CN106892588A - 一种除甲醛软瓷材料的加工方法 - Google Patents

一种除甲醛软瓷材料的加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种除甲醛软瓷材料的加工方法，其通过将多孔材料负载锐钛矿型二氧化钛颗粒添加至软瓷材料的生产工艺中，可催化氧化家居装饰中普遍存在的甲醛有机污染物，具有良好的除甲醛效果。本发明制备一款功能型软面装饰材料，填补了国内市场在此领域上的空白。该材质具有轻盈、韧性好、断裂强度高等特点，制备流程简单、原料来源广泛、生产过程能源消耗以及产生废弃物少，适于推广应用。

Description

一种除甲醛软瓷材料的加工方法
技术领域
本发明涉及一种建筑装饰材料的加工方法，尤其涉及一种功能型-除甲醛柔性装饰材料的加工方法。
背景技术
随着社会发展步伐的不断加快，带动建筑行业的快速发展，各种装饰材料被大量使用，装饰装修过程中的空气污染问题显得尤为突出。各类材料中释放的甲醛可能导致儿童白血病，呼吸道疾病，畸形突变等。人们意识到甲醛正演变成为无形的杀手，影响着人类的健康。
现行的甲醛净化主要有吸附法、化学反应法、光催化氧化法。吸附只是将空气中甲醛转移至吸附剂上，并没有消除，容易导致甲醛泄漏。化学反应法容易出现失效以及二次污染问题。光催化氧化手段利用光触媒做催化剂，研究证明能有效分解甲醛等有机污染物。
在建筑装饰领域，应用较为广泛的瓷砖，年总产量已达到百亿平方米，现仍以7％左右的速度持续增长，这无疑加大对原材料陶土的需求，使得陶土资源的紧缺现状日趋严重。而软瓷砖是建筑行业的一次重大改革，其原料来源广泛且实现了资源的循环利用，有利推动了社会的可持续发展。软瓷产品具有以下优点：①低碳环保。利用废弃的土、水泥块及瓷渣、石粉为原料，经分类后运用光辐照作用和温控造型***将改性泥土定型，整个过程是零排放。②质地轻薄柔软，安全性好，施工可操作性强，降低劳动强度。③产品颜色纹理丰富多样，与其他材料具有较好的相容性。
发明内容
本发明的目的是提供一种除甲醛软瓷材料的加工方法。利用该方法加工出的材料具有良好的除甲醛效果，同时材质具有轻盈、韧性好、断裂强度高等优点。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是，一种除甲醛软瓷材料的加工方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤，各步骤中试剂均以质量份记：
a.取5-20份的纳米级锐钛矿型二氧化钛，1-20份的分散剂，加入到500-800份水中，在匀质搅拌机中搅拌20-30min，得到锐钛矿型二氧化钛悬浮液；
b.将30-60份的多孔材料加入到上述锐钛矿型二氧化钛悬浮液中，低速搅拌1-4h，后经离心分离，将分离物干燥，得到多孔材料负载锐钛矿型二氧化钛颗粒；
c.取100-160份的高分子弹性体，400-500份无机填料，3-6份发泡剂，3-6份分散剂，10-40份交联剂，10-20份步骤b中得到的多孔材料负载锐钛矿型二氧化钛颗粒，搅拌混合均匀，得到除甲醛软瓷材料原料；
d.将所述除甲醛软瓷材料原料加入到预制模具中，150-180℃压制成型，并在1800-200℃模压5-10min，保温固化1-2h，脱模，冷却至室温，得到除甲醛软瓷材料。
除甲醛的催化剂为纳米级锐钛矿型二氧化钛，尺寸大小约为10-30nm。纳米级二氧化钛光催化性强，当二氧化钛吸收紫外线光后，会产生电子跃迁，形成了空穴-电子对，电子迅速迁移到二氧化钛粒子表面并激活被吸附的H2O和O2，产生高活性羟基自由基(·OH)和超氧离子自由基(·O2 -)，二者具有超强氧化能力。当空气中的甲醛扩散至表面时，会使得甲醛等有机挥发物发生氧化反应，将甲醛分解为H2O和CO2等小分子。
多孔材料为活性炭、硅藻土、沸石、玄武岩，这一类物质孔隙大小约为几微米到十几微米，具有比表面积及孔隙度大、化学性质稳定、耐磨耐热等特点。将纳米级锐钛矿型二氧化钛粒子负载于多孔材料体系上，解决了粒子本身可能存在的凝聚现象，且这一类物质具有吸附性，实现污染物在锐钛矿型二氧化钛周围的富集，可以起到吸附与催化氧化互相协同的作用，提高光催化效率。
本申请采用将锐钛矿型二氧化钛负载于多孔材料上，一是可以利用多孔材料对空气中甲醛的吸附能力，使甲醛快速与锐钛矿型二氧化钛接触分解，二来可以利用多孔材料固着锐钛型二氧化钛，防止其脱落。另外，将制备得到的多孔材料负载锐钛矿型二氧化钛颗粒与原料共混制备出软瓷材料，其对锐钛型二氧化钛的固着较为牢靠，而常用的通过涂覆方式将锐钛矿型二氧化钛涂覆与材料表面，由于材料表面会经常与其他物质发生摩擦，从而会导致锐钛矿型二氧化钛的脱落，进一步影响到材料的去甲醛能力。
