一种气凝胶空气净化涂料及其制备方法技术

本发明专利技术将自主研发的新型气凝胶纳米吸附材料与多孔材料、成膜性物质、其它功能材料等按照合适比例进行复配，获得具有快速吸附污染性气体、吸湿防潮，并可高效降解甲醛的多功能室内涂覆材料。本发明专利技术所制备的气凝胶空气净化涂料具有快速吸附并固着污染性气体分子、高效降解甲醛的的功能，可作为室内空气净化用涂料产品，该产品可实现对甲醛的“边吸附，边降解”，从而达到长效除醛的目的。另外，该产品使用方便，可以直接刷涂，或者直接添加到乳胶漆中使用。经权威部门检测，该空气净化乳液的甲醛去除率达95％以上，甲醛净化持久性达80％以上，是一种性能优异的空气净化涂覆材料。是一种性能优异的空气净化涂覆材料。

【技术实现步骤摘要】
一种气凝胶空气净化涂料及其制备方法


[0001]本专利技术属于新型气凝胶涂料
，具体涉及一种气凝胶空气净化涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，随着民众对室内生活环境及室内空气质量的不断重视，市场上涌现出了多种具有室内空气净化功能的环保壁材，如抗甲醛乳胶漆、硅藻泥壁材、贝壳粉壁材等，这些装饰材料虽然有一定效果，但存在容易反弹的严重问题，无法彻底、长效性的去除室内甲醛。另外，目前市场上也有众多其它类型的除醛产品，这些产品不仅施工复杂、价格昂贵，而且很难具有持久性，并且由于大量化学药剂的使用导致室内空气二次污染的风险加大。因而，开发高效持久、使用方便、价格亲民的新型空气净化材料是大势所趋，具有广阔发展前景。
[0003]为满足市场需求，结合自身技术优势，华阳新材料科技集团开发了新型气凝胶材料生产技术，并与2019年建成亚洲最大的二氧化硅气凝胶粉体生产线。华阳纳谷(北京)新材料科技有限公司将气凝胶材料与高效催化剂复合改性，获得了具备污染物吸附和催化降解功能的新型纳米吸附材料，并成功开发了具备空气净化功能的涂料产品，该产品的成功开发和应用，填补了国内外吸附材料领域的一项产品空白。华阳纳谷(北京)新材料科技有限公司开发的新型气凝胶复合材料具有孔隙率高、比表面积大、纳米特性突出及吸附性强等显著特征，是一种新型纳米多孔材料。以气凝胶纳米吸附材料和多功能催化剂为添加剂，多孔硅酸盐为功能填料所制备的涂料产品对甲醛、苯类及TVOC等各类气体污染物具有优异的吸附和降解能力，其各方面性能显著优于传统的粉体吸附材料活性炭和硅藻土等，可作为一种性能优异的新型空气净化材料使用。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是在一定工艺条件下将自主研发的新型气凝胶纳米吸附材料与多孔材料、成膜性物质、其它功能材料等按照合适比例进行复配，获得具有快速吸附污染性气体、吸湿防潮，并可高效降解甲醛的多功能室内涂覆材料；本专利技术的上述目的是通过以下技术方案来实现的：本专利技术利用自主研发的气凝胶新型纳米吸附材料展现出的高孔隙率和高比表面积，使涂层更加疏松多孔，增大涂层吸附面积；充分发挥纳米多孔硅酸盐的纳米效应和羟基效应，有利于在涂层表面形成大量孔隙结构和活性基团，使涂层表面有更多活性基团；利用可见光催化剂的高效光催化功能，赋予涂层持续高效的催化降解甲醛及其它污染物的功能。通过将气凝胶新型纳米吸附材料、多孔硅酸盐、成膜性物质、功能添加剂等按照合理比例配比混合，获得具有空气净化功能的室内涂覆材料。
[0005]本专利技术提供一种气凝胶空气净化涂料，其中，包括以下份数的各组分：凝胶纳米吸附材料1.5
‑
3.5份、多孔硅酸盐10
‑
45份、催化剂0.3
‑
0.5份。
[0006]优选的是，所述气凝胶纳米吸附材料为SiO2气凝胶，产品需满足下指标要求：比表
面积≥500m2/g，孔隙率≥98％，平均孔径5
‑
15nm，平均粒径≤10μm。
[0007]在上述任一方案中优选的是，所述多孔硅酸盐为多孔硅酸铝钙，硅酸钙中的一种，或两种材料的混合物，需满足以下指标要求：比表面积≥100m2/g，平均孔径20
‑
30nm，结晶水含量10
‑
18％，结合碱含量3
‑
5％。
[0008]在上述任一方案中优选的是所述催化剂为氮化碳及其改性产品。
