一种物理吸附与光催化双作用下净化甲醛的内墙面漆及其制备方法与流程

文档序号:12642365阅读:320来源:国知局

本发明涉及一种甲醛清除剂,具体涉及一种物理吸附与光催化双作用下净化甲醛的内墙面漆及其制备方法。



背景技术:

甲醛是一种极强的杀菌剂,广泛用于工业生产中。甲醛是制造合成树脂、油漆、塑料和人造纤维的原料,是人造板工业制造脲醛树脂胶、三聚氰胺树脂胶和酚醛树脂胶的重要原料。甲醛为较高毒性的物质,在我国有毒化学品优先控制名单上甲醛高居第二位。甲醛已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质,是公认的变态反应源,也是潜在的强致突变物之一。

目前,人们消除室内空气中甲醛污染的主要方法是使用甲醛消除剂。但目前市场上销售的普通的甲醛消除剂产品在一定时间内的甲醛消除量有限并且效果的持久性差,通常这些甲醛消除剂的有效期只有几天时间。

王学川、袁绪政等人在其《活泼亚甲基类超支化聚合物甲醛捕获剂的合成及应用》一文中,以二乙醇胺(DEA)和丙烯酸甲酯(MA)为原料通过Michael加成反应制得AB2型单体,在对甲苯磺酸催化下,与三羟甲基丙烷发生酯交换反应,制得一种端羟基超支化聚(胺-酯),之后与丙二酸二乙酯,通过酯交换反应对端羟基超支化聚(胺-酯)进行端基改性,从而制备活泼亚甲基类超支化聚合物(HPAM),可以有效的捕捉甲醛,但是其捕获过程比较缓慢。

蒙脱土(MMT)是一类层间有可交换阳离子的二维层状硅酸盐矿物,具有良好的膨胀性、吸附性和阳离子交换性能,为许多插层物质进行层间复合嵌入反应提供了有利的条件。因此利用蒙脱土可以实现对催化剂的稳定固载,同时可用来吸附甲醛,以达到净化空气的目的。



技术实现要素:

本发明针对现有技术的不足,提供一种物理吸附与光催化双作用下净化甲醛的内墙面漆及其制备方法。

一种物理吸附与光催化双作用下净化甲醛的内墙面漆,该内墙面漆中含有能消除甲醛的甲醛消除剂,所述的内墙面漆由以下重量份的原料组成:纤维素0.5-1份,丙二醇2-5份,甲醛消除剂10-20份,消泡剂0.3-0.8份,负离子粉6-10份,滑石粉10-14份,乳液50-90份,湿润剂0.2-0.6份,杀菌剂0.2-0.4份,流平剂0.3-0.6份,水50-80份;

所述的甲醛消除剂的制备工艺如下:

(1)配制TiCl4柱化剂:

将TiCl4加入到2.0mol/L盐酸溶液中,用蒸馏水稀释至Ti4+和HCl浓度分别为0.8mol/L和0.2-0.4mol/L,即得TiCl4柱化剂;

(2)将蒙脱土分散在蒸馏水中,缓慢滴加上述TiCl4柱化剂,搅拌反应4-5小时,调pH值至2-3,搅拌反应3-5小时,之后离心分离,用无水乙醇洗涤、抽滤,之后水洗,在65-73℃条件下干燥3-6小时,在500℃下煅烧产品45-70分钟,经冷却、研磨,即得二氧化钛柱撑蒙脱土;

(3)反应单体的合成:

在三口烧瓶中加入二乙醇胺和甲醇,混合物在室温下搅拌至二乙醇胺完全溶解后,缓慢滴加丙烯酸甲酯,加料完毕后升温至30-40℃保温反应3-5小时,然后抽真空除去甲醇,得到油状物;

(4)端羟基超支化聚胺酯改性蒙脱土的制备:

在三口烧瓶中加入步骤(2)二氧化钛柱撑蒙脱土、三羟甲基丙烷和对甲苯磺酸,搅拌混合物10-25分钟,升温至110-120℃,开始搅拌并滴加步骤(3)反应单体,110-130℃反应30-50分钟后,转移到旋转蒸发仪中继续反应,直到体系不再有气泡鼓出为止,得到端羟基超支化聚胺酯改性蒙脱土;

(5)在三口烧瓶中加入丙二酸二乙酯和催化剂无水碳酸钾,搅拌均匀后,缓慢升温至95-105℃,开始缓慢加入步骤(4)产物,加料完毕后保温反应4-5小时,然后减压蒸馏,抽真空处理,即得。

其中,所述的甲醛消除剂由以下重量份的原料制备而成:

二乙醇胺6-15份,甲醇56-84份,丙烯酸甲酯12-28份,蒙脱土37-52份,三羟甲基丙烷31-42份,对甲苯磺酸3-8份,丙二酸二乙酯58-84份,无水碳酸钾2-7份,TiCl4 21-36份,2.0mol/L盐酸溶液适量,蒸馏水适量,无水乙醇适量.

