的范围。
27.除非另有说明，否则本文中使用的术语“老化试验机”是指用于通过受控加速方法模拟阳光照射的装置。腔室可控制为各种温度和湿度条件。本文中用于试验的装置为xe1，其具有空气调节腔室，以维持stp(标准温度和压力)条件，但是可使用其他装置，这并不脱离本发明的范围。
28.下面将更详细地阐述本发明的实施方案和实施例。这些实施例中所列出的具体成
分及其含量、以及其他条件和细节不应认为对本发明构成不适当的限制。尽管示出了本发明的宽泛范围的数值范围和参数是近似值，但是尽可能精确地记录了具体实施例中所示出的数值。然而，任何数值均固有地包含一定的误差，该误差是其各自的试验测量中的标准偏差的必然结果。此外，应理解的是，本文中所披露的所有范围涵盖了其中所包括的任何和全部子范围。在本说明书的实施例和讨论中，除非另有说明，否则所有百分比、比例和比率均以重量(质量)计。
29.披露了一种空气净化涂料体系及其制造方法。如上所述，该体系可包含载剂，如清洁剂、抛光剂、或清洁/抛光剂，该载剂与硅藻壳二氧化钛颗粒分散体组合。在本发明的空气净化涂料体系的一个实施方案中，涂料体系可包含70重量％至99.9重量％的载剂和0.1重量％至15.0重量％的硅藻壳二氧化钛颗粒分散体。
30.硅藻壳二氧化钛颗粒分散体包含与分散液组合的硅藻壳二氧化钛颗粒(“dftio2颗粒”)。本发明中所使用的dftio2颗粒优选为纳米颗粒。硅藻壳二氧化钛颗粒分散体(“dftio2分散体”)优选为用于引入载剂如清洁剂、抛光剂、和清洁/抛光剂的稳定水分散体。
31.在形成dftio2分散体之前，可研磨dftio2颗粒，以使颜料在溶液中更稳定且更均匀。可使用hockmeyer corporation的hcp浸入式研磨机进行研磨，并且介质可以是尺寸为0.4mm的氧化锆。
32.dftio2分散体可包含若干种成分，以确保颜料颗粒均匀分散并在溶液中稳定。此外，dftio2分散体也可应用沉降和消泡成分。在本发明的dftio2分散体的一个实施方案中，分散体可包含约50重量％至75重量％的水。dftio2分散体可还包含约20重量％至50重量％的dftio2颗粒，如diatomix 10微米粉末。此外，dftio2分散体可包含约1重量％至10重量％的分散添加剂。dftio2分散体可还包含约0.1重量％至2重量％的流变添加剂，如非离子型氨基甲酸酯共聚物。此外，dftio2分散体可包含约0.01重量％至0.2重量％的消泡剂，以使混合过程中产生的泡沫减至最少水平。
33.可通过在诸如溶解器之类的容器中将水与分散添加剂组合，从而制备dftio2分散体。优选的是，在缓慢搅拌下将分散添加剂加入水中，并混合约5分钟。然后可在缓慢搅拌下添加流变添加剂，搅拌约10分钟，直至流变添加剂充分混合。然后，可根据分散体的泡沫产生情况添加消泡剂，以避免在混合过程中产生泡沫。最后，优选在搅拌下将dftio2颗粒如diatomix 10微米粉末筛入批料中。然后可将分散体由溶解器转移至浸入式研磨机，如hcp浸入式研磨机。随后可研磨dftio2分散体，直至有效海格曼(hegman)粒度优选大于1微米且小于100微米，更优选为大于6微米或小于20微米。在一个实施方案中，研磨速度为约2500rpm至3500rpm。
34.本发明的载剂包括大多数的清洁剂、抛光剂、和清洁/抛光剂，与dftio2颗粒相比，载剂通常具有更低的粘度，并且具有更少的非挥发性物质制品。因此，优选使dftio2颗粒处于分散体形式，以有助于将颗粒引入这种粘度更低且非挥发性物质更少的试剂中。
35.如上所述，本发明的载剂包括清洁剂。当将清洁剂引入本发明中时，形成了空气净化清洁体系。本发明的清洁剂包括清洁剂和清新剂(refresher)制品这两者，并且本发明的清洁剂通常是水性的。本发明的清洁剂优选包含丙烯酸树脂，更优选包含碱溶性的金属络合的丙烯酸类共聚物，其酸值大于25mg koh。本发明的清洁剂还优选包含表面活性剂，如由
