专利名称：：除臭氧用Mn-Ni-SBA-15涂层材料的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种用于高温、高压、大流量条件下具有高效除臭氧能力的涂层材料，特别是一种含Mn-Ni-SBA-15催化剂的除臭氧涂层材料。
背景技术：
：高空大气顶层的臭氧对人类是有益的物质，它能有效吸收有害的紫外线辐射，而在近地面，具有强氧化性的臭氧却对人类及其生存环境产生危害，它不仅能强烈剌激人的呼吸道，造成多种呼吸系统疾病，同时还是光化学烟雾的重要组分。近年来，臭氧产生源如静电复印机、激光打印机、静电除尘器、杀菌消毒柜以及其它放电的家电设备等给人们健康造成了极大威胁。此外，臭氧消毒机的日益普及也给人们环境带来了极大的隐患。当室内环境臭氧浓度在0.018mg/m3时，嗅觉灵敏的人便可察觉，当臭氧浓度达0.20mg/m3以上时，就会对人体产生严重危害。对于臭氧消毒机，美国已制定了严格的限制标准，世界卫生组织(WHO)也制定了关于臭氧的安全标准8小时工作环境下允许的最大浓度应低于0.lO卯m(O.20mg/m3)。因此，臭氧的有效消除已成为当今环保中一个令人关注的重要课题。除臭氧器的应用是为了满足座舱空气品质方面的要求，其作用就是飞机在上层大气飞行时控制臭氧的浓度，除去多余的臭氧，保证飞机座舱空气品质和人员的舒适。除臭氧器中起主要作用的是具有催化作用的涂层材料。本发明的涂层材料就是能够在高温、高压、大流量条件下，可使用于机载除臭氧器，从而保证高效的除臭氧目的。同时可应用于其他要求除臭氧的场所。
发明内容本发明的目的是提供一种能够在高温、高压、大流量条件下，具有高效的除臭氧功能和长期使用寿命的涂层材料，从而满足减少或排除空气及特殊环境的气体中的臭氧的要求。本发明的技术要点主要是以耐温性好的有机硅树脂为基料，经高温处理能提供良好的具有多孔的涂层骨架，具有良好的机械性能；以介孔材料SBA-15负载活性金属锰和镍的氧化物，具有优秀的催化臭氧转化功能；活性氧化铝的使用可以配合介孔材料SBA-15与涂层中多余的活性金属锰和镍的氧化物形成多孔材料，并且自身也有一定的吸附和催化臭氧功能。涂层在不同温度的处理，可以有效保证涂层的多孔性和与底材的附着力；底材料的阳极化处理，可进一步增加涂层与底材的结合力，从而保证在高温高气流条件下的稳定性。本发明除臭氧用Mn-Ni-SBA-15涂层材料的基本组成(按质量份数，下同)是基料35.0%45.0%催化剂35.0%50.0%活性填料14.0%20.0%助齐[J1.5%2.0%溶剂10.0%20.0%本发明除臭氧用Mn-Ni-SBA-15涂层材料的有机硅树脂是甲基苯基聚硅氧树脂(SH-1053型)，固体份为50%。本发明除臭氧用Mn-Ni-SBA-15涂层材料的催化剂为Mn-Ni-SBA-15。Mn-Ni-SBA-15的制备工艺是在40。C恒温条件下，将4.0Kg三嵌段表面活性剂P123(Aldrich，E020P0702E020，M=5800)溶于90Kg去离子水中.然后加入4mol/L的HC1溶液60Kg，在搅拌下加入8.5Kg的正硅酸四乙酯，保持剧烈搅拌22h.将混合液转移到聚四氟乙烯瓶中，在IO(TC的条件下晶化24h，然后过滤、洗涤、干燥，最后将干燥所得产物在55(TC下焙烧6h除去模板剂，即得到SBA-15介孔分子筛白色粉末.将SBA-15介孔分子筛用一定浓度的硝酸锰和硝酸镍水溶液浸渍过夜，11(TC干燥12h，然后在55(TC空气中焙烧5h，自然冷却至室温，即制得Mn-Ni/SBA-15催化剂。