一种空气净化材料、制备方法以及涂料与流程

本发明涉及环境治理材料
技术领域：
，尤其涉及一种空气净化材料、制备方法以及一种空气净化涂料。
背景技术：
：室内家具、饰品以及家用化学品等分别给室内环境造成了不同程度的污染。目前，科学家们从室内空气中检出了500多种有机物，其中常见的室内污染物主要有甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨和总挥发性有机化合物(tvoc)。这些污染物直接影响着人们的生活质量和身体健康。相关技术中，可以添加在内墙涂料中的空气净化材料受到了大家的普遍青睐。然而，关于上述技术方案，发明人发现至少存在如下一些技术问题：例如空气净化材料加入内墙涂料后，改变了内墙涂料的性能，使得墙面涂层容易开裂，或粘合性不好；另一些加入内墙涂料的空气净化材料虽然并没有改变涂料的性能，但吸收室内污染物的效果并不好。因此，有必要改善上述相关技术方案中存在的一个或者多个问题。需要注意的是，本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种空气净化材料、制备方法以及一种空气净化涂料，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。根据本发明实施例的第一方面，提供一种空气净化材料，包括以下重量百分比的原料：极性电气石30％-45％、碳纳米管5％-15％、氧化钼5％-12％、丙烯酸树脂20％-30％、二氧化钛复合物15％-20％。进一步的，所述二氧化钛复合物为氧化亚铜和二氧化钛的复合物。进一步的，所述极性电气石包括镁电气石、铁电气石、铁镁电气石、锂电气石中的至少一种。进一步的，所述极性电气石的粉体的粒径范围为0.1μm-5μm。根据本发明实施例的第二方面，提供一种空气净化材料的制备方法，包括以下步骤：将极性电气石和碳纳米管分别粉碎研磨、过筛为粒径0.1μm-5μm的粉体，将氧化钼研磨、过筛为1μm-10μm的粉体；称取定量氧化亚铜加入无水乙醇中，加入预设浓度的钛酸四丁酯乙醇溶液，混合均匀，充分反应后离心、醇洗，真空干燥得氧化亚铜和二氧化钛的复合物；分别按重量百分比称取过筛后的30％-45％的极性电气石粉体、5％-15％的碳纳米管粉体，加入20％-30％的丙烯酸树脂，混合均匀，再加入5％-12％的氧化钼粉体和15％-20％的氧化亚铜和二氧化钛的复合物。进一步的，所述钛酸四丁酯乙醇溶液的浓度为0.12％。根据本发明实施例的第三方面，提供一种空气净化涂料，包括上述任一项所述的空气净化材料。进一步的，所述空气净化涂料为水性空气净化涂料。本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本发明的实施例中，空气净化材料包括极性电气石、碳纳米管、氧化钼、丙烯酸树脂以及二氧化钛复合物。其中，极性电气石可释放负离子、辐射远红外线来净化空气，而碳纳米管可以吸附室内有害气体，氧化钼具有较强的杀菌性能，丙烯酸树脂不仅增强了氧化钼的杀菌性能还能加强整个空气净化材料与涂料的适配性，二氧化钛的复合物具有更好的除氨气性能。本发明通过使上述原料保持适当的配比，得到的空气净化材料能除掉80％以上的室内有害气体，杀菌性强，且加入水性涂料使用时，不会影响原涂料本身的性能。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出本公开示例性实施例中空气净化材料的制备方法流程图。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本发明将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。