本發(fā)明涉及水性涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高性能室內(nèi)空氣凈化水性內(nèi)墻涂料及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們生活水平在不斷的提高，對(duì)居住環(huán)境的要求越來(lái)越高，對(duì)于室內(nèi)裝修材料的要求也越來(lái)越高，新型室內(nèi)裝飾裝修材料和現(xiàn)代家具被大量使用。但是，由于現(xiàn)在還沒(méi)有一些完善的法規(guī)來(lái)規(guī)管裝修和施工行業(yè)，各種有毒的裝修材料和家具產(chǎn)品進(jìn)入廣大家庭和辦公環(huán)境，導(dǎo)致室內(nèi)甲醛、苯、氨等揮發(fā)性有機(jī)化合物污染嚴(yán)重，成為健康的“隱形殺手”。一般人80％的時(shí)間都待在室內(nèi)，室內(nèi)的空氣環(huán)境對(duì)人體的健康的影響逐步被越來(lái)越多的人所重視，因此環(huán)保型功能建筑涂料也越來(lái)越受到關(guān)注。

目前市場(chǎng)上的功能型內(nèi)墻涂料大多以添加負(fù)離子粉或者通過(guò)二氧化鈦釋放負(fù)離子和分解有害氣體以達(dá)到室內(nèi)空氣凈化效果。但是，無(wú)論是負(fù)離子粉釋放負(fù)氧離子，還是普通的二氧化鈦催化分解有害氣體，其凈化條件都相對(duì)苛刻。負(fù)離子粉釋放負(fù)氧離子一般需要遠(yuǎn)紅外光照，而普通二氧化鈦催化分解一般需要在紫外光照下才能有效分解有害物質(zhì)，而這些條件在室內(nèi)家居環(huán)境下是要求比較苛刻的，因此，現(xiàn)有的功能型內(nèi)墻涂料的凈化性能及實(shí)際凈化效果都十分有限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服以上背景技術(shù)中提到的不足和缺陷，提供一種在室內(nèi)環(huán)境下(無(wú)需紫外光照)即可有效地吸附并分解室內(nèi)空氣中的甲醛、苯、氨等有毒有害氣體，凈化效率高、凈化效果持久的高性能室內(nèi)空氣凈化水性內(nèi)墻涂料，并且相應(yīng)地提供了一種該水性內(nèi)墻涂料的制備方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

一種高性能室內(nèi)空氣凈化水性內(nèi)墻涂料，包括以下重量百分比的各組分：吸附/分解功能材料2％～10％、乳液10％～35％、顏填料20％～50％、成膜助劑0.1％～1.0％、水20％～40％、潤(rùn)濕劑0.1％～1.0％、防腐殺菌劑0.1％～0.3％、消泡劑0.1％～1.0％、多功能助劑0.1％～0.3％、分散劑0.1％～1.5％、增稠劑0％～1.0％、防霉劑0％～0.2％。

上述的高性能室內(nèi)空氣凈化水性內(nèi)墻涂料，優(yōu)選的，所述吸附/分解功能材料為負(fù)載有納米混晶二氧化鈦的硅基多孔材料。

上述的高性能室內(nèi)空氣凈化水性內(nèi)墻涂料，更優(yōu)選的，所述硅基多孔材料為分子篩、海泡石或凹凸棒。

普通的單一晶型tio2只能在波長(zhǎng)不大于387.5nm的紫外光激發(fā)下，產(chǎn)生光生電子和空穴，其大部分在體相內(nèi)復(fù)合，只有少量遷移至表面，與吸附的反應(yīng)物發(fā)生氧化還原反應(yīng)。納米混晶二氧化鈦為不同晶型的二氧化鈦混合體，不同晶型其帶隙不同，在各晶型相接觸界面產(chǎn)生能帶彎曲，導(dǎo)致相界面存在空間電荷區(qū)。受光激發(fā)，tio2產(chǎn)生電子和空穴，電子從表面金紅石相遷移至銳鈦礦相，空穴則遷移至表面金紅石相，使光生電子和空穴的有效分離，使光收帶邊發(fā)生紅移，從而使得混晶在可見光區(qū)域即可有良好的催化分解功能。

