CN105400304A

CN105400304A - 一种纳米复合硅藻泥涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN105400304A
Application number: CN201510935007.7A
Authority: CN
Inventors: 高源�; 黎慧; 茹爱华
Original assignee: Shanghai Yuantian Nanometer Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Yuantian Nanometer Technology Co Ltd
Priority date: 2015-12-15
Filing date: 2015-12-15
Publication date: 2016-03-16

Abstract

本发明涉及一种纳米复合硅藻泥涂料，该涂料包括溶剂及总质量为100％的如下组分：纤维素0.5-1.8％、电气石5-18％、钛白粉5-15％，高岭土4-18％、海泡石粉5-12％、硅藻土35-55％、纳米贵金属负载型催化剂5-12％、纳米活性炭1-6％、流平剂0.5-0.8％、增稠剂1.5-5％、可再分散乳胶粉7-16％、颜料0-5％。所述溶剂优选为水，所述水的用量为各组分总质量的20-30％，优选25％。本发明采用先将纳米贵金属颗粒负载至载体上，再与其他粉体混合，可防止纳米贵金属颗粒的团聚效应。本发明制备的纳米复合硅藻泥涂料具有极强的吸附性和离子交换性，可吸附空气中的甲醛，并在催化剂作用下分解甲醛等有害气体。

Description

一种纳米复合硅藻泥涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种涂料，具体涉及一种纳米复合硅藻泥涂料及其制备方法。

背景技术

近年来，涂料的广泛应用，引起越来越多的研究者青睐。随着人们生活水平的提高，环保、低碳、节能等已成为现代家居装修的潮流。

硅藻泥具有独特的分子筛及吸附功能，可有效的吸附空气中游离的甲醛、苯、氨等有害物质，通过放出水和负氧离子，可保持室内空气的持久新鲜。但该类硅藻泥产品纳米贵金属粉体在产品中分散困难，容易二次团聚，不能完全发挥分解甲醛的功效。

现有的硅藻泥涂料采用的是逐步加入纳米金属粉及纳米金属氧化物粉末，极易发生团聚效应，且不能有效的降低空气中甲醛的含量。

发明内容

为了克服上述缺点，本发明提供了一种纳米复合硅藻泥涂料，采用胶体沉积法制备出负载型纳米贵金属催化剂，然后与其他粉体、水混合均匀制备而成，防止纳米贵金属颗粒在构成涂料过程中产生团聚效应。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种纳米复合硅藻泥涂料，包括溶剂及总质量为100％的如下组分：纤维素0.5-1.8％、电气石5-18％、钛白粉5-15％，高岭土4-18％、海泡石粉5-12％、硅藻土35-55％、纳米贵金属负载型催化剂5-12％、纳米活性炭1-6％、流平剂0.5-0.8％、增稠剂1.5-5％、可再分散乳胶粉7-16％、颜料0-5％。

其中所述溶剂优选为水，溶剂的理想用量为各组分总质量的20-30％，优选25％。

其中，所述纳米贵金属负载型催化剂由纳米贵金属颗粒负载至载体上形成；优选所述纳米贵金属的质量分数为1-5％。

优选地，所述纳米贵金属选自Pt、Au或Pd；所述载体选自TiO₂、CeO₂、Al₂O₃或ZrO₂。较为理想的负载方案包括：Pt/CeO₂催化剂、Pt/TiO₂催化剂、Pd/TiO₂等，且上述催化剂原料都可通过市售购得，如可购自国药集团化学试剂有限公司。

此外，上述负载可采用现有技术公开的多种负载方法实现，较为优选的如胶体沉积法，先制备出贵金属胶体溶液，后将载体浸入贵金属胶体溶液中进行加热、搅拌、干燥、焙烧，以制备得到纳米贵金属负载型催化剂粉末。

本发明所述的纳米贵金属负载型催化剂粉末具有贵金属纳米粒子粒径尺寸及尺寸分布相同、且均匀分布在载体上的优点，应用至纳米复合硅藻泥涂料后能够防止纳米贵金属颗粒在涂料中二次团聚。