本示例实施方式首先提供了一种空气净化材料，该空气净化材料可以包括以下重量百分比的原料：极性电气石30％-45％、碳纳米管5％-15％、氧化钼5％-12％、丙烯酸树脂20％-30％、二氧化钛复合物15％-20％。在一个示例中，极性电气石可以包括镁电气石、铁电气石、铁镁电气石、锂电气石中的至少一种。极性电气石是一种硅酸盐矿物，它的化学成分主要为硅酸盐、硼、镁、铝等，而极性电气石粉体能持续恒久的释放负离子，例如，将极性电气石粉碎研磨至粒径0.1μm-5μm的粉体时，每立方厘米可释放出超过1200个的羟基负离子，并可辐射出波长在2μm-18μm范围内的远红外线。负离子和远红外线均可以起到净化空气的作用，尤其是负离子可通过物理吸附、化学分解、电性中和等综合作用，来净化装修材料和家具释放出的醛、氨、苯等有害气体。碳原子具有良好的成键性能，不仅可形成结构完善的金刚石和石墨，也可形成具有丰富结构缺陷的高吸附性、无定型的多孔碳。传统多孔碳的孔径体系主要由其丰富的结构缺陷形成，与沸石分子筛等完全有孔结构构筑的孔径体系不同，其孔径体系具有一定的随意性，因此其成孔过程和最终的孔隙结构难以控制。而碳纳米管的出现使在碳结构中形成完全规整的孔隙结构成为可能。尤其是单壁碳纳米管，由单层柱形石墨层构成，其直径大小的分布范围小，缺陷少，具有较高的均匀一致性，更具有规整的一维纳米级孔隙。本实施例空气净化材料中的碳纳米管对醛、氨、苯、tvoc等有害气体具有良好的吸附性能。研究发现，碳纳米管对有机气体进行吸附时，吸着物和表面之间的键比吸着物之间的键强，同时对有机气体的解吸温度、解吸活化能都要高于常规活性炭。本实施例空气净化材料中的氧化钼在空气中很稳定，且可以与环境中的微量水结合产出氢离子，形成微酸性表面性，从而改变环境致使细菌无法生存。经过大量实验发现，氧化钼与丙烯酸树脂有很好的适配性，当氧化钼的用量为丙烯酸树脂的4％时，在6h内即可杀灭108大肠杆菌和金黄色葡萄球菌。本实施例中的丙烯酸树脂不仅增强了氧化钼的杀菌性能，而且占据空气净化材料20％-30％的丙烯酸树脂，还增加了空气净化材料与涂料之间的融合性和适配性，在很大程度上减小了空气净化材料对涂料本身性能的影响，当本空气净化材料添加至涂料中，并使用该涂料粉刷墙面时，墙面涂层不容出现开裂或粘合性不好的现象。在一个实施例中，二氧化钛复合物可以为氧化亚铜和二氧化钛的复合物。二氧化钛本身就可以作为一种空气净化材料，它能催化分解环境中有害有机物以及大气中的氮氧化物和硫化物，还具有净化、防污除臭等功能。但由于二氧化钛的催化反应是光激发反应，在无光照时，不会发生催化反应。现有技术中，通常使用二氧化钛包裹金属纳米粉体来克服这个缺陷，但这样制备的二氧化钛光催化吸附能力弱，固载化难，在涂料中应用难度大。而经过试验证明，本公开提供的空气净化材料中的氧化亚铜和二氧化钛的复合物，不仅具有较高的抗菌性能，同时又拥有更好的除氨气性能。在一个实施例中，本公开提供的空气净化材料还可以包括少量的活性炭或羟基磷灰石以进一步加强对室内醛、氨、苯、tvoc等有害气体的吸附。本示例实施方式中还提供了一种空气净化材料的制备方法，如图1所示，该方法可以包括以下步骤：步骤s101：将极性电气石和碳纳米管分别粉碎研磨、过筛为粒径0.1μm-5μm的粉体，将氧化钼研磨、过筛为1μm-10μm的粉体；步骤s102：称取定量氧化亚铜加入无水乙醇中，加入预设浓度的钛酸四丁酯乙醇溶液，混合均匀，充分反应后离心、醇洗，真空干燥得氧化亚铜和二氧化钛的复合物；步骤s103：分别按重量百分比称取过筛后的30％-45％的极性电气石粉体、5％-15％的碳纳米管粉体，加入20％-30％的丙烯酸树脂，混合均匀，再加入5％-12％的氧化钼粉体和15％-20％的氧化亚铜和二氧化钛的复合物。