硅基多孔材料高孔容、高比表面積的特點(diǎn)，其會(huì)強(qiáng)化tio2對(duì)各波段光源的吸收，其次硅基多孔材料含金屬離子，金屬離子在納米混晶tio2薄膜禁帶中形成了雜質(zhì)能級(jí)成為電子的捕獲中心，有效抑制電子-空穴對(duì)的復(fù)合，為電子從價(jià)帶到導(dǎo)帶的躍遷提供了一個(gè)臺(tái)階，從而使電子吸收小于禁帶寬度的能量就能夠?qū)崿F(xiàn)從價(jià)帶到導(dǎo)帶的躍遷，進(jìn)一步促進(jìn)了納米混晶在可見光區(qū)域的催化分解功能。因此，本發(fā)明采用負(fù)載有納米混晶二氧化鈦的硅基多孔材料作為吸附/分解功能材料，可有效提高涂料的凈化性能，其在室內(nèi)環(huán)境下(無(wú)需紫外光照射)即可有效吸附/分解室內(nèi)的有害氣體，實(shí)現(xiàn)良好的凈化效果。

上述的高性能室內(nèi)空氣凈化水性內(nèi)墻涂料，優(yōu)選的，所述乳液為純苯乳液、苯丙乳液、醋酸乙烯乳液、叔醋乳液中的一種或多種。

上述的高性能室內(nèi)空氣凈化水性內(nèi)墻涂料，優(yōu)選的，所述顏填料為鈦白粉、重質(zhì)碳酸鈣、水洗高嶺土、煅燒高嶺土、滑石粉中的一種或多種。

上述的高性能室內(nèi)空氣凈化水性內(nèi)墻涂料，優(yōu)選的，所述增稠劑為羥乙基纖維素、堿溶脹增稠劑、聚氨酯增稠劑、硅酸鎂鋁、改性膨潤(rùn)土中的一種或多種。

上述的高性能室內(nèi)空氣凈化水性內(nèi)墻涂料，優(yōu)選的，所述成膜助劑為oe300或醇酯十二；所述潤(rùn)濕劑為非離子表面活性劑；所述防腐殺菌劑為異噻唑啉酮類防腐殺菌劑；所述消泡劑為礦物油類或有機(jī)硅類消泡劑。

上述的高性能室內(nèi)空氣凈化水性內(nèi)墻涂料，優(yōu)選的，所述多功能助劑為有機(jī)胺類多功能助劑；所述分散劑為丙烯酸聚合物鈉鹽或丙烯酸聚合物銨鹽分散劑；所述防霉劑為季銨鹽類或氯酚類防霉劑。

作為一個(gè)總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明另一方面提供了一種上述高性能室內(nèi)空氣凈化水性內(nèi)墻涂料的制備方法，主要包括以下步驟：將水、分散劑、潤(rùn)濕劑、防腐殺菌劑、防霉劑、分散劑和消泡劑混合均勻，得混合溶液，在低速攪拌下向所述混合溶液中加入吸附/分解功能材料，充分?jǐn)嚢杈鶆颍偌尤朐龀韯嚢栊纬删鶆蛉芤海缓髮㈩佁盍霞尤胨鼍鶆蛉芤褐校咚贁嚢璨⑦M(jìn)行研磨，使?jié){料細(xì)度達(dá)到10μm～35μm，然后在低速攪拌下向漿料中加入成膜助劑、乳液、消泡劑、增稠劑和流平劑，攪拌均勻后過(guò)濾，即得高性能室內(nèi)空氣凈化水性內(nèi)墻涂料，各組成原料按照水性內(nèi)墻涂料的重量配比添加。

上述的制備方法，優(yōu)選的，所述吸附/分解功能材料通過(guò)如下方法制備得到：

(1)取粒徑為20μm～50μm的硅基多孔材料，按硅基多孔材料：堿性溶液重量比為(100～150)∶1將硅基多孔材料加入到堿性溶液中，經(jīng)混合均勻后轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，在0.8mpa～1.3mpa壓力下焙燒膨化，焙燒溫度為480℃～850℃，焙燒時(shí)間為1min～10min，取出冷卻后研磨、篩分，得粒徑范圍為0.5μm～30μm的粉末狀硅基多孔材料載體；

