光觸媒塗膜和光觸媒塗膜的應用的製作方法

2023-09-21 14:55:25 4

本發明屬於室內空氣淨化
技術領域：
，特別是涉及一種光觸媒塗膜，以及光觸媒塗膜在室內控制治理中的應用。
背景技術：
：甲醛被各界普遍認為是室內第一殺手，尤其是對嬰幼兒、孕期婦女、老人和慢性病患者的傷害更為嚴重。其主要來源有幾個方面：用作護牆板、天花板等裝飾材料的各類酚醛樹脂膠人造板，比如合板、細木板、纖維板和刨花板等；含有甲醛成分並有可能向外界散發的裝飾材料，比如貼牆布，貼牆紙，油漆和塗料管；有可能散發甲醛的室內陳列及生活用品，比如家具、化纖地毯和泡沫塑料等；燃燒後會散發甲醛的某些材料，比如香菸及一些有機材料；有些芳香劑、殺蚊液也含有甲醛成分；居家中牆面(塗料)地板、家具及一些用品、擺飾為防腐防黴都事先以防腐防黴劑處理，大部分防腐劑都對人體有影響，尤其是甲醛對人體的危害最嚴重。光觸媒是一種以納米級二氧化鈦為代表的具有光催化功能的光半導體材料的總稱，能有效地降解空氣中有毒有害氣體；能有效殺滅多種細菌；同時還具備除臭、抗汙、淨化空氣等功能。光觸媒的主要成分是二氧化鈦。在太陽光或者紫外線照射之下能夠產生電荷，與空氣中的水分子和氧分子發生反應，產生負氧離子和氫氧根自由基，這些物質具超強的氧化能力，可以使室內化學汙染物質被氧化，也可以使病毒細菌的細胞壁被破壞，達到清除室內化學及生物汙染的目的。現有的光觸媒產品為製成固定結構的貼片，在使用時將貼片貼於室內物品表面，用於分解室內的甲醛等有害氣體。但是這種使用方式具有較大的使用局限性，第一是貼片的表面積較小，與氣體接觸面積受限，起到的淨化反應作用有限。第二是貼片貼到物品上後影響物品原有的美觀性。技術實現要素：本發明的目的是提供一種光觸媒塗膜，以及該光觸媒塗膜的應用，需要解決的問題是現有的光觸媒產品淨化反應作用有限和影響物品原有的美觀性。本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種光觸媒塗膜，由以下組分構成：納米二氧化鈦、甲基丙烯酸丁酯、雙乙醯酒石酸單雙甘油酯、丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、三聚磷酸鈉、苯乙烯、硬脂醯乳酸鈉、酪蛋白磷酸肽、對甲苯磺酸、磺酸鹽型表面活性劑和非離子型抗靜電劑。優選的，本發明如上所述的光觸媒塗膜，由以下重量份的組分構成：納米二氧化鈦35～45份、甲基丙烯酸丁酯12～25份、丙烯酸異丁酯20～30份、甲基丙烯酸異丁酯3～5份、苯乙烯25～36份、對甲苯磺酸2～6份、雙乙醯酒石酸單雙甘油酯0.5～1.5份、三聚磷酸鈉12～14份、硬脂醯乳酸鈉1.8～2.5份、酪蛋白磷酸肽16～22份、磺酸鹽型表面活性劑20～28份、非離子型抗靜電劑20～30份。優選的，本發明如上所述的光觸媒塗膜，由以下重量份的組分構成：納米二氧化鈦38份、甲基丙烯酸丁酯18份、丙烯酸異丁酯22份、甲基丙烯酸異丁酯3.6份、苯乙烯28份、對甲苯磺酸5份、雙乙醯酒石酸單雙甘油酯1.2份、三聚磷酸鈉12份、硬脂醯乳酸鈉2份、酪蛋白磷酸肽21份、磺酸鹽型表面活性劑25重量份、非離子型抗靜電劑28重量份。本發明如上所述的光觸媒塗膜，優選的，所述納米二氧化鈦為銳鈦型。本發明如上所述的光觸媒塗膜，優選的，所述磺酸鹽型表面活性劑選自以下物質中的一種、兩種或多種：烷基磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽、α-烯烴磺酸鹽、α-磺基單羧酸鹽、脂肪酸的磺烷基酯、琥珀酸酯磺酸鹽、木質素磺酸鹽、烷基甘油醚磺酸鹽、烷基二苯醚二磺酸鹽。