水分散性的生物质气凝胶涂料及其制备方法与流程

本技术属于建筑装饰材料，尤其涉及一种水分散性的生物质气凝胶涂料及其制备方法。

背景技术：

1、传统涂料用有机溶剂作为稀释剂，含有大量的挥发性有机物(voc)，对人类的身心健康和环境的保护都存在一定的危害性。挥发性有机物包括例如苯、甲苯、乙苯、甲醛、甲醇、乙二醇等有害类物质，这些物质通过吸入或皮肤接触会对人体造成伤害。而目前市场上的具有消除甲醛功能的涂料产品种类众多，产品质量良莠不齐。尤其是漆膜性能好，且具有快速且长效除甲醛的涂料产品还很少见。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种水分散性的生物质气凝胶涂料及其制备方法，利用磺化生物质炭气凝胶具有较大的比表面积及良好的亲水性的特点，与水性涂料组分结合能够快速物理吸附甲醛，并通过除甲醛助剂降解甲醛以永久的除去甲醛。

2、第一方面，本技术的实施例提供一种水分散性的生物质气凝胶涂料，其固含量≥60％，按照重量份数计，包括：

3、基料树脂，100重量份；

4、以100重量份基料树脂为基准的增粘树脂，2重量份～60重量份；

5、以100重量份基料树脂为基准的磺化生物质炭气凝胶，0.2重量份～8重量份；

6、以100重量份基料树脂为基准的除甲醛助剂，2重量份～60重量份；

7、以100重量份基料树脂为基准的填料，44重量份～200重量份。

8、在本技术的一些实施例中，水分散性的生物质气凝胶涂料的固含量≥60％，按照重量份数计，包括：

9、基料树脂，100重量份；

10、以100重量份基料树脂为基准的增粘树脂，10重量份～40重量份；

11、以100重量份基料树脂为基准的磺化生物质炭气凝胶，1.1重量份～6重量份；

12、以100重量份基料树脂为基准的除甲醛助剂，2重量份～60重量份；

13、以100重量份基料树脂为基准的填料，44重量份～200重量份。

14、在本技术的一些实施例中，水分散性的生物质气凝胶涂料的固含量≥60％，按照重量份数计，包括：

15、基料树脂，100重量份；

16、以100重量份基料树脂为基准的增粘树脂，14重量份～40重量份；

17、以100重量份基料树脂为基准的磺化生物质炭气凝胶，1.4重量份～6重量份；

18、以100重量份基料树脂为基准的除甲醛助剂，2重量份～60重量份；

19、以100重量份基料树脂为基准的填料，44重量份～200重量份。

20、在本技术的一些实施例中，生物质气凝胶涂料所含的磺化生物质炭气凝胶和除甲醛助剂的重量比满足1:0.5～30。

21、在本技术的一些实施例中，基料树脂选自乳液形式的丙烯酸树脂、乳液形式的vae树脂或其组合。

22、在本技术的一些实施例中，增粘树脂选自水性萜烯树脂、改性松香树脂或其组合。

23、在本技术的一些实施例中，填料选自重钙、硫酸钡、钛白粉、云母石滑石粉、高岭土或其组合；其中，重钙的平均粒径为400目～800目，硫酸钡的平均粒径为800目～1000目，钛白粉的平均粒径为200目～400目，云母石的平均粒径为400目～800目，滑石粉的平均粒径为600目～1000目，高岭土的平均粒径为400目～800目。

24、在本技术的一些实施例中，除甲醛助剂包括无机铵盐和/或有机胺，其中，无机铵盐选自氯化铵、硫酸铵或其组合；有机胺选自二乙胺、三乙胺、2-氨基-2-甲基-1丙醇(其简写为amp-95)或其组合。

25、在本技术的一些实施例中，生物质气凝胶涂料还包括助剂，助剂包括增稠剂、消泡剂、杀菌剂、分散剂。

26、在本技术的一些实施例中，以100重量份基料树脂为基准，增稠剂的用量为0.2重量份～8重量份。

27、在本技术的一些实施例中，以100重量份基料树脂为基准，消泡剂的用量为0.4重量份～16重量份。

28、在本技术的一些实施例中，以100重量份基料树脂为基准，杀菌剂的用量为0.2重量份～4重量份。

29、在本技术的一些实施例中，以100重量份基料树脂为基准，分散剂的用量为1重量份～8重量份。

30、在本技术的一些实施例中，杀菌剂为卡松类杀菌剂。

31、在本技术的一些实施例中，杀菌剂选自1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、2-辛基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑琳-3-酮或其组合。

32、在本技术的一些实施例中，消泡剂为聚醚类、矿物油类以及有机硅类消泡剂中的至少一种。

33、在本技术的一些实施例中，聚醚类消泡剂可选用聚乙二醇(peg)、聚丙二醇(ppg)、聚醚硅氧烷(pdms)、df401或其组合；矿物油类消泡剂可选用dl-241、sp-819；矿物油类消泡剂可选用聚二甲基硅氧烷消泡剂、thix-278。