(2)將鈦酸四乙酯、鈦酸丁酯、鈦酸丙酯、鈦酸異丙酯、硫酸氧鈦中的一種鈦鹽與無(wú)水乙醇在溶劑中攪拌2h～10h，其中鈦鹽、無(wú)水乙醇和溶劑的重量比為1∶(1.5～4)∶(0.1～0.3)，所述溶劑為乙酰丙酮或冰醋酸，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅尤胭|(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的乙醇溶液，其中鈦鹽與乙醇溶液的重量比為1∶(0.5～1.2)，靜置5h～24h，形成納米混晶tio2溶膠；

(3)將步驟(1)所得硅基多孔材料載體進(jìn)行超聲清洗，然后快速置入步驟(2)所得納米混晶tio2溶膠中，浸泡2min～10min后，過(guò)濾，將濾餅自然陰干后，放入干燥箱內(nèi)在100℃～150℃下干燥10min～30min，再置入馬弗爐中，500℃～550℃溫度下焙燒30min～60min，自然冷卻后取出，研磨、篩分，得粒徑為0.5μm～30μm的粉末狀的負(fù)載有納米混晶二氧化鈦的硅基多孔材料，即為所述吸附/分解功能材料。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)本發(fā)明通過(guò)使用負(fù)載有納米混晶二氧化鈦的硅基多孔材料作為吸附/分解功能材料，該吸附/分解功能材料具有高的比表面積，使得本發(fā)明的內(nèi)墻涂料在室內(nèi)環(huán)境下即可高效吸附、分解室內(nèi)空氣中的甲醛、苯、氨等揮發(fā)性氣體，凈化效率高，凈化效果持久。經(jīng)測(cè)試，該內(nèi)墻涂料24h對(duì)室內(nèi)空氣中的甲醛、苯、氨的有效去除率分別為84％、86％、94％，對(duì)甲醛的凈化持久率為74％。

(2)由于高比表面積的硅基多孔材料中多含有金屬離子、高孔隙、吸油量高，容易引起涂料體系多泡、分水、后增稠等問(wèn)題；本發(fā)明通過(guò)合理增加潤(rùn)濕、分散劑、消泡劑用量，再通過(guò)優(yōu)選并合理搭配多種增稠劑(羥乙基纖維素、堿溶漲增稠劑、聚氨酯增稠劑、硅酸鎂鋁、改性膨潤(rùn)土)，有效避免了上述不良現(xiàn)象。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本發(fā)明，下文將結(jié)合較佳的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更全面、細(xì)致地描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于以下具體的實(shí)施例。

除非另有定義，下文中所使用的所有專業(yè)術(shù)語(yǔ)與本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中所使用的專業(yè)術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體實(shí)施例的目的，并不是旨在限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

除非另有特別說(shuō)明，本發(fā)明中用到的各種原材料、試劑、儀器和設(shè)備等均可通過(guò)市場(chǎng)購(gòu)買得到或者可通過(guò)現(xiàn)有方法制備得到。

實(shí)施例1：

本發(fā)明高性能室內(nèi)空氣凈化水性內(nèi)墻涂料及其制備方法的一種實(shí)施例。該水性內(nèi)墻涂料包括以下重量百分比的組分：水24.5％、吸附/分解功能材料4.5％、乳液25％、多功能助劑0.2％、鈦白粉15％、重質(zhì)碳酸鈣20％、水洗高嶺土5％、滑石粉2％、羥乙基纖維素0.4％、分散劑0.8％、潤(rùn)濕劑0.2％、成膜助劑0.5％、防腐殺菌劑0.2％、防霉劑0.2％、消泡劑0.5％、增稠劑0.4％、丙二醇0.6％。

