本发明属光触媒纳米涂料及空气净化建筑材料技术领域,具体涉及一种光触媒空气净化粉及光触媒空气净化涂料的制备方法。
背景技术:
近年来,随着科技水平的进步和人类生活水平的提高,人们对建筑涂料的要求也越来越高,整个涂料朝着环保、健康的方向发展。目前研究方向具体表现为:a.高性能涂料的研究开发,体现在提高涂料装饰功能上,如提高涂料耐水、耐侯、透气、抗污、涂膜外观等方面;b.无害环保方面,具体为降低涂料中有害物含量,如重金属、voc等。目前我国也发布了相关标准《民用建筑工程室内环境污染控制规范》、《室内装饰装修内墙涂料中有害物质限量》等标准;c.功能涂料的研究,随着建筑涂料应用领域的不断扩大,人们对其的要求已不仅仅局限于装饰及防护功能。现今人们希望建筑涂料在上述基础上,能具备其它功能如抗菌、防腐、降解、等功能,随着竞争加剧,新材料已竞相使用,其中光触媒纳米材料尤其受到青睐。光催化技术纳米技术作为二十一世纪的主导技术之一,已被越来越多的人们所认识,随着对其研究的不断深入,各种光触媒纳米材料不断出现,由于光触媒纳米材料具有小粒子效应和表面效应,与我们现在的微米材料有着极大的差异,在常见的微米材料中少量添加光触媒纳米材料,可能会出现许多新功能。由于光触媒材料具有上述优点,如何使光触媒纳米材料,发挥其效应,制备各种高性能、环保、绿色涂料是国内外涂料领域的研究热点之一。在我国,光触媒纳米材料及环保健康涂料的研究报道很多,总体上现在研究、报道或生产的环保健康涂料主要是针对提高涂料的基本性能(如:耐酸、耐碱性、耐擦洗性、耐候、抗紫外光等)及降低有害成分含量(如:甲醛、苯等有机挥发成分)而言。本发明是在cn1523070a的基础上发展而来,与其区别在于我们是用传统的建筑材料氢氧化钙的基础上加入植物纤维素再引进粒径在1nm-100nm规格的纳米氧化锌使用机械搅拌转速在600r/min-2000r/min混合的工艺,使其改进了单一品种的纳米氧化锌涂料涂在室内墙壁上干后易脱落和成本高的弊端并且赋予了传统建筑材料不具备的光催化降解室内有害物质的功能。不仅能满足人们对美观及装饰效果的要求,而且自身无毒无害,不会危害环境及人体健康,同时具有抗菌、光催化作用,可杀灭环境中的有害菌,分解环境中的有害气体,如:甲醛、苯、氨、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等,可起到净化环境、维护健康的作用。
本发明的光触媒空气净化粉及涂料,产品各项涂料性能指标均超过国家标准gb/要求,voc含量、有害物含量低于《室内装饰装修内墙涂料中有害物质限量》标准要求。同时具有可降解室内的有害气体,如:苯类、氨类、甲醛等,能有效净化室内环境。本发明的光触媒空气净化粉及涂料均属绿色环保产品,是目前室内建筑材料和涂料的换代产品,价廉物美,市场潜力非常巨大。
技术实现要素:
本发明的目的是向社会提供一种光触媒空气净化粉及涂料的制备方法,为改善人们的生活环境,提高人们的生活水平做些贡献。
本发明的技术方案为光触媒空气净化粉和光触媒空气净化涂料的制备方法。