本发明除臭氧用Mn-Ni-SBA-15涂层材料的活性填料为Y_A1203。其制备工艺是称取一定量的氢氧化铝，置陶瓷锅中，放入马弗炉，16(TC烘2h，通氮保护条件下，升温至450°C，焙烧4h，随炉降温后，密封保存。本发明除臭氧用Mn-Ni-SBA-15涂层材料的助剂是氨基有机硅偶联剂，型号为KH-550。其分子组成是，NH2(CH2)3Si(0et)3。本发明除臭氧用Mn-Ni-SBA-15涂层材料的溶剂是二甲苯。本发明除臭氧用Mn-Ni-SBA-15涂层材料的生产工艺(1)称料及预混合按配比准确称量基料、催化剂、活性填料、助剂和溶剂并混合，搅拌均匀成混料；(2)研磨分散将混料用研磨设备进一步研磨分散，用刮板细度计控制细度至45iim以下，过滤出料。(3)涂板将涂料喷涂于阳极化处理的底板上，厚度为150ym以下。(4)涂层处理涂层在室温干燥8小时后，置烘箱12(TC烘烤12小时，15(TC烘烤12小时；放入马弗炉350°C45(TC烘烤36小时后，随炉冷至IO(TC以下取出，即为成品。本发明的效果本发明是以有机硅树脂为基料，以Mn-Ni-SBA-15为催化剂，活性Y_A1203为填料，与其他助剂构成的除臭氧用Mn-Ni-SBA-15涂料，经一定的热处理最终形成的除臭氧用Mn-Ni-SBA-15涂层材料。具有在高温高气流条件下的高效的除臭效果(400小时内除臭氧率>90%)和使用寿命长(2000小时，去臭氧率>85%)及附着力良好等特点。本发明的性能表-1除臭氧用Mn-Ni-SBA-15涂层材料性能<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>具体实施例方式Mn-Ni-SBA-15的制备在40°C恒温条件下，将1.OKg三嵌段表面活性剂P123(Aldrich，E02。P07。E02。，M=5800)溶于22Kg去离子水中.然后加入4mol/L的HC1溶液15Kg，在搅拌下加入2.lKg的正硅酸四乙酯，保持剧烈搅拌22h.将混合液转移到聚四氟乙烯瓶中，在IO(TC的条件下晶化24h，然后过滤、洗涤、干燥，最后将干燥所得产物在550°C下焙烧6h除去模板剂，即得到SBA-15介孔分子筛白色粉末将1.OKg硝酸锰和0.lKg硝酸镍溶于1.OKg去离子水中，加入SBA-15介孔分子筛，浸渍过夜，11(TC干燥12h，然后在55(TC空气中焙烧5h，自然冷却至室温，即制得Mn-Ni-SBA-15催化剂.活性填料Y-Al203的制备称取500g的氢氧化铝(CP.级)，置陶瓷锅中，放入马弗炉，16(TC烘2h，通氮保护条件下，升温至45(TC，焙烧4h，随炉降温后，密封保存。实施例1涂料配方50%有机硅树脂(1053)30.0gMn-Ni-SBA-1522.0gY-A12038.0gKH-5500.5g二甲苯10.0g制备工艺(1)称料及预混合按配方it准确称量fKH-550和二甲苯，加入混料桶中，搅拌均匀成混料；(2)研磨分散将混料用锥形磨研磨分散，用刮板细度计控制细度至45ym以下，过滤出料。(3)涂板将涂料喷涂于阳极化处理的底板上，厚度为150um以下。(4)涂层处理涂层在室温干燥8小时后，置烘箱12(TC烘烤2小时，15(TC烘烤1小时；放入马弗炉40(TC烘烤4小时后，随炉冷至IO(TC以下取出，即涂层产品。