一種防霧霾塗料的製作方法

2023-12-05 00:24:46 1

本發明屬於塗料
技術領域：
，更具體地，本發明涉及一種防霧霾塗料。
背景技術：
：近年來，隨著全球空氣汙染的加劇，持續的霧霾天氣越來越多的出現在人們的日常生活中，會對人體的呼吸道造成傷害，空氣中飄浮大量的顆粒、粉塵、汙染物病毒等，一旦被人體吸入，就會刺激並破壞呼吸道黏膜，使鼻腔變得乾燥，破壞呼吸道黏膜防禦能力，細菌進入呼吸道，容易造成上呼吸道感染。此外，它還能引起支氣管哮喘、肺癌、結膜炎、小兒佝僂病等症狀，它成為影響人們生活環境的又一殺手，已經嚴重影響到人們的身體健康和生活環境。隨著我國經濟的快速發展和人們環保意識的逐漸增強，人們對大氣環境尤其是室外空氣的要求越來越高。因此，除去空氣中的有害氣體對提高人們健康水平意義重大，從而有必要開發防霧霾塗料，其需具有以下優點：(1)產品的耐候性、耐水性好；(2)在發生火災時，這些防火塗料的成膜物質能承受急劇升高的溫度，而起到防火災的作用；(3)防腐、耐酸鹼等性能優異；(4)可淨化空氣，部分消除PM2.5。技術實現要素：為了解決上述問題，本發明的一個方面提供一種防霧霾塗料，按重量份計，包括以下組分：8～18重量份的粉狀活性炭、10～15重量份的雲母粉、2～15重量份的納米二氧化鈦、5～10重量份的紫砂、5～10重量份的輕質碳酸鈣、1～5重量份的KH-560、1～5重量份的KH-550、5～10重量份的環氧封端聚醚胺、8～10重量份的β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯並咪唑、4～6重量份的1,4,5,8-萘四甲酸酐、1～4重量份的8-萘胺-1-磺酸、3～5重量份的1,5-萘二磺酸、5～10重量份的消泡劑OS-5202、20～50重量份的二甲基亞碸以及50～100重量份的去離子水；優選地，所述的防霧霾塗料，按重量份計，包括以下組分：17重量份的粉狀活性炭、14重量份的雲母粉、8重量份的納米二氧化鈦、7重量份的紫砂、8重量份的輕質碳酸鈣、3重量份的KH-560、2重量份的KH-550、8重量份的環氧封端聚醚胺、9重量份的β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯並咪唑、5重量份的1,4,5,8-萘四甲酸酐、3重量份的8-萘胺-1-磺酸、4重量份的1,5-萘二磺酸、8重量份的消泡劑OS-5202、30重量份的二甲基亞碸以及70重量份的去離子水。在一種實施方式中，所述環氧封端聚醚胺由以下方法製備而成：在1000mL乾燥的三頸瓶中，依次加入100克的環氧樹脂E51、0.24mol的苄胺和500克二甲基亞碸，通氮氣保護並磁力攪拌；室溫攪拌1h後，升溫80℃反應4h,反應結束後，降至室溫，並迅速倒入150mL去離子水中，得到大量固體沉澱；用去離子水反覆洗滌該產物後，抽濾並收集聚合物，於真空烘箱中，60℃乾燥20小時，得到環氧封端聚醚胺。在一種實施方式中，所述β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯並咪唑由以下方法製備而成：將0.11摩爾的3，3』-二氨基聯苯胺先溶解在含有86wt％五氧化二磷的1000克多聚磷酸中，然後將0.02摩爾的5-氨基間苯二甲酸以及0.08摩爾的5-磺酸基間苯二甲酸加入到反應液中，氮氣保護並在210℃反應15小時後，降至室溫，沉析到水中，然後用氨水中和，過濾並收集產物，於120℃下真空乾燥10小時，得到氨基封端磺化聚苯並咪唑；在500毫升三頸瓶中，依次加入0.2克β-環糊精、0.05克氫氧化鈉、0.05克環氧氯丙烷、13克上述得到的氨基封端磺化聚苯並咪唑、100毫升甲醇以及200毫升二甲基亞碸，氮氣保護並在80℃反應2小時後，降至室溫，沉析到丙酮中，過濾並收集產物，於60℃下真空乾燥20小時，得到β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯並咪唑。