一种具有除甲醛功能的单原子涂料及其制备方法技术

本申请涉及功能涂料领域，具体公开了一种具有除甲醛功能的单原子涂料及其制备方法。一种具有除甲醛功能的单原子涂料，是由包括以下质量百分比的原料制备而成：丙烯酸乳液18

【技术实现步骤摘要】
一种具有除甲醛功能的单原子涂料及其制备方法


[0001]本申请涉及功能涂料领域，更具体地说，它涉及一种具有除甲醛功能的单原子涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着经济水平的提升，人们的生活水平有了明显改善，对于健康生活要求越来越高。在住房上，人们对居住环境的要求越来越高，时尚装修、新式家居成了很多人追求的目标。但是，市场上这些装修材料和家具的使用皆会产生有害物质
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甲醛。甲醛对人体健康危害极大，尤其对孕妇、老人和儿童，是世界卫生组织公认的致癌和致畸性物质，也是白血病的主要诱发因素。在室内空气环境中含有大于0.08mg/m3的甲醛浓度可引起眼红、眼痒、咽喉不适或疼痛、声音嘶哑、喷嚏、胸闷、气喘、皮炎等多种疾病。室内甲醛主要来源于劣质家具、功能油漆涂料、室内豪华装饰等，且这类材料蕴含的甲醛能释放长达数年，时刻严重危害着人类的健康和生命。因此，去除室内甲醛已成为是当前改善人们室内空气环境的主要任务之一。
[0003]目前，市场上流通的室内除醛的方法有吸附法、等离子体、光催化等。其中，吸附法主要采用多孔材料对甲醛进行物理吸附，但其吸附易饱和且二次会释放甲醛。等离子体净化技术可在低温下分解甲醛分子，但最大的缺点是难以控制产物中副产物臭氧的释放，易产生二次污染。光催化技术则是以TiO2纳米级催化剂为原材料负载在特定的载体上，在紫外光源下将甲醛分子降解，然而材料制备工艺复杂，技术难度大，若应用于室内除醛则需安装紫外灯进行照射，生产成本高，不易推广使用。
[0004]针对上诉相关技术所存在的缺陷，专利技术人为了满足市场对室内甲醛的处理需求，研发了一种具有除甲醛功能的单原子涂料。