上述纤维素优选为植物纤维素，合适的粒径范围为40-180μm。

上述电气石为一种硼硅酸盐类矿物，优选粒径范围为25-40μm，可购自天津华梅尔生物科技有限公司。

上述钛白粉为二氧化钛颗粒，优选粒径范围为20-50μm，可购自国药集团化学试剂有限公司。

上述高岭土为粉末状，优选粒径范围为20-75μm，可购自北京蓝宁科贸有限公司。

上述海泡石粉为一种纤维状的含水硅酸镁颗粒，优选粒径范围为20-75μm，可购自北京蓝宁科贸有限公司。

上述硅藻土为一种生物成因的硅质沉积岩颗粒，优选粒径范围为10-25μm，可购自河北锦阳矿产品贸易有限公司。

上述纳米活性炭优选粒径范围为20-100nm，可购自国药集团化学试剂有限公司。

上述流平剂可选自聚二甲基硅氧烷、聚甲基烷基硅氧烷或聚醚改性聚二甲基硅氧烷的一种或几种，优选聚醚改性聚二甲基硅氧烷，所述聚醚改性聚二甲基硅氧烷具体可选择BYK-300、BYK-301等；上述流平剂有助于提高涂料表面抗划伤和抗黏连性。

上述增稠剂可选自甲基纤维素和/或羟丙基甲基纤维素，优选羟丙基甲基纤维素，该增稠剂可提高抗拉强度和抗折强度。

上述可再分散乳胶粉为水溶性可再分散粉末，其粒径范围为60-100μm，优选80μm，具体可选自乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物和/或丙烯酸共聚物，上述乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物可选择MS-6090N、MS-6070N，可购自戈麦斯化工(中国)有限公司；上述丙烯酸共聚物可选自6021A乳胶粉，其可购自上海憎冶实业有限公司；其有利于粉体与水接触后可以很快再分散成为乳液。

上述颜料泛指可用于本申请所述纳米复合硅藻泥涂料的多种已知颜料，如铁红、炭黑或氧化铁黄等，具体选择可依据实际情况而定，本发明对此不作特别限定。

本发明所述的水优选为纯化水。

作为一种理想的技术方案，本发明所述的纳米复合硅藻泥涂料，包括溶剂及总质量为100％的如下组分：纤维素0.5-1.8％、电气石5-18％、钛白粉5-15％，高岭土4-18％、海泡石粉5-12％、硅藻土35-55％、纳米贵金属负载型催化剂5-12％、纳米活性炭1-6％、聚醚改性聚二甲基硅氧烷(流平剂)0.5-0.8％、羟丙基甲基纤维素(增稠剂)1.5-5％、乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物(可再分散乳胶粉)7-16％、颜料0-5％；所述纳米贵金属负载型催化剂为Pt/CeO₂催化剂或Pt/TiO₂催化剂，所述纳米贵金属的质量分数为1-5％。

更为理想地，本发明所述的纳米复合硅藻泥涂料，包括溶剂及总质量为100％的如下组分：纤维素0.5-1.5％、电气石5-10％、钛白粉5-10％，高岭土4-10％、海泡石粉5-10％、硅藻土35-45％、纳米贵金属负载型催化剂5-10％、纳米活性炭3-5％、流平剂0.5-0.8％、增稠剂3-4％、可再分散乳胶粉6-12％、颜料0.5-1.5％，所述溶剂为水，所述水的用量为各组分总质量的25％。

本发明所述的纳米复合硅藻泥涂料中硅藻土具有吸附性，纳米活性炭的加入，加强了产品对臭味、有机污染气体的吸附效果。此外，纳米复合硅藻泥涂料中催化剂成分可促进甲醛的分解。

本发明同时提供了上述纳米复合硅藻泥涂料的制备方法，所述方法具体为：先制备纳米贵金属负载型催化剂，后将其与其他原料成分混匀，即得。

本发明采用先将纳米贵金属颗粒负载至载体上，再与其他粉体混合，可防止纳米贵金属颗粒的团聚效应。本发明制备的纳米复合硅藻泥涂料具有极强的吸附性和离子交换性，可吸附空气中的甲醛，并在催化剂作用下分解甲醛等有害气体。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明所采用的所有原料均为已知的市售品。

实施例1

本实施例提供了一种纳米复合硅藻泥涂料，其具体配方为：纤维素1％、电气石8％、钛白粉8％，高岭土5％、海泡石粉5％、硅藻土50％、纳米贵金属负载型催化剂5％、纳米活性炭4％、流平剂0.5％、增稠剂4％、可再分散乳胶粉9％、颜料0.5％，并加入25％配料成分(上述各组分)总质量的水进行充分混合。

