可擦洗膨潤土光觸媒噴塗液的製作方法
2023-10-10 08:11:09
本發明涉及塗料，具體涉及一種可擦洗膨潤土光觸媒噴塗液。
背景技術：
目前室內環境汙染處理的方法：1、採用環保建材，在實施裝修的過程中，從設計、居室結構、通風狀況等因素，以及有害氣體的疊加效應，環保建材仍然不能保證居室裝修後室內空氣品質達標。2、以活性炭、竹炭為吸附材料，將室內環境中的汙染物吸附在活性炭、竹炭上，以達到去除汙染物的目的，這只是吸附而不是吸收，並不能徹底分解汙染物，只能是暫時的捕捉吸附，當室溫升高、吸附飽和時，室內將會再次釋放甲醛、苯、二甲苯、氨等揮發性有機物氣體，形成二次汙染。3、寄希望於吊蘭、蘆薈等綠色植物來吸附，事實上，植物的吸附能力相當有限，如房間內甲醛超標，需要擺放數千盆植物和持續光照才能起一定效果。4、採用天天通風的方法，甲醛是一種極難揮發的氣體，而甲醛密度比空氣密度大，易沉澱，即便開窗通風甲醛仍難清除，多數有害物質釋放緩慢，長達3～15年，絕非幾個月通風就能解決問題的，當甲醛含量超標2～3倍時，人是聞不到明顯的異味，或者一些生活中的其他氣味輕易將其掩蓋。5、採用光催化原理，在裝飾材料或塗料中添加一些催化劑，利用催化劑的表面活潑性和降低反應的活化能的原理，將一些在常溫情況下無法分解的汙染物分解以達到淨化的目的，但是，純淨的光觸媒粉末並不具有實用性。
如何分解和袪除甲醛、氨、苯、二甲苯等揮發性有機物氣體，把有害氣體對人體的危害減少到最低點，成為人們普遍的追求和目標。
中國專利授權公告號CN 101935190B，授權公告日:2013年05月22日，名稱為「可分解甲醛、可擦洗的生態壁材」，公開了「一種可分解甲醛、可擦洗的生態壁材，本發明不僅可以分解和吸收甲醛，改善室內溼度，吸收室內水分，還可以便於清洗，給人們清洗牆壁帶來諸多方便。一種可分解甲醛、可擦洗的生態壁材，其特徵在於，按照重量百分比由以下組分配比而成：硅藻土18%～29%、石英砂25%～30%、纖維0.1%、膨潤土15%～18%、粘合劑1%～3%、灰鈣12%～17%、保水劑13%～18%、甲醛淨化劑5%～8%、鈦白粉3%～6.1%、負離子粉3%～7%」。
上述專利的不足之處是：1、可分解甲醛、可擦洗的生態壁材中採用的硅藻土、石英砂、膨潤土等原料都沒有進行必要的改性處理，難以提高這些原料的吸附性能，並不能很好的「分解和吸附甲醛，改善室內溼度，吸收室內水分」。2、可分解甲醛、可擦洗的生態壁材的施工工藝，包括以下步驟：「將可分解甲醛、可擦洗的生態壁材與水按重量比1：0.8混合，攪拌成膏狀；然後塗抹在需塗抹的基面上，即可」，「保水劑能吸收相當於自身重量成百倍的水」，而分解甲醛、可擦洗的生態壁材與水按重量比1：0.8混合，配料中的水將會全部被保水劑吸收，這種簡單的生產工藝，很難將可分解甲醛、可擦洗的生態壁材的原料攪拌均勻，也不能解決鈦白粉和負離子粉等材料的團聚問題，發揮不了納米材料的功能。3、只是「攪拌成膏狀，然後塗抹在需塗抹的基面上」，難以在「基面上」形成一層牢固的薄膜，很容易從「塗抹的基面上」脫落下來，達不到淨化室內空氣的效果。
