一种用于臭氧分解的涂料及其制备方法和用途技术

本发明专利技术涉及一种用于臭氧分解的涂料及其制备方法和用途；所述涂料中包含乳液、钛白粉、除臭氧催化剂、填料、色浆、砂、助剂和水，上述组分按照特定的比例混合，所述涂料中各组分均匀，其能在自然状态下储存稳定，且所述涂料涂覆后形成的涂层在自然条件下具有促进臭氧分解的性能。

A coating for ozone decomposition and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种用于臭氧分解的涂料及其制备方法和用途
本专利技术属于环境催化领域，涉及一种用于臭氧分解的涂料及其制备方法和用途。
技术介绍
臭氧是室内空气中常见的污染物之一，其具有强氧化性和腐蚀性，可对其所处环境的材料、动植物、人体等造成一定的危害。臭氧不仅自身会带来刺激性气味，同时其在室内可与不同有机物质发生的化学反应，反应产物包括致癌物质如甲醛、丙烯醛等，刺激性物质如羰基、二羰基、酸类等，以及自由基、二级有机气溶胶等。因此，室内存在过高浓度的臭氧可能危害人体健康。CN108285735A公开了一种涂料的制备方法，以重量份计，包括以下组分：二异氰酸酯10-20份，聚酯多元醇50-80份，二羟甲基丙酸5-15份，轻质碳酸钙2-5份，硅灰石粉1-3份，纳米粘土1.5-2份，纳米碳化硼0.8-1.5份，聚丙烯酰胺8-15份，潜固化剂2-3份，分散剂0.5-1份，偶联剂0.5-1份，消泡剂1-3份，催化剂0.3-0.8份，扩链剂2-5份，去离子水30-40份；CN109423087A公开了一种涂料的制备方法，其将水、丙酸丁酯、石英砂粉末、硅粉和羟丙基甲基纤维素混合后煮沸，2小时后降温至30℃并加入甲醇，保温30分钟后再降至室温，加入氧化铝粉末和钛白粉，混合均匀后即得；CN104725970A公开了一种涂料，其包括如下质量份的各组分：35～45份的乳液、48～56份的颜料、2～4份的填料、3～6份的助剂，乳液包含分散在水中的空心球状的乳胶颗粒；上述方案所述涂料均不具备臭氧分解的性能，且易因臭氧氧化而发生结构破坏。因此，开发一种能高效分解臭氧的涂料及其制备方法仍具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于臭氧分解的涂料及其制备方法和用途；所述涂料中包含乳液、钛白粉、除臭氧催化剂、填料、色浆、砂、助剂和水，上述组分按照特定的比例混合，所述涂料中各组分混合均匀，其能在自然状态下储存稳定，且所述涂料涂覆后形成的涂层在自然条件下具有促进臭氧分解的性能。为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种用于臭氧分解的涂料，以所述涂料的质量为100％计，所述涂料按照质量百分含量包含以下组分：本专利技术所述用于臭氧分解的涂料中，以所述涂料的质量为100％计，所述涂料包含以下组分：乳液的质量百分含量为10-25％，例如11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％或24％等，钛白粉的质量百分含量为2-8％，例如2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％或7.5％等，除臭氧催化剂的质量百分含量为1-10％，例如2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％或9％等，填料的质量百分含量为8-15％，例如9％、10％、11％、12％、13％或14％等，色浆的质量百分含量为0-3％，例如0.5％、1％、1.5％、2％或2.5％等，砂的质量百分含量为50-70％，例如51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％或59％等，助剂的质量百分含量为1-5％，例如1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％或4.5％等，水的质量百分含量为5-15％，例如6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％或14％等。