在步骤s101中，极性电气石在粉碎研磨前可预先通过水洗、酸洗去除表面的杂质。氧化钼的粒径越细，达到的杀菌效果越好，可将工业氧化钼放入雷蒙磨机中进行研磨，以减小氧化钼的粒径。在步骤s102中，钛酸四丁酯乙醇溶液的浓度为0.12％。实施例1一种空气净化材料的制备方法，包括以下步骤：选取极性镁电气石和极性锂电气石，水洗、酸洗、烘干后，放入球磨粉碎机中进行粉碎研磨，将研磨后的粉体过筛，选取粒径0.1μm-5μm的电气石粉体备用；将碳纳米管放入球磨粉碎机中进行粉碎研磨，将研磨后的粉体过筛，选取粒径0.1μm-5μm的碳纳米管粉体备用；将工业氧化钼放入雷蒙磨机中进行研磨，过筛后选取1μm-10μm的粉体进行备用。称取6.8g氧化亚铜加入100ml无水乙醇中，并用超声使得氧化亚铜在无水乙醇中分散均匀，加入浓度为0.12％的钛酸四丁酯乙醇溶液25ml，混合均匀，充分反应后离心、醇洗4次，真空干燥得氧化亚铜和二氧化钛的复合物；分别按重量百分比称取过筛后的30％的极性电气石粉体、12％的碳纳米管粉体，加入30％的丙烯酸树脂，混合均匀，再加入12％的氧化钼粉体和16％的氧化亚铜和二氧化钛的复合物，干燥并用超声波分散，得到空气净化材料。实施例2一种空气净化材料的制备方法，包括以下步骤：选取极性镁电气石和极性锂电气石，水洗、酸洗、烘干后，放入球磨粉碎机中进行粉碎研磨，将研磨后的粉体过筛，选取粒径0.1μm-5μm的电气石粉体备用；将碳纳米管放入球磨粉碎机中进行粉碎研磨，将研磨后的粉体过筛，选取粒径0.1μm-5μm的碳纳米管粉体备用；将工业氧化钼放入雷蒙磨机中进行研磨，过筛后选取1μm-10μm的粉体进行备用。称取6.8g氧化亚铜加入100ml无水乙醇中，并用超声使得氧化亚铜在无水乙醇中分散均匀，加入浓度为0.12％的钛酸四丁酯乙醇溶液25ml，混合均匀，充分反应后离心、醇洗4次，真空干燥得氧化亚铜和二氧化钛的复合物；分别按重量百分比称取过筛后的35％的极性电气石粉体、15％的碳纳米管粉体，加入22％的丙烯酸树脂，混合均匀，再加入8％的氧化钼粉体和20％的氧化亚铜和二氧化钛的复合物，干燥并用超声波分散，得到空气净化材料。实施例3一种空气净化材料的制备方法，包括以下步骤：选取极性镁电气石和极性锂电气石，水洗、酸洗、烘干后，放入球磨粉碎机中进行粉碎研磨，将研磨后的粉体过筛，选取粒径0.1μm-5μm的电气石粉体备用；将碳纳米管放入球磨粉碎机中进行粉碎研磨，将研磨后的粉体过筛，选取粒径0.1μm-5μm的碳纳米管粉体备用；将工业氧化钼放入雷蒙磨机中进行研磨，过筛后选取1μm-10μm的粉体进行备用。称取6.8g氧化亚铜加入100ml无水乙醇中，并用超声使得氧化亚铜在无水乙醇中分散均匀，加入浓度为0.12％的钛酸四丁酯乙醇溶液25ml，混合均匀，充分反应后离心、醇洗4次，真空干燥得氧化亚铜和二氧化钛的复合物；分别按重量百分比称取过筛后的45％的极性电气石粉体、10％的碳纳米管粉体，加入20％的丙烯酸树脂，混合均匀，再加入5％的氧化钼粉体和20％的氧化亚铜和二氧化钛的复合物，干燥并用超声波分散，得到空气净化材料。实施例4一种空气净化材料的制备方法，包括以下步骤：选取极性镁电气石和极性锂电气石，水洗、酸洗、烘干后，放入球磨粉碎机中进行粉碎研磨，将研磨后的粉体过筛，选取粒径0.1μm-5μm的电气石粉体备用；将碳纳米管放入球磨粉碎机中进行粉碎研磨，将研磨后的粉体过筛，选取粒径0.1μm-5μm的碳纳米管粉体备用；将工业氧化钼放入雷蒙磨机中进行研磨，过筛后选取1μm-10μm的粉体进行备用。