技術實現要素：
本發明的目的是克服現有技術中不足之處，提供一種可擦洗膨潤土光觸媒噴塗液。
可擦洗膨潤土光觸媒噴塗液的配料由酸化後的膨潤土、高粘凹凸棒石粘土、納米二氧化鈦、白炭黑、納米載銀抗菌粉、納米氧化鎂、納米二氧化鋯、納米氧化鋁、納米氧化鋅、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚二甲基矽氧烷和水組成。
可擦洗膨潤土光觸媒噴塗液的生產方法：將可擦洗膨潤土光觸媒噴塗液的配料進行攪拌、分散、乳化、研磨，然後再次分散、均質和研磨，罐裝為可擦洗膨潤土光觸媒噴塗液。
膨潤土是以蒙脫石為主的含水粘土礦，由於它具有特殊的性質，如膨潤性、粘結性、吸附性、催化性、觸變性、懸浮性以及陽離子交換性，膨潤土具有較強的吸溼性和膨脹性，可吸附8～15倍於自身體積的水量，體積膨脹可達數倍至30倍。
高粘凹凸棒石粘土是採用提高凹凸棒石粘土粘度的加工工藝生產的凹凸棒石粘土，凹凸棒石粘土是一種層鏈狀結構的含水富鎂鋁矽酸鹽粘土礦物，顏色呈白色，灰白色，青灰色，灰綠色或弱絲絹光澤，凹凸棒石粘土土質細膩，有油脂滑感，質輕、性脆，斷口呈貝殼狀或參差狀，吸水性強，溼時具粘性和可塑性，高粘凹凸棒石粘土的粘度≥2200mPa·s，有利於原料之間的粘結。
納米二氧化鈦在光線的作用下，會產生類似光合作用的光催化反應，產生出氧化能力極強的自由氫氧基和活性氧，具有很強的光氧化還原功能，可氧化分解各種有機化合物和部分無機物，能破壞細菌的細胞膜和固化病毒的蛋白質，可殺滅細菌和分解有機汙染物，把有機汙染物分解成無汙染的水和二氧化碳，因而具有極強的殺菌、除臭、防黴、防汙自潔、淨化空氣的功能。
白炭黑是一種超微細無機多孔性物質，由於其粒徑很小，具有比表面積大、表面吸附力強、化學純度高、分散性能好、優越的穩定性、補強性、增稠性、附著力和觸變性等特異的性能。
納米載銀抗菌粉具有較高的耐溫、安全性，對細菌、黴菌的抗殺具有廣譜長效性，與現有抗菌材料比，具有長效、無毒等優點。
納米氧化鎂產品為白色粉末、無味、無毒，產品粒徑小、比表面積大，具有很強的潔淨、抑制腐蝕能力。
納米二氧化鋯呈高純度白色粉末狀，無臭、無味，具有高的折射率、耐高溫、耐酸、耐鹼、耐腐蝕、良好的熱化學穩定性、導電性和較高的韌性。
納米氧化鋁呈白色蓬鬆粉末狀態，粒度分布均勻、純度高、極好分散，其比表面高，具有耐高溫的惰性，高活性，屬活性氧化鋁。
納米氧化鋅是一種面向21世紀的新型高功能精細無機產品，表現出許多特殊的性質，如非遷移性、螢光性、壓電性、吸收和散射紫外線能力等。
聚乙烯醇系白色固體，外型分絮狀、顆粒狀、粉末狀三種；無毒無味、顆粒狀可在80--90℃水中溶解，粉末狀的在其他粉料的預分散後可在常溫下溶解。具有較好的粘稠度、聚合性、粘結性及保水性。
聚乙二醇無毒、無刺激性，味微苦，具有良好的水溶性，並與許多有機物組份有良好的相溶性。它們具有優良的潤滑性、保溼性、分散性、粘接劑、抗靜電劑及柔軟劑等。