胶黏剂为氯丁乳胶胶黏剂，填料和高分子弹性体混合均匀后的各组分，在空间上排列成网络连接结构，保持附着状态，但不胶黏。胶黏剂将填料、弹性体之间结合，有利于瓷砖的锻造成型，同时赋予材料良好的机械性能。
综上所述，本发明的除甲醛软瓷材料加工方法相对于现有技术具有以下有益效果：
1、合理利用废弃资源，降低了生产成本，减轻了环保压力，实现了资源的综合利用，制备流程简单、原料来源广泛、生产过程能源消耗及产生废弃物少。
2、利用纳米级锐钛矿型二氧化钛高效的光催化性能，将锐钛矿型二氧化钛负载于多孔材料上，引入到软瓷材料中，同时控制制备的工艺参数，赋予软瓷材料长期、高效的除甲醛性能。
具体实施方式
实施例1
1.取5g的纳米级锐钛矿型二氧化钛，5g的分散剂，加入到500g的水中，在匀质搅拌机中搅拌20min，得到锐钛矿型二氧化钛悬浮液；
2.将30g活性炭加入到上述锐钛矿型二氧化钛悬浮液中，保持低速搅拌1h，后经离心分离，将分离物干燥，得到活性炭负载锐钛矿型二氧化钛颗粒；
3.称取100g的聚丙烯酸酯，400g泥土，3g发泡剂，3g分散剂，10g氯丁乳胶胶黏剂，10g步骤2中得到的活性炭负载锐钛矿型二氧化钛颗粒，搅拌40min至混合均匀，得到除甲醛软瓷材料原料；
4.将所述除甲醛软瓷材料原料加入到预制模具中，180℃压制成型，并在200℃模压5min，保温固化1h，脱模，冷却至室温，降温速率5℃/min，得到除甲醛软瓷材料。
实施例2
1.取10g的纳米级锐钛矿型二氧化钛，10g的分散剂，加入到600g的水中，在匀质搅拌机中搅拌30min，得到锐钛矿型二氧化钛悬浮液；
2.将40g硅藻土加入到上述锐钛矿型二氧化钛悬浮液中，保持低速搅拌2h，后经离心分离，将分离物干燥，得到硅藻土负载锐钛矿型二氧化钛颗粒；
3.称取120g的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，400g泥土，3g发泡剂，3g分散剂，10g氯丁乳胶胶黏剂，10g步骤2中得到的硅藻土负载锐钛矿型二氧化钛颗粒，搅拌30min至混合均匀，得到除甲醛软瓷材料原料；
4.将所述除甲醛软瓷材料原料加入到预制模具中，180℃压制成型，并在190℃模压8min，保温固化1.5h，脱模，冷却至室温，降温速率10℃/min，得到除甲醛软瓷材料。
实施例3
1.取15g的纳米级锐钛矿型二氧化钛，20g的分散剂，加入到700g的水中，在匀质搅拌机中搅拌25min，得到锐钛矿型二氧化钛悬浮液；
2.将50g的沸石置于上述锐钛矿型二氧化钛悬浮液中，保持低速搅拌4h，后经离心分离，将分离物冷冻干燥，得到沸石负载锐钛矿型二氧化钛颗粒；
3.称取160g的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，450g的经过粉磨的瓷渣，5g发泡剂，5g分散剂，30g氯丁乳胶胶黏剂，15g步骤2中得到的沸石负载锐钛矿型二氧化钛颗粒，搅拌30min至混合均匀，得到除甲醛软瓷材料原料；
4.将所述除甲醛软瓷材料原料加入到预制模具中，170℃压制成型，并在190℃模压10min，保温固化2h，脱模，冷却至室温，降温速率7℃/min，得到除甲醛软瓷材料。
实施例4
1.取20g的纳米级锐钛矿型二氧化钛，15g的分散剂，加入到800g的水中，在匀质搅拌机中搅拌30min，得到锐钛矿型二氧化钛悬浮液；
2.将60g的玄武岩置于上述二氧化钛悬浮液中，保持低速搅拌2h，后经离心分离，将分离物冷冻干燥，得到沸石负载锐钛矿型二氧化钛颗粒；
3.称取160g的水溶性聚氨酯，500g经过粉磨的水泥块，6g发泡剂，6g分散剂，40g氯丁乳胶胶黏剂，20g步骤2中得到的沸石负载锐钛矿型二氧化钛颗粒，混搅拌30min至混合均匀，得到除甲醛软瓷材料原料；
4.将所述除甲醛软瓷材料原料加入到预制模具中，180℃压制成型，并在200℃模压10min,保温固化2h，脱模，冷却至室温，降温速率10℃/min，得到除甲醛软瓷材料。
对比例
1.称取160g的水溶性聚氨酯，500g经过粉磨的水泥块，6g发泡剂，6g分散剂，40g氯丁乳胶胶黏剂，20g步骤2中得到的沸石负载锐钛矿型二氧化钛颗粒，混搅拌30min至混合均匀，得到除甲醛软瓷材料原料；
2.将所述除甲醛软瓷材料原料加入到预制模具中，180℃压制成型，并在200℃模压10min,保温固化2h，脱模，冷却至室温，降温速率10℃/min，得到除甲醛软瓷材料。
说明：取实例1-4制得的软瓷材料，制作成10cm×10cm大小,置于初始浓度为20mg/L的10L干燥器中，于自然光照条件下测定甲醛浓度经时变化情况，测试结果见表1。
表1实验数据
从实验数据可以得出，在软瓷材料中加入锐钛矿型二氧化碳可以促进甲醛的分解，而且甲醛较多的分解在12h之内，其降解率可达到50％，在12h之后的分解速率较慢，这主要是因为甲醛浓度的降低，以及部分杂质吸附到锐钛矿型二氧化钛表面，阻止了锐钛矿型二氧化钛对甲醛的分解。