本专利技术所述涂料采用上述组分和配比，合适的催化剂添加量和乳液含量可以使催化剂颗粒最大程度的与外界大气接触，配方中的助剂体系可以使催化剂颗粒均匀分散，其有利于除臭氧催化剂发挥其催化效率，从而实现其在自然条件下高效催化臭氧分解，同时所得涂料可以通过不同的施工工艺和配方调节，得到丰富多样的装饰效果。优选地，所述乳液包括水性丙烯酸乳液、水性聚氨酯乳液或水性氟碳乳液中的任意一种或至少两种的组合，所述组合示例性的包括水性丙烯酸乳液和水性聚氨酯乳液的组合、水性氟碳乳液和水性丙烯酸乳液的组合或水性聚氨酯乳液和水性氟碳乳液的组合等，优选为水性丙烯酸乳液。本专利技术所述涂料中采用上述乳液，其中水性丙烯酸乳液技术成熟，原料易得，与除臭氧催化剂相容性好。优选地，所述除臭氧催化剂为商业锰氧化物臭氧分解催化剂和/或NiFe水滑石结构催化剂；优选为NiFe水滑石结构催化剂。优选地，所述NiFe水滑石结构催化剂中Ni元素和Fe元素的摩尔比为(2.5-3.5):1，例如2.6:1、2.7:1、2.8:1、2.9:1、3:1、3.1:1、3.2:1、3.3:1或3.4:1等，优选为(2.8-3.2):1。优选地，所述NiFe水滑石结构催化剂通过以下方法制备得到，所述方法包括以下步骤：(1')配制含镍前驱体和铁前驱体的水溶液；(2')配制含碱金属氢氧化物和碱金属碳酸盐的水溶液；(3')将步骤(1')和步骤(2')中的水溶液混合，加热搅拌，得到所述催化剂。优选地，步骤(1')所述镍前驱体包括硝酸镍、氯化镍或硫酸镍中的任意一种或至少两种的组合；所述组合示例性的包括硝酸镍和氯化镍的组合、硫酸镍和硝酸镍的组合或氯化镍和硫酸镍的组合等。优选地，步骤(1')所述铁前驱体包括硝酸铁、氯化铁或硫酸铁中的任意一种或至少两种的组合；所述组合示例性的包括硝酸铁和氯化铁的组合、硫酸铁和硝酸铁的组合或氯化铁和硫酸铁的组合等。优选地，步骤(1')所述含镍前驱体和铁前驱体的水溶液中金属离子的浓度为0.8-1.2mol/L；例如0.85mol/L、0.9mol/L、0.95mol/L、1mol/L、1.05mol/L、1.1mol/L或1.15mol/L等。优选地，步骤(2')所述碱金属氢氧化物包括氢氧化钠和/或氢氧化钾。优选地，步骤(2')所述碱金属碳酸盐包括碳酸钠和/或碳酸钾。优选地，步骤(2')所述水溶液中碱金属氢氧化物的浓度为1.5-1.7mol/L，例如1.55mol/L、1.6mol/L或1.65mol/L等。优选地，步骤(2')所述水溶液中碱金属碳酸盐的浓度为0.4-0.6mol/L，例如0.45mol/L、0.5mol/L或0.55mol/L等。优选地，步骤(3')中将步骤(1')和步骤(2')中的水溶液混合的方法包括将步骤(1')中的水溶液和步骤(2')中的水溶液同时加入70-90℃的热水中，搅拌混合，得到混合溶液。优选地，步骤(1')中的水溶液和步骤(2')中的水溶液同时加入热水中的速率各自独立的为1-3mL/min，例如1.5mL/min、2mL/min或2.5mL/min等。优选地，所述混合溶液的pH为10-10.5，例如10.1、10.2、10.3或10.4等。优选地，步骤(3')中加热搅拌的温度为70-90℃，例如75℃、80℃或85℃等。优选地，步骤(3')中所述加热搅拌在水浴中进行。优选地，步骤(3')中所述加热搅拌的时间为1-7h，例如，2h、3h、4h、5h或6h等，优选为3-5h。优选地，步骤(3')所述加热搅拌后还包括固液分离、洗涤、干燥。优本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于臭氧分解的涂料，其特征在于，以所述涂料的质量为100％计，所述涂料按照质量百分含量包含以下组分：/n