一种用于室内内墙的光触媒空气净化粉,它是由氢氧化钙(纯度要求为90%-99%),纳米氧化锌(粒径要求为1nm-100nm),植物纤维素(要求植物纤维素里去除木质素,果胶,树脂,脂肪等杂质)三种原料按氢氧化钙60%-89%,纳米氧化锌10%-35%,植物纤维素1%-5%的比例混合经机械物理搅拌转速为600r/min-2000r/rmin的工艺制备检验储存后备用,光触媒空气净化粉不仅能满足人们对美观及装饰效果的要求,而且自身无毒无害,不会危害环境及人体健康,同时具有抗菌、光催化作用,可杀灭环境中的有害菌,分解环境中的有害气体,如:甲醛、苯、氨、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等,可起到净化环境、维护健康的作用。其技术特点在于:a.氢氧化钙,化学方程式ca(oh)2白色粉末物,俗称熟石灰或消石灰属于强碱物质,易溶于水,加水后的溶液易溶解纳米氧化锌,是一种常用的建筑材料,价廉。能于空气中的二氧化碳发生化学反应生成碳酸钙,反应方程式如下:
co2+ca(oh)2=caco2↓+h2o(碳酸钙是一种白色固体物常温下化学性质稳定)
本发明使用高纯度的氢氧化钙作为核心功能原料纳米氧化锌的载体,既能符合大众对室内装修材料的审美要求而且能和纳米氧化锌混合在一起方便室内装修推广施工使用。
b.纳米氧化锌粒径在1nm-100nm之间是一种优良的光触媒光催化剂,以光能量激活催化剂,反应在常温常压下就能进行,光催化技术是光化学和催化剂二者的有机结合,在光催化反应中,用自然光或灯光为光源,激发产生的活性自由基与污染物反应:
污染物+oh(或o2)—h2o+无机小分子
氧化锌拥有光催化功能是因为其在受光照射时,其中锌原子上的电子被激发,其运行轨道出现变化从而产生极强的氧化能力,使有机物分解成二氧化碳和水分子而且也能降解部分无机物,一般的建筑材料,装饰材料及所用的化学品等都会释放出种类烦多的挥发性有机物和无机物,如甲醛,笨,氨,丙酮,二氧化碳,硫化氢,二氧化硫,一氧化碳等,这些有害气体,绝大多数经过纳米氧化锌的光催化作用,被完全分解破坏,达到无机化,最终留下的清洁的空气,基于纳米氧化锌优越的光催化作用且以光为能量发应在常温常压下,本发明才使用纳米氧化锌作为核心功能原料。
c.植物纤维素,将植物纤维素里的木质素,果胶,树脂,脂肪等杂质通过加工的方法去除只留下纤维素和半纤维素是本配方的一大特点,纤维素和半纤维素化学性质非常稳定,有良好的韧性,分散性,吸水性,增稠抗裂性,其无毒,无味,无污染,无放射性的优良品质,不影响环境,对人体无害,属于绿色环保原料,我们在做实验时将氢氧化钙,纳米氧化锌,水按60:15:25的重量比将三种原料混合在一起使用机械转速在800r/min装修搅拌机搅拌0.5h得到的涂料涂于室内墙壁,待涂料干后观察15天-30天期间发现涂层有不同程度的开裂,脱落现象,查阅相关资料发现植物纤维素有非常良好的抗裂性广泛应用于浆石混凝土中,便将植物纤维素加进本配方,使用相同的实验观察添加了植物纤维的涂层没有脱落和开裂的现象,为方便施工时,植物纤维素能很好的分解于水中需要将植物纤维素里的木质素,果胶,树脂,脂肪等杂质去除,市场上木浆纸巾是本配方的理想原料,植物纤维素是从天然的木材,稻草,麦草,芦苇,竹子,木材,麻类,棉花经过加工得到的,属于可再生资源,价廉。
一种用于室内内墙的光触媒空气净化涂料,它是由氢氧化钙(纯度要求为90%-99%),纳米氧化锌(粒径要求为1nm-100nm),植物纤维素(要求植物纤维素里去除木质素,果胶,树脂,脂肪等杂质),水,四种原料按氢氧化钙50%-59%,纳米氧化锌5%-15%,植物纤维素1%-5%,水25%-35%的比例混合经机械物理搅拌转速为600r/min-2000r/rmin的工艺制备检验存储后备用,光触媒空气净化涂料不仅能满足人们对美观及装饰效果的要求而且自身无毒无害,不会危害环境及人体健康,同时具有抗菌、光催化作用,可杀灭环境中的有害菌,分解环境中的有害气体,如:甲醛、苯、氨、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等,可起到净化环境、维护健康的作用,其技术特点在于:a.