其中,所述的甲醛消除剂的制备工艺中,步骤(1)配制TiCl4柱化剂时,Ti:HCl摩尔比为2:1。

其中,所述内墙面漆制备工艺包含以下步骤:

(1)先将水加入反应釜中,以300-600r/min低速条件下进行搅拌,缓慢加入纤维素,然后在800-1200r/min转速条件下,分散10-30分钟;

(2)再向反应釜中逐步加入丙二醇、甲醛消除剂、负离子粉、滑石粉,在1600-2200r/min转速条件下,搅拌分散25-55分钟;

(3)之后加入乳液搅拌5-8分钟,再加入湿润剂,搅拌2-3分钟后,投入消泡剂、杀菌剂、流平剂,在1600-2200r/min转速条件下搅拌20-40分钟,即得。

其中,所述乳液为纯丙乳液、苯丙乳液、醋丙乳液中的任意一种。

与现有技术相比,本发明具有以下优点:

(1)本发明制备的内墙面漆含有一种物理吸附与光催化双作用下净化甲醛的甲醛消除剂,配置的室内墙面漆有环保、高效的效果。

(2)本发明在制备甲醛消除剂时,制备了端羟基超支化聚胺酯插层改性蒙脱土,之后与丙二酸二乙酯反应对聚合物进行封端改性,超支化聚胺酯是一个近球型的三维分子结构,在分子的内部存在空腔,对甲醛小分子有一定的吸附作用,同时利用蒙脱土的吸附性能,将甲醛快速捕获,吸附在消除剂上,另外因其含有的大量活泼亚甲基官能团可与甲醛发生反应,能够有效降低甲醛的含量。

(3)本发明利用蒙脱土的层状结构,实现对二氧化钛催化剂的稳定固化,提高对甲醛的光催化降解效率,将甲醛的物理吸附和光催化相结合,最终使甲醛转化成无毒、无味物质,做到边吸附边消除甲醛的目的,达到快速、持久净化空气的效果,在实际使用时对空气中的其它有毒有味气体也具有较强的吸附作用,实际使用效果良好。

具体实施方式

一种物理吸附与光催化双作用下净化甲醛的内墙面漆,该内墙面漆中含有能消除甲醛的甲醛消除剂,所述的内墙面漆由以下重量份的原料组成:纤维素0.8份,丙二醇4份,甲醛消除剂16份,消泡剂0.6份,负离子粉7份,滑石粉13份,乳液76份,湿润剂0.5份,杀菌剂0.3份,流平剂0.4份,水60份;

所述的甲醛消除剂的制备工艺如下:

(1)配制TiCl4柱化剂:

将TiCl4加入到2.0mol/L盐酸溶液中,用蒸馏水稀释至Ti4+和HCl浓度分别为0.8mol/L和0.3mol/L,即得TiCl4柱化剂;

(2)将蒙脱土分散在蒸馏水中,缓慢滴加上述TiCl4柱化剂,搅拌反应4小时,调pH值至2.5,搅拌反应4小时,之后离心分离,用无水乙醇洗涤、抽滤,之后水洗,在70℃条件下干燥5小时,在500℃下煅烧产品60分钟,经冷却、研磨,即得二氧化钛柱撑蒙脱土;

(3)反应单体的合成:

在三口烧瓶中加入二乙醇胺和甲醇,混合物在室温下搅拌至二乙醇胺完全溶解后,缓慢滴加丙烯酸甲酯,加料完毕后升温至35℃保温反应4小时,然后抽真空除去甲醇,得到油状物;

(4)端羟基超支化聚胺酯改性蒙脱土的制备:

在三口烧瓶中加入步骤(2)二氧化钛柱撑蒙脱土、三羟甲基丙烷和对甲苯磺酸,搅拌混合物20分钟,升温至115℃,开始搅拌并滴加步骤(3)反应单体,120℃反应40分钟后,转移到旋转蒸发仪中继续反应,直到体系不再有气泡鼓出为止,得到端羟基超支化聚胺酯改性蒙脱土;

(5)在三口烧瓶中加入丙二酸二乙酯和催化剂无水碳酸钾,搅拌均匀后,缓慢升温至100℃,开始缓慢加入步骤(4)产物,加料完毕后保温反应4小时,然后减压蒸馏,抽真空处理,即得。

其中,所述的甲醛消除剂由以下重量份的原料制备而成:

二乙醇胺11份,甲醇63份,丙烯酸甲酯24份,蒙脱土42份,三羟甲基丙烷37份,对甲苯磺酸4份,丙二酸二乙酯76份,无水碳酸钾6份,TiCl4 26份,盐酸溶液适量,蒸馏水适量,无水乙醇适量。

其中,所述的甲醛消除剂的制备工艺中,步骤(1)配制TiCl4柱化剂时,Ti:HCl摩尔比为2:1。

其中,所述内墙面漆制备工艺包含以下步骤:

(1)先将水加入反应釜中,以500r/min低速条件下进行搅拌,缓慢加入纤维素,然后在1000r/min转速条件下,分散30分钟;

(2)再向反应釜中逐步加入丙二醇、甲醛消除剂、负离子粉、滑石粉,在1800r/min转速条件下,搅拌分散35分钟;

(3)之后加入乳液搅拌6分钟,再加入湿润剂,搅拌3分钟后,投入消泡剂、杀菌剂、流平剂,在1800r/min转速条件下搅拌30分钟,即得。

其中,所述乳液为纯丙乳液、苯丙乳液、醋丙乳液中的任意一种。

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