二氧化硅与氧化锌复合材料的制备方法
【专利摘要】本发明公开一种二氧化硅与氧化锌复合材料的制备方法，其制备方法包括以下步骤：先向硝酸锌溶液，醋酸锌溶液或者硫酸锌溶液中缓慢加入多孔二氧化硅，然后再缓慢加入尿素溶液或者氨水溶液，调节溶液pH值至8.5，在70℃～95℃恒温反应8小时～10小时，最后过滤，干燥，煅烧，即得到到本二氧化硅与氧化锌复合材料。将本发明制得的二氧化硅与氧化锌复合材料用于制备干粉乳胶漆涂料，其制得的干粉乳胶漆涂料不仅能够高效分解空气中的甲醛和甲苯等有害气体，改善室内空气质量，还能够代替传统的杀菌剂起到长效杀菌的作用。
【专利说明】二氧化娃与氧化锌复合材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及复合材料领域，尤其是一种二氧化硅与氧化锌复合材料的制备方法。【背景技术】
[0002]据相关数据统计，全球近一半的人生活在有污染的室内空气中，室内环境污染已经引起35.7%的呼吸道疾病，22%的慢性肺病和15%的气管炎、支气管炎和肺癌。国际有关组织调查发现，全球30%以上的新建或重建的建筑物内的空气中，都存在对人们身体健康不利的有害物质，室内空气污染已被列入对公众健康影响最大的5个环境因素之一。其中甲醛为典型污染物质。因此，人们迫切需要一种安全且长期有效的方法解决严重的室内甲醛污染问题。
【发明内容】
[0003]本发明提供了一种二氧化硅与氧化锌复合材料，将该复合材料用于制备干粉乳胶漆涂料，并将制得的干粉乳胶漆涂料用作室内墙体的涂料，可解决严重的室内甲醛污染问题。
[0004]为解决上述技术方案，本发明所采用的技术方案是:
一种二氧化硅与氧化锌复合材料的制备过程包括以下步骤: A、向含有0.lmol/LZn2+的盐溶液中缓慢加入多孔二氧化硅，然后再缓慢加入沉淀剂；其中，所述的多孔二氧化硅的加入量为每IOOmL盐溶液加入IOg所述多孔二氧化硅；所述沉淀剂是0.4mol/L尿素溶液或25%~28%的氨水溶液中的一种；所述盐溶液与所述尿素的体积比为1:0.5~I ;所述盐溶液与所述氨水的体积比为1:0.1~0.3 ;
B、调节混合溶液的pH值至8.5，然后在70°C~95°C下恒温反应8小时~10小时；
C、待步骤B所述反应结束后，将所述反应得到的产物过滤，收集滤渣，将所述滤渣在95°C下干燥8小时，然后在350°C~550°C下煅烧4小时，即得到本二氧化硅与氧化锌复合材料；
上述技术方案中，更具体的技术方案是:所述盐溶液是硝酸锌溶液，醋酸锌溶液，硫酸锌溶液三种溶液中的一种；
步骤B所述的多孔二氧化硅的制备原料是合成二氧化硅，硅酸钠，硅藻土，沸石粉四种物质中的一种；
所述硅藻土制备多孔二氧化硅的方法是:先用水洗硅藻原土，再将水洗后的硅藻土在500°C下煅烧2小时，收集煅烧后的产物I并冷却至室温，然后在所述产物I中加入浓度为
1.4%的硫酸溶液，混合均匀，再在220°C下煅烧3小时，收集煅烧后的产物II并冷却至室温；再用水洗至溶液的PH值为7，然后过滤，收集滤渣并干燥，即得到二氧化硅；其中，所述硫酸溶液的加入量为每100g所述产物I加入IlOml所述硫酸溶液；
所述的硅酸钠制备多孔二氧化硅的方法为:在85°C~90°C下调节0.05mol/L硅酸钠溶液的PH值至8.5，然后向所述硅酸钠溶液中滴加无水乙醇，至反应不再有沉淀析出，过滤，收集滤渣并干燥，即得到二氧化硅；
所述的沸石粉制备多孔二氧化硅的方法为:先将沸石原矿粉碎，过100目分子筛，即得到沸石粉，然后将所述沸石粉加到浓度6%-10%的硫酸溶液中，静置3小时，然后过滤，再用蒸馏水洗至溶液PH值为7，然后过滤，收集滤渣并干燥，最后350°C -500°C下煅烧。
