本发明专利技术涉及一种光催化消毒杀菌空气净化涂料和织物整理剂制备方法，通过对纳米TiO2不完全有机改性，使部分纳米TiO2表面接有亲油层，利用细乳液聚合使聚丙烯酸酯对有机化改性纳米TiO2进行包裹，聚合过程中使表面富含羧基，未被改性的纳米TiO2的羟基在乳胶粒表面羧基的吸引下，紧密排列于乳胶粒外层，通过一步聚合反应就制得了具有TiO2/聚丙烯酸酯/TiO2多层核壳结构的复合乳液；产品可作为家具、窗帘地板、天花板、内墙涂料在家居、医院、地铁、商场等居民房屋和公共室内环境中使用，还可作为消毒抗菌整理剂，使床单、被褥、窗帘、衣物尤其是内衣、袜子、鞋帮、鞋垫等具有消毒抗菌和使空气中的、以及沾污在其上的汗渍和有害物质催化分解成无毒物质的功能，在光催化涂料、抗菌织物整理剂等领域有广阔应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种光催化消毒杀菌空气净化涂料和织物整理剂制备方法，属于光催化涂料、消毒、抗菌、空气净化涂料或织物整理剂等
技术介绍
近年来，随着人们环保意识的增强，室内的环境安全问题得到广泛关注。其中，装修建材及家具等产生的苯、甲苯、甲醛等有害气体能缓慢挥发，长期存在于室内有害人体健康，已经得到越来越多人的注意。纳米二氧化钛以其超大的比表面积和良好的光敏性成为目前应用最为广泛的光催化剂。在乳液中加入纳米二氧化钛不仅能提高其物理与化学性能，还能赋予乳液光催化功能，使乳液不仅能在光照的条件下分解小分子污染物，还能杀菌除臭，从而不仅可在作为家具、窗帘地板、天花板、内墙涂料在医院、地铁、商场等公共室内环境使用，还可制备成消毒抗菌整理剂，使床单、被褥、窗帘、衣物尤其是内衣、袜子、鞋帮、鞋垫等具有消毒抗菌和使空气中的、和沾污在其上的汗渍及各种有害物质催化分解成无色无味无毒的物质的功能，从而大大增加其产品附加值。核壳型乳液能通过设计不同组成成分、不同核壳组合等得到一系列不同形态的非均相粒子，具有一般无规共聚物和机械共混物难以相比的优异性能。但是，无机-核/有机-壳与有机-核/无机-壳这两种不同的粒子形态设计对乳液性能的影响不是同的。例如，纳米二氧化钛- 核/聚合物-壳型材料的耐水性、强度、韧性等性能都得到增强，此时纳米二氧化钛就不单是填料而是改性剂了。从工业生产的角度来看，纳米二氧化钛-核/聚合物-壳型材料性能出色而且生产工艺相对简单，成本较低。而当纳米二氧化钛作为复合粒子外壳时，在成膜后，能有更多的纳米二氧化钛分布于膜表面，更有利于发挥其光催化功能，从而能大大提高其产品附加值。因此，如果设计出一种具有TiO2/聚合物/TiO2多层核壳结构的粒子，那么这种复合乳液将同时具有上述不同核-壳结构组合材料的优点。现有研究中，Gao等通过一种两步溶胶凝胶法制备出了PS/SiO2/TiO2多层复合粒子[Song X F，Gao L.Fabrication of hollow hybrid microspheres coated with silica/titania via sol-gel process and enhanced photocatalytic activities[J].J.Phys.Chem.C 2007，111：8180-8187.]。Tang等通过精准的控制各层间的静电力制备了PS/TiO2/UF多层复合粒子[Peng B，Tang F Q，Chen D，Ren X L，Meng X W，Ren J.Preparation of PS/TiO2/UF multilayer core-shell hybrid microspheres with high stability[J].J.Colloid.Interf.Sci.2009，329：62-66.]。国内专利201410678709.7描述了一种利用自组装技术制备三层核壳结构复合粒子的方法。然而上述的多层核壳结构粒子制备方法在工业生产上都显得太过复杂，难以大规模生产。