與現有技術相比，本發明的有益效果為：1、環氧封端聚醚胺含有大量羥基，可以大大提高塗料與基材的粘結力，提高塗料的耐老化能力，此外，其還可與氨基反應，提高交聯密度和固化速率，此外側鏈上大量剛性苯環的引入，可以提高分子鏈的距離，提高阻燃效果。2、聚苯並咪唑具有優異的耐候性，耐老化能力和耐火性能，通過磺化以及β-環糊精改性既可以大大提高其與體系的相容性，又可以大大提高體系的交聯密度，提高黏結力和強度，從而提供了本發明的有益技術效果。3、1,4,5,8-萘四甲酸酐可以與氨基反應，大大提高體系的交聯速度，縮短固化時間，從而提供了本發明的有益技術效果。4、8-萘胺-1-磺酸以及1,5-萘二磺酸的加入可進一步提高體系的剛性，並同時與咪唑基團發生離子交聯，提高體系的交聯密度，進一步提高黏結力和強度，從而提供了本發明的有益技術效果。具體實施方式原料:所有四胺、二酸均購自CTI，SigmaAldrich，AlfaAesar或SCRC，並且直接使用，無需進一步純化。環氧矽烷偶聯劑KH-560以及氨基矽烷偶聯劑KH-550購自國藥集團化學試劑有限公司。粉狀活性炭(粒徑800目)、雲母粉(粒徑5微米)、納米二氧化鈦(粒徑100nm)、紫砂(粒徑500目)及輕質碳酸鈣(粒徑500目)購自國藥集團化學試劑有限公司，其他原料均購自阿拉丁試劑有限公司。實施例1將17重量份的粉狀活性炭、14重量份的雲母粉、8重量份的納米二氧化鈦、7重量份的紫砂、8重量份的輕質碳酸鈣、3重量份的KH-560、2重量份的KH-550、8重量份的環氧封端聚醚胺、9重量份的β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯並咪唑、5重量份的1,4,5,8-萘四甲酸酐、3重量份的8-萘胺-1-磺酸、4重量份的1,5-萘二磺酸、8重量份的消泡劑OS-5202、30重量份的二甲基亞碸以及70重量份的去離子水加入無重力攪拌機中，打開飛刀，以避免出現粘合，防止攪拌不均，攪拌時間為10分鐘，出料。所述環氧封端聚醚胺由以下方法製備而成：在1000mL乾燥的三頸瓶中，依次加入100克的環氧樹脂E51、0.24mol的苄胺和500克二甲基亞碸，通氮氣保護並磁力攪拌；室溫攪拌1h後，升溫80℃反應4h,反應結束後，降至室溫，並迅速倒入150mL去離子水中，得到大量固體沉澱；用去離子水反覆洗滌該產物後，抽濾並收集聚合物，於真空烘箱中，60℃乾燥20小時，得到環氧封端聚醚胺；所述β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯並咪唑由以下方法製備而成：將0.11摩爾的3，3』-二氨基聯苯胺先溶解在含有86wt％五氧化二磷的1000克多聚磷酸中，然後將0.02摩爾的5-氨基間苯二甲酸以及0.08摩爾的5-磺酸基間苯二甲酸加入到反應液中，氮氣保護並在210℃反應15小時後，降至室溫，沉析到水中，然後用氨水中和，過濾並收集產物，於120℃下真空乾燥10小時，得到氨基封端磺化聚苯並咪唑；在500毫升三頸瓶中，依次加入0.2克β-環糊精、0.05克氫氧化鈉、0.05克環氧氯丙烷、13克上述得到的氨基封端磺化聚苯並咪唑、100毫升甲醇以及200毫升二甲基亞碸，氮氣保護並在80℃反應2小時後，降至室溫，沉析到丙酮中，過濾並收集產物，於60℃下真空乾燥20小時，得到β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯並咪唑。實施例2將17重量份的粉狀活性炭、14重量份的雲母粉、8重量份的納米二氧化鈦、7重量份的紫砂、8重量份的輕質碳酸鈣、3重量份的KH-560、2重量份的KH-550、8重量份的環氧封端聚醚胺、9重量份的氨基封端磺化聚苯並咪唑、5重量份的1,4,5,8-萘四甲酸酐、3重量份的8-萘胺-1-磺酸、4重量份的1,5-萘二磺酸、8重量份的消泡劑OS-5202、30重量份的二甲基亞碸以及70重量份的去離子水加入無重力攪拌機中，打開飛刀，以避免出現粘合，防止攪拌不均，攪拌時間為10分鐘，出料。