專利名稱：：一種有效分解甲醛的納米級(jí)涂料添加劑及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及建筑涂料添加劑，具體地說是一種有效分解甲醛的納米涂料添加劑及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)代居室內(nèi)由于各種殺蟲劑、清潔劑、化妝品、油漆、木制品的使用以及脲醛樹脂泡沫隔熱板和涂料在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用，使甲醛在室內(nèi)的含量越來越高，遠(yuǎn)大于室外空氣中甲醛的濃度。甲醛是一種高揮發(fā)性性的有機(jī)污染物。根據(jù)流行病學(xué)調(diào)查表明，非工業(yè)環(huán)境的人群(如室內(nèi)居民)長(zhǎng)期暴露在低濃度甲醛環(huán)境下，會(huì)發(fā)生眼部剌激、上呼吸道剌激、頭痛和咳嗽等癥狀。如果長(zhǎng)期吸入高濃度甲醛氣體，還可能引發(fā)支氣管哮喘，甚至?xí)?dǎo)致人體腫瘤與癌癥。目前，常用的清除空氣中甲醛氣體的方法是使用動(dòng)力學(xué)過濾法。這種家用電器設(shè)備空氣過濾效率很高，但是在甲醛被清除至無害濃度時(shí)，該電器就被閑置，造成資源的浪費(fèi)，無法普及。因此，開發(fā)出簡(jiǎn)單、可靠、費(fèi)用較低的清除室內(nèi)甲醛的方法已成為急需。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種制備方法簡(jiǎn)單、費(fèi)用低廉的、可有效分解甲醛的納米級(jí)涂料添加劑及其應(yīng)用，該納米材料(即添加劑)在光照下可以快速分解甲醛。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為—種有效分解甲醛的納米級(jí)涂料添加劑，該納米涂料添加劑的有效成份為納米1102水溶膠。所述納米1102水溶膠可按如下過程操作獲得，常溫下，將鈦酸四丁酯或異丙醇鈦溶于無水醇溶液中，其中，鈦酸四丁酯的量為5-30ml，醇溶液的量為10-200ml;將上述溶液滴加到50-600ml水中，混合之后加入無機(jī)酸，加入無機(jī)酸后使得H+和Ti的摩爾比在0.1到1之間；然后將反應(yīng)體系的溫度升高到30-8(TC，繼續(xù)攪拌l-48h;最后將反應(yīng)溫度降至室溫，即得1102水溶膠。所述無水醇溶液為甲醇、乙醇、乙二醇、異丙醇、正丁醇中的一種或一種以上的混合物；所述無機(jī)酸為硝酸、鹽酸或硫酸，所采用的無機(jī)酸的濃度為0.5-3mol/L。所述添加劑可與水溶性涂料任意體積比例混合，涂料與添加劑的最佳體積混合比例為18/1-18/25?；旌嫌兴鎏砑觿┑耐苛贤糠笥谑覂?nèi)物體表面后，室溫下，涂料在光照下短時(shí)間內(nèi)即可有效去除室內(nèi)的有害氣體甲醛。如光照時(shí)間一般為1-300小時(shí)，光為日光或紫外光，日光或紫外光的光源可采用任何可以發(fā)射日光和紫外光的設(shè)備，其光照強(qiáng)度為300-30001x;即可有效去除室內(nèi)的有害氣體甲醛。光照時(shí)間較好為20-200小時(shí)。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1.應(yīng)用時(shí)，本發(fā)明可直接分散于水溶性涂料中，分散效果好。一般的利用納米涂料降解甲醛的方法是將二氧化鈦納米粒子分散在涂料中，但是氧化鈦粒子難以分散，光催化活性達(dá)不到預(yù)期效果，而且會(huì)改變涂料本身的性能，很難推廣使用；而本發(fā)明添加劑為水溶膠，納米Ti02可直接分散于水溶性涂料中，不會(huì)影響涂料本身的性能，。2.成本低。為了讓所有居民擺脫甲醛的毒害且降低費(fèi)用，本發(fā)明不是制備涂料，而是將納米材料以添加劑的形式直接添加到現(xiàn)有的品牌涂料中，可以不用任何額外的儀器就能將空氣中甲醛氣體的含量降到人們安全居住的標(biāo)準(zhǔn)之下，推廣極其容易。