c10
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格尔伯特醇和环氧乙烷制得的烷基聚乙二醇醚。表面活性剂通常用于清洁、脱脂并使污物和其他类型的污染物乳化。在水基清洁体系中，冻融稳定性对于维持体系性能是非常重要的。因此，当将水基清洁剂引入本发明时，可引入能够提供冻融稳定性但不会干扰体系性能的表面活性剂。本发明的清洁剂还可利用水溶助剂以溶解疏水性化合物。
36.为了确保空气净化清洁体系具有足够的表面润湿和表面防护效果，可使用能够降低清洁剂的表面张力并在地板材料上提供均匀的层的表面润湿材料。也可使用功能性表面润湿材料，其可提高表面损伤防护级别。
37.在使用表面活性剂时，常常会向本发明的空气净化清洁体系中引入可限制过度发泡或起泡的消泡剂。优选的是，这种消泡剂(如破泡聚硅氧烷)具有长期有效性，而不具有与表面活性剂间的不良相互作用。当将dftio2颗粒引入粘度较低的清洁剂中时，可使用流变改性剂以防止dftio2颗粒在容器底部硬化。
38.可向空气净化清洁体系中引入二醇醚溶剂，如二丙二醇单甲醚、丙二醇丁醚、三丙二醇甲醚和/或二乙二醇乙醚，以有助于使油脂和/或树脂溶解于该体系中。
39.在本发明的一个实施方案中，空气净化清洁体系的清洁剂可包含约80重量％至97重量％的水。此外，清洁剂可包含约0.5重量％至5重量％的碱溶性的金属络合丙烯酸类共聚物，以获得粘附性和再溶解性(resolubility)。此外，本发明的清洁剂可包含约0.1重量％至1重量％的水溶助剂，如异丙苯磺酸钠。本发明的清洁剂可包含表面活性剂，以解决污垢的清洁和乳化问题。在一个实施方案中，本发明的清洁剂可包含约0.1重量％至3重量％的乳化剂。例如，可将约0.1重量％至1重量％的烷基聚乙二醇醚引入清洁剂中，其中该烷基聚乙二醇醚由c10
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格尔伯特醇和环氧乙烷制得。也可将特种添加剂引入空气净化清洁体系的清洁剂中。例如，可引入：冻融添加剂，例如，约0.1重量％至1重量％的冻融剂，如表面活性剂混合物；约0.01重量％至1重量％的流动添加剂，如约0.1重量％至1重量％的破泡聚硅氧烷；约0.1重量％至1重量％的表面改性剂；约0.1重量％至1重量％的防沉降添加剂；约0.1重量％至0.5重量％的抗微生物剂，如苯并异噻唑啉酮和甲基异噻唑啉酮的混合物；以及用于获得树脂溶解性的溶剂。在本发明的一个实施方案中，可向清洁剂中引入约0.1重量％至5重量％的dftio2分散体，以形成本发明的空气净化清洁体系。
40.也可使用抛光剂作为本发明的载剂。当将抛光剂引入本发明中时，形成了空气净化抛光体系。可使用抛光剂以增加对诸如木材、合成材料、石头和/或其他硬质表面之类的表面的保护。例如，使用抛光剂以保护基材和表面免于产生划痕、擦痕、化学损伤和过早损伤。抛光剂还可提供次要属性，如光泽度、着色、以及图像深度或清晰度。抛光剂包括抛光剂和光亮剂(finishes)这两种。
41.本发明的抛光剂可以是水基抛光剂，并且可包含粘合剂，如聚氨酯和/或丙烯酸树脂。这种产品优选提供针对擦痕的耐久性、耐化学品性和/或对不同基材的粘附性。
42.在水基抛光体系中，冻融稳定性对于体系性能的维持是非常重要的。因此，当将水基抛光剂引入本发明的体系中时，可引入能够提供冻融稳定性但是不会干扰体系性能的表面活性剂。这种产品的实例包括磷酸三丁氧基乙酯、羟基丁酸丁酯和丙二醇。
