一种可分解空气中甲醛的环保墨水组合物及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种可分解空气中甲醛的环保墨水组合物及其制备方法。该可分解空气中甲醛的环保墨水组合物包括如下组分：80

【技术实现步骤摘要】
一种可分解空气中甲醛的环保墨水组合物及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种可分解空气中甲醛的环保墨水组合物及其制备方法，具体地，涉及一种包括以二氧化硅作为载体和以二氧化钛作为催化剂的气凝胶催化剂与墨水复合为一体而形成的功能性墨水组合物。

技术介绍

[0002]甲醛是潜在的强致突变物之一，世界卫生组织国际癌症研究机构于2017年将甲醛放在一类致癌物列表中。另外，甲醛轻度超标可能引起慢性中毒，高浓度甲醛甚至会对呼吸和中枢神经系统造成损伤。根据相关统计，生活中的甲醛90％以上来源于装修中用到的涂料和家具等。目前市面上除甲醛材料种类丰富，但甲醛等有害物质的释放周期一般可长达3
‑
15年，而现有除甲醛产品难以在不影响房屋美观的前提下实现长期除甲醛的效果。
[0003]与传统的活性炭吸附除甲醛方法相比，利用气凝胶催化剂材料将甲醛彻底分解成水分子和二氧化碳才是更可行的长久彻底的除甲醛方法。二氧化钛作为一种光活性材料，具有化学性质稳定、催化活性高、价格便宜、来源广泛、无毒无害等优异的特性，近几年其在光降解有机物方面有着巨大的应用前景。然而，二氧化钛材料较小的比表面积，严重阻碍了其在催化领域的实际应用。而被誉为“将改变世界的神奇材料”的气凝胶由于其独特的三维网络结构，具有高孔隙率、高比表面积的特点。专利CN108097180A提出了一种包含二氧化钛与二氧化硅的复合气凝胶，该复合气凝胶的三维网络结构为其中的光触媒二氧化钛提供了更多的活性位点，然而，此复合气凝胶复杂的制备方法限制了其工业化。
[0004]综上所述，开发一款能解决上述问题的除甲醛产品具有实际价值，尤其是该产品不影响日常生活和房间美观的情况下能够发挥其效力。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种可分解空气中甲醛的环保墨水组合物，具体地，其为包含墨水和气凝胶催化剂添加剂的功能性墨水，所述气凝胶催化剂包括二氧化硅和二氧化钛。
[0006]本专利技术的环保墨水组合物中包含的所述气凝胶催化剂添加剂，不影响市售墨水或自制墨水原本的书写、着色和干燥性能，附着性能好，并且由本专利技术的墨水书写的书画作品能够持续分解空气中的甲醛等有害气体，同时不影响房间的美观。本专利技术的目的通过本文中提供的如下各个方面得以实现。
[0007]在第一个方面，本专利技术提供一种可分解空气中甲醛的环保墨水组合物，其包括如下组分：墨水，和气凝胶催化剂。所述墨水为市售墨水或自制墨水，其含量为80
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95重量份，所述气凝胶催化剂的含量为5
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20重量份，其中气凝胶催化剂包括3
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18重量份二氧化硅，和1
‑
5重量份二氧化钛，以100重量份墨水组合物计。
[0008]在第二个方面，本专利技术提供一种可分解空气中甲醛的环保墨水组合物的制备方法，包括以下步骤：
[0009]1)制备气凝胶催化剂，包括：
[0010](i)按照所需比例依次加入二氧化硅和二氧化钛，进行混合，
[0011](ii)以一定比例添加适量的溶剂并进行低速球磨4～15h，
[0012](iii)取出球磨罐，再加入适量溶剂并进行高速球磨10～40h，和
[0013](iv)除去溶剂，从而得到所述气凝胶催化剂；
[0014]2)将所述气凝胶催化剂与墨水进行混合分散均匀得到所述可分解空气中甲醛的环保墨水组合物。
[0015]本专利技术的可分解空气中甲醛的环保墨水组合物不添加有害物质，不会对环境和人体造成伤害，由其书写的书画作品能够持续分解空气中的甲醛等有害气体，同时不影响房间的美观。本专利技术的可分解空气中甲醛的气凝胶催化剂不影响原墨水的书写、着色和干燥性能，附着性能好。
附图说明
[0016]图1是分别使用本专利技术的环保墨水组合物和普通墨水书写的汉字的比较图。
具体实施方式
[0017]根据本专利技术的第一个方面，提供了一种可分解空气中甲醛的环保墨水组合物(以下简称本专利技术的墨水组合物)，其包括如下组分：墨水(以下也称为原料墨水)，和气凝胶催化剂，其中所述气凝胶催化剂包括二氧化硅和二氧化钛。本专利技术的墨水组合物中使用的气凝胶催化剂中的二氧化硅为申请人专有技术生产的纳米二氧化硅粉体，其具有以下性质：密度为30