并且，还未见仅通过一次细乳液聚合一步法制备TiO2/聚丙烯酸酯/TiO2多层核壳结构光催化消毒杀菌空气净化涂料的方法的相关报道，因此，寻求一种简单有效的制备TiO2/聚丙烯酸酯/TiO2多层核壳复合乳液的方法对于 光催化消毒杀菌空气净化涂料及抗菌整理剂等的工业化生产显得非常有意义。本专利技术提出了一种只通过一次细乳液聚合的一种光催化消毒杀菌空气净化涂料和织物整理剂制备方法。其原理在于通过对纳米TiO2不完全有机改性，使部分纳米TiO2表面接有亲油层；利用细乳液聚合使聚丙烯酸酯对有机化改性纳米TiO2进行包裹；亲水单体在聚合过程中会分布于乳胶粒表面，使其表面富含羧基；未被改性纳米TiO2的羟基在乳胶粒表面羧基的吸引下，紧密排列于乳胶粒外层，从而通过一步聚合反应就制得了具有TiO2/聚丙烯酸酯/TiO2多层核壳结构的复合乳液。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术缺点，提供通过一步聚合反应制得具有TiO2/聚丙烯酸酯/TiO2多层核壳结构的光催化消毒杀菌空气净化涂料或织物整理剂的方法，该方法制得的产品将同时具有不同核壳组成乳液的优点，且工艺简单。本专利技术采用细乳液聚合法简易制备TiO2/聚丙烯酸酯/TiO2多层核壳结构复合乳液，其步骤具体为：1.通过对纳米TiO2不完全有机改性，使部分纳米TiO2表面接有亲油层，利用细乳液聚合使聚丙烯酸酯对有机化改性纳米TiO2进行包裹，使亲水单体在聚合过程中分布于乳胶粒表面，使其表面富含羧基，未被改性纳米TiO2的羟基在乳胶粒表面羧基的吸引下，紧密排列于乳胶粒外层，通过一步聚合反应制得具有TiO2/聚丙烯酸酯/TiO2多层核壳结构的光催化消毒杀菌空气净化涂料或织物整理剂的方法， 包括步骤如下：(1)在装有搅拌器、温度计、恒温加热装置中加入纳米二氧化钛粉体、去离子水、硬脂酸钠，搅拌均匀后，加热到70-90℃，加入浓硫酸，保温反应1-4h时间后出料，干燥后备用；(2)将软硬单体及亲水功能单体和上述改性纳米二氧化钛均匀混合，制成油相备用；(3)在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计、恒温加热装置中，加入可聚合乳化剂、去离子水、缓冲剂搅拌均匀，将上述步骤(2)所制的油相缓慢加入，持续搅拌均匀后，插入超声波发生器进行细乳化，超声波功率300W/kg，时间10-15min，移除超声波，升温到设定温度后，在10-30分钟滴完引发剂，保温反应1-2h后停止加热，降至室温，氨水调节pH＝7-7.5，过滤出料。2.根据权利要求1所述一种光催化消毒杀菌空气净化涂料和织物整理剂制备方法，其特征在于所选纳米二氧化钛粒径为3-10nm，晶型为锐钛矿型，其质量占所加单体质量总量的5-50％。3.根据权利要求1所述一种光催化消毒杀菌空气净化涂料和织物整理剂制备方法，其特征在于所选所用单体是指苯乙烯、乙烯、醋酸乙烯酯、氯乙烯、偏二氯乙烯、丙烯腈、丙烯酰胺、丁二烯、异戊二烯、氯丁二烯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯中的一种或几种。4.根据权利要求1所述一种光催化消毒杀菌空气净化涂料和织 物整理剂制备方法，其特征在于所选亲水功能单体为亲水单体甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸、顺丁烯二酸、十一烯酸中的一种或者几种，其质量占软硬单体质量总量的1-20％。5.根据权利要求1所述一种光催化消毒杀菌空气净化涂料和织物整理剂制备方法，其特征在于阴离子可聚合乳化剂是烯丙氧基烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵(DNS)此处m为7-12，n为10-50，其用量为软硬单体质量总量的0.5-10％。6.