本發(fā)明涉及納米涂料領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)保型內(nèi)墻納米涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著人民生活水平的不斷提高，家庭居室中的家具也也越來(lái)越追求個(gè)性風(fēng)格，但是，通常家用的家具中都會(huì)含有甲醛，世界衛(wèi)生組織在2004年發(fā)布的第153號(hào)公報(bào)認(rèn)定：甲醛為致癌和致畸形物質(zhì)。甲醛的主要危害表現(xiàn)為對(duì)皮膚黏膜的刺激作用，甲醛在室內(nèi)達(dá)到一定濃度時(shí)，人就有不適感；大于0.08mg/m3的甲醛濃度可引起眼紅、眼癢、咽喉不適或者疼痛、聲音嘶啞、噴嚏、胸悶、氣喘、皮炎等，當(dāng)濃度大于30mg/m3就會(huì)立即致人死亡。尤其在新裝修的房間中甲醛含量高，是眾多疾病的主要誘因。然而可怕的是，甲醛的釋放期一般長(zhǎng)達(dá)3～15年。常見(jiàn)的室內(nèi)涂料除去甲醛的方法是添加二氧化鈦納米粉，但是這種顆粒細(xì)小的納米粉材料非常容易發(fā)生團(tuán)聚，降低其光催化除甲醛的效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)保型內(nèi)墻納米涂料及其制備方法。其目的解決傳統(tǒng)涂料除去甲醛效率低，速度慢的缺點(diǎn)。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的基礎(chǔ)技術(shù)方案為，一種環(huán)保型內(nèi)墻納米涂料，以下所述份數(shù)均為質(zhì)量份數(shù)，
環(huán)保型內(nèi)墻納米涂料配方如下，
介孔銀/二氧化錫納米管10～15份、200～300份水、丙二醇8～15份、成膜助劑10～20份、潤(rùn)濕劑1～3份、防腐劑1～3份、羥乙基纖維素1～3份、分散劑4～8份、鈦白粉150～300份、重鈣80～120份、高嶺土60～100份、滑石粉40～60份、丙烯酸乳液200～400份、消泡劑1～3份、增稠劑10～15份；
介孔銀/二氧化錫納米管配方如下，
A溶液，6～10份聚乙烯吡咯烷酮、0.1～1份硝酸銀、20～24份無(wú)水乙醇；
B溶液，6～10份氯化亞錫、20～24份N～N二甲基甲酰胺；
以1:1的比例混合A溶液和B溶液，加入1～3份乙酰丙酮、5份碳量子點(diǎn)和2～4份礦物質(zhì)油。
另一基礎(chǔ)方案，環(huán)保型內(nèi)墻納米涂料的制備方法如下，
步驟1：A溶液，將6～10份聚乙烯吡咯烷酮和0.1～1份硝酸銀溶解在20～24份無(wú)水乙醇中，攪拌20～40分鐘；B溶液：在攪拌條件下將6～10份氯化亞錫加入到20～24份N～N二甲基甲酰胺中，充分?jǐn)嚢?0～40分鐘；
步驟2：以1:1的比例混合A溶液和B溶液，加入1～3份乙酰丙酮、5份碳量子點(diǎn)和2～4份礦物質(zhì)油，充分?jǐn)嚢?2小時(shí)得到制備介孔銀/二氧化錫的前驅(qū)膠體溶液；
步驟3：將步驟2制得的前驅(qū)體溶液放入內(nèi)徑為0.4～1mm的噴絲頭，接收裝置為接地轉(zhuǎn)動(dòng)直徑為100mm的鋁輥，接收距離為18～22cm，紡絲電壓為15～20kV，進(jìn)行靜電紡絲；
步驟4：將步驟3處理得到的紡絲產(chǎn)物放置在接收鋁輥上12小時(shí)后收集，置于馬弗爐中，以4.5～5.5℃每分鐘的升溫速率升至550～650℃并保溫?zé)Y(jié)1～3小時(shí)，得到介孔銀/二氧化錫納米管；
步驟5：取步驟4制得的介孔二氧化錫納米管10～15份在攪拌條件下分散于200～300份水中，加入丙二醇8～15份，成膜助劑10～20份，潤(rùn)濕劑1～3份，防腐劑1～3份，羥乙基纖維素1～3份，分散劑4～8份，在400～600轉(zhuǎn)/分鐘混合3小時(shí)；
步驟6：在步驟5制得的混合物中加入鈦白粉150～300份，重鈣80～120份，高嶺土60～100份，滑石粉40～60份，并在2000～4000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下混合3小時(shí)；