[0005]由于采用上述技术方案，本发明得到的有益效果是:
将本发明制得的二氧化硅与氧化锌复合材料用于制备干粉乳胶漆涂料中，其制得的干粉乳胶漆涂料不仅能够高效分解空气中的甲醛和甲苯等有害气体，改善室内空气质量，还能够代替传统的杀菌剂起到长效杀菌的作用:抗菌效果达到98%以上；日光或灯光照射48小时后，分解净化甲醛率达83%以上，分解净化甲苯率达49%以上；符合中华人民共和国建材行业标准JC/T 1074-2008《室内空气净化功能涂覆材料净化性能》的要求。
【具体实施方式】
[0006]以下结合具体实施例，对本发明作进一步详述:
实施例1
向200mL的0.lmol/L硝酸锌溶液中缓慢加入30g多孔二氧化硅，然后再缓慢加入IOOmL的0.4mol/L的尿素溶液，并调节溶液pH为8.5，70°C下恒温保持10小时，过滤，最后将过滤所得的滤渣在95°C下干燥8小时，然后350°C煅烧4小时，即得二氧化硅与氧化锌复合材料。
[0007]其中，二氧化硅的制备方法是:取200g硅藻原土，先用水洗硅藻原土，再将水洗后的硅藻土在500°C下煅烧2小时，收集煅烧后的产物I并冷却至室温，然后在所述产物I中加入220mL浓度为1.4%的硫酸溶液，混合均匀，在220°C下煅烧3小时，收集煅烧后的产物II并冷却至室温；再用水洗至溶液的pH值为7，然后过滤，收集滤渣并干燥，即得到二氧化硅； 将本发明制得的二氧化硅与氧化锌复合材料用于制备干粉乳胶漆涂料，并按每平方米用100g干乳胶粉涂料加150g水搅拌均匀，涂在室内墙体上，固化成膜，进行检测，发现在无光照情况下，该涂料可吸附室内甲醛、甲苯及异味；在有日光或灯光照射48小时后，对室内空气中常见的细菌的抗菌效果达到98.7%，可分解净化甲醛率达84.8%，分解净化甲苯率达51.6%，符合中华人民共和国建材行业标准JC/T 1074-2008《室内空气净化功能涂覆材料净化性能》的要求。
[0008]实施例2
向200mL的0.lmol/L醋酸锌溶液中缓慢加入35g多孔二氧化硅，然后再缓慢加入150mL的0.4mol/L的尿素溶液，并调节溶液pH为8.5，80°C下恒温保持9小时，过滤，最后将过滤所得的滤渣在95°C下干燥8小时，然后450°C煅烧4小时，即得二氧化硅与氧化锌复合材料。
[0009]其中，二氧化硅的制备方法是:在85°C下调节0.05mol/L硅酸钠溶液的pH值至8.5，然后向所述硅酸钠溶液中滴加无水乙醇，至反应不再有沉淀析出，过滤，收集滤渣并干燥，即得到二氧化硅。
[0010]将本发明制得的二氧化硅与氧化锌复合材料用于制备干粉乳胶漆涂料，并按每平方米用100g干乳胶粉涂料加150g水搅拌均匀，涂在室内墙体上，固化成膜，进行检测，发现在无光照情况下，该涂料可吸附室内甲醛、甲苯及异味；在有日光或灯光照射48小时后，对室内空气中常见的细菌的抗菌效果达到98.3%，可分解净化甲醛率达85.2%，分解净化甲苯率达50.5%，符合中华人民共和国建材行业标准JC/T 1074-2008《室内空气净化功能涂覆材料净化性能》的要求。
[0011]实施例3
向200mL的0.lmol/L硫酸锌溶液中缓慢加入40g多孔二氧化硅，然后再缓慢加入200mL的0.4mol/L的尿素溶液，并调节溶液pH为8.5，95°C下恒温保持8小时，过滤，最后将过滤所得的滤渣在95°C下干燥8小时，然后550°C煅烧4小时，即得二氧化硅与氧化锌复合材料。