43.为了确保空气净化抛光体系具有足够的表面润湿和表面防护效果，可使用能够降低抛光剂的表面张力并在地板材料上提供均匀的层的表面润湿材料。也可使用功能性表面润湿材料，其可提高表面损伤防护级别。
44.与本发明的清洁体系一样，通常会向本发明的空气净化抛光体系中引入可限制过度发泡或起泡的破泡聚硅氧烷。优选的是，这种消泡剂具有长期有效性，而不具有与表面活性剂间的不良相互作用。此外，当将dftio2颗粒引入粘度较低的抛光剂中时，可使用流变改性剂以防止dftio2颗粒在容器底部硬化。
45.可向空气净化抛光体系中引入溶剂，以有助于使树脂溶解于该体系中。本发明中所使用的溶剂的实例包括二醇醚，如二丙二醇单甲醚、丙二醇丁醚、三丙二醇甲醚和/或二乙二醇乙醚。
46.在本发明的一个实施方案中，空气净化抛光体系的抛光剂包含约40重量％至95重量％的水。此外，抛光剂可包含约3重量％至53重量％的粘合剂，更优选包含20重量％至50重量％的粘合剂，如丙烯酸和氨基甲酸酯成分。本发明的抛光剂可包含约1重量％至9重量％的溶剂组合物，或者更优选包含1重量％至5重量％的溶剂。此外，抛光剂可还包含约0.1重量％至1重量％的防沉降剂(如改性脲醛树脂)、约0.1重量％至1重量％的流平剂(如聚醚改性硅氧烷)、0.01重量％至0.05重量％的氟化表面活性剂和/或约0.01重量％至1.0重量％的破泡聚硅氧烷。抛光剂可还包含约0.1重量％至1重量％的冻融剂，如表面活性剂混合物或丙二醇。抛光剂可包含约0.1重量％至1.0重量％的流变改性剂，例如用于获得流平性的非离子型氨基甲酸酯共聚物。为了防止微生物攻击，可向本发明的抛光剂中引入约0.01重量％至0.5重量％的抗微生物剂，如苯并异噻唑啉酮和甲基异噻唑啉酮的混合物。此外，可向本发明的抛光剂中引入约0.1重量％至5重量％的蜡助剂，如聚乙烯混合物，以提供耐损伤性。抛光剂可还包含0.01重量％至0.1重量％的分散剂，如颜料亲和基团的共聚物。
47.在本发明的另一实施方案中，空气净化抛光体系的抛光剂包含约40重量％至75重量％的水。此外，抛光剂可包含约23重量％至58重量％的粘合剂，如丙烯酸和氨基甲酸酯成分。本发明的抛光剂可包含约1重量％至5重量％的溶剂组合物，如二醇醚。此外，抛光剂可还包含约0.1重量％至3重量％的冻融剂(如改性磷酸盐)、约0.1重量％至1重量％的防沉降剂(如改性脲醛树脂)、约0.1重量％至1重量％的流平剂(如聚醚改性硅氧烷)、0.01重量％至0.05重量％的氟化表面活性剂和/或约0.01重量％至1.0重量％的消泡剂(如破泡聚硅氧烷)。抛光剂可还包含约0.1重量％至1.0重量％的流变改性剂，如用于获得流平性的非离子型氨基甲酸酯共聚物。为了防止微生物攻击，可向本发明的抛光剂中引入约0.01重量％至0.5重量％的抗微生物剂，如苯并异噻唑啉酮和甲基异噻唑啉酮的混合物。此外，可向本发明的抛光剂中引入约0.1重量％至4重量％的蜡助剂，如聚乙烯混合物，以提供耐损伤性。抛光剂可还包含0.01重量％至0.2重量％的分散剂，如颜料亲和基团的共聚物。
48.在本发明的又一实施方案中，空气净化抛光体系的抛光剂包含约40重量％至75重量％的水。此外，抛光剂可包含约20重量％至50重量％的丙烯酸类共聚物和约5重量％至30重量％的聚氨酯分散聚合物。本发明的抛光剂可包含约1重量％至5重量％的溶剂组合物，如二醇醚。此外，抛光剂可还包含约1重量％至7重量％的消光颜料、约1重量％至5重量％的流变添加剂(如膨润土)、约0.1重量％至1重量％的流平剂(如聚醚改性硅氧烷)、约0.01重量％至0.05重量％的氟化表面活性剂和/或约0.01重量％至1.0重量％的消泡剂(如破泡聚硅氧烷)。抛光剂可包含约0.1重量％至1.0重量％的流变改性剂，如用于获得流平性的非离子型氨基甲酸酯共聚物。为了防止微生物攻击，可向本发明的抛光剂中引入约0.01重量％至0.5重量％的抗微生物剂，如苯并异噻唑啉酮和甲基异噻唑啉酮的混合物。此外，为了进