3.應(yīng)用效果好?；旌嫌斜景l(fā)明添加劑的涂料，涂敷于物體表面后，在光照的條件下，可有效分解甲醛，光催化活性十分好。4.本發(fā)明無毒、無害、無二次污染、成本低、普適性強(qiáng)且簡(jiǎn)單易行。甲醛是高度揮發(fā)性室內(nèi)有機(jī)污染物，被世界衛(wèi)生組織公認(rèn)為有害致癌物質(zhì)，所以室內(nèi)甲醛的去除刻不容緩。本發(fā)明將光照下能快速分解甲醛的納米Ti02按不同比例添加到涂料中以有效去除室內(nèi)甲醛。具體實(shí)施方式制備例1納米1102水溶膠的制備10ml鈦酸四丁酯溶于35mL無水乙醇中，將上述溶液滴加到100ml水中，溶液混合之后加入10ml1.5mol/L硝酸，然后將反應(yīng)體系的溫度升高到7(TC，繼續(xù)攪拌2h。最后將反應(yīng)溫度降至室溫，即得1102水溶膠。制得的1102水溶膠至少可以穩(wěn)定一年。以下樣品的評(píng)價(jià)過程中其光照強(qiáng)度處于300-30001x之間。以下實(shí)施例所選用涂料為立邦漆，但是對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，分解甲醛的在效成份為本發(fā)明添加劑，可以表明，該添加劑同樣適用其它品牌涂料。實(shí)施例1樣品的制備將體積比為18/1的涂料溶液和Ti02溶膠均勻混合后，涂刷在6X7cm2的紙板上，厚度為O.lmm，自然晾干。樣品的評(píng)價(jià)將上述紙板放入150ml的反應(yīng)瓶后，以空氣為載氣，以50ml/min的流速通過置于293K恒溫槽中的甲醛溶液，將甲醛蒸氣通入反應(yīng)瓶中。經(jīng)lh平衡后，將反應(yīng)瓶密封。然后放入紫外波長(zhǎng)為365nm的暗箱式紫外分析儀(鞏義市英山峪華儀器廠，ZF-20D)中開始反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)果見表l。實(shí)施例2樣品的制備將體積比為18/3的涂料溶液和Ti02溶膠均勻混合后，涂刷在6X7cm2的紙板上，厚度為O.lmm，自然晾干。樣品的評(píng)價(jià)反應(yīng)過程與實(shí)施例1相同，反應(yīng)結(jié)果見表1。實(shí)施例3樣品的制備將體積比為18/4的涂料溶液和Ti02溶膠均勻混合后，涂刷在6X7cm2的紙板上，厚度為O.lmm，自然晾干。樣品的評(píng)價(jià)反應(yīng)過程與實(shí)施例1相同，反應(yīng)結(jié)果見表1。實(shí)施例4樣品的制備將體積比為18/9的涂料溶液和Ti02溶膠均勻混合后，涂刷在6X7cm2的紙板上，厚度為O.lmm，自然晾干。樣品的評(píng)價(jià)反應(yīng)過程與實(shí)施例1相同，反應(yīng)結(jié)果見表1。實(shí)施例5樣品的制備將體積比為18/25的涂料溶液和Ti(^溶膠均勻混合后，涂刷在6X7cm2的紙板上，厚度為O.lmm，自然晾干。樣品的評(píng)價(jià)反應(yīng)過程與實(shí)施例1相同，反應(yīng)結(jié)果見表1。實(shí)施例6樣品的制備將體積比為18/9的涂料溶液和Ti02溶膠均勻混合后，涂刷在6X7cm2的紙板上，厚度為O.lmm，自然晾干。樣品的評(píng)價(jià)除將密封的反應(yīng)瓶放在日光下外，其它方法同實(shí)施例1。反應(yīng)結(jié)果見表l。實(shí)施例7樣品的制備將體積比為18/25的涂料溶液和Ti02溶膠均勻混合后，涂刷在6X7cm2的紙板上，厚度為O.lmm，自然晾干。樣品的評(píng)價(jià)反應(yīng)過程與實(shí)施例6相同。反應(yīng)結(jié)果見表l。對(duì)比例1樣品的制備將Ti02溶膠均勻涂刷在6X7cm2的紙板上，厚度為0.lmm，自然晾干。樣品的評(píng)價(jià)反應(yīng)過程與實(shí)施例l相同。反應(yīng)結(jié)果見表l。對(duì)比例2樣品的制備將涂料溶液均勻涂刷在6X7cm2的紙板上，厚度為0.lmm，自然晾干。