Claims (8)

1.一种除甲醛软瓷材料的加工方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤，各步骤中试剂均按质量份记：
a.取5-20份的纳米级锐钛矿型二氧化钛，1-20份的分散剂，加入到500-800份水中，在匀质搅拌机中搅拌20-30min，得到锐钛矿型二氧化钛悬浮液；
b.将30-60份的多孔材料加入到上述锐钛矿型二氧化钛悬浮液中，低速搅拌1-4h，后经离心分离，将分离物干燥，得到多孔材料负载锐钛矿型二氧化钛颗粒；
c.取100-160份的高分子弹性体，400-500份无机填料，3-6份发泡剂，3-6份分散剂，10-40份胶黏剂，10-20份步骤b中得到的多孔材料负载锐钛矿型二氧化钛颗粒，搅拌混合均匀，得到除甲醛软瓷材料原料；
d.将所述除甲醛软瓷材料原料加入到预制模具中，150-180℃压制成型，并在180-200℃模压5-10min，保温固化1-2h，脱模，冷却至室温，得到除甲醛软瓷材料。
2.根据权利要求1所述的一种除甲醛软瓷材料的加工方法，其特征在于，步骤b中干燥方法为冷冻干燥。
3.根据权利要求1所述的一种除甲醛软瓷材料的加工方法，其特征在于，步骤d中冷却至室温时的降温速率为3-10℃/min。
4.根据权利要求1所述的一种除甲醛软瓷材料的加工方法，其特征在于，所述纳米级锐钛矿型二氧化钛粒径大小为10-30nm。
5.根据权利要求1所述的一种除甲醛软瓷材料的加工方法，其特征在于，所述多孔材料为活性炭、硅藻土、沸石、玄武岩的一种或几种，所述多孔材料粒径大小为0.1-1mm。
6.根据权利要求1所述的一种除甲醛软瓷材料的加工方法，其特征在于，所述高分子弹性体为聚丙烯酸酯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚氨酯中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种除甲醛软瓷材料的加工方法，其特征在于，所述无机填料为水泥块、瓷渣、矿石粉的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的一种除甲醛软瓷材料的加工方法，其特征在于，所述胶黏剂为氯丁乳胶胶黏剂。
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