聚二甲基矽氧烷無色或淺黃色液體，無味，透明度高，具有耐熱性、耐寒性、黏度隨溫度變化小、防水性、表面張力小、良好的化學穩定性。並具有很高的抗剪切能力，是一種消泡劑。
高速分散機採用高速攪拌器（如圓盤鋸齒型攪拌器），可以在局部形成很強的紊流，通常對物料有很強的分散乳化效果，是一種適用於常壓條件下對液-固相物料的顆粒團、凝聚體進行分散、攪拌和溶解的分散機，高速分散機執行HG/T 2473-2011 標準。
三輥研磨機適用於油漆、油墨、顏料、塑料等漿料的製造，三輥研磨機通過水平的三根輥筒的表面相互擠壓及不同速度的摩擦而達到研磨效果，三輥研磨機是高粘度物料最有效的研磨、分散設備。
膠體磨屬於超微粉碎設備，兼備粉碎、乳化、分散、攪拌等功能，適用於各類乳狀液的均質、乳化、分散、混合、粉碎和研磨，膠體磨對物料的適應能力較強（如高粘度、大顆粒），膠體磨執行GB/T 14466-2005 膠體磨通用技術條件的國家標準。
本發明通過下述技術方案予以實現：
1、可擦洗膨潤土光觸媒噴塗液的配料按重量百分比由下列組分組成：酸化後的膨潤土4～12％、高粘凹凸棒石粘土2～8％、納米二氧化鈦1～5％、白炭黑1～5％、納米載銀抗菌粉0.5～5％、納米氧化鎂0.5～5％、納米二氧化鋯0～5％、納米氧化鋁0～5％、納米氧化鋅0～5％、聚乙烯醇0.5～5％、聚乙二醇0.1～3％、聚二甲基矽氧烷0.1～2％和去離子水50～85％。
所述酸化後的膨潤土配料按重量百分比由下列組分組成：酸化後的膨潤土半成品90～98％、速溶矽酸鈉0.1～5％、聚乙烯醇0.1～5％、羥丙基甲基纖維素0.01～3％和碳酸鈉0～3％；酸化後的膨潤土的生產方法：將酸化後的膨潤土配料輸入磨機中磨粉，顆粒細度≤0.074毫米，磨粉後的粉狀物為酸化後的膨潤土；
酸化後的膨潤土半成品的生產方法：⑴先將自然風化後的膨潤土輸入已經運轉的攪拌機中，再將稀硫酸緩慢加入自然風化後的膨潤土中進行酸化處理；⑵將酸化處理後的膨潤土，通過對輥機擠壓為膨潤土片狀物，膨潤土片狀物的厚度≤3毫米；⑶將膨潤土片狀物輸送到迴轉式烘乾爐內焙燒，焙燒時間為1～3小時，焙燒溫度控制在250～350℃，焙燒後的膨潤土片狀物含水量≤5％，焙燒後的膨潤土片狀物為酸化後的膨潤土半成品；
膨潤土片狀物的配料按重量百分比由下列組分組成：自然風化後的膨潤土60～85％和稀硫酸15～40％；稀硫酸的配料按重量百分比由下列組分組成：濃度98﹪的硫酸1～5％，水95～99％；膨潤土原礦需要經過兩個冬天以上的時間自然風化，從大塊緻密的原礦崩解為細小顆粒的自然風化後的膨潤土，撿出明顯可見的廢石塊、植物纖維和其它泥土雜質，自然風化後的膨潤土顆粒細度≤5毫米。
酸化後的膨潤土是採用由本發明人於2014年06月01日申請的「酸化後的膨潤土」，中國專利授權公告號為：CN 103979559B，授權公告日：2016年05月18日。