步驟7：在步驟6制得的混合物中再加入丙烯酸乳液200～400份，消泡劑1～3份，增稠劑10～15份，在400～600轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下均勻混合，經(jīng)過(guò)濾后得到最終的納米涂料產(chǎn)品。
本方案的優(yōu)點(diǎn)在于：涂料中加入的銀離子可以殺滅內(nèi)墻表面的細(xì)菌，極大的減少室內(nèi)的致病菌數(shù)量。并且涂料內(nèi)部的介孔二氧化錫納米管吸收太陽(yáng)光的能量并且還會(huì)反射掉部分紅外光，通過(guò)光催化作用將室內(nèi)的有毒氣體甲醛分解為無(wú)毒的二氧化碳和水，提高了涂料的穩(wěn)定性和使用壽命，在冬季還可以提高房屋的保溫性能，降低暖氣熱量的散失。介孔二氧化錫納米管相比納米粉不容易發(fā)生團(tuán)聚，其作為添加劑加入涂料中具有更高的光催化效率。銀加入介孔二氧化錫的中，提高了介孔二氧化錫納米管的導(dǎo)電性，進(jìn)一步提高了介孔二氧化錫表層電子的傳遞，提高了納米涂料的光催化凈醛性能。
進(jìn)一步，所述潤(rùn)濕劑為烷基酚聚氧乙烯醚；所述成膜助劑為聚氨酯乳液；所述消泡劑為聚硅氧烷類(lèi)消泡劑；所述防腐劑為道維希爾-75；分散劑為十二烷基苯磺酸鈉；所述增稠劑為聚氨酯高分子化合物水溶液；發(fā)明人經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)采用上述試劑得到的納米外墻涂料凈醛效果好。
進(jìn)一步：所述的馬弗爐升溫速度為5℃/分鐘，在該升溫速率下，介孔銀/二氧化錫納米管的微觀(guān)結(jié)構(gòu)可以得到保存。
進(jìn)一步：所述馬弗爐中的焙燒環(huán)境為惰性氣體條件，惰性氣體為氮?dú)狻鍤狻⒑庵唬煌ㄟ^(guò)在惰性氣體中焙燒，可以提高介孔二氧化錫納米管晶格中的氧空位，提高涂料的光催化性能。
進(jìn)一步：所述馬弗爐中的惰性氣體焙燒環(huán)境為氬氣氣體環(huán)境，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在氬氣氣氛下焙燒，得到的涂料的光催化性能最佳。
進(jìn)一步：所述介孔銀/二氧化錫納米管在馬弗爐焙燒后在Cs-137輻照處理12小時(shí)，發(fā)明人通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)采用該方法可以提高納米涂料的光催化除甲醛性能。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明環(huán)保型內(nèi)墻納米涂料實(shí)施例6中添加的介孔銀/二氧化錫的掃描電子顯微鏡圖。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明：
實(shí)施例1：一種環(huán)保型內(nèi)墻納米涂料其制備方法如下，
步驟1：A溶液，將6份聚乙烯吡咯烷酮和0.1份硝酸銀溶解在20份無(wú)水乙醇中，攪拌20分鐘；B溶液：在攪拌條件下將6份氯化亞錫加入到20份N～N二甲基甲酰胺中，充分?jǐn)嚢?0分鐘；
步驟2：以1:1的比例混合A溶液和B溶液，加入1份乙酰丙酮、5份碳量子點(diǎn)和2份礦物質(zhì)油，充分?jǐn)嚢?2小時(shí)得到制備介孔銀/二氧化錫的前驅(qū)膠體溶液；
步驟3：將步驟2制得的前驅(qū)體溶液放入內(nèi)徑為0.4mm的噴絲頭，接收裝置為接地轉(zhuǎn)動(dòng)直徑為100mm的鋁輥，接收距離為18cm，紡絲電壓為15kV，進(jìn)行靜電紡絲；
步驟4：將步驟3處理得到的前驅(qū)體產(chǎn)物放置在接收鋁輥上12小時(shí)后收集，置于馬弗爐中，在氮?dú)鈿夥障乱?.5℃每分鐘的升溫速率升至550℃并保溫?zé)Y(jié)1小時(shí)，得到介孔銀/二氧化錫納米管；
步驟5：取步驟4制得的介孔銀/二氧化錫納米管10份在攪拌條件下分散于200份水中，加入丙二醇8份，聚氨酯乳液10份，烷基酚聚氧乙烯醚1份，道維希爾-751份，羥乙基纖維素1份，十二烷基苯磺酸鈉4份，在400轉(zhuǎn)/分鐘混合3小時(shí)；