‑
1000kg/m3，导热系数(25℃)为0.010
‑
0.034W/(m
·
K)，孔隙率为60％
‑
99％，孔径在500nm以下，以及比表面积为300
‑
1000m2/g。
[0018]在本专利技术的墨水组合物中，所述二氧化硅粉体的含量为3
‑
18重量份，以100重量份墨水组合物计。一种实施方式中，所述二氧化硅粉体的含量为8重量份，以100重量份墨水组合物计。
[0019]本专利技术的墨水组合物中使用的气凝胶催化剂中的二氧化钛为申请人专有技术生产的纳米二氧化钛粉体，其平均粒径为10
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50nm，优选为10
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45nm，更优选为15
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40nm，最优选为20
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35nm。
[0020]在本专利技术的墨水组合物中，所述二氧化钛粉体的含量为1
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5重量份，以100重量份墨水组合物计。在一种实施方式中，所述二氧化钛粉体的含量为2重量份，以100重量份墨水组合物计。
[0021]本专利技术的墨水组合物中使用的原料墨水可以是市售墨水，包括但不限于市场上可购买的钢笔用各种颜色的墨水、毛笔用各种颜色的墨水以及各色印刷墨水等。本专利技术的墨水组合物中使用的原料墨水也可以是自制墨水，例如研磨墨块得到的墨水等。
[0022]本专利技术的墨水组合物包括80
‑
95重量份原料墨水和5
‑
20重量份气凝胶催化剂；在一个实施方式中，本专利技术的墨水组合物包括85
‑
90重量份原料墨水和10
‑
15重量份气凝胶催化剂。根据本专利技术的第二个方面，提供了一种可分解空气中甲醛的环保墨水组合物的制备方法(以下简称本专利技术的方法)，包括：
[0023]1)制备气凝胶催化剂，包括：
[0024](i)按照所需比例依次加入二氧化硅和二氧化钛，进行混合；
[0025](ii)以一定比例添加适量的溶剂并进行低速球磨4～15h；
[0026](iii)取出球磨罐，再加入适量溶剂并进行高速球磨10～40h；
[0027](iv)除去溶剂，从而得到所述气凝胶催化剂；
[0028]2)将所述气凝胶催化剂与墨水进行混合分散均匀得到所述可分解空气中甲醛的环保墨水组合物。
[0029]在本专利技术的方法中，所制备的墨水组合物包括80
‑
95重量份原料墨水和5
‑
20重量份气凝胶催化剂。
[0030]在本专利技术的方法中，所制备的气凝胶催化剂包括3
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18重量份本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可分解空气中甲醛的环保墨水组合物，其特征在于，其包括如下组分：80
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95重量份墨水，和5
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20重量份气凝胶催化剂；其中气凝胶催化剂包括3
‑
18重量份二氧化硅和1
‑
5重量份二氧化钛，以100重量份所述墨水组合物计。2.如权利要求1所述的墨水组合物，其特征在于，所述墨水包括市场可购买的或自制的各种颜色和用途的墨水。3.如权利要求1所述的墨水组合物，其特征在于，所述二氧化硅具有如下性质：密度为30
‑
1000kg/m3，在25℃的导热系数为0.010
‑
0.034W/(m
·
K)，孔隙率为60％
‑
99％，孔径在500nm以下，比表面积为300
‑
1000m2/g。4.如权利要求1所述的墨水组合物，其特征在于，所述二氧化钛为锐钛矿结构，平均粒径为10～50nm。5.如权利要求1所述的墨水组合物，其特征在于，所述气凝胶催化剂具有以下性质：密度为200
‑
1200kg/m3，在25℃的导热系数为0.010
‑
0.034W/(m
·
K)，孔隙率为60％
‑
90％，孔径在500nm以下，比表面积为300
‑
800m2/g，平均粒度5
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【专利技术属性】
技术研发人员：向军辉，陈德新，肖洲，古广予，
申请(专利权)人：优澎嘉兴新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：