一步固化，可包含约1重量％至15重量％的交联剂，如聚异氰酸酯聚合物。抛光剂可还包含约0.01重量％至0.1重量％的分散剂，以进一步稳定dftio2分散体中的dftio2颗粒。在本发明的一个实施方案中，可向抛光剂中引入约0.1重量％至10重量％的dftio2分散体，以形成本发明的空气净化抛光体系。
49.因为本发明的载剂通常为清洁剂和/或抛光剂，因此本发明的涂料除了具有提供减少voc的涂料体系的次要益处之外，通常主要用于对各种基材和表面进行清洁或抛光，其中基材和表面例如为木材、混凝土、层压材料、pvc、乙烯基塑料、油毡、和/或天然石头。
50.本发明的涂料体系优选减少空气中的挥发性有机化合物水平。例如，涂料体系优选减少可导致室内空气质量较差的挥发性有机化合物，如酮类、胺类、醇类和醛类。除了减少室内空气中的挥发性有机化合物之外，本发明的涂料体系还优选维持或改善表面清洁和/或抛光性质，如表面光泽、耐化学品性、表面透明度、以及清洁剂/抛光剂流平性。当将涂料体系涂布于表面、并遇到室内光照或自然光照(如阳光)时，则可激活周围空气中的挥发性有机化合物的减少。
51.本发明包括形成本发明的空气净化涂料体系的方法。在本发明的一个实施方案中，该方法包括如下步骤：提供硅藻壳二氧化钛颗粒；将硅藻壳二氧化钛颗粒与水和分散添加剂组合，以形成硅藻壳二氧化钛颗粒分散体；提供载剂；以及将载剂和硅藻壳二氧化钛颗粒分散体组合，以形成本发明的空气净化涂料体系。
52.在本发明的方法的一个实施方案中，硅藻壳二氧化钛颗粒的粒度为1微米至35微米。此外，本发明的方法可还包括将硅藻壳二氧化钛颗粒研磨至粒度为1微米至35微米的步骤。在本发明的一个实施方案中，该方法可还包括将硅藻壳二氧化钛颗粒与防沉降添加剂、流变添加剂和/或消泡剂组合，以形成分散体。在本发明的方法的一个实施方案中，该方法包括将50重量％至75重量％的水、20重量％至50重量％的硅藻壳二氧化钛颗粒、0.1重量％至5重量％的防沉降剂、0.1重量％至2重量％的破泡聚硅氧烷和1重量％至10重量％的分散添加剂组合，以形成硅藻壳二氧化钛颗粒分散体。
53.本发明的方法可包括将85重量％至99.9重量％的载剂和0.1重量％至15重量％的硅藻壳二氧化钛颗粒分散体组合。在本发明的方法的一个实施方案中，载剂可为清洁剂。此外，该方法可包括将95重量％至99.9重量％的清洁剂和0.1重量％至5重量％的硅藻壳二氧化钛颗粒分散体组合。在本发明的方法的另一实施方案中，载剂可为抛光剂。此外，该方法可包括将90重量％至99.9重量％的抛光剂和0.1重量％至10重量％的硅藻壳二氧化钛颗粒分散体组合。
54.已大致描述了本公开，可通过参照如下所示的某些特定实施例获得进一步的理解，提供这些实施例仅为了说明的目的，并且除非另有说明，否则这些实施例不旨在是全面的或限制性的。
55.测试&实施例
56.下面将进一步描述本公开的示例组合物的制备、鉴定和测试。不应认为这些实施例中所列举的具体材料及其含量、以及其他条件和细节对本发明构成了不恰当的限制。
57.由diatomix incorporated获得纳米颗粒功能性硅藻壳材料，并对其在本发明中的应用进行测试。该材料为奶油色粉末，并且粒度为约10微米。当将该材料置于水中时，测得粒度为约15微米。使用accusizer n3000进行测量。原始的diatomix dpa52 10微米粉末
的粒度分布为1微米至20微米。该材料在溶液中并未得以保持，而是在溶液中开始迅速沉降为具有非常粗大的颗粒状外观的颗粒。然后研磨该材料，以使颜料在溶液中更为稳定且均匀。