步驟6：在步驟5制得的混合物中加入鈦白粉150份，重鈣80份，高嶺土60份，滑石粉40份，并在2000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下混合3小時(shí)；
步驟7：在步驟6制得的混合物中再加入丙烯酸乳液200份，聚硅氧烷類(lèi)消泡劑1份，聚氨酯高分子化合物水溶液10份，在400轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下均勻混合，經(jīng)過(guò)濾后得到最終的納米涂料產(chǎn)品。
實(shí)施例2，一種環(huán)保型內(nèi)墻納米涂料其制備方法如下，
步驟1：A溶液，將10份聚乙烯吡咯烷酮和1份硝酸銀溶解在24份無(wú)水乙醇中，攪拌40分鐘；B溶液：在攪拌條件下將10份氯化亞錫加入到24份N～N二甲基甲酰胺中，充分?jǐn)嚢?0分鐘；
步驟2：以1:1的比例混合A溶液和B溶液，加入3份乙酰丙酮、5份碳量子點(diǎn)和4份礦物質(zhì)油，充分?jǐn)嚢?2小時(shí)得到制備介孔銀/二氧化錫的前驅(qū)膠體溶液；
步驟3：將步驟2制得的前驅(qū)體溶液放入內(nèi)徑為1mm的噴絲頭，接收裝置為接地轉(zhuǎn)動(dòng)直徑為100mm的鋁輥，接收距離為22cm，紡絲電壓為20kV，進(jìn)行靜電紡絲；
步驟4：將步驟3處理得到的前驅(qū)體產(chǎn)物放置在接收鋁輥上12小時(shí)后收集，置于馬弗爐中，在氦氣氣氛下以5.5℃每分鐘的升溫速率升至650℃并保溫?zé)Y(jié)3小時(shí)，得到介孔銀/二氧化錫納米管；
步驟5：取步驟4制得的介孔銀/二氧化錫納米管15份在攪拌條件下分散于300份水中，加入丙二醇15份，聚氨酯乳液20份，烷基酚聚氧乙烯醚3份，道維希爾-753份，羥乙基纖維素3份，十二烷基苯磺酸鈉8份，在600轉(zhuǎn)/分鐘混合3小時(shí)；
步驟6：在步驟5制得的混合物中加入加入鈦白粉300份，重鈣120份，高嶺土100份，滑石粉60份，并在4000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下混合3小時(shí)；
步驟7：在步驟6制得的混合物中再加入丙烯酸乳液400份，聚硅氧烷類(lèi)消泡劑3份，聚氨酯高分子化合物水溶液15份，在600轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下均勻混合，經(jīng)過(guò)濾后得到最終的納米涂料產(chǎn)品。
實(shí)施例3，一種環(huán)保型內(nèi)墻納米涂料其制備方法如下
步驟1：A溶液，將8份聚乙烯吡咯烷酮和0.5份硝酸銀溶解在22份無(wú)水乙醇中，攪拌30分鐘；B溶液：在攪拌條件下將8份氯化亞錫加入到22份N～N二甲基甲酰胺中，充分?jǐn)嚢?0分鐘；
步驟2：以1:1的比例混合A溶液和B溶液，加入2份乙酰丙酮、5份碳量子點(diǎn)和3份礦物質(zhì)油，充分?jǐn)嚢?2小時(shí)得到制備介孔銀/二氧化錫的前驅(qū)膠體溶液；
步驟3：將步驟2制得的前驅(qū)體溶液放入內(nèi)徑為0.8mm的噴絲頭，接收裝置為接地轉(zhuǎn)動(dòng)直徑為100mm的鋁輥，接收距離為20cm，紡絲電壓為18kV，進(jìn)行靜電紡絲；
步驟4：將步驟3處理得到的前驅(qū)體產(chǎn)物放置在接收鋁輥上12小時(shí)后收集，置于馬弗爐中，在氬氣氣氛下以5℃/分鐘的升溫速率升至600℃并保溫?zé)Y(jié)2小時(shí)，得到介孔銀/二氧化錫納米管；
步驟5：取步驟4制得的介孔銀/二氧化錫納米管12份在攪拌條件下分散于250份水中，加入丙二醇12份，聚氨酯乳液15份，烷基酚聚氧乙烯醚2份，道維希爾-752份，羥乙基纖維素2份，十二烷基苯磺酸鈉6份，在500轉(zhuǎn)/分鐘混合3小時(shí)；
步驟6：在步驟5制得的混合物中加入鈦白粉225份，重鈣100份，高嶺土80份，滑石粉50份，并在3000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下混合3小時(shí)；