根据权利要求1所述一种光催化消毒杀菌空气净化涂料和织物整理剂制备方法，其特征在于所选的引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵或其与还原剂亚硫酸氢钠或亚铁盐组成的氧化还原引发剂，且其用量为单体质量总量的0.1-10％。7.根据权利要求1所述一种光催化消毒杀菌空气净化涂料和织物整理剂制备方法，其特征在于：作为家具、窗帘地板、天花板、内墙涂料在家居和医院、地铁、商场等公共室内使用；制备成消毒抗菌整理剂，使床单、被褥、窗帘本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光催化消毒杀菌空气净化涂料和织物整理剂制备方法，其特征在于：通过对纳米TiO2不完全有机改性，使部分纳米TiO2表面接有亲油层，利用细乳液聚合使聚丙烯酸酯对有机化改性纳米TiO2进行包裹，使亲水单体在聚合过程中分布于乳胶粒表面，使其表面富含羧基，未被改性纳米TiO2的羟基在乳胶粒表面羧基的吸引下，紧密排列于乳胶粒外层，通过一步聚合反应制得具有TiO2/聚丙烯酸酯/TiO2多层核壳结构的光催化消毒杀菌空气净化涂料或织物整理剂的方法，包括步骤如下：(1)在装有搅拌器、温度计、恒温加热装置中加入纳米二氧化钛粉体、去离子水、硬脂酸钠，搅拌均匀后，加热到70‑90℃，加入浓硫酸，保温反应1‑4h时间后出料，干燥后备用；(2)将软硬单体及亲水功能单体和上述改性纳米二氧化钛均匀混合，制成油相备用；(3)在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计、恒温加热装置中，加入可聚合乳化剂、去离子水、缓冲剂搅拌均匀，将上述步骤(2)所制的油相缓慢加入，持续搅拌均匀后，插入超声波发生器进行细乳化，超声波功率300W/kg，时间10‑15min，移除超声波，升温到设定温度后，在10‑30分钟滴完引发剂，保温反应1‑2h后停止加热，降至室温，氨水调节pH＝7‑7.5，过滤出料。...
【技术特征摘要】
1.一种光催化消毒杀菌空气净化涂料和织物整理剂制备方法，其特征在于：通过对纳米TiO2不完全有机改性，使部分纳米TiO2表面接有亲油层，利用细乳液聚合使聚丙烯酸酯对有机化改性纳米TiO2进行包裹，使亲水单体在聚合过程中分布于乳胶粒表面，使其表面富含羧基，未被改性纳米TiO2的羟基在乳胶粒表面羧基的吸引下，紧密排列于乳胶粒外层，通过一步聚合反应制得具有TiO2/聚丙烯酸酯/TiO2多层核壳结构的光催化消毒杀菌空气净化涂料或织物整理剂的方法，包括步骤如下：(1)在装有搅拌器、温度计、恒温加热装置中加入纳米二氧化钛粉体、去离子水、硬脂酸钠，搅拌均匀后，加热到70-90℃，加入浓硫酸，保温反应1-4h时间后出料，干燥后备用；(2)将软硬单体及亲水功能单体和上述改性纳米二氧化钛均匀混合，制成油相备用；(3)在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计、恒温加热装置中，加入可聚合乳化剂、去离子水、缓冲剂搅拌均匀，将上述步骤(2)所制的油相缓慢加入，持续搅拌均匀后，插入超声波发生器进行细乳化，超声波功率300W/kg，时间10-15min，移除超声波，升温到设定温度后，在10-30分钟滴完引发剂，保温反应1-2h后停止加热，降至室温，氨水调节pH＝7-7.5，过滤出料。2.根据权利要求1所述一种光催化消毒杀菌空气净化涂料和织物整理剂制备方法，其特征在于所选纳米二氧化钛粒径为3-10nm，晶型为锐钛矿型，其质量占所加单体质量总量的5-50％。3.根据权利要求1所述一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：艾照全，李小培，艾书伦，
申请(专利权)人：武汉强力荷新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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