所述環氧封端聚醚胺由以下方法製備而成：在1000mL乾燥的三頸瓶中，依次加入100克的環氧樹脂E51、0.24mol的苄胺和500克二甲基亞碸，通氮氣保護並磁力攪拌；室溫攪拌1h後，升溫80℃反應4h,反應結束後，降至室溫，並迅速倒入150mL去離子水中，得到大量固體沉澱；用去離子水反覆洗滌該產物後，抽濾並收集聚合物，於真空烘箱中，60℃乾燥20小時，得到環氧封端聚醚胺；所述氨基封端磺化聚苯並咪唑由以下方法製備而成：將0.11摩爾的3，3』-二氨基聯苯胺先溶解在含有86wt％五氧化二磷的1000克多聚磷酸中，然後將0.02摩爾的5-氨基間苯二甲酸以及0.08摩爾的5-磺酸基間苯二甲酸加入到反應液中，氮氣保護並在210℃反應15小時後，降至室溫，沉析到水中，然後用氨水中和，過濾並收集產物，於120℃下真空乾燥10小時，得到氨基封端磺化聚苯並咪唑。實施例3將17重量份的粉狀活性炭、14重量份的雲母粉、8重量份的納米二氧化鈦、7重量份的紫砂、8重量份的輕質碳酸鈣、3重量份的KH-560、2重量份的KH-550、9重量份的β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯並咪唑、5重量份的1,4,5,8-萘四甲酸酐、3重量份的8-萘胺-1-磺酸、4重量份的1,5-萘二磺酸、8重量份的消泡劑OS-5202、30重量份的二甲基亞碸以及70重量份的去離子水加入無重力攪拌機中，打開飛刀，以避免出現粘合，防止攪拌不均，攪拌時間為10分鐘，出料。所述β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯並咪唑由以下方法製備而成：將0.11摩爾的3，3』-二氨基聯苯胺先溶解在含有86wt％五氧化二磷的1000克多聚磷酸中，然後將0.02摩爾的5-氨基間苯二甲酸以及0.08摩爾的5-磺酸基間苯二甲酸加入到反應液中，氮氣保護並在210℃反應15小時後，降至室溫，沉析到水中，然後用氨水中和，過濾並收集產物，於120℃下真空乾燥10小時，得到氨基封端磺化聚苯並咪唑；在500毫升三頸瓶中，依次加入0.2克β-環糊精、0.05克氫氧化鈉、0.05克環氧氯丙烷、13克上述得到的氨基封端磺化聚苯並咪唑、100毫升甲醇以及200毫升二甲基亞碸，氮氣保護並在80℃反應2小時後，降至室溫，沉析到丙酮中，過濾並收集產物，於60℃下真空乾燥20小時，得到β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯並咪唑。實施例4將17重量份的粉狀活性炭、14重量份的雲母粉、8重量份的納米二氧化鈦、7重量份的紫砂、8重量份的輕質碳酸鈣、3重量份的KH-560、2重量份的KH-550、8重量份的環氧封端聚醚胺、5重量份的1,4,5,8-萘四甲酸酐、3重量份的8-萘胺-1-磺酸、4重量份的1,5-萘二磺酸、8重量份的消泡劑OS-5202、30重量份的二甲基亞碸以及70重量份的去離子水加入無重力攪拌機中，打開飛刀，以避免出現粘合，防止攪拌不均，攪拌時間為10分鐘，出料。所述環氧封端聚醚胺由以下方法製備而成：在1000mL乾燥的三頸瓶中，依次加入100克的環氧樹脂E51、0.24mol的苄胺和500克二甲基亞碸，通氮氣保護並磁力攪拌；室溫攪拌1h後，升溫80℃反應4h,反應結束後，降至室溫，並迅速倒入150mL去離子水中，得到大量固體沉澱；用去離子水反覆洗滌該產物後，抽濾並收集聚合物，於真空烘箱中，60℃乾燥20小時，得到環氧封端聚醚胺。