[0012]其中，二氧化硅的制备方法是:在90°C下调节0.05mol/L硅酸钠溶液的pH值至
8.5，然后向所述硅酸钠溶液中滴加无水乙醇，至反应不再有沉淀析出，过滤，收集滤渣并干燥，即得到二氧化硅。
[0013]将本发明制得的二氧化硅与氧化锌复合材料用于制备干粉乳胶漆涂料，并按每平方米用100g干乳胶粉涂料加150g水搅拌均匀，涂在室内墙体上，固化成膜，进行检测，发现在无光照情况下，该涂料可吸附室内甲醛、甲苯及异味；在有日光或灯光照射48小时后，对室内空气中常见的细 菌的抗菌效果达到99%，可分解净化甲醛率达85.8%，分解净化甲苯率达50.2%，符合中华人民共和国建材行业标准JC/T 1074-2008《室内空气净化功能涂覆材料净化性能》的要求。
[0014]实施例4
向200mL的0.lmol/L醋酸锌中缓慢加入30g多孔二氧化硅，然后再缓慢加入40mL的25%氨水溶液，并调节溶液pH为8.5，70°C下恒温保持10小时，过滤，最后将过滤所得的滤渣在95°C下干燥8小时，然后350°C煅烧4小时，即得二氧化硅与氧化锌复合材料。
[0015]其中，二氧化硅的制备方法是:先将1000g沸石原矿粉碎，过100目分子筛，得到沸石粉，然后将所述沸石粉加入到3000ml浓度为6%的硫酸溶液中，静置3小时，然后过滤，收集滤渣I，再用蒸馏水洗涤滤渣I使其pH值为7，再过滤，收集滤渣II并干燥，最后在350°C煅烧，即得到二氧化硅。
[0016]将本发明制得的二氧化硅与氧化锌复合材料用于制备干粉乳胶漆涂料，并按每平方米用100g干乳胶粉涂料加150g水搅拌均匀，涂在室内墙体上，固化成膜，进行检测，发现在无光照情况下，该涂料可吸附室内甲醛、甲苯及异味；在有日光或灯光照射48小时后，对室内空气中常见的细菌的抗菌效果达到98.5%，可分解净化甲醛率达83.8%，分解净化甲苯率达50.6%，符合中华人民共和国建材行业标准JC/T 1074-2008《室内空气净化功能涂覆材料净化性能》的要求。
[0017]实施例5
向200mL的0.lmol/L硫酸锌中缓慢加入35g多孔二氧化硅，然后再缓慢加入20mL的28%氨水溶液，调节溶液pH为8.5，80°C下恒温保持9小时，过滤，最后将过滤所得的滤渣在95°C下干燥8小时，然后450°C煅烧4小时，即得二氧化硅与氧化锌复合材料。
[0018]其中，二氧化硅的制备方法是:先将1000g沸石原矿粉碎，过100目分子筛，得到沸石粉，然后将所述沸石粉加入到3000ml浓度为10%的硫酸溶液中，静置3小时，然后过滤，收集滤渣I，再用蒸馏水洗涤滤渣I使其pH值为7，再过滤，收集滤渣II并干燥，最后在500°C煅烧，即得到二氧化硅。
[0019]将本发明制得的二氧化硅与氧化锌复合材料用于制备干粉乳胶漆涂料，并按每平方米用100g干乳胶粉涂料加150g水搅拌均匀，涂在室内墙体上，固化成膜，进行检测，发现在无光照情况下，该涂料可吸附室内甲醛、甲苯及异味；在有日光或灯光照射48小时后，对室内空气中常见的细菌的抗菌效果达到98.2%，可分解净化甲醛率达85.1%，分解净化甲苯率达51.1%，符合中华人民共和国建材行业标准JC/T 1074-2008《室内空气净化功能涂覆材料净化性能》的要求。
[0020]实施例6
向200mL的0.lmol/L硝酸锌溶液中缓慢加入40g多孔二氧化硅，然后再缓慢加入20mL的28%氨水溶液，并调节溶液pH为8.5，95°C下恒温保持8小时，过滤，最后将过滤所得的滤渣在95°C下干燥8小时，然后550°C煅烧4小时，即得二氧化硅与氧化锌复合材料。