氢氧化钙,化学方程式ca(oh)2白色粉末物,俗称熟石灰或消石灰属于强碱物质,易溶于水,加水后的溶液易溶解纳米氧化锌,是一种常用的建筑材料,价廉。能于空气中的二氧化碳发生化学反应生成碳酸钙,反应方程式如下:
co2+ca(oh)2=caco2↓+h2o(碳酸钙是一种白色固体物常温下化学性质稳定)
本发明使用高纯度的氢氧化钙作为核心功能原料纳米氧化锌的载体,既能符合大众对室内装修材料的审美要求而且能和纳米氧化锌混合在一起方便室内装修推广施工使用。
b.纳米氧化锌粒径在1nm-100nm之间是一种优良的光触媒光催化剂,以光能量激活催化剂,反应在常温常压下就能进行,光催化技术是光化学和催化剂二者的有机结合,在光催化反应中,用自然光或灯光为光源,激发产生的活性自由基与污染物反应:
污染物+oh(或o2)—h2o+无机小分子
氧化锌拥有光催化功能是因为其在受光照射时,其中锌原子上的电子被激发,其运行轨道出现变化从而产生极强的氧化能力,使有机物分解成二氧化碳和水分子而且也能降解部分无机物,一般的建筑材料,装饰材料及所用的化学品等都会释放出种类烦多的挥发性有机物和无机物,如甲醛,笨,氨,丙酮,二氧化碳,硫化氢,二氧化硫,一氧化碳等,这些有害气体,绝大多数经过纳米氧化锌的光催化作用,被完全分解破坏,达到无机化,最终留下的清洁的空气,基于纳米氧化锌优越的光催化作用且以光为能量发应在常温常压下,本发明才使用纳米氧化锌作为核心功能原料。
c.植物纤维素,将植物纤维素里的木质素,果胶,树脂,脂肪等杂质通过加工的方法去除只留下纤维素和半纤维素是本配方的一大特点,纤维素和半纤维素化学性质非常稳定,有良好的韧性,分散性,吸水性,增稠抗裂性,其无毒,无味,无污染,无放射性的优良品质,不影响环境,对人体无害,属于绿色环保原料,我们在做实验时将氢氧化钙,纳米氧化锌,水按60:15:25的重量比将三种原料混合在一起使用机械转速在800r/min装修搅拌机搅拌0.5h得到的涂料涂于室内墙壁,待涂料干后观察15天-30天期间发现涂层有不同程度的开裂,脱落现象,查阅相关资料发现植物纤维素有非常良好的抗裂性广泛应用于浆石混凝土中,便将植物纤维素加进本配方,使用相同的实验观察添加了植物纤维的涂层没有脱落和开裂的现象,为方便施工时,植物纤维素能很好的分解于水中需要将植物纤维素里的木质素,果胶,树脂,脂肪等杂质去除,市场上木浆纸巾是本配方的理想原料,植物纤维素是从天然的木材,稻草,麦草,芦苇,竹子,木材,麻类,棉花经过加工得到的,属于可再生资源,价廉。
d.水为液态淡水,水的重量比占25%-35%,将其他的三款原料混合溶解在水中通过机械搅拌机转速在600r/min-2000r/min转均匀搅拌0.5h-1h便制备了光触媒空气净化涂料,施工时使用刮浆板刮涂在室内墙壁上厚度要求为0.2mm-0.5mm。
综上所述光触媒空气净化涂料和光触媒空气净化粉为新型涂料,原料取材方便不会污染环境不会危害人体健康,价廉,具备常规涂料的装饰功能,同时具有优异的抗菌、光催化降解效果,光触媒空气净化粉和光触媒空气净化涂料可以用于一切建筑物的内墙涂刷,可以改善人们的居住和生活环境,有益于人们的身体健康,值得推广应用。