称取6.8g氧化亚铜加入100ml无水乙醇中，并用超声使得氧化亚铜在无水乙醇中分散均匀，加入浓度为0.12％的钛酸四丁酯乙醇溶液25ml，混合均匀，充分反应后离心、醇洗4次，真空干燥得氧化亚铜和二氧化钛的复合物；分别按重量百分比称取过筛后的40％的极性电气石粉体、5％的碳纳米管粉体，加入27％的丙烯酸树脂，混合均匀，再加入10％的氧化钼粉体和18％的氧化亚铜和二氧化钛的复合物，干燥并用超声波分散，得到空气净化材料。将由实施例1、实施例2、实施例3、实施例4所得的四个空气净化材料分别置于气候舱内进行除甲醛、苯、二甲苯、甲苯的测试：保持气候舱内的温度为(23±0.5)℃，相对湿度为(45±3)％，承载率为(1.0±0.02)m2/m3，空气置换率为(1.0±0.05)h-1，试样表面空气流速为(0.1～0.3)m/s。取木质板材1块，其暴露面积为1m2(双面计长＝1000mm±2mm，宽＝500mm±2mm)，放入1m3的气候舱，气候舱运行24小时测得甲醛、苯、甲苯、二甲苯浓度作为污染值；再将该板材取出，在暴露面(双面和四面)涂上上述实施例中的空气净化材料，在空气中暴露24小时，然后将该板材放入容积为1m3的气候舱，气候舱运行24小时，测得甲醛、苯、甲苯、二甲苯浓度作为净化值。具体的实验数据如下表所示：将由实施例1、实施例2、实施例3、实施例4所得的四个空气净化材料分别置于温度为22℃，湿度为60％rh，大气压为102850pa的环境中，并使用itc-201a型空气离子浓度检测仪进行负离子浓度的测试，经过测试上述实施例中所得的四个空气净化材料所释放的负离子浓度均大于等于1200个/立方厘米。根据gb6566-2010《建筑材料放射性核素限量》标准，a类装饰装修材料中天然放射性核素镭-226、钍-232、钾-40的放射性比活度同时满足ira≤1.0和ir≤1.3。将由实施例1、实施例2、实施例3、实施例4所得的四个空气净化材料分别在温度为20℃，湿度为60％rh的条件下，使用fyfs-2002e型全自动建材放射性检测仪进行放射性核素的检测。具体的实验数据如下表所示：内照射指数ira外照射指数ir实施例10.300.81实施例20.350.96实施例30.310.84实施例40.420.88从上表可看出，本申请四个具体实施例所得的空气净化材料的放射性核素指标全部达到国标a类装饰装修材料的标准，且也符合杭州市建筑材料放射性核素限量标准。本示例实施方式还提供了一种空气净化涂料，包括上述任一实施例中的空气净化材料。在一个示例中，该空气净化涂料为水性空气净化涂料，例如，将上述空气净化材料加入水性乳胶漆、白水泥、腻子粉内等等。具体的，可在水性涂料制浆前的配料中加入上述任一实施例中的空气净化材料，不需要改变原涂料的工艺和配方，其中，加入的空气净化材料的量为水性涂料配料重量的1.6％。将实施例1、实施例2、实施例3、实施例4制得的空气净化材料分别加入水性乳胶漆中，下表为具体涂料各项性能的实验数据：除有害气体率杀菌性融合性实施例1涂料80％59％93％实施例2涂料88％65％90％实施例3涂料84％60％90％实施例4涂料81％61％91％从以上数据可看出，本公开提供的空气净化材料添加到涂料中后形成的空气净化涂料，即不影响原涂料本身的性能与原涂料融合性好，且能除掉80％以上的室内有害气体，杀菌性也强。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本
技术领域：
中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由所附的权利要求指出。当前第1页12