[0009]一种气凝胶空气净化涂料的制备方法，其制备方法为：首先称取适量新鲜自来水，在高速搅拌条件下依次加入分散润湿剂、预分散后的气凝胶纳米吸附材料浆液、多孔硅酸盐及其它填料，分散固含量20
‑
35％，待形成均匀浆液后，再依次加入成膜性物质、催化剂等，混合均匀后获得气凝胶空气净化涂料。
[0010]优选的，将气凝胶纳米吸附材料、多孔硅酸盐及填料在高速搅拌过程中加至称量好的自来水中，分散固含量20
‑
35％，分散时间30min以上，为粉体材料的分散效果，可在分散过程中添加适量分散剂和润湿剂，分散剂用量为绝干粉体重量的0.5
‑
1.0％，润湿剂用量为绝干粉体重量的0.1
‑
0.5％。
[0011]分散完成后，适当降低搅拌转速，然后按配比要求加入成膜性物质聚乙烯醇、或羧甲基纤维素、或苯丙乳液、或者几种物质的混合物，加入成膜性物质后持续搅拌20min以上，确保物料混合均匀。一般来说，为确保良好的粘结效果，并保证涂层的多孔结构，成膜性物质用量为绝干粉体材料质量的40
‑
80％。此外，具体选用那种成膜性物质以及其具体用量需要根据空气净化涂料的使用需求及使用环境确定，如选用苯丙类成膜性物质可使空气净化乳液具有优良的耐水性，而选用聚乙烯醇可赋予空气净化乳液良好的柔韧性。
[0012]加入成膜性物质并混合均匀后，向物料中添加可见光光催化剂，本专利技术选用的可见光光催化剂为氮化碳及其改性产品，光催化剂的用量为绝干纳米吸附材料质量的0.3％
‑
0.5％。由于气凝胶纳米吸附材料和多孔硅酸盐本身已具有一定的纳米光催化功能，尤其是紫外光催化降解甲醛效果显著。可见光光催化剂仅仅是作为一种补充，因而其用量无需太大。加入可见光光催化剂后，持续低速搅拌25min以上，待混合均匀后即可获得气凝胶空气净化涂料。
[0013]其中，为了达到更好的技术效果，气凝胶空气净化涂料制备过程中应确保无外部污染粉尘的混入，配制完成后过筛处理，除去其中的杂质颗粒，分装完成后需尽快密封保存，防止结皮。
[0014]本专利技术制备出了高效多功能型有害气体吸附和降解室内涂覆材料，填补了行业空白。本专利技术操作简单、灵活，对设备要求也相对较低，可操作性较强，易于推广应用。
具体实施方式
[0015]为了更进一步了解本专利技术的
技术实现思路
，下面将结合具体实施例详细阐述本专利技术。
[0016]实施例1
[0017]所采用的气凝胶纳米吸附材料性能要求为：比表面积≥500m2/g，孔隙率98％，平均孔径6.8nm，粒径8.0μm；所采用多孔硅酸盐的性能要求为：比表面积80
‑
100m2/g，平均孔径25nm，结晶水含量15％，结合碱含量3.4％(Na2O计)，气凝胶空气净化涂料制备过程如下：
[0018](1)称取160kg自来水加至高速搅拌机料槽中，开启搅拌，加入六偏磷酸钠300g，并将45kg气凝胶浆液(固含量10％)、40kg纳米多孔吸附材料和30kg滑石粉(2000目)缓慢加至
水中，高速分散40min，即获得气凝胶/多孔硅酸盐复合浆液；
[0019](2)降低搅拌转速，向气凝胶/多孔硅酸盐复合浆液中缓慢加入成膜性物质30kg，成膜性物质选用丙烯酸乳液(固含量48％)和聚乙烯醇(固含量8％)的混合物，其中丙烯酸乳液和聚乙烯醇的质量比为1:1，持续搅拌20min；
[0020](3)然后向物料中加入350g改性氮化碳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气凝胶空气净化涂料，其特征在于，包括以下份数的各组分：凝胶纳米吸附材料1.5
‑
3.5份、多孔硅酸盐10
‑
45份、催化剂0.3
‑
0.5份。2.根据权利要求1所述的一种气凝胶空气净化涂料，其特征在于，所述气凝胶纳米吸附材料为SiO2气凝胶，产品需满足下指标要求：比表面积≥500m2/g，孔隙率≥98％，平均孔径5
‑
15nm，平均粒径≤10μm。3.根据权利要求1所述的一种气凝胶空气净化涂料，其特征在于，所述多孔硅酸盐为多孔硅酸铝钙，硅酸钙中的一种，或两种材料的混合物，需满足以下指标...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔雅楠，王成海，尹学彬，
申请(专利权)人：华阳纳谷北京新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：