34、在本技术的一些实施例中，聚羧酸钠、三聚磷酸钠、聚丙烯酰胺、anjeka-6500、yh-1100、分散剂5040或其组合。

35、在本技术的一些实施例中，分散剂为聚羧酸钠分散剂。

36、在本技术的一些实施例中，增稠剂选自纤维素醚类、聚氨酯类、聚丙烯酸类、疏水改性聚丙烯酸类或其组合。

37、在本技术的一些实施例中，增稠剂选自gl4155p、a406或其组合。

38、第二方面，本技术提供了一种水分散性的生物质气凝胶涂料的制备方法，根据水分散性的生物质气凝胶涂料的组分配比，包括：

39、将基料树脂、增粘树脂、除甲醛助剂、磺化生物质炭气凝胶、填料分别或一起用水分散均匀，制得生物质气凝胶涂料。

40、在本技术可选的一些实施例中，水分散性的生物质气凝胶涂料的制备方法还包括：

41、将基料树脂、增粘树脂、除甲醛助剂、磺化生物质炭气凝胶、助剂、填料分别或一起用水分散均匀，制得生物质气凝胶涂料。

42、在本技术可选的一些实施例中，磺化生物质炭气凝胶由以下制备方法制备得到，包括：

43、将生物质材料混合溶解于ph值为8～12的碱性水溶液中，生物质材料与碱性水溶液的质量比为1:1～5，得到生物质材料溶液；

44、向生物质材料溶液中添加环氧交联剂并分散，在40℃～80℃下进行凝胶化反应，得到生物质凝胶；其中，环氧交联剂与生物质材料的质量比为1:0.5～3；

45、将生物质凝胶使用醇类溶剂置换其中的水分并进行超临界干燥，制得生物质干凝胶；

46、将生物质干凝胶在惰性气体保护下于500℃～800℃下进行炭化，得到生物炭气凝胶；

47、以磺化改性剂在150℃～180℃对生物炭气凝胶进行改性，将改性后的产物经去离子水洗、烘干，得到磺化生物质炭气凝胶。

48、在本技术的一些实施例中，ph值为8～12碱性水溶液为碱金属氢氧化物的水溶液或可溶性的碱土金属氢氧化物的水溶液。

49、在本技术的一些实施例中，碱金属氢氧化物选自氢氧化钠、氢氧化钾或其组合；可溶性的碱土金属氢氧化物为氢氧化镁。

50、在本技术可选的一些实施例中，生物质材料选自秸秆、稻壳、木质素或其组合。

51、在本技术可选的一些实施例中，秸秆可以选用玉米、水稻、小麦、燕麦、莜麦、黍、高梁的秸秆，大豆荚、向日葵的茎秆和/或籽盘、甘蔗纤维渣和/或叶、各种瓜类或土豆的藤蔓等农业废弃物。

52、在本技术的一些实施例中，环氧交联剂选自环氧烷烃和/或环氧烯烃。

53、在本技术可选的一些实施例中，环氧交联剂选自环氧氯丙烷、环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烯或其组合。

54、在本技术的一些实施例中，将生物质凝胶置换水使用的醇类溶剂选自乙醇、甲醇、异丙醇或其组合。

55、在本技术的一些实施例中，生物质凝胶置换水并进行超临界干燥包括：

56、将生物质凝胶与醇类溶剂混合浸泡、抽滤，得到生物质醇凝胶；

57、将生物质醇凝胶置于超临界干燥装置的金属高压釜中，加热至18℃～22℃，通入co2气体，使高压釜内的压力上升，待压力上升到23mpa～26mpa时，停止co2气体通入，恒温恒压封釜1.5h～2.5h；待反应时间结束后，使高压釜升温至25℃～30℃，使高压釜内的压力缓慢降至10mpa～15mpa，保持恒温恒压0.5h～1.5h；高压釜继续升温到35℃～45℃，压力缓慢降至8mpa～12mpa，此时打开气体循环管路阀门使co2气体保持循环状态，维持压力8mpa～12mpa，待12h～36h后使超临界干燥装置停止工作，降温并缓慢降压至室温室压，打开高压釜取出样品，即为生物质干凝胶。

58、在本技术可选的一些实施例中，磺化改性剂选自浓硫酸、氯磺酸、苯磺酸。

59、本技术实施例的水分散性的生物质气凝胶涂料及其制备方法，利用磺化生物质炭气凝胶具有非常大的比表面积及良好的亲水性，与水性涂料相容性良好，该磺化生物质炭气凝胶与涂料组分结合，能够使生物质气凝胶涂料具备吸附甲醛的能力(物理吸附)，而添加的除甲醛助剂可与甲醛反应，彻底降解甲醛，能够达到永久除甲醛的技术效果，从而通过涂料吸附和降解甲醛实现快速且长期有效的除甲醛效果。

60、此外，本技术的水分散性的生物质气凝胶涂料及其制备方法还利用磺化生物质炭气凝胶具有的大比表面积及较低的导热系数，可以有效的阻隔热传质，达到隔热保温的作用。