58.随后，使用研磨后的diatomix材料来形成dftio2分散体。在溶解器中，在缓慢搅拌下将50重量％至75重量％的水和1重量％至10重量％的分散添加剂混合而制得分散体。将水和分散添加剂混合五分钟。然后在缓慢搅拌下，混入0.1重量％至2重量％的量的流变添加剂，混合10分钟，直至流变添加剂充分混合于分散体中。然后添加消泡剂，以避免混合过程中产生泡沫。然后在搅拌下，将约20重量％至50重量％的经过研磨的diatomix材料筛入批料中，然后由溶解器转移至hcp浸入式研磨机中。以2500rpm至3500rpm的速度研磨该分散体，直至有效海格曼粒度大于6微米或小于20微米。
59.对空气净化清洁体系和空气净化抛光体系这两种体系进行测试，以确定各体系的空气净化能力。通过位于北卡罗来纳州罗利市的科研三角园实验室(research triangle park laboratories)进行该测试。
60.第一项测试涉及本发明的空气净化清洁体系。分析含有清洁剂且不含dftio2分散体的第一对照样品，并且分析含有清洁剂以及dftio2分散体的第二活性样品，以进行比较。利用astm d6670“standard practice for full
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scale chamber determination of volatile organic emissions from indoor materials/products(全尺度环境箱测定室内材料和产品中挥发性有机释放物的标准操作)”，通过向27升的玻璃腔室内引入已知浓度的所选择的voc，从而测试样品的voc降低。在腔室外放置了两个四英尺的t8 led灯装置，这些t8 led灯装置距腔室约6英寸。这些灯彼此相邻放置，并且在整个测试期间工作。将样品直接涂布至玻璃板(7英寸
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14英寸)，涂布三层覆层，然后固化。通过在涂布之前和之后称取玻璃板的重量，测得三层覆层的重量为0.1克。然后将样品置于密封腔室内30分钟，涂覆侧朝向灯光。在引入voc之前，将腔室密封并使其达到平衡。在整个测试期间监测温度和相对湿度，并且经测量，温度为25℃且相对湿度为35％至45％。在各项测试开始时并且在向腔室引入voc之前，从腔室中收集空气样品，以证实进行测试之前腔室中不存在voc。然后向腔室中引入已知量的甲醛(2.5ppm)和甲硫醇(1.0ppm)。然后在1小时、24小时、48小时和72小时的时间阶段再次收集腔室空气样品并对所引入的特定voc进行分析。下表1示出了对照样品和活性样品(active sample)在不同时间阶段的voc空气样品测试结果。
61.表1
[0062][0063]
如上表1所示，与仅具有清洁剂的对照样品相比，容纳有包括本发明的空气净化清洁体系的活性样品的测试腔室在48小时的甲醛voc减少约15％并且甲硫醇voc减少约19％。此外，与仅具有清洁剂的对照样品相比，容纳有包括本发明的空气净化清洁体系的活性样
品的测试腔室在72小时的甲醛voc减少约30％并且甲硫醇voc减少约35％。
[0064]
第二项测试涉及本发明的空气净化抛光体系。分析含有抛光剂且不含dftio2分散体的第一对照样品，并且分析含有抛光剂以及dftio2分散体的第二活性样品，以进行比较。利用astm d6670“standard practice for full
