一种环保抗甲醛耐酸碱工业涂料的制作方法

1.本发明涉及涂料领域，具体地，涉及一种环保抗甲醛耐酸碱工业涂料。


背景技术：

2.近年来，随着人们生活水平的提高，追求环保绿色健康的生活理念，成为现代人的生活目标。然而室内装修材料往往会产生游离甲醛，新装修的房屋内甲醛含量经常超标。人体长期处在甲醛超标的环境中时，会对健康造成严重损害，如何有效降低室内空气中的甲醛含量成为研究热点。传统的净化甲醛的方法包括开窗通风、植物吸收、活性炭吸附等，但这些方法效率低或者无法长期有效去除甲醛。而涂料的耐酸碱性能与涂料对基材的防护性能重要相关。因此开发一款本身voc释放量低，又具有一定的抗甲醛和耐酸碱功效的工业涂料具有广阔的市场前景。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种环保抗甲醛耐酸碱工业涂料，该涂料能够有效吸收甲醛将其转化为无毒物质并具有耐酸碱腐蚀的优异性能。
4.根据本发明的第一个方面，提供一种环保抗甲醛耐酸碱工业涂料，按重量份数计算，包括：丙烯酸树脂40～60份、壳聚糖-二氧化钛-碳纳米管复合物5～15份、分散剂0.5～1份、成膜剂0.5～3份、润湿剂0.1～0.5份、消泡剂0.1～0.5份、流平剂0.1～1份、附着力促进剂0.5～2份、防霉剂0.1～0.5份；
5.上述壳聚糖-二氧化钛-碳纳米管复合物由壳聚糖-二氧化钛复合物和碳纳米管制备得到。
6.优选地，上述壳聚糖-二氧化钛复合物通过以下方式制备得到：
7.步骤一：将钛酸四丁酯加入盛有无水乙醇的反应釜中，搅拌均匀，依次加入乙酸和壳聚糖的去离子水溶液，搅拌反应1～2h，得混合液1，将混合液1放入烘箱200～250℃加热10～12h，后离心、洗涤、干燥，得沉淀物；
8.步骤二：将沉淀物以5℃/min的升温速率升温至120℃煅烧，保温2～3h，得壳聚糖-二氧化钛复合物。
9.优选地，壳聚糖-二氧化钛-碳纳米管复合物通过以下方式制备得到：
10.步骤一：在超声条件下将碳纳米管加入到混合酸中，20℃-100℃反应1～5h，经水洗、过滤，冷冻干燥得碳纳米管活性中间体；
11.步骤二：将碳纳米管活性中间体溶于含有催化剂的去离子水中，加入壳聚糖-二氧化钛复合物的溶液，反应温度为0～50℃，反应时间为10～30h，加入无水乙醇，后离心，将沉淀干燥即得壳聚糖-二氧化钛-碳纳米管复合物。
12.优选地，壳聚糖为壳聚糖、羧甲基壳聚糖、羟乙基壳聚糖、羟丙基壳聚糖中的至少一种。
13.优选地，防沉剂为亲水性膨润土、硅酸盐、蒙托石中的至少一种。
14.优选地，流平剂为聚乙烯醇缩丁醛、二丙酮醇中的至少一种。
15.优选地，碳纳米管为多壁碳纳米管。
16.优选地，壳聚糖-二氧化钛复合物的粒径为300～1000nm。
17.优选地，丙烯酸树脂为丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸-4-羟丁酯、丙烯酸的混合物。
18.优选地，上述环保抗甲醛耐酸碱工业涂料还包括硅藻土2～5份。
19.优选地，上述环保抗甲醛耐酸碱工业涂料还包括纳米氯氧化铋1～2份。
20.根据本发明的另一个方面，提供一种上述环保抗甲醛耐酸碱工业涂料的制备方法，包括以下步骤：
21.步骤一：将丙烯酸树脂、分散剂、润湿剂、消泡剂、流平剂份、附着力促进剂，在转速为700～800r/min的条件下搅拌1～2h，得第一料液；