樣品的評(píng)價(jià)反應(yīng)過程與實(shí)施例l相同。反應(yīng)結(jié)果見表l。對(duì)比例3樣品的制備將涂料溶液均勻涂刷在6X7cm2的紙板上，厚度為0.lmm，自然晾干。樣品的評(píng)價(jià)反應(yīng)過程與實(shí)施例6相同。反應(yīng)結(jié)果見表l。表1實(shí)施例涂料和添加劑的體積比光源甲醛轉(zhuǎn)化率/%反應(yīng)時(shí)間/h實(shí)施例118/1紫外光104502499156實(shí)施例218/3紫外光10250129978實(shí)施例318/4紫外光1015069941實(shí)施例418/9紫外光1015069938實(shí)施例518/25紫外光1015069935實(shí)施例618/9日光10150599326<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>從上表的數(shù)據(jù)可以看出，涂料中沒有加入添加劑時(shí)，無論在紫外光還是日光下，去除甲醛的效果不明顯。但是在涂料中加入添加劑之后，可以顯著提高去除室內(nèi)甲醛的效果，而且涂料中添加劑含量的增加有利于短時(shí)間之內(nèi)去除甲醛。權(quán)利要求一種有效分解甲醛的納米級(jí)涂料添加劑，其特征在于該納米涂料添加劑的有效成份為納米TiO2水溶膠。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述涂料添加劑，其特征在于所述納米Ti02水溶膠可按如下過程操作獲得，常溫下，將鈦酸四丁酯或異丙醇鈦溶于無水醇溶液中，其中，鈦酸四丁酯的量為5-30ml，醇溶液的量為10-200ml;將上述溶液滴加到50_600ml水中，混合之后加入無機(jī)酸，加入無機(jī)酸后使得H+和Ti的摩爾比在O.1到1之間；然后將反應(yīng)體系的溫度升高到30-8(TC，繼續(xù)攪拌l-48h;最后將反應(yīng)溫度降至室溫，即得Ti02水溶膠。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述涂料添加劑，其特征在于所述無水醇溶液為甲醇、乙醇、乙二醇、異丙醇、正丁醇中的一種或一種以上的混合物；所述無機(jī)酸為硝酸、鹽酸或硫酸，所采用的無機(jī)酸的濃度為0.5-3mol/L。4.一種權(quán)利要求1所述涂料添加劑的應(yīng)用，其特征在于所述添加劑可與水溶性涂料任意體積比例混合，涂料與添加劑的最佳體積混合比例為18/1-18/25。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用，其特征在于所述混合有權(quán)利要求1所述添加劑的涂料涂敷于室內(nèi)物體表面后，室溫下，涂料在光照下短時(shí)間內(nèi)即可有效去除室內(nèi)的有害氣體甲醛。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，其特征在于所述光照時(shí)間一般為1-300小時(shí)，光為日光或紫外光。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于所述光照時(shí)間一般為20-200小時(shí)，日光或紫外光的光源可采用任何可以發(fā)射日光和紫外光波段的設(shè)備。全文摘要本發(fā)明涉及一種有效分解甲醛的納米涂料添加劑的應(yīng)用。一種有效分解甲醛的納米級(jí)涂料添加劑，該納米涂料添加劑的有效成份為納米TiO2水溶膠。本發(fā)明將光照下能快速分解甲醛的納米TiO2按不同比例添加到涂料中以有效去除室內(nèi)甲醛。該方法無毒、無害、無二次污染、成本低、普適性強(qiáng)且簡(jiǎn)單易行。文檔編號(hào)C09D5/00GK101768384SQ200810230388公開日2010年7月7日申請(qǐng)日期2008年12月30日優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日發(fā)明者吳維成,張靜申請(qǐng)人:遼寧石油化工大學(xué)