其中，上述纳米贵金属负载型催化剂为1％Pt/CeO₂催化剂(购自国药集团化学试剂有限公司)，所述流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷(具体为聚醚改性二甲基硅氧烷BKY-300)，所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素，所述可再分散乳胶粉为乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物(具体为乙烯/醋酸乙烯酯共聚物MS-6090N)，颜料为铁红。

实施例2：

本实施例提供了一种纳米复合硅藻泥涂料，其具体配方为：纤维素1％、电气石5％、钛白粉10％，高岭土10％、海泡石粉8％、硅藻土45％、纳米贵金属负载型催化剂7％、纳米活性炭3％、流平剂0.5％、增稠剂4％、可再分散乳胶粉6％、颜料0.5％，并加入25％配料成分总质量的水进行充分混合，得到产品。

其中，上述纳米贵金属负载型催化剂为1％Pt/TiO₂催化剂(购自国药集团化学试剂有限公司)，所述流平剂为聚醚改性二甲基硅氧烷(具体为聚醚改性二甲基硅氧烷BKY-300)，所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素，所述可再分散乳胶粉为乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物(具体为乙烯/醋酸乙烯酯共聚物MS-6090N)，颜料为铁红。

实施例3

本实施例提供了一种纳米复合硅藻泥涂料，其具体配方为：纤维素1.5％、电气石10％、钛白粉5％，高岭土10％、海泡石粉8％、硅藻土35.7％、纳米贵金属负载型催化剂10％、纳米活性炭5％、流平剂0.8％、增稠剂3％、可再分散乳胶粉10％、颜料1％，并加入25％配料成分总质量的水进行充分混合，得到产品。

其中，上述纳米贵金属负载型催化剂为5％Pt/TiO₂催化剂(购自国药集团化学试剂有限公司)，所述流平剂为聚醚改性二甲基硅氧烷(具体为聚醚改性二甲基硅氧烷BKY-300)，所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素，所述可再分散乳胶粉为乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物(具体为乙烯/醋酸乙烯酯共聚物MS-6090N)，颜料为氧化铁黄。

实施例4

本实施例提供了一种纳米复合硅藻泥涂料，其具体配方为：纤维素0.5％、电气石8％、钛白粉8％，高岭土8％、海泡石粉10％、硅藻土37％、纳米贵金属负载型催化剂8％、纳米活性炭3％、流平剂0.5％、增稠剂3.5％、可再分散乳胶粉12％、颜料1.5％，并加入25％配料成分总质量的水进行充分混合，得到产品。

其中，上述纳米贵金属负载型催化剂为5％Pt/CeO₂催化剂(购自国药集团化学试剂有限公司)，所述流平剂为聚醚改性二甲基硅氧烷(具体为聚醚改性二甲基硅氧烷BKY-300)，所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素，所述可再分散乳胶粉为乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物(具体为乙烯/醋酸乙烯酯共聚物MS-6090N)，颜料为氧化铁黄。

对比例1

本对比例涉及一种硅藻泥涂料，与实施例1相比，区别点仅在于纳米贵金属颗粒以独立个体的形式与其他粉体混合，本对比例所述涂料的配方如下(配方中涉及与本发明相同组分的具体选择同实施例1)：水15份、木质素0.6份、电气石10份、氧化银0.1份、钛白粉10份、沉淀硫酸钡3份、高岭土5份、海泡石粉5份、纳米硅藻土30份、钯0.5份、纳米二氧化钛5份、流平剂0.4份、增稠剂1.5份、防霉剂0.6份、纳米活性炭1份、可再分散乳胶粉8份、颜料2.5份。

对比例2

本对比例涉及一种已知的类似涂料，具体为天津某厂家出售的天然绿色硅藻泥涂料。

实验例1

本实验例以实施例1-3及对照组1-2的涂料分别进行甲醛吸收实验。

实验过程：

准备五个可透光的密封盒，五个样板，在五个样板上分别涂抹实施例1-3和对照组1-2的涂料，分别放入密封盒，向密封盒内各注入4μL甲醛溶液，24小时后用WP6120甲醛检测仪测试。

实验结果：

实施例1结果为0.02mg/m³，实施例2结果为0.01mg/m³，实施例3结果为0.01mg/m³，对照组1结果为0.16mg/m³，对照组2结果为0.20mg/m³。