22.步骤二：将壳聚糖-二氧化钛-碳纳米管复合物溶于水中超声分散均匀，加入第一料液，继续搅拌0.5～1h；
23.步骤三：加入成膜剂、防霉剂，在搅拌的条件下加入氨水调节ph至中性后，得环保抗甲醛耐酸碱工业涂料。
24.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：将壳聚糖、二氧化钛、碳纳米管通过化学方式复合接枝到一起得到壳聚糖-二氧化钛-碳纳米管复合物，具有较强的光催化性能，并将其作为填料添加到涂料体系中，获得了一种综合性能大大提高的环保抗甲醛耐酸碱工业涂料。二氧化钛具有光催化功能，能够结合氧分子和水分子形成具有强氧化性的.oh、o2、h2o2，进一步催化甲醛氧化分解生成co2和水。壳聚糖本身具有大量的活性氨基和羟基通过溶胶-凝胶法反应，生成具有多孔结构的壳聚糖-二氧化钛复合物，大大增加了二氧化钛的比表面积，从而增强了其光催化效率。壳聚糖结构中的氨基也能与甲醛发生化学反应，将其转化为无毒无害的物质。进一步地，将碳纳米管与壳聚糖进行接枝，生成壳聚糖-二氧化钛-碳纳米管复合物，其中碳纳米管复合物具有较强的吸附性能，吸附空气中的甲醛，并缓慢释放，使二氧化钛和壳聚糖能够有充足的时间将甲醛氧化分解和转化为无毒物质。将碳纳米管和二氧化钛与壳聚糖接枝，也有效避免了其在涂料中发生团聚。而碳纳米管和二氧化钛的线状和点状结构增强了涂层的致密性，加上其在涂料中均匀分散，从而增强了涂料的耐腐蚀和耐酸碱性能。
具体实施方式
25.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明，以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，都属于本发明的保护范围。
26.以下实施方式中的壳聚糖-二氧化钛-碳纳米管复合物由壳聚糖-二氧化钛复合物通过以下方式制备得到：
27.(1)制备壳聚糖-二氧化钛复合物
28.步骤一：将10ml钛酸四丁酯加入盛有20ml无水乙醇的反应釜中，搅拌均匀，依次加入18ml乙酸和200mg壳聚糖的去离子水溶液，搅拌反应1.5h，得混合液1，将混合液1放入烘
箱200～250℃加热10h，后离心、洗涤、干燥，得沉淀物；
29.步骤二：将沉淀物以5℃/min的升温速率升温至120℃煅烧，保温3h，得壳聚糖-二氧化钛复合物。
30.(2)制备壳聚糖-二氧化钛-碳纳米管复合物
31.步骤一：在超声条件下将碳纳米管加入到混合酸(浓硝酸：浓硫酸＝1:1)中，20℃-100℃反应1～5h，经水洗、过滤，冷冻干燥得碳纳米管活性中间体；
32.步骤二：将碳纳米管活性中间体溶于含有催化剂的去离子水中，加入壳聚糖-二氧化钛复合物的溶液，反应温度为50℃，反应时间为20h，加入无水乙醇，后离心，将沉淀干燥即得壳聚糖-二氧化钛-碳纳米管复合物。
33.实施例1
34.本实施例提供一种环保抗甲醛耐酸碱工业涂料，按重量份数计算，包括：丙烯酸丁酯10份、丙烯酸甲酯10份、丙烯酸20份、壳聚糖-二氧化钛-碳纳米管复合物5份、硅藻土2份、纳米氯氧化铋1份分散剂0.5份、成膜剂2份、润湿剂0.3份、消泡剂0.5份、流平剂0.5份、附着力促进剂1份、防霉剂0.1份。
35.上述环保抗甲醛耐酸碱工业涂料通过以下方式制备：