高粘凹凸棒石粘土是採用提高凹凸棒石粘土粘度的加工工藝生產的凹凸棒石粘土，從礦區開採的凹凸棒石粘土，需要經過30～120天的自然風化；改性處理方法是：以重量百分比計算，取自然風化後的凹凸棒石粘土94～98％，均勻加入2～6％碳酸鈉，共同輸入浸泡池中，加入清水進行浸泡陳化，浸泡時間為72～120小時；取浸泡後的凹凸棒石粘土，輸入攪拌機中進行攪拌，並將攪拌後的凹凸棒石粘土，經擠壓機擠成薄片，其厚度控制在0.5～2毫米，將凹凸棒石粘土薄片，進行晾曬，晾曬後的凹凸棒石粘土薄片，其含水量≤15％；配料以重量百分比計算：晾曬後的凹凸棒石粘土94～98％、高吸水樹脂0.5～5％和纖維素0.5～3％，將上述配料進行攪拌，攪拌均勻後輸入磨機中進行磨粉，顆粒細度≤0.074毫米。
上述生產工藝是採用由本發明人於2005年6月20日申請的「提高凹凸棒石粘土粘度的加工工藝」，中國專利授權公告號為：CN 1317067C，授權公告日：2007年5月23日。
高粘凹凸棒石粘土的檢測方法：取28.0g凹凸棒石粘土粉試樣，加入高速攪拌機的懸浮液杯中，再加入372g水，將懸浮液杯置於高速攪拌機上，在11000轉/分鐘的轉速下攪拌20分鐘，再將經過高速攪拌試樣懸浮液倒入250mL的燒杯中，使用NDJ-1型旋轉粘度計測試懸浮液的粘度，測試粘度值≥2200 mPa•s為高粘凹凸棒石粘土。
2、可擦洗膨潤土光觸媒噴塗液的生產方法：⑴將可擦洗膨潤土光觸媒噴塗液的配料輸入已經運轉的高速分散機中進行強力攪拌、分散和乳化，然後輸入三輥研磨機中研磨為可擦洗膨潤土光觸媒噴塗液的半成品；⑵將可擦洗膨潤土光觸媒噴塗液的半成品輸入膠體磨中，再次進行分散、乳化、粉碎、均質、消泡和研磨；⑶研磨後的可擦洗膨潤土光觸媒噴塗液中固體顆粒的粒度≤0.01毫米，罐裝為可擦洗膨潤土光觸媒噴塗液。
3、本發明中所述含水量百分比為重量百分比，濃度98﹪的硫酸百分比為重量百分比。
酸化後的膨潤土不但具有良好的吸附性能、高溫穩定性和潤滑性，吸水率、膠質價、可塑性、膨脹倍數、膠體粘度和觸變性也得到了較大的提高。
高粘凹凸棒石粘土具有較好的粘結性、可塑性和觸變性，提高了可擦洗膨潤土光觸媒噴塗液的附著力；
納米二氧化鈦具有很強的光氧化還原功能，可氧化分解各種有機化合物和部分無機物，能破壞細菌的細胞膜和固化病毒的蛋白質，可殺滅細菌和分解有機汙染物，把有機汙染物分解成無汙染的水和二氧化碳，與納米載銀抗菌粉配伍，增強了可擦洗膨潤土光觸媒噴塗液的殺菌、除臭、防黴、防汙自潔和淨化空氣的功能。
白炭黑和納米氧化鎂有利於調節可擦洗膨潤土光觸媒噴塗液的增稠性、黏結性、附著力和觸變性。
納米二氧化鋯、納米氧化鋁和納米氧化鋅具有分散性能好、耐高溫、耐酸、耐鹼、耐腐蝕、良好的熱化學穩定性、導電性和較高的韌性等特點，能提高可擦洗膨潤土光觸媒噴塗液的比表面積、活性、折射率、吸收和散射紫外線能力。
聚乙烯醇能確保可擦洗膨潤土光觸媒噴塗液噴塗施工後，迅速形成一層粗糙而又牢固的薄膜，並能加快薄膜凝結硬化的速度。
本發明的配料經過高速分散機、三輥研磨機和膠體磨進行強力攪拌、分散、乳化、研磨，然後再次進行分散、乳化、粉碎、均質、消泡和研磨，白炭黑、納米二氧化鈦、納米載銀抗菌粉、納米氧化鎂、納米二氧化鋯、納米氧化鋁和納米氧化鋅很容易分散並負載在酸化後的膨潤土和高粘凹凸棒石粘土的表面，不但能解決了納米粉體材料的團聚問題，還充分發揮了不同納米材料的功能，起到互補作用，提高可擦洗膨潤土光觸媒噴塗液的使用效果。