【技术特征摘要】
1.一种用于臭氧分解的涂料，其特征在于，以所述涂料的质量为100％计，所述涂料按照质量百分含量包含以下组分：





2.如权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述乳液包括水性丙烯酸乳液、水性聚氨酯乳液或水性氟碳乳液中的任意一种或至少两种的组合，优选为水性丙烯酸乳液。


3.如权利要求1或2所述的涂料，其特征在于，所述除臭氧催化剂为商业锰氧化物臭氧分解催化剂和/或NiFe水滑石结构催化剂；优选为NiFe水滑石结构催化剂；
优选地，所述NiFe水滑石结构催化剂中Ni元素和Fe元素的摩尔比为(2.5-3.5):1，优选为(2.8-3.2):1；
优选地，所述NiFe水滑石结构催化剂通过以下方法制备得到，所述方法包括以下步骤：
(1')配制含镍前驱体和铁前驱体的水溶液；
(2')配制含碱金属氢氧化物和碱金属碳酸盐的水溶液；
(3')将步骤(1')和步骤(2')中的水溶液混合，加热搅拌，得到所述催化剂；
优选地，步骤(1')所述镍前驱体包括硝酸镍、氯化镍或硫酸镍中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，步骤(1')所述铁前驱体包括硝酸铁、氯化铁或硫酸铁中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，步骤(1')所述含镍前驱体和铁前驱体的水溶液中金属离子的浓度为0.8-1.2mol/L；
优选地，步骤(2')所述碱金属氢氧化物包括氢氧化钠和/或氢氧化钾；
优选地，步骤(2')所述碱金属碳酸盐包括碳酸钠和/或碳酸钾；
优选地，步骤(2')所述水溶液中碱金属氢氧化物的浓度为1.5-1.7mol/L；
优选地，步骤(2')所述水溶液中碱金属碳酸盐的浓度为0.4-0.6mol/L；
优选地，步骤(3')中将步骤(1')和步骤(2')中的水溶液混合的方法包括将步骤(1')中的水溶液和步骤(2')中的水溶液同时加入70-90℃的热水中，搅拌混合，得到混合溶液；
优选地，步骤(1')中的水溶液和步骤(2')中的水溶液同时加入热水中的速率各自独立的为1-3mL/min；
优选地，所述混合溶液的pH为10-10.5；
优选地，步骤(3')中加热搅拌的温度为70-90℃；
优选地，步骤(3')中所述加热搅拌在水浴中进行；
优选地，步骤(3')中所述加热搅拌的时间为1-7h，优选为3-5h；
优选地，步骤(3')所述加热搅拌后还包括固液分离、洗涤、干燥；
优选地，所述固液分离的方法包括抽滤；
优选地，所述洗涤的洗涤剂为水；
优选地，所述洗涤的终点至洗涤液为中性；
优选地，所述干燥的温度为70-100℃；
优选地，所述干燥的时间为12-24h。


4.如权利要求1-3任一项所述的涂料，其特征在于，所述填料包括重钙和/或滑石粉；
优选地，所述助剂包括防沉剂、分散剂、润湿剂、防腐剂、pH调节剂、消泡剂、防冻剂、成膜助剂或增稠剂中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述助剂为防沉剂、分散剂、润湿剂、防腐剂、消泡剂、防冻剂、成膜助剂和增稠剂。


5.如权利要求1-4任一项所述的涂料的制备方法，其特征在于，所述方法包括将乳液、钛白粉、除臭氧催化剂、填料、色浆、砂、助剂和水混合，得到所述涂料。


6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)配制防沉剂预凝胶；
(2)将水、防沉剂预凝胶、填料、除臭氧催化剂预分散浆、钛...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺泓，马金珠，张仁哲，陈莹法，刘东华，赵雅文，詹明佳，张娟，房晓梅，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，富思特新材料科技发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11