36.步骤一：将10份丙烯酸丁酯、10份丙烯酸甲酯、20份丙烯酸、0.5份分散剂、0.3份润湿剂、0.5份消泡剂、0.5份流平剂份、1份附着力促进剂，在转速为700～800r/min的条件下搅拌1～2h，得第一料液；
37.步骤二：将5份壳聚糖-二氧化钛-碳纳米管复合物、2份硅藻土、1份纳米氯氧化铋、溶于水中超声分散均匀，加入第一料液，继续搅拌1h；
38.步骤三：加入2份成膜剂、0.5份防霉剂，在搅拌的条件下加入氨水调节ph至中性后，得环保抗甲醛耐酸碱工业涂料。
39.实施例2
40.本实施例提供一种环保抗甲醛耐酸碱工业涂料，按重量份数计算，包括：丙烯酸丁酯15份、丙烯酸甲酯10份、丙烯酸20份、甲基丙烯酸-4-羟丁酯15份、壳聚糖-二氧化钛-碳纳米管复合物15份、硅藻土5份、纳米氯氧化铋2份、分散剂1份、成膜剂3份、润湿剂0.5份、消泡剂0.5份、流平剂1份、附着力促进剂2份、防霉剂0.5份。
41.上述环保抗甲醛耐酸碱工业涂料通过以下方式制备：
42.步骤一：将15份丙烯酸丁酯、10份丙烯酸甲酯、20份丙烯酸、15份甲基丙烯酸-4-羟丁酯、1份分散剂、0.5份润湿剂、0.5份消泡剂、1份流平剂份、2份附着力促进剂，在转速为700～800r/min的条件下搅拌1～2h，得第一料液；
43.步骤二：将15份壳聚糖-二氧化钛-碳纳米管复合物、5份硅藻土、2份纳米氯氧化铋、溶于水中超声分散均匀，加入第一料液，继续搅拌1h；
44.步骤三：加入4份成膜剂、0.5份防霉剂，在搅拌的条件下加入氨水调节ph至中性后，得环保抗甲醛耐酸碱工业涂料。
45.实施例3
46.本实施例提供一种环保抗甲醛耐酸碱工业涂料，按重量份数计算，包括：丙烯酸丁酯20份、丙烯酸甲酯10份、丙烯酸20份、壳聚糖-二氧化钛-碳纳米管复合物10份、硅藻土3份、纳米氯氧化铋1.5份分散剂1份、分散剂0.6份、成膜剂2份、润湿剂0.3份、消泡剂0.4份、
流平剂0.8份、附着力促进剂1份、防霉剂0.4份。
47.上述环保抗甲醛耐酸碱工业涂料通过以下方式制备：
48.步骤一：将20份丙烯酸丁酯、10份丙烯酸甲酯、20份丙烯酸、10份甲基丙烯酸-4-羟丁酯、0.6份分散剂、0.3份润湿剂、0.4份消泡剂、0.8份流平剂份、1份附着力促进剂，在转速为700～800r/min的条件下搅拌1～2h，得第一料液；
49.步骤二：将10份壳聚糖-二氧化钛-碳纳米管复合物、3份硅藻土、1.5份纳米氯氧化铋溶于水中超声分散均匀，加入第一料液，继续搅拌1h；
50.步骤三：加入2份成膜剂、0.4份防霉剂，在搅拌的条件下加入氨水调节ph至中性后，得环保抗甲醛耐酸碱工业涂料。
51.对比例1
52.本实施例提供一种环保抗甲醛耐酸碱工业涂料，按重量份数计算，包括：丙烯酸丁酯20份、丙烯酸甲酯10份、丙烯酸20份、3份壳聚糖、3份二氧化钛、4份碳纳米管、硅藻土3份、纳米氯氧化铋1.5份分散剂1份、分散剂0.6份、成膜剂2份、润湿剂0.3份、消泡剂0.4份、流平剂0.8份、附着力促进剂1份、防霉剂0.4份。
53.上述环保抗甲醛耐酸碱工业涂料通过以下方式制备：
54.步骤一：将20份丙烯酸丁酯、10份丙烯酸甲酯、20份丙烯酸、10份甲基丙烯酸-4-羟丁酯、0.6份分散剂、0.3份润湿剂、0.4份消泡剂、0.8份流平剂份、1份附着力促进剂，在转速为700～800r/min的条件下搅拌1～2h，得第一料液；
55.步骤二：将3份壳聚糖、3份二氧化钛、4份碳纳米管、3份硅藻土、1.5份纳米氯氧化铋溶于水中超声分散均匀，加入第一料液，继续搅拌1h；