技术实现思路

[0005]为了解决相关技术存在的问题，本申请提供了一种具有除甲醛功能的单原子涂料及其制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供一种具有除甲醛功能的单原子涂料，采用如下的技术方案：一种具有除甲醛功能的单原子涂料，所述产品由包含以下重量份的原料制成：丙烯酸乳液15.0
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25.0％，消泡剂1.0
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2.0％，分散剂1.0
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5.0％，丙二醇3.0
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15.0％。成膜助剂0.5
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2.0％，增稠剂2.0
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8.0％，pH调节剂0.1
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0.5％，除甲醛单原子催化剂1.0
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7.0％，填料粉体20
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45％，去离子水15
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30％。
[0007]通过采用上述技术方案，由于采用自主研发的除甲醛单原子催化剂，该除甲醛单原子催化剂无需其他辅助条件，可以在室内常温常压无光的条件下，对甲醛进行高效的吸收，并催化氧化分解甲醛为无害的二氧化碳和水，避免二次污染，且持续作用时间长且自身不消耗，赋予了涂料高效吸收甲醛、长效除甲醛、无味无毒、绿色环保的优势功效；且自主研发的除甲醛单原子催化剂可与涂料体系相融合，具有涂料性能的同时还赋予了催化氧化分
解甲醛的功能。
[0008]优选的，所述产品由包含以下重量份的原料制成：丙烯酸乳液18
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22％，消泡剂1
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2％，分散剂2
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5％，丙二醇5
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10％。成膜助剂1
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2％，增稠剂4
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8％，pH调节剂0.2％，除甲醛单原子催化剂2
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5％，填料粉体30
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40％，去离子水17
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28％。
[0009]通过采用上述技术方案，由于采用自主研发的除甲醛单原子催化剂对涂料进行改性，该除甲醛单原子催化剂的质量百分比大于5％以上时，随着除甲醛单原子催化剂的质量百分比的提升，除甲醛的效果增加不明显，因此，除甲醛单原子催化剂添加量为2
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5％时，可保证抗菌消毒性能同时降低生产成本。
[0010]优选的，所述除甲醛单原子催化剂是由载体和过渡金属组成；所述载体为多孔纳米磷酸锆，过渡金属选自Fe、Mn、Ag中的一种或多种组合。
[0011]通过采用上述技术方案，多孔纳米磷酸锆作为载体可吸附较多的过渡金属从而得到可高效除甲醛的除甲醛单原子催化剂，结构稳定，在活性金属单原子高效分解甲醛的作用下，多孔结构永不饱和，赋予了单原子除甲醛涂料高效吸收甲醛、持久分解甲醛、无味无毒、绿色环保的优势功效，且多孔纳米磷酸锆运用于涂料中克改善漆膜的韧性、耐酸碱性、耐高温性、耐腐蚀性和稳定性。
[0012]优选的，所述除甲醛单原子催化剂的过渡金属以单原子形式固定在载体上，所述除甲醛单原子催化剂中过渡金属和载体的质量比为1:(20
‑
200)。
[0013]通过采用上述技术方案，对起到除甲醛作用的过渡金属成分进行定量控制，当过渡金属和载体的质量比为1:(20
‑
200)时，所制备的除甲醛单原子催化剂对甲醛的催化效率最好，将其运用到本申请的涂料中，不仅可以与填料均匀混合，使其在长时间内发挥除甲醛的作用，还可降低工业生产成本。
[0014]优选的，除甲醛单原子催化剂的合成步骤如下：步骤1：多孔纳米磷酸锆前驱体制备：将摩尔比为2:3:2的1
‑
(2
‑
胺乙基)
‑3‑
(2
‑
二乙氧基磷酸基)乙基咪唑溴、硝酸锆、水搅拌20
‑
60min，混合均匀制得混合液A；步骤2，过渡金属单原子前驱体制备：将40ml的5％氨水溶液以80
‑
120μL/秒的速度滴加入200g/L的硝酸盐溶液搅拌2
‑
5h，随后在20
‑
40min内升温至60℃继续搅拌2
‑
4h，随后冷却至室温，制得混合液B；步骤3，原位共沉淀合成除甲醛单原子催化剂前驱体：过渡金属与载体的质量比为1:(20
‑
200)，按比例将混合液A加入混合液B，在室温下进行10
‑
16h搅拌混合，在150℃下，反应18
‑
30h，反应结束后，冷却至室温，在10000
‑
12500r/min离心3
‑
6分钟，取得的固体产物分别用乙醇和水洗涤3
‑
6次，100℃真空干燥3
‑
6h，研磨制得粉末；步骤4，一步法原位生成除甲醛单原子催化剂：将所得的粉末置于5％氢氩混合气的气氛中，400℃的温度条件下加热处理2
‑
4h，冷却到室温，研磨，即得所需的催化剂，所制得的催化剂含有的过渡金属以单原子的形式固定在载体上。
[0015]通过采用上述技术方案，制备的多孔纳米磷酸锆，可与涂料体系完美相融，制备得到可分解甲醛且自身无损的除甲醛单原子催化剂，且制备可分解甲醛且生产成本相对较低，易批量生产进行市场推广的单原子涂料；氢氩混合气下高温活化，是用氢气进行还原，降低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有除甲醛功能的单原子涂料，其特征在于，所述产品由包含以下重量份的原料制成：丙烯酸乳液15.0
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25.0%，消泡剂1.0
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2.0%，分散剂1.0
‑
5.0%，丙二醇3.0
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15.0%，成膜助剂0.5
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2.0%，增稠剂2.0
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8.0%，pH调节剂0.1
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0.5%，除甲醛单原子催化剂1.0
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7.0%，填料粉体20
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45%，去离子水15
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30%。2.根据权利要求1所述的一种具有除甲醛功能的单原子涂料，其特征在于：所述产品由包含以下重量份的原料制成：丙烯酸乳液18
‑
22%，消泡剂1
‑
2%，分散剂2
‑
5%，丙二醇5
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10%，成膜助剂1
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2%，增稠剂4
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8%，pH调节剂0.2%，除甲醛单原子催化剂2
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5%，填料粉体30
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40%，去离子水17
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28%。3.根据权利要求1所述的一种具有除甲醛功能的单原子涂料，其特征在于，所述除甲醛单原子催化剂是由载体和过渡金属组成；所述载体为多孔纳米磷酸锆，过渡金属选自Fe、Mn、Ag中的一种或多种组合。4.根据权利要求3所述的一种具有除甲醛功能的单原子涂料，其特征在于，所述所述除甲醛单原子催化剂的过渡金属以单原子形式原位封装在载体上；所述除甲醛单原子催化剂中过渡金属和载体的质量比为1:（20
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200）。5.根据权利要求3或4所述的一种具有除甲醛功能的单原子涂料，其特征在于，所述除甲醛单原子催化剂的合成步骤如下：步骤1：多孔纳米磷酸锆前驱体制备：将摩尔比为2:3:2的1
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（2
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胺乙基）
‑3‑
（2
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二乙氧基磷酸基）乙基咪唑溴、硝酸锆、水搅拌20
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60min，混合均匀制得混合液A；步骤2，过渡金属单原子前驱体制备：将40ml的5%氨水溶液以80
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120μL/秒的速度滴加入200g/L的硝酸盐溶液搅拌2
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5h，随后在20
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40min内升温至60℃继续搅拌2
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4h，随后冷却至室温，制得混合液B；步骤3，原位共沉淀合成除甲醛单原子催化剂前驱体：过渡金属与载体的质量比为1:（20
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200），按比例将混合液A加入混合液B，在室温下进行10
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16h搅拌混合，在150℃下，反应18
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30h，反应结束后，冷却至室温，在10000
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12500r/min离心3
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6分钟，取得的固体产物分别用乙醇和水洗涤3
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6次，100℃真空干燥3
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6h，研磨制得粉末；步骤4，一步法原位生成除甲醛单原子催化剂：将所得的粉末置于5%氢氩混合气的气氛中，400℃的温度条件下加热处理2
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4h，冷却到室温，研磨，即得所需的催化剂，所制得的催化剂含有的过渡金属以单原子的形式固定在载体上。6.根据权利要求5所述的一种具有除甲醛功能的单原子涂料，其特征在于，所述除甲醛单原子催化剂的合成步骤如下：步骤1，多孔纳米磷酸锆前驱体制备：步骤1.1，1
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（2
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胺乙基）
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（2
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二乙氧基磷酸基）乙基咪唑溴液体的制备方法为：摩尔比为1：3的1
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(2
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胺乙基)咪唑氢溴酸盐与溴乙基磷酸二乙酯以甲醇为溶剂，在90℃回流搅拌36h；...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵超，王晶，黄红锋，吴宇波，邹俊，童助雄，
申请(专利权)人：深圳市单原子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：