实施例2涂料配方50%有机硅树脂(1053)35.OgMn-Ni-SBA-1520.Ogy-A120310.OgKH-5500.8g二甲苯13.Og制备工艺(1)称料及预混合按配方量准确称量50X有机硅树脂、Mn-Ni-SBA-15、y_A1203、KH-550和二甲苯，加入混料桶中，搅拌均匀成混料；(2)研磨分散将混料用锥形磨研磨分散，用刮板细度计控制细度至45ym以下，过滤出料。(3)涂板将涂料喷涂于阳极化处理的底板上，厚度为150ym以下。(4)涂层处理涂层在室温干燥8小时后，置烘箱12(TC烘烤1小时，15(TC烘烤1.5小时；放入马弗炉35(TC烘烤6小时后，随炉冷至IO(TC以下取出，即涂层产品。实施例3涂料配方50%有机硅树脂(1053)35.OgMn-Ni-SBA-1525.Ogy-A12036.OgKH-5500.二甲苯8.Og制备工艺(1)称料及预混合按配方it准确称量fKH-550和二甲苯，加入混料桶中，搅拌均匀成混料；(2)研磨分散将混料用锥形磨研磨分散，用刮板细度计控制细度至45ym以下，过滤出料。(3)涂板将涂料喷涂于阳极化处理的底板上，厚度为150ym以下。(4)涂层处理涂层在室温干燥8小时后，置烘箱12(TC烘烤1.5小时，15(TC烘烤1.5小时；放入马弗炉42(TC烘烤3小时后，随炉冷至IO(TC以下取出，即涂层产品。权利要求一种除臭氧用Mn-Ni-SBA-15涂层材料，其特征在于该涂层材料中含有下列按质量百分数计算含量的组分基料35.0％～45.0％催化剂35.0％～50.0％活性填料14.0％～20.0％助剂1.5％～2.0％溶剂10.0％～20.0％2.根据权利要求1所述的除臭氧用Mn-Ni-SBA-15涂层材料，其特征在于所述的基料是质量份为50%的有机硅树脂。3.根据权利要求2所述的除臭氧用Mn-Ni-SBA-15涂层材料的有机硅树脂，其特征在于所述有机硅树脂为甲基苯基聚硅氧树脂(SH-1053型)，固体份为50%。4.根据权利要求1所述的除臭氧用Mn-Ni-SBA-15涂层材料，其特征在于所述的催化剂为Mn-Ni-SBA-15。5.根据权利要求1所述的除臭氧用Mn-Ni-SBA-15涂层材料，其特征在于所述的活性填料为y-A1203。6.根据权利要求1所述的除臭氧用Mn-Ni-SBA-15涂层材料，其特征在于所述的助剂是有机硅偶联剂，型号为KH-550。7.根据权利要求1所述的除臭氧用Mn-Ni-SBA-15涂层材料，其特征在于所述的溶剂是二甲苯。8.—种根据权利要求1至7任一项所述除臭氧用Mn-Ni-SBA-15涂层材料的生产方法，其特征在于生产步骤如下(1)称料及预混合按配比准确称量基料、催化剂、活性填料、助剂和溶剂并混合，搅拌均匀成混料；(2)研磨分散将混料用研磨设备进一步研磨分散，用刮板细度计控制细度至45m以下，过滤出料。(3)涂板将涂料喷涂于阳极化处理的底板上，厚度为150ym以下。(4)涂层处理涂层在室温干燥8小时后，置烘箱12(TC烘烤12小时，15(TC烘烤12小时；放入马弗炉350°C45(TC烘烤36小时后，随炉冷至IO(TC以下取出，即为成品。全文摘要一种除臭氧用Mn-Ni-SBA-15涂层材料，由有机硅为基料，Mn-Ni-SBA-15为催化剂，活性γ-Al2O3为填料，溶剂和助剂组成。本涂层材料主要用于减少或排除空气及特殊环境的气体中的臭氧，具有在高温高气流条件下的臭氧转化率高、附着力良好、使用寿命长等特点。文档编号C09D5/00GK101760133SQ20091021942公开日2010年6月30日申请日期2009年11月30日优先权日2009年11月30日发明者侯宴宾,刘正堂,秦瑞申请人:北方涂料工业研究设计院