上述实验结果表明，本发明所述纳米复合硅藻泥涂料在甲醛吸收方面的性能显著优于已知的其他类似涂料。

实验例2

本实验例以实施例1-3及对照组1-2的涂料分别进行隔音实验。

实验过程：

用木板制作六个大小为半米见方的盒子，在前五个盒子内部分别涂抹上实施例1-3与对照组1-2的涂料，另一个做对比试验，待涂料干后，将手机分别放置在盒子内，盖上盖密封好，使用声音检测分贝仪检测音量，并与对比试验做做差得出相对隔音量。

实验结果：

实施例1相对隔音量为4.0分贝，实施例2相对隔音量为3.7分贝，实施例3相对隔音量为3.5分贝；对照组1相对隔音量为2.1分贝，对照组2相对隔音量为1.6分贝。

上述实验结果表明，本发明所述纳米复合硅藻泥涂料在隔音方面的性能显著优于已知的其他类似涂料。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种纳米复合硅藻泥涂料，其特征在于：包括溶剂及总质量为100％的如下组分：纤维素0.5-1.8％、电气石5-18％、钛白粉5-15％，高岭土4-18％、海泡石粉5-12％、硅藻土35-55％、纳米贵金属负载型催化剂5-12％、纳米活性炭1-6％、流平剂0.5-0.8％、增稠剂1.5-5％、可再分散乳胶粉7-16％、颜料0-5％。

2.如权利要求1所述的纳米复合硅藻泥涂料，其特征在于：所述溶剂为水，所述水的用量为各组分总质量的20-30％，优选25％。

3.如权利要求1或2所述的纳米复合硅藻泥涂料，其特征在于：所述纳米贵金属负载型催化剂由纳米贵金属颗粒负载至载体上形成；优选所述纳米贵金属的质量分数为1-5％；更优选所述纳米贵金属选自Pt、Au或Pd；所述载体选自TiO₂、CeO₂、Al₂O₃或ZrO₂。

4.如权利要求1-3任一项所述的纳米复合硅藻泥涂料，其特征在于：所述流平剂选自二甲基硅氧烷、聚甲基烷基硅氧烷或聚醚改性聚二甲基硅氧烷中的一种或几种；优选聚醚改性聚二甲基硅氧烷BYK-300或BYK-301。

5.如权利要求1-4任一项所述的纳米复合硅藻泥涂料，其特征在于：所述增稠剂选自甲基纤维素和/或羟丙基甲基纤维素。

6.如权利要求1-5任一项所述的纳米复合硅藻泥涂料，其特征在于：所述可再分散乳胶粉选自乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物和/或丙烯酸共聚物。

7.如权利要求1-6任一项所述的纳米复合硅藻泥涂料，其特征在于：所述颜料选自铁红、炭黑或氧化铁黄。

8.如权利要求1或2所述的纳米复合硅藻泥涂料，其特征在于：所述的纳米复合硅藻泥涂料包括溶剂及总质量为100％的如下组分：纤维素0.5-1.8％、电气石5-18％、钛白粉5-15％，高岭土4-18％、海泡石粉5-12％、硅藻土35-55％、纳米贵金属负载型催化剂5-12％、纳米活性炭1-6％、聚醚改性聚二甲基硅氧烷0.5-0.8％、羟丙基甲基纤维素1.5-5％、乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物7-16％、颜料0-5％；所述纳米贵金属负载型催化剂由纳米贵金属Pt、Au或Pd负载至TiO₂、CeO₂、Al₂O₃或ZrO₂上形成，所述纳米贵金属的质量分数为1-5％。

9.根据权利要求1或8所述的纳米复合硅藻泥涂料，其特征在于：所述的纳米复合硅藻泥涂料包括溶剂及总质量为100％的如下组分：纤维素0.5-1.5％、电气石5-10％、钛白粉5-10％，高岭土4-10％、海泡石粉5-10％、硅藻土35-45％、纳米贵金属负载型催化剂5-10％、纳米活性炭3-5％、流平剂0.5-0.8％、增稠剂3-4％、可再分散乳胶粉6-12％、颜料0.5-1.5％；所述溶剂为水，所述水的用量为各组分总质量的25％。

10.权利要求1-9任一项所述纳米复合硅藻泥涂料的制备方法，其特征在于：制备纳米贵金属负载型催化剂，并将其与其他原料成分混匀，即得。