該水性內(nèi)墻涂料的制備方法如下：在攪拌缸中加入水245kg、分散劑8kg、潤(rùn)濕劑2kg、防腐殺菌劑2kg、防霉劑2kg、丙二醇6kg、消泡劑2.5kg，混合均勻，在400r/min轉(zhuǎn)速攪拌下將45kg吸附/分解功能材料加入其中并充分?jǐn)嚢杈鶆颍偌尤?kg羥乙基纖維素?cái)嚢栊纬删鶆蛉芤汉螅賹⑩伆追?50kg、重質(zhì)碳酸鈣200kg、水洗高嶺土50kg、滑石粉20kg加入到上述溶液中，1200r/min下高速攪拌研磨30min，使細(xì)度達(dá)到10μm～35μm，然后在400r/min下低速攪拌加入乳液250kg、成膜助劑5kg、消泡劑2.5kg以及增稠劑4kg，攪拌15min后用過(guò)濾機(jī)過(guò)濾、出料，即得水性內(nèi)墻涂料。

其中的吸附/分解功能材料通過(guò)如下方法制備得到：取粒徑為20μm～50μm的分子篩硅基多孔材料，按硅基多孔材料：堿性溶液重量比為100∶1將硅基多孔材料加入到氫氧化鈉溶液中，經(jīng)混合均勻后轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，在1.0mpa壓力下焙燒膨化，焙燒溫度為680℃，焙燒時(shí)間為5min，取出冷卻后研磨、篩分，得粒徑范圍為0.5μm～30μm的粉末狀硅基多孔材料載體；將鈦酸四乙酯與無(wú)水乙醇在乙酰丙酮溶劑中攪拌6h，控制鈦鹽、無(wú)水乙醇和乙酰丙酮溶劑的重量比為1∶3∶0.2，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅尤胭|(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的乙醇溶液，其中鈦鹽與乙醇溶液的重量比為1∶0.8，靜置15h，形成納米混晶tio2溶膠；將所得硅基多孔材料載體進(jìn)行超聲清洗，然后快速置入所得納米混晶tio2溶膠中，浸泡6min后，過(guò)濾，將濾餅自然陰干后，放入干燥箱內(nèi)在125℃下干燥20min，再置入馬弗爐中，520℃溫度下焙燒45min，自然冷卻后取出，研磨、篩分，得粒徑為0.5μm～30μm的粉末狀的負(fù)載有納米混晶二氧化鈦的硅基多孔材料，即為吸附/分解功能材料。

對(duì)所得水性內(nèi)墻涂料凈化室內(nèi)有毒有害氣體的效果進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試方法如下，具體測(cè)試結(jié)果如表1所示：

(1)在帶有橡膠密封塞的碘量瓶中加入苯、甲醛溶液或濃氨水等，放置1天后作為有害氣體采集源；

(2)將表面涂刷有本發(fā)明的水性內(nèi)墻涂料的小塊水泥板放入可密封的透明玻璃裝置內(nèi)(空白對(duì)比玻璃裝置中不放樣品)，該透明玻璃裝置上根據(jù)測(cè)試的有害氣體種類不同連接不同的有害氣體檢測(cè)儀(如甲醛檢測(cè)儀、苯檢測(cè)儀或氨檢測(cè)儀)，用于檢測(cè)有害氣體的濃度，有害氣體檢測(cè)儀與透明玻璃裝置連接的管路上設(shè)置有旋鈕開關(guān)。從碘量瓶中抽取有害氣體通入透明玻璃裝置內(nèi)，然后將透明玻璃裝置密封處理；

(3)輕輕晃動(dòng)裝有有害氣體的透明玻璃裝置，使有害氣體均勻散開，打開旋鈕開關(guān)，觀察有害氣體檢測(cè)儀，待讀數(shù)穩(wěn)定后記錄有害氣體濃度讀數(shù)，再將旋鈕開關(guān)關(guān)閉；

(4)每隔一段時(shí)間(如10min)將旋鈕開關(guān)打開，讀取一次數(shù)值，旋鈕開關(guān)每次檢測(cè)讀數(shù)時(shí)旋開，讀數(shù)完畢后關(guān)閉，將測(cè)試時(shí)間和有害氣體濃度數(shù)值做時(shí)間-濃度圖，得出涂料吸附分解有害氣體的趨勢(shì)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)相同時(shí)間內(nèi)有害氣體濃度的變化大小即可判斷涂料的吸附分解性能。