56.步骤三：加入2份成膜剂、0.4份防霉剂，在搅拌的条件下加入氨水调节ph至中性后，得环保抗甲醛耐酸碱工业涂料。
57.对比例2
58.本实施例提供一种环保抗甲醛耐酸碱工业涂料，按重量份数计算，包括：丙烯酸丁酯20份、丙烯酸甲酯10份、丙烯酸20份、5份壳聚糖-二氧化钛、5份碳纳米管、硅藻土3份、纳米氯氧化铋1.5份分散剂1份、分散剂0.6份、成膜剂2份、润湿剂0.3份、消泡剂0.4份、流平剂0.8份、附着力促进剂1份、防霉剂0.4份。
59.上述环保抗甲醛耐酸碱工业涂料通过以下方式制备：
60.步骤一：将20份丙烯酸丁酯、10份丙烯酸甲酯、20份丙烯酸、10份甲基丙烯酸-4-羟丁酯、0.6份分散剂、0.3份润湿剂、0.4份消泡剂、0.8份流平剂份、1份附着力促进剂，在转速为700～800r/min的条件下搅拌1～2h，得第一料液；
61.步骤二：将5份壳聚糖-二氧化钛、5份碳纳米管、3份硅藻土、1.5份纳米氯氧化铋溶于水中超声分散均匀，加入第一料液，继续搅拌1h；
62.步骤三：加入2份成膜剂、0.4份防霉剂，在搅拌的条件下加入氨水调节ph至中性后，得环保抗甲醛耐酸碱工业涂料。
63.对比例3
64.本对比例与实施例1的区别在于不添加壳聚糖-二氧化钛-碳纳米管复合物，其余均与实施例3相同。
65.测试例1
66.对实施例1～3和对比例1～3的产品进行净化甲醛效率测试和甲醛净化效率持久性进行测试，测试方法参照jc/t1074 2008《室内空气净化功能涂覆材料净化功能》规定的i类要求，结果如表1所示。
67.测试例2
68.对实施例1～3和对比例1～3的产品进行游离甲醛含量和挥发性有机物含量进行测试，测试方法参考b18582—2008《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》，结果如表1所示。
69.表1涂料的抗甲醛性能测试
[0070][0071][0072]
测试例3
[0073]
根据gb/t9274-1998实施例1～3和对比例1～3进行耐酸耐碱测试。
[0074]
项目耐酸溶液性耐碱性实施例1720h，漆膜不起泡不脱落720h，漆膜不起泡不脱落实施例2720h，漆膜不起泡不脱落720h，漆膜不起泡不脱落实施例3720h，漆膜不起泡不脱落720h，漆膜不起泡不脱落测试例1起泡起泡测试例2起泡起泡测试例3轻微脱落轻微脱落
[0075]
以上测试结果说明，本发明提供的涂料能够有效消除甲醛，且作用力持久，在甲醛长期不断挥发的情况下也能保持良好的除甲醛效率。并且本发明提供的涂料具有良好的耐酸和耐碱性能，长期使用不会被腐蚀或脱落。
[0076]
上述实施例仅例示性的说明本发明的原理及功效，而非用于限制本发明。任何熟悉本技术的人员皆可以在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行改变或修饰。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍然应由本发明的权利要求所涵盖。

技术特征：