步驟7：在步驟6制得的混合物中再加入丙烯酸乳液300份，聚硅氧烷類(lèi)消泡劑2份，聚氨酯高分子化合物水溶液12份，在500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下均勻混合，經(jīng)過(guò)濾后得到最終的納米涂料產(chǎn)品。
實(shí)施例4，一種環(huán)保型內(nèi)墻納米涂料其制備方法如下，
與實(shí)施例3的區(qū)別僅在于：步驟4中馬弗爐的焙燒氣氛為氮?dú)狻?/p>
實(shí)施例5，一種環(huán)保型內(nèi)墻納米涂料其制備方法如下，
與實(shí)施例3的區(qū)別僅在于：步驟4中馬弗爐的焙燒氣氛為氦氣。
實(shí)施例6，一種環(huán)保型內(nèi)墻納米涂料其制備方法如下，
與實(shí)施例3的區(qū)別僅在于：步驟4中介孔銀/二氧化錫納米管在馬弗爐焙燒后在Cs-137輻照處理12小時(shí)。
將以上實(shí)施例制得的納米乳膠漆涂覆于20mm×90mm的玻璃片上，干燥后置于2500ml的密閉容器中。將三聚甲醛加熱至融化制得甲醛氣體，按照30ml/L的濃度用注射器注入到密閉的透明玻璃容器中，每天取樣品，按照GB/T15516～1955測(cè)量甲醛的含量，該實(shí)驗(yàn)總共持續(xù)三天，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表表1所示：
表1
抗霉菌測(cè)試：按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1741-2007漆膜耐霉菌性測(cè)定方法，以上實(shí)施例制得的納米乳膠漆涂覆于50mm×50mm，厚度為3mm的玻璃片上，干燥后置于2500ml的恒溫恒濕培養(yǎng)箱內(nèi)(25～30℃，相對(duì)濕度h≥85％)，將9種混合霉菌(黑曲美、黃曲霉、球毛亮霉、枯青霉、綠色木霉、出芽短梗霉、臘葉芽枝霉、宛式擬青霉、鏈格孢)菌種接種在漆膜上，并設(shè)置陰性對(duì)照板A和陽(yáng)性對(duì)照板B，通過(guò)以上一個(gè)循環(huán)(28天)測(cè)試，如果尚未發(fā)現(xiàn)任何變化，則對(duì)實(shí)施例在進(jìn)行一次測(cè)試循環(huán)，直到10次循環(huán)。最后，對(duì)其漆膜表面進(jìn)行檢測(cè)。
抗菌測(cè)試：按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T21866-2008抗菌涂料(漆膜)抗菌性能測(cè)定法和抗菌效果，以上實(shí)施例制得的納米乳膠漆涂覆于50mm×50mm的水泥板上，按照GB/T1727要求制作涂膜，涂料的施涂為兩次涂刷，第一遍表干后涂刷第二遍，涂膜總厚度濕膜小于100μm。涂刷后按照GB/T 9278規(guī)定的條件下干燥7天。實(shí)驗(yàn)前，采用紫外滅菌燈和醫(yī)用酒精對(duì)漆膜表面進(jìn)行消毒。并設(shè)置陰性對(duì)照樣板A和空白對(duì)照樣板B。采用金黃色葡萄球菌和大腸埃希氏菌作為檢驗(yàn)菌種，將其接種在漆膜上，在37±1℃、相對(duì)濕度＞90％條件下培養(yǎng)24小時(shí)。取出培養(yǎng)的樣品，分別加入20ml洗液，反復(fù)洗樣，將洗液接種于營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基中，在37±1℃下培養(yǎng)24小時(shí)后活菌計(jì)數(shù)。
抑菌測(cè)試：采用1支30W，波長(zhǎng)為253.7nm的紫外燈，抗菌涂料試板距離紫外燈0.8～1m，照射100h，之后按照抗菌測(cè)試進(jìn)行測(cè)試。
抗霉菌和抗菌測(cè)試結(jié)果如下表2
表2
如表1、表2所示，實(shí)施例3～5可以觀(guān)察到，在氬氣氣氛下焙燒得到的介孔銀/二氧化錫納米管添加到涂料中，獲得的光催化凈醛性能和抗菌抗霉性能都是顯著提高，這是由于其抗菌、抗霉、凈醛性能都是依賴(lài)光催化效率造成的。通過(guò)實(shí)施例5、實(shí)施例6可以觀(guān)察到，在Cs-137輻照處理12小時(shí)后，介孔銀/二氧化錫納米管添加到涂料中可以獲得更好的凈醛性能和抗菌、抗霉性能。