[0021]其中，二氧化硅的原料来自合成二氧化硅。
[0022]将本发明制得的二氧化硅与氧化锌复合材料用于制备干粉乳胶漆涂料，并按每平方米用100g干乳胶粉涂料加150g水搅拌均匀，涂在室内墙体上，固化成膜，进行检测，发现在无光照情况下， 该涂料可吸附室内甲醛、甲苯及异味；在有日光或灯光照射48小时后，对室内空气中常见的细菌的抗菌效果达到98.5%，可分解净化甲醛率达84.6%，分解净化甲苯率达50.7%，符合中华人民共和国建材行业标准JC/T 1074-2008《室内空气净化功能涂覆材料净化性能》的要求。
【权利要求】
1.一种二氧化硅与氧化锌复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤: A、向含有0.lmol/LZn2+的盐溶液中缓慢加入多孔二氧化硅，然后再缓慢加入沉淀剂；其中，所述的多孔二氧化硅的加入量为每IOOmL所述盐溶液加入IOg所述多孔二氧化硅；所述沉淀剂是0.4mol/L尿素溶液或25%~28%的氨水溶液中的一种；所述盐溶液与所述尿素的体积比为1:0.5~I ;所述盐溶液与所述氨水的体积比为1:0.1~0.3 ; B、调节混合溶液的pH值至8.5，然后在70°C~95°C下恒温反应8小时~10小时； C、待步骤B所述反应结束后，将所述反应得到的产物过滤，收集滤渣，将所述滤渣在95°C下干燥8小时，然后在350°C~550°C下煅烧4小时，即得到本二氧化硅与氧化锌复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种二氧化硅与氧化锌复合材料的制备方法，其特征在于所述盐溶液是硝酸锌溶液，醋酸锌溶液，硫酸锌溶液三种溶液中的一种。
3.根据权利要求1或2所述的一种二氧化硅与氧化锌复合材料的制备方法，其特征在于步骤B所述的多孔二氧化硅的制备原料来自合成二氧化硅，硅酸钠，硅藻土，沸石粉四种物质中的一种。
4.根据权利要求3所述的一种二氧化硅与氧化锌复合材料的制备方法，其特征在于所述硅藻土制备多孔二氧化硅的方法是:先用水洗硅藻原土，再将水洗后的硅藻土在500°C下煅烧2小时，收集煅烧后的产物I并冷却至室温，然后在所述产物I中加入浓度为1.4%的硫酸溶液，混合均匀，再在220°C下煅烧3小时，收集煅烧后的产物II并冷却至室温；再用水洗至溶液的pH值为7，然后过滤，收集滤渣并干燥，即得到二氧化硅；其中，所述硫酸溶液的加入量为每100g所述产物I加入IlOml所述硫酸溶液。
5.根据权利要求3所述的一种二氧化硅与氧化锌复合材料的制备方法，其特征在于所述硅酸钠制备多孔二氧化硅的方法是:在85°C~90°C下调节0.05mol/L硅酸钠溶液的pH值至8.5，然后向所述硅酸钠溶液中滴加无水乙醇，至反应不再有沉淀析出，过滤，收集滤渣并干燥，即得到二氧化硅。
6.根据权利要求3所述的一种二氧化娃与氧化锌复合材料的制备方法,其特征在于所述沸石粉制备多孔二氧化硅的方法是:先将沸石原矿粉碎，过100目分子筛，得到沸石粉，然后将所述沸石粉加入到浓度为6%~10%的硫酸溶液中，静置3小时，然后过滤，收集滤渣I，再用蒸馏水洗涤滤渣I使其PH值为7，再过滤，收集滤渣II并干燥，最后在350°C~500°C煅烧，即得到二氧化硅。
【文档编号】C09D7/12GK104017418SQ201310721144
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2013年12月24日 优先权日:2013年12月24日
【发明者】韦先飞 申请人:韦先飞