1.一种环保抗甲醛耐酸碱工业涂料，其特征在于，按重量份数计算，包括：丙烯酸树脂40～60份、壳聚糖-二氧化钛-碳纳米管复合物5～15份、分散剂0.5～1份、成膜剂0.5～3份、润湿剂0.1～0.5份、消泡剂0.1～0.5份、流平剂0.1～1份、附着力促进剂0.5～2份、防霉剂0.1～0.5份；所述壳聚糖-二氧化钛-碳纳米管复合物由壳聚糖-二氧化钛复合物和碳纳米管制备得到。所述壳聚糖-二氧化钛复合物通过以下方式制备得到：步骤一：将钛酸四丁酯加入盛有无水乙醇的反应釜中，搅拌均匀，依次加入乙酸和壳聚糖的去离子水溶液，搅拌反应1～2h，得混合液1，将所述混合液1放入烘箱200～250℃加热10～12h，后离心、洗涤、干燥，得沉淀物；步骤二：将所述沉淀物以5℃/min的升温速率升温至120℃煅烧，保温2～3h，得所述壳聚糖-二氧化钛复合物。2.如权利要求1所述的环保抗甲醛耐酸碱工业涂料，其特征在于，所述壳聚糖-二氧化钛-碳纳米管复合物通过以下方式制备得到：步骤一：在超声条件下将碳纳米管加入到混合酸中，20℃-100℃反应1～5h，经水洗、过滤，冷冻干燥得碳纳米管活性中间体；步骤二：将所述碳纳米管活性中间体溶于含有催化剂的去离子水中，加入所述壳聚糖-二氧化钛复合物的溶液，反应温度为0～50℃，反应时间为10～30h，加入无水乙醇，后离心，将沉淀干燥即得所述壳聚糖-二氧化钛-碳纳米管复合物。3.如权利要求2所述的环保抗甲醛耐酸碱工业涂料，其特征在于，所述壳聚糖为壳聚糖、羧甲基壳聚糖、羟乙基壳聚糖、羟丙基壳聚糖中的至少一种。4.如权利要求2所述的环保抗甲醛耐酸碱工业涂料，其特征在于，所述碳纳米管为多壁碳纳米管。5.如权利要求1所述的环保抗甲醛耐酸碱工业涂料，其特征在于，所述壳聚糖-二氧化钛复合物的粒径为300～1000nm。6.如权利要求1所述的环保抗甲醛耐酸碱工业涂料，其特征在于，所述丙烯酸树脂为丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸-4-羟丁酯、丙烯酸的混合物。7.如权利要求1所述的环保抗甲醛耐酸碱工业涂料，其特征在于，还包括硅藻土2～5份。8.如权利要求7所述的环保抗甲醛耐酸碱工业涂料，其特征在于，还包括纳米氯氧化铋1～2份。9.一种如权利要求1所述的环保抗甲醛耐酸碱工业涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将所述丙烯酸树脂、所述分散剂、所述润湿剂、所述消泡剂、所述流平剂份、所述附着力促进剂，在转速为700～800r/min的条件下搅拌1～2h，得第一料液；步骤二：将所述壳聚糖-二氧化钛-碳纳米管复合物溶于水中超声分散均匀，加入所述第一料液，继续搅拌0.5～1h；步骤三：加入所述成膜剂、所述防霉剂，在搅拌的条件下加入氨水调节ph至中性后，得所述环保抗甲醛耐酸碱工业涂料。

技术总结
本发明提供了一种环保抗甲醛耐酸碱工业涂料，按重量份数计算，包括：丙烯酸树脂40～60份、壳聚糖-二氧化钛-碳纳米管复合物5～15份、分散剂0.5～1份、成膜剂0.5～3份、润湿剂0.1～0.5份、消泡剂0.1～0.5份、流平剂0.1～1份、附着力促进剂0.5～2份、防霉剂0.1～0.5份；上述壳聚糖-二氧化钛-碳纳米管复合物由壳聚糖-二氧化钛复合物和碳纳米管制备得到。该涂料能够有效吸收甲醛将其转化为无毒物质并具有优异的耐酸碱腐蚀性能。的耐酸碱腐蚀性能。


技术研发人员：周伟建 张旭 戴海雄 黄理荣 林蛟 周波 马庆磊
受保护的技术使用者：广东美涂士建材股份有限公司
技术研发日：2021.12.31
技术公布日：2022/3/8