實(shí)施例2：

本發(fā)明高性能室內(nèi)空氣凈化水性內(nèi)墻涂料及其制備方法的一種實(shí)施例。該水性內(nèi)墻涂料包括以下重量百分比的組分：水310％、吸附/分解功能材料8％、乳液20％、多功能助劑0.1％、鈦白粉15％、重質(zhì)碳酸鈣15％、水洗高嶺土5％、滑石粉2％、羥乙基纖維素0.3％、分散劑1.2％、潤(rùn)濕劑0.3％、成膜助劑0.4％、防腐殺菌劑0.2％、防霉劑0.1％、消泡劑0.6％、增稠劑0.3％、丙二醇0.5％。

該水性內(nèi)墻涂料的制備方法如下：在攪拌缸中加入310kg的水，分散劑12kg、潤(rùn)濕劑3kg、防腐殺菌劑2kg、防霉劑1kg、丙二醇5kg、消泡劑3kg，混合均勻，在400r/min轉(zhuǎn)速攪拌下將80kg吸附/分解功能材料加入其中并充分?jǐn)嚢杈鶆颍偌尤?kg羥乙基纖維素?cái)嚢栊纬删鶆蛉芤汉螅賹⑩伆追?50kg、重質(zhì)碳酸鈣150kg、水洗高嶺土50kg、滑石粉20kg加入到上述溶液中，1200r/min下高速攪拌研磨30min，使細(xì)度達(dá)到10μm～35μm，然后在400r/min下低速攪拌加入乳液200kg、成膜助劑4kg、消泡劑3kg和增稠劑3kg，攪拌15min后用過(guò)濾機(jī)過(guò)濾、出料，即得水性內(nèi)墻涂料。

其中的吸附/分解功能材料通過(guò)如下方法制備得到：取粒徑為20μm～50μm的海泡石硅基多孔材料，按硅基多孔材料：堿性溶液重量比為100∶1將硅基多孔材料加入到氫氧化鉀溶液中，經(jīng)混合均勻后轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，在1.3mpa壓力下焙燒膨化，焙燒溫度為480℃，焙燒時(shí)間為10min，取出冷卻后研磨、篩分，得粒徑范圍為0.5μm～30μm的粉末狀硅基多孔材料載體；將鈦酸丁酯與無(wú)水乙醇在冰醋酸溶劑中攪拌10h，控制鈦鹽、無(wú)水乙醇和冰醋酸溶劑的重量比為1∶4∶0.1，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅尤胭|(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的乙醇溶液，其中鈦鹽與乙醇溶液的重量比為1∶1.2，靜置20h，形成納米混晶tio2溶膠；將所得硅基多孔材料載體進(jìn)行超聲清洗，然后快速置入所得納米混晶tio2溶膠中，浸泡10min后，過(guò)濾，將濾餅自然陰干后，放入干燥箱內(nèi)在150℃下干燥30min，再置入馬弗爐中，550℃溫度下焙燒60min，自然冷卻后取出，研磨、篩分，得粒徑為0.5μm～30μm的粉末狀的負(fù)載有納米混晶二氧化鈦的硅基多孔材料，即為吸附/分解功能材料。

對(duì)該水性內(nèi)墻涂料凈化室內(nèi)有毒有害氣體的效果進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試方法與實(shí)施例1相同，具體測(cè)試結(jié)果如表1所示。

表1實(shí)施例1和實(shí)施例2的水性內(nèi)墻涂料的凈化效果數(shù)據(jù)

由表1可見，相對(duì)于空白對(duì)比艙，實(shí)施例1、實(shí)施例2其24h后艙中甲醛、苯、氨的濃度明顯低于空白艙中相對(duì)應(yīng)的濃度。實(shí)施例1其24h對(duì)甲醛、苯、氨的凈化率分別為80％、80％、84％，實(shí)施例2其24h對(duì)甲醛、苯、氨的凈化率分別為84％、86％、94％。說(shuō)明本發(fā)明的水性內(nèi)墻涂料對(duì)甲醛、苯、氨等具有良好的凈化效果。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。