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scale chamber determination of volatile organic emissions from indoor materials/products(全尺度环境箱测定室内材料和产品中挥发性有机释放物的标准操作)”，通过向27升的玻璃腔室内引入已知浓度的所选择的voc，从而测试样品的voc降低。在腔室外放置了两个四英尺的t8 led灯装置，这些t8 led灯装置距腔室约6英寸。这些灯彼此相邻放置，并且在整个测试期间工作。将样品直接涂布至玻璃板(7英寸
×
14英寸)，涂布三层覆层，然后固化。通过在涂布之前和之后称取玻璃板的重量，测得三层覆层的重量为1.0克。然后将样品置于密封腔室内30分钟，涂覆侧朝向灯光。在引入voc之前，将腔室密封并使其达到平衡。在整个测试期间监测温度和相对湿度，并且经测量，温度为25℃且相对湿度为35％至45％。在各项测试开始时并且在向腔室引入voc之前，从腔室中收集空气样品，以证实进行测试之前腔室中不存在voc。然后向腔室中引入已知量的甲醛(5.0ppm)和甲硫醇(2.5ppm)。然后在24小时、48小时和72小时的时间阶段再次收集腔室空气样品并对所引入的特定voc进行分析。下表2示出了对照样品和活性样品在不同时间阶段的voc空气样品测试结果。
[0065]
表2
[0066][0067]
如上表2所示，与仅具有抛光剂的对照样品相比，容纳有包括本发明的空气净化抛光体系的活性样品的测试腔室在48小时的甲醛voc减少约4.3％并且甲硫醇voc减少约22.5％。此外，与仅具有抛光剂的对照样品相比，容纳有包括本发明的空气净化抛光体系的活性样品的测试腔室在72小时的甲醛voc减少约12.5％并且甲硫醇voc减少约37.5％。
[0068]
在用于另一应用的第二种抛光剂中，按照与前述实施例相同的方式进行测试。结果示于表3中。
[0069]
表3
[0070]
[0071]
表3中的抛光剂实施例与表2的抛光剂类似，不同之处在于，额外增加了非挥发物含量、氟化表面活性剂和额外的蜡。从数据可看出，在24小时，甲醛减少了19％，并且在48小时，甲醛急剧降低了58％，并且在72小时，甲醛减少幅度比对照体系高51％。由甲硫醇数据可看出如下结果：在24小时，甲硫醇减少了20％，并且在48小时，甲硫醇急剧降低了50％，并且最终在72小时，甲硫醇减少幅度比对照高37％。
[0072]
最后的实例是双组份丙烯酸
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氨基甲酸酯抛光剂涂料体系。同样地，该体系也显示出使空气中的化学物质减少。该数据示于表4中。
[0073]
表4
[0074][0075]
该实施例中的数据略有不同，这是因为该体系的固化动力学有略微的差异。在最初的48小时，甲醛降低保持了大致的恒定，这可能是异氰酸酯转化为羟基的反应对该降低造成干扰的结果。随着固化变慢，含有dftio2的活性体系的72小时数值与对照体系相差21％。在48小时，甲硫醇减少了25％，并且最终在72小时，甲硫醇减少幅度比对照高28％。
[0076]
虽然已在上文中描述了本发明的各种实施方案和实施例，但是给出这些描述的目的仅仅是为了示例和阐述，而不是限制。可对上文中公开的体系和方法进行改变、修改、改进和变动，而不脱离本发明的精神和范围。实际上，在阅读上面的描述之后，对于相关领域技术人员而言，如何以可替代的实施方案来实施本发明是显而易见的。因此，不应以任何上述示例性实施方案来限制本发明。
[0077]
此外，摘要的目的是使各种专利工作人员和公众、尤其是本领域中不熟悉专利或法律条款或术语的科学家、工程师和从业者通过粗略查看，从而迅速确定本技术的技术公开的本质和精华。摘要不旨在以任何方式对本发明的范围构成限制。