將可擦洗膨潤土光觸媒噴塗液噴塗於建築物或裝飾材料的表面後，可以吸收紫外光、可見光和遠紅外光，在各種光的照射下，充分發揮光觸媒材料對大多數空氣汙染有強效的分解作用，能有效地吸附和降解空氣中有毒有害氣體，殺滅多種細菌，並能將細菌或真菌釋放出的毒素分解及無害化處理，把有機汙染物分解成無汙染的水和二氧化碳，因而具有極強的殺菌、除臭、防黴、防汙自潔和淨化空氣功能。
可擦洗膨潤土光觸媒噴塗液無毒、無害，對人體安全可靠，不會產生二次汙染；可擦洗膨潤土光觸媒噴塗液噴塗於建築物或裝飾材料的表面後，能增加室內空氣負離子濃度，在光的照射下，可以持續不斷的吸附和淨化室內空氣，具有一次噴塗，持續作用的優點。
可擦洗膨潤土光觸媒噴塗液具有較強的粘附力，在施工現場，利用噴塗機或噴槍進行噴塗施工，可擦洗膨潤土光觸媒噴塗液藉助壓縮空氣以獲得相當大的速度，通過噴嘴噴射到室內牆面、天花板、家具櫥櫃、車輛、船舶、地鐵、隧道、高速公路隔音板、軍事設施、裝飾材料的表面，形成一層粗糙而又牢固的薄膜，薄膜凝結硬化速度快、孔隙率高、比表面積大、收縮率小、不會產生網狀裂紋和掉落現象。
可擦洗膨潤土光觸媒噴塗液噴塗在建築物或裝飾材料表面的薄膜，經過長時間的使用，吸附一定量的汙染物後，會呈現出飽和狀態，只要在已經處於飽和狀態的薄膜上噴塗60～80℃的溫水溼潤後，即可用抹布擦洗乾淨，對被噴建築物或裝飾材料表面沒有損壞作用，並可以再次將新配製的可擦洗膨潤土光觸媒噴塗液，噴塗在原有的被噴建築物或裝飾材料的表面，繼續發揮可擦洗膨潤土光觸媒噴塗液的功效。
擦洗下來的廢渣可以用於種植吊蘭、蘆薈、虎尾蘭、袖珍椰子、常春藤和綠蘿等綠色植物，廢渣內沒有分解的殘留物將會被吊蘭、蘆薈、虎尾蘭等綠色植物緩慢吸附分解，不會產生新的汙染。
可擦洗膨潤土光觸媒噴塗液適用於噴塗在建築物或裝飾材料表面，在光的照射下，可以持續不斷的吸附和降解甲醛、氨、苯、甲苯、二甲苯、TVOC等汙染物，並具有極強的殺菌、除臭、防黴、防汙自潔和淨化空氣的功能，以達到長時間淨化空氣的目的。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明作進一步的描述：
1、可擦洗膨潤土光觸媒噴塗液的配料按重量百分比由下列組分組成：酸化後的膨潤土8％、高粘凹凸棒石粘土5％、納米二氧化鈦2％、白炭黑2％、納米載銀抗菌粉2％、納米氧化鎂1.5％、納米二氧化鋯0.5％、納米氧化鋁1％、納米氧化鋅0.5％、聚乙烯醇2％、聚乙二醇0.3％、聚二甲基矽氧烷0.2％和去離子水75％。
2、可擦洗膨潤土光觸媒噴塗液的生產方法：⑴將可擦洗膨潤土光觸媒噴塗液的配料輸入已經運轉的高速分散機中進行強力攪拌、分散和乳化，然後輸入三輥研磨機中研磨為可擦洗膨潤土光觸媒噴塗液的半成品；⑵將可擦洗膨潤土光觸媒噴塗液的半成品輸入膠體磨中，再次進行分散、乳化、粉碎、均質、消泡和研磨；⑶研磨後的可擦洗膨潤土光觸媒噴塗液中固體顆粒的粒度≤0.01毫米，罐裝為可擦洗膨潤土光觸媒噴塗液。