更優選的，所述烷基磺酸鹽為十二烷基磺酸鈉；所述烷基苯磺酸鹽為十二烷基苯磺酸鈉。本發明如上所述的光觸媒塗膜，優選的，非離子型抗靜電劑選自脂肪酸的環氧乙烷加合物、脂肪醇的環氧乙烷加合物、烷基酚的環氧乙烷加合物、乙氧基化脂肪胺、乙氧基化脂肪醯胺、乙醇胺-縮水甘油醚。更優選的，所述乙氧基化脂肪胺選自乙氧基化脂肪烷基伯胺、乙氧基化脂肪烷基仲胺、乙氧基化n-脂肪烷基-1,3-丙撐二胺。如上任一項所述光觸媒塗膜在室內空氣治理中的應用。優選的，包括將光觸媒塗膜塗覆在基體表面的步驟，以及使塗覆在基體表面的光觸媒塗膜與有害氣體接觸的步驟。本發明光觸媒塗膜的使用方法是利用噴塗工具或其他工具將光觸媒塗膜均勻的施加、塗膜到室內物品的表面，例如牆體的表面，家具的表面、電視機的表面、冰箱的頂面等。塗刷用量為1kg塗刷10m2～50m2。本發明的有益效果是：本發明光觸媒塗膜具有使用方便的優點，在使用時按照塗刷用量將光觸媒塗膜是假的到室內物品表面即可。由於塗刷的面積可以根據室內汙染的檢測情況確定，避免了貼片式光觸媒產品表面積較小，起到的反應作用有限的缺點。此外，光觸媒塗膜直接覆蓋在物品表面，和物品的融合性強，美觀性更強。具體實施方式在此記載的實施例為本發明的特定的具體實施方式，用於說明本發明的構思，均是解釋性和示例性的，不應解釋為對本發明實施方式及本發明範圍的限制。除在此記載的實施例外，本領域技術人員還能夠基於本申請權利要求書和說明書所公開的內容採用顯而易見的其它技術方案，這些技術方案包括採用對在此記載的實施例的做出任何顯而易見的替換和修改的技術方案。本發明一種具體實施方式的光觸媒塗膜由以下組分構成：納米二氧化鈦、甲基丙烯酸丁酯、雙乙醯酒石酸單雙甘油酯、丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、三聚磷酸鈉、苯乙烯、硬脂醯乳酸鈉、酪蛋白磷酸肽、對甲苯磺酸、磺酸鹽型表面活性劑和非離子型抗靜電劑。本發明一種具體實施方式的光觸媒塗膜由以下組分構成：納米二氧化鈦35～45份、甲基丙烯酸丁酯12～25份、丙烯酸異丁酯20～30份、甲基丙烯酸異丁酯3～5份、苯乙烯25～36份、對甲苯磺酸2～6份、雙乙醯酒石酸單雙甘油酯0.5～1.5份、三聚磷酸鈉12～14份、硬脂醯乳酸鈉1.8～2.5份、酪蛋白磷酸肽16～22份、磺酸鹽型表面活性劑20～28份、非離子型抗靜電劑20～30份。在上述兩種實施方式中，優選的，所述納米二氧化鈦為銳鈦型。優選的，所述磺酸鹽型表面活性劑選自以下物質中的一種、兩種或多種：烷基磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽、α-烯烴磺酸鹽、α-磺基單羧酸鹽、脂肪酸的磺烷基酯、琥珀酸酯磺酸鹽、木質素磺酸鹽、烷基甘油醚磺酸鹽、烷基二苯醚二磺酸鹽。更優選的，所述烷基磺酸鹽為十二烷基磺酸鈉；所述烷基苯磺酸鹽為十二烷基苯磺酸鈉。優選的，非離子型抗靜電劑選自脂肪酸的環氧乙烷加合物、脂肪醇的環氧乙烷加合物、烷基酚的環氧乙烷加合物、乙氧基化脂肪胺、乙氧基化脂肪醯胺、乙醇胺-縮水甘油醚。更優選的，所述乙氧基化脂肪胺選自乙氧基化脂肪烷基伯胺、乙氧基化脂肪烷基仲胺、乙氧基化n-脂肪烷基-1,3-丙撐二胺。以下實施例所用原料來源如下：納米二氧化鈦，南京天行新材料有限公司，銳鈦型，型號ttp-a10；甲基丙烯酸丁酯，上海邁瑞爾化學技術有限公司，純度＞99.0wt％；雙乙醯酒石酸單雙甘油酯，鄭州皇朝化工產品有限公司，純度98wt％；丙烯酸異丁酯，上海邁瑞爾化學技術有限公司，純度99wt％；甲基丙烯酸異丁酯，上海麥克林生化科技有限公司，純度99wt％；三聚磷酸鈉，西格瑪奧德裡奇(上海)貿易有限公司，純度98wt％；苯乙烯，阿拉丁試劑，純度＞99.5wt％；硬脂醯乳酸鈉，湖北興銀河化工有限公司，純度99wt％；酪蛋白磷酸肽，武漢宏信康精細化工有限公司，純度99wt％；對甲苯磺酸，南京大唐化工有限責任公司，純度99wt％；磺酸鹽型表面活性劑(十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、木質素磺酸鈉、十二烷基二苯醚二磺酸鈉)購自江蘇凱元科技有限公司；非離子型抗靜電劑(聚氧乙烯十二烷基胺、聚氧乙烯十六烷基胺、聚氧乙烯(2)氫化牛脂基胺、聚氧乙烯(10)氫化牛脂基胺)購自江陰市尼美達助劑有限公司。實施例1本實施例的光觸媒塗膜由以下組分構成：納米二氧化鈦35克、甲基丙烯酸丁酯25克、丙烯酸異丁酯20克、甲基丙烯酸異丁酯5克、苯乙烯25克、對甲苯磺酸6克、雙乙醯酒石酸單雙甘油酯0.5克、三聚磷酸鈉14克、硬脂醯乳酸鈉1.8克、酪蛋白磷酸肽22克、十二烷基磺酸鈉20克、聚氧乙烯十二烷基胺30克。製備方法：將符合所述重量份數的甲基丙烯酸丁酯、雙乙醯酒石酸單雙甘油酯、丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、苯乙烯、對甲苯磺酸混勻後加入符合所述重量分數的納米二氧化鈦、三聚磷酸鈉、硬脂醯乳酸鈉、酪蛋白磷酸肽得第一混合物，第一混合物加入到攪拌機中以60-80r/min的低速下攪拌0.5-1小時，放入球磨機進行球磨，球磨速度為60-80r/min；再放入攪拌機中以600-800r/min的中速攪拌混合10-20分鐘；將符合所述重量份數的磺酸鹽型表面活性劑和非離子型抗靜電劑加入到第一混合物內，放入攪拌機中低速60-80r/min攪拌混合2-5小時，再中速攪拌混合300-500r/min攪拌混合10-20分鐘，即製得光觸媒塗膜。實施例2本實施例的光觸媒塗膜由以下組分構成：納米二氧化鈦45克、甲基丙烯酸丁酯12克、丙烯酸異丁酯30克、甲基丙烯酸異丁酯3克、苯乙烯36克、對甲苯磺酸2克、雙乙醯酒石酸單雙甘油酯1.5克、三聚磷酸鈉12克、硬脂醯乳酸鈉2.5克、酪蛋白磷酸肽16克、十二烷基磺酸鈉28克、聚氧乙烯十二烷基胺20克。製備方法與實施例1相同。實施例3本實施例的光觸媒塗膜由以下組分構成：納米二氧化鈦38克、甲基丙烯酸丁酯18克、丙烯酸異丁酯22克、甲基丙烯酸異丁酯3.6克、苯乙烯28克、對甲苯磺酸5克、雙乙醯酒石酸單雙甘油酯1.2克、三聚磷酸鈉12克、硬脂醯乳酸鈉2克、酪蛋白磷酸肽21克、十二烷基磺酸鈉25克、聚氧乙烯十二烷基胺28克。製備方法與實施例1相同。實施例4本實施例的光觸媒塗膜由以下組分構成：納米二氧化鈦35克、甲基丙烯酸丁酯25克、丙烯酸異丁酯20克、甲基丙烯酸異丁酯5克、苯乙烯25克、對甲苯磺酸6克、雙乙醯酒石酸單雙甘油酯0.5克、三聚磷酸鈉14克、硬脂醯乳酸鈉1.8克、酪蛋白磷酸肽22克、十二烷基苯磺酸鈉20克、聚氧乙烯十六烷基胺30克。製備方法與實施例1相同。實施例5本實施例的光觸媒塗膜由以下組分構成：納米二氧化鈦45克、甲基丙烯酸丁酯12克、丙烯酸異丁酯30克、甲基丙烯酸異丁酯3克、苯乙烯36克、對甲苯磺酸2克、雙乙醯酒石酸單雙甘油酯1.5克、三聚磷酸鈉12克、硬脂醯乳酸鈉2.5克、酪蛋白磷酸肽16克、木質素磺酸鈉28克、聚氧乙烯(2)氫化牛脂基胺20克。製備方法與實施例1相同。實施例6本實施例的光觸媒塗膜由以下組分構成：納米二氧化鈦38克、甲基丙烯酸丁酯18克、丙烯酸異丁酯22克、甲基丙烯酸異丁酯3.6克、苯乙烯28克、對甲苯磺酸5克、雙乙醯酒石酸單雙甘油酯1.2克、三聚磷酸鈉12克、硬脂醯乳酸鈉2克、酪蛋白磷酸肽21克、十二烷基二苯醚二磺酸鈉25克、聚氧乙烯(10)氫化牛脂基胺28克。製備方法與實施例1相同。實施例7本實施例的光觸媒塗膜由以下組分構成：納米二氧化鈦38克、甲基丙烯酸丁酯18克、丙烯酸異丁酯22克、甲基丙烯酸異丁酯3.6克、苯乙烯28克、雙乙醯酒石酸單雙甘油酯1.2克、三聚磷酸鈉12克、硬脂醯乳酸鈉2克、酪蛋白磷酸肽21克、十二烷基磺酸鈉25克、聚氧乙烯十二烷基胺28克。製備方法與實施例1相同，但在本例中未加入對甲苯磺酸。實施例8本實施例的光觸媒塗膜由以下組分構成：納米二氧化鈦38克、甲基丙烯酸丁酯18克、丙烯酸異丁酯22克、甲基丙烯酸異丁酯3.6克、苯乙烯28克、對甲苯磺酸5克、雙乙醯酒石酸單雙甘油酯1.2克、硬脂醯乳酸鈉2克、酪蛋白磷酸肽21克、十二烷基磺酸鈉25克、聚氧乙烯十二烷基胺28克。製備方法與實施例1相同，但在本例中未加入三聚磷酸鈉。實施例9本實施例的光觸媒塗膜由以下組分構成：納米二氧化鈦38克、甲基丙烯酸丁酯18克、丙烯酸異丁酯22克、甲基丙烯酸異丁酯3.6克、苯乙烯28克、對甲苯磺酸5克、雙乙醯酒石酸單雙甘油酯1.2克、三聚磷酸鈉12克、酪蛋白磷酸肽21克、十二烷基磺酸鈉25克、聚氧乙烯十二烷基胺28克。製備方法與實施例1相同，但在本例中未加入硬脂醯乳酸鈉。實施例10本實施例的光觸媒塗膜由以下組分構成：納米二氧化鈦38克、甲基丙烯酸丁酯18克、丙烯酸異丁酯22克、甲基丙烯酸異丁酯3.6克、苯乙烯28克、對甲苯磺酸5克、雙乙醯酒石酸單雙甘油酯1.2克、三聚磷酸鈉12克、硬脂醯乳酸鈉2克、十二烷基磺酸鈉25克、聚氧乙烯十二烷基胺28克。製備方法與實施例1相同，但在本例中未加入酪蛋白磷酸肽。實施例11本實施例的光觸媒塗膜由以下組分構成：納米二氧化鈦38克、甲基丙烯酸丁酯18克、丙烯酸異丁酯22克、甲基丙烯酸異丁酯3.6克、苯乙烯28克、對甲苯磺酸5克、雙乙醯酒石酸單雙甘油酯1.2克、三聚磷酸鈉12克、硬脂醯乳酸鈉2克、酪蛋白磷酸肽21克、聚氧乙烯十二烷基胺28克。製備方法與實施例1相同，但在本例中未加入十二烷基磺酸鈉。實施例12本實施例的光觸媒塗膜由以下組分構成：納米二氧化鈦38克、甲基丙烯酸丁酯18克、丙烯酸異丁酯22克、甲基丙烯酸異丁酯3.6克、苯乙烯28克、對甲苯磺酸5克、雙乙醯酒石酸單雙甘油酯1.2克、三聚磷酸鈉12克、硬脂醯乳酸鈉2克、酪蛋白磷酸肽21克、十二烷基磺酸鈉26克、聚氧乙烯十二烷基胺28克。製備方法與實施例1相同。實施例13本實施例的光觸媒塗膜由以下組分構成：納米二氧化鈦38克、甲基丙烯酸丁酯18克、丙烯酸異丁酯22克、甲基丙烯酸異丁酯3.6克、苯乙烯28克、對甲苯磺酸5克、雙乙醯酒石酸單雙甘油酯1.2克、三聚磷酸鈉12克、硬脂醯乳酸鈉2克、酪蛋白磷酸肽21克、十二烷基磺酸鈉28克、聚氧乙烯十二烷基胺28克。製備方法與實施例1相同。實施例14本實施例的光觸媒塗膜由以下組分構成：納米二氧化鈦38克、甲基丙烯酸丁酯18克、丙烯酸異丁酯22克、甲基丙烯酸異丁酯3.6克、苯乙烯28克、對甲苯磺酸5克、雙乙醯酒石酸單雙甘油酯1.2克、三聚磷酸鈉12克、硬脂醯乳酸鈉2克、酪蛋白磷酸肽21克、十二烷基磺酸鈉30克、聚氧乙烯十二烷基胺28克。製備方法與實施例1相同。實施例15本實施例的光觸媒塗膜由以下組分構成：納米二氧化鈦38克、甲基丙烯酸丁酯18克、丙烯酸異丁酯22克、甲基丙烯酸異丁酯3.6克、苯乙烯28克、對甲苯磺酸5克、雙乙醯酒石酸單雙甘油酯1.2克、三聚磷酸鈉12克、硬脂醯乳酸鈉2克、酪蛋白磷酸肽21克、十二烷基磺酸鈉32克、聚氧乙烯十二烷基胺28克。製備方法與實施例1相同。性能實驗及結果分析對上述實施例1-15獲得的光觸媒塗膜按照以下標準的方法進行性能測試，《室內空氣淨化功能塗覆材料淨化性能》jc/t1074-2008。試驗樣板的製備：實施例1-15製備的光觸媒塗膜按照1kg塗刷20m2的用量分別塗刷至500mmx500mm的玻璃板；在試驗環境中自然乾燥7天後進行測試。結果如表1-4所示。表1產品淨化性能(甲醛)結合表1產品淨化性能(甲醛)的數據可以證明，利用本發明製備的光觸媒塗膜具備去除甲醛的能力，淨化性能大於72％。數據能夠證明對甲苯磺酸、三聚磷酸鈉、硬脂醯乳酸鈉、酪蛋白磷酸肽、十二烷基磺酸鈉影響光觸媒塗膜去除甲醛的能力。數據能夠證明十二烷基磺酸鈉的含量不能超過28重量份，否則影響光觸媒塗膜去除甲醛的能力。表2產品淨化性能(甲苯)汙染物(甲苯)淨化效率標準要求(i類產品)標準要求(ⅱ類產品)實施例162≥35％≥50％實施例268≥35％≥50％實施例369≥35％≥50％實施例450≥35％≥50％實施例556≥35％≥50％實施例642≥35％≥50％實施例720≥35％≥50％實施例823≥35％≥50％實施例919≥35％≥50％實施例1024≥35％≥50％實施例1112≥35％≥50％實施例1262≥35％≥50％實施例1360≥35％≥50％實施例1432≥35％≥50％實施例1528≥35％≥50％結合表2產品淨化性能(甲苯)的數據可以證明，利用本發明製備的光觸媒塗膜具備去除甲苯的能力，淨化性能大於42％。數據能夠證明對甲苯磺酸、三聚磷酸鈉、硬脂醯乳酸鈉、酪蛋白磷酸肽、十二烷基磺酸鈉影響光觸媒塗膜去除甲苯的能力。數據能夠證明十二烷基磺酸鈉的含量不能超過28重量份，否則影響光觸媒塗膜去除甲苯的能力。表3產品淨化效果持久性(甲醛)汙染物(甲醛)淨化效率標準要求(i類產品)標準要求(ⅱ類產品)實施例172≥60％≥65％實施例266≥60％≥65％實施例375≥60％≥65％實施例458≥60％≥65％實施例560≥60％≥65％實施例664≥60％≥65％實施例754≥60％≥65％實施例850≥60％≥65％實施例933≥60％≥65％實施例1046≥60％≥65％實施例1124≥60％≥65％實施例1268≥60％≥65％實施例1366≥60％≥65％實施例1468≥60％≥65％實施例1562≥60％≥65％結合表3產品淨化效果持久性(甲醛)的數據可以證明淨化效果持久性大於58％。表4產品淨化效果持久性(甲苯)結合表4產品淨化效果持久性(甲苯)的數據可以證明淨化效果持久性大於35％。上述披露的各技術特徵並不限於已披露的與其它特徵的組合，本領域技術人員還可根據發明之目的進行各技術特徵之間的其它組合，以實現本發明之目的為準。當前第1頁12