實施例5將17重量份的粉狀活性炭、14重量份的雲母粉、8重量份的納米二氧化鈦、7重量份的紫砂、8重量份的輕質碳酸鈣、3重量份的KH-560、2重量份的KH-550、8重量份的環氧封端聚醚胺、9重量份的β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯並咪唑、5重量份的1,4,5,8-萘四甲酸酐、8重量份的消泡劑OS-5202、30重量份的二甲基亞碸以及70重量份的去離子水加入無重力攪拌機中，打開飛刀，以避免出現粘合，防止攪拌不均，攪拌時間為10分鐘，出料；所述環氧封端聚醚胺由以下方法製備而成：在1000mL乾燥的三頸瓶中，依次加入100克的環氧樹脂E51、0.24mol的苄胺和500克二甲基亞碸，通氮氣保護並磁力攪拌；室溫攪拌1h後，升溫80℃反應4h,反應結束後，降至室溫，並迅速倒入150mL去離子水中，得到大量固體沉澱；用去離子水反覆洗滌該產物後，抽濾並收集聚合物，於真空烘箱中，60℃乾燥20小時，得到環氧封端聚醚胺；所述β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯並咪唑由以下方法製備而成：將0.11摩爾的3，3』-二氨基聯苯胺先溶解在含有86wt％五氧化二磷的1000克多聚磷酸中，然後將0.02摩爾的5-氨基間苯二甲酸以及0.08摩爾的5-磺酸基間苯二甲酸加入到反應液中，氮氣保護並在210℃反應15小時後，降至室溫，沉析到水中，然後用氨水中和，過濾並收集產物，於120℃下真空乾燥10小時，得到氨基封端磺化聚苯並咪唑；在500毫升三頸瓶中，依次加入0.2克β-環糊精、0.05克氫氧化鈉、0.05克環氧氯丙烷、13克上述得到的氨基封端磺化聚苯並咪唑、100毫升甲醇以及200毫升二甲基亞碸，氮氣保護並在80℃反應2小時後，降至室溫，沉析到丙酮中，過濾並收集產物，於60℃下真空乾燥20小時，得到β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯並咪唑。實施例6將17重量份的粉狀活性炭、14重量份的雲母粉、8重量份的納米二氧化鈦、7重量份的紫砂、8重量份的輕質碳酸鈣、3重量份的KH-560、2重量份的KH-550、8重量份的環氧封端聚醚胺、9重量份的β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯並咪唑、3重量份的8-萘胺-1-磺酸、4重量份的1,5-萘二磺酸、8重量份的消泡劑OS-5202、30重量份的二甲基亞碸以及70重量份的去離子水加入無重力攪拌機中，打開飛刀，以避免出現粘合，防止攪拌不均，攪拌時間為10分鐘，出料。所述環氧封端聚醚胺由以下方法製備而成：在1000mL乾燥的三頸瓶中，依次加入100克的環氧樹脂E51、0.24mol的苄胺和500克二甲基亞碸，通氮氣保護並磁力攪拌；室溫攪拌1h後，升溫80℃反應4h,反應結束後，降至室溫，並迅速倒入150mL去離子水中，得到大量固體沉澱；用去離子水反覆洗滌該產物後，抽濾並收集聚合物，於真空烘箱中，60℃乾燥20小時，得到環氧封端聚醚胺；所述β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯並咪唑由以下方法製備而成：將0.11摩爾的3，3』-二氨基聯苯胺先溶解在含有86wt％五氧化二磷的1000克多聚磷酸中，然後將0.02摩爾的5-氨基間苯二甲酸以及0.08摩爾的5-磺酸基間苯二甲酸加入到反應液中，氮氣保護並在210℃反應15小時後，降至室溫，沉析到水中，然後用氨水中和，過濾並收集產物，於120℃下真空乾燥10小時，得到氨基封端磺化聚苯並咪唑；在500毫升三頸瓶中，依次加入0.2克β-環糊精、0.05克氫氧化鈉、0.05克環氧氯丙烷、13克上述得到的氨基封端磺化聚苯並咪唑、100毫升甲醇以及200毫升二甲基亞碸，氮氣保護並在80℃反應2小時後，降至室溫，沉析到丙酮中，過濾並收集產物，於60℃下真空乾燥20小時，得到β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯並咪唑。實施例7將17重量份的粉狀活性炭、14重量份的雲母粉、8重量份的納米二氧化鈦、7重量份的紫砂、8重量份的輕質碳酸鈣、3重量份的KH-560、2重量份的KH-550、8重量份的環氧封端聚醚胺、9重量份的β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯並咪唑、8重量份的消泡劑OS-5202、30重量份的二甲基亞碸以及70重量份的去離子水加入無重力攪拌機中，打開飛刀，以避免出現粘合，防止攪拌不均，攪拌時間為10分鐘，出料。所述環氧封端聚醚胺由以下方法製備而成：在1000mL乾燥的三頸瓶中，依次加入100克的環氧樹脂E51、0.24mol的苄胺和500克二甲基亞碸，通氮氣保護並磁力攪拌；室溫攪拌1h後，升溫80℃反應4h,反應結束後，降至室溫，並迅速倒入150mL去離子水中，得到大量固體沉澱；用去離子水反覆洗滌該產物後，抽濾並收集聚合物，於真空烘箱中，60℃乾燥20小時，得到環氧封端聚醚胺；所述β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯並咪唑由以下方法製備而成：將0.11摩爾的3，3』-二氨基聯苯胺先溶解在含有86wt％五氧化二磷的1000克多聚磷酸中，然後將0.02摩爾的5-氨基間苯二甲酸以及0.08摩爾的5-磺酸基間苯二甲酸加入到反應液中，氮氣保護並在210℃反應15小時後，降至室溫，沉析到水中，然後用氨水中和，過濾並收集產物，於120℃下真空乾燥10小時，得到氨基封端磺化聚苯並咪唑；在500毫升三頸瓶中，依次加入0.2克β-環糊精、0.05克氫氧化鈉、0.05克環氧氯丙烷、13克上述得到的氨基封端磺化聚苯並咪唑、100毫升甲醇以及200毫升二甲基亞碸，氮氣保護並在80℃反應2小時後，降至室溫，沉析到丙酮中，過濾並收集產物，於60℃下真空乾燥20小時，得到β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯並咪唑。測試條件將實施例1-7所得的防霧霾塗料塗覆在牆壁上，並測試性能。耐摩性能：按標準GB/T1768—79(89,測試方法是用酒精耐磨測試儀，加500g重的砝碼，以白色棉布浸潤99.7％濃度的酒精，來回摩擦，記錄油墨開始破壞時的次數。其它性能，按照GA98-2005標準測試，具體為：1、表幹時間應≤24h2、粘結強度≥0.1Mpa3、耐水性：經720h後，塗層不開裂、起層、脫落4、耐酸性：經360h後，塗層不開裂、起層、脫落5、耐鹼性：經360h後，塗層不開裂、起層、脫落6、耐凍融循環實驗(次)：經15次後，塗層不開裂、起層、脫落7、耐火性能：塗層厚度為20mm，耐火極限不低於2h測試結果見表1。表1測試項目實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5實施例6實施例7乾燥時間，表幹/h2.16.59.011.14.83.95.3粘結強度/Mpa0.500.190.050.080.360.350.28耐水性/h＞1000＜100＜380＜200＞1000＞1000＞1000耐酸性/h＞1000＜100＜360＞1000＞1000＞1000＞1000耐鹼性/h＞800＜100＜360＞800＞800＞800＞800耐凍融循環/次數＞40＜15＜15＜15＞40＞40＞40耐火極限/h4.80.90.70.83.04.62.1耐摩擦次數130025018912311091110967以上數據可以看出，與不使用環氧封端聚醚胺、β-環糊精改性氨基封端磺化聚苯並咪唑、1,4,5,8-萘四甲酸酐、8-萘胺-1-磺酸以及1,5-萘二磺酸的塗料相比，本發明的塗料具有明顯更好的性能，因此提供了本發明的有益技術效果。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp