用于VOC去除的铝硅酸盐及由其制成的涂料

摘要

公开了无定形铝硅酸盐，并且这些无定形铝硅酸盐被表征为高表面积、低吸油量以及由微孔产生的总孔体积的相当大的分数的独特的组合。这些无定形铝硅酸盐可以被用于各种油漆和涂料应用，所得到的干燥的或固体的膜能够从周围空气除去VOC。

权利要求

1.一种从室内环境除去挥发性有机化合物(VOC)的方法，所述方法包括：提供至少部分地覆盖有包含无定形铝硅酸盐颗粒的涂层的内表面，所述无定形铝硅酸盐颗粒被表征为：(i)在从120m2/g至450m2/g的范围内的BET表面积；

(ii)小于或等于150cc/100g的吸油量；

(iii)在从0.18cc/g至0.6cc/g的范围内的孔体积；以及(iv)为所述孔体积的从10％至80％的具有小于 的孔径的孔的微孔体积；以及使所述挥发性有机化合物(VOC)与所述内表面接触，其中所述室内环境中的所述挥发性有机化合物(VOC)的至少一部分被所述涂层吸收。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述无定形铝硅酸盐颗粒还被表征为：在从120m2/g至400m2/g的范围内的BET表面积；

在从50cc/100g至150cc/100g的范围内的吸油量；

在从0.2cc/g至0.5cc/g的范围内的孔体积；以及所述孔体积的从15％至75％的具有小于 的孔径的孔的微孔体积。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述无定形铝硅酸盐颗粒还被表征为，在从30m2/g至

110m2/g的范围内CTAB表面积。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述无定形铝硅酸盐颗粒包含铝硅酸钠颗粒。

5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述无定形铝硅酸盐颗粒还被表征为：在从40m2/g至105m2/g的范围内的CTAB表面积；以及所述孔体积的从20％至60％的具有小于 的孔径的孔的微孔体积。

6.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述涂层还包含着色剂/颜料。

7.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述涂层还包含选自以下的一种或更多种添加剂：流变改性剂、表面活性剂、消泡剂、成膜助剂以及抗微生物剂。

8.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述涂层具有在从5μm至300μm的范围内的厚度。

9.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中：所述涂层以≥75％的水平的甲醛净化效率通过中国JC/T 1074-2008标准测试；并且所述涂层以≥60％的水平的甲醛净化效率持久性通过中国JC/T 1074-2008标准测试。

10.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中：所述涂层以≥35％的水平的甲苯净化效率通过中国JC/T 1074-2008标准测试；并且所述涂层以≥20％的水平的甲苯净化效率持久性通过中国JC/T 1074-2008标准测试。

11.一种从空气流除去挥发性有机化合物(VOC)的方法，所述方法包括：在以下条件下使所述空气流通过过滤器，所述过滤器包含至少部分地覆盖有无定形铝硅酸盐颗粒的纤维，从而从所述空气流除去挥发性有机化合物(VOC)，所述条件为足以使所述挥发性有机化合物(VOC)的至少一部分与所述纤维接触并且被所述过滤器夹带；

其中所述无定形铝硅酸盐颗粒被表征为：

(i)在从120m2/g至450m2/g的范围内的BET表面积；

(ii)小于或等于150cc/100g的吸油量；

(iii)在从0.18cc/g至0.6cc/g的范围内的孔体积；以及(iv)为所述孔体积的从10％至80％的具有小于 的孔径的孔的微孔体积。

12.如权利要求11所述的方法，其中所述无定形铝硅酸盐颗粒还被表征为：在从120m2/g至400m2/g的范围内的BET表面积；

在从50cc/100g至150cc/100g的范围内的吸油量；

在从0.2cc/g至0.5cc/g的范围内的孔体积；以及所述孔体积的从15％至75％的具有小于 的孔径的孔的微孔体积。

13.如权利要求11所述的方法，其中所述无定形铝硅酸盐颗粒还被表征为，在从30m2/g2

至110m/g的范围内的CTAB表面积。

14.如权利要求11所述的方法，其中所述无定形铝硅酸盐颗粒包含铝硅酸钠颗粒。

15.如权利要求11-14中任一项所述的方法，其中所述无定形铝硅酸盐颗粒还被表征为：所述孔体积的从20％至60％的具有小于 的孔径的孔的微孔体积。

16.如权利要求11-14中任一项所述的方法，其中所述无定形铝硅酸盐颗粒还被表征为，在从40m2/g至105m2/g的范围内的CTAB表面积。

17.如权利要求11-14中任一项所述的方法，其中所述无定形铝硅酸盐颗粒还被表征为，在从45cc/100g至85cc/100g的范围内的吸收量。

18.如权利要求11-14中任一项所述的方法，其中：所述过滤器以≥75％的水平的甲醛净化效率通过中国JC/T 1074-2008标准测试；并且所述过滤器以≥60％的水平的甲醛净化效率持久性通过中国JC/T 1074-2008标准测试。

19.如权利要求11-14中任一项所述的方法，其中：所述过滤器以≥35％的水平的甲苯净化效率通过中国JC/T 1074-2008标准测试；并且所述过滤器以≥20％的水平的甲苯净化效率持久性通过中国JC/T 1074-2008标准测试。

说明书

用于VOC去除的铝硅酸盐及由其制成的涂料

技术领域

[0001] 本发明涉及铝硅酸盐。

[0002] 发明背景

[0003] 合成的无定形铝硅酸钠已通常作为体质颜料(extender pigment)用于油漆、涂料和其它应用。例如，诸如 323和 330的铝硅酸钠商业产品为室内建筑制剂(interior architectural formulation)提供优异的不透明度、白度、亮度、消光(flatting)以及耐洗刷性。通常，在这些应用中使用的铝硅酸盐以在2％和10％之间的水平使用。最近，一直存在关于室内空气中的挥发性有机化合物(VOC)的水平以及与这些化合物相关的潜在的健康影响的逐渐增长的关注。事实上，由于土木建筑推进了对能源节约和密封建筑物防止漏气的关注，US EPA已经注意到与室外空气相比，室内空气VOC增加2至5倍。
不幸地是，存在许多室内VOC来源，并且这些来源包括家具、地毯和其它地面覆盖物、以及诸如绝缘物品和家居用品的其它建筑材料。在室内空气中发现的主要的VOC包括醛(例如甲醛)和甲苯。由于对这些室内VOC的关注，已经开发出被设计成除去此类污染物的产品。这些产品包括包含与VOC反应或吸附VOC以从空气除去VOC的剂的油漆和涂料。已经在类似的应用中评估了分子筛，例如结晶铝硅酸盐沸石，并且虽然不希望受理论所束缚，申请人认为这些材料由于其结晶性以及缺少在VOC去除中可能是重要的的较大的运输孔(中孔和大孔)，可能表现不佳。另外，此类结晶材料不像TiO2填充剂那样起作用或改善不透明度，并且可以使涂料制剂不稳定。

[0004] 发明概述

[0005] 总之，对于在室内表面上使用的油漆或涂料以及被包含在其中的无定形铝硅酸盐将有益的是，通过吸收存在于空气或室内环境中的某些VOC降低或减少VOC水平。因此，本发明涉及的是这些目标。

[0006] 提供本概述来以简化形式介绍概念的选择，概念在下文在详述中被进一步描述。本概述不意图确定要求保护的主题的所需的或必要的特征。本概述也不意图用于限制要求保护的主题的范围。

[0007] 本文公开和描述了无定形铝硅酸盐颗粒。根据本发明的各个方面，此类无定形铝硅酸盐颗粒可以被表征为(i)在从约120m2/g至约450m2/g的范围内的BET表面积，(ii)小于或等于约150cc/100g的吸油量，(iii)在从约0.18cc/g至约0.6cc/g的范围内的孔体积，以及(iv)为孔体积的从约10％至约80％的具有小于 的孔径的孔的微孔体积。

[0008] 本文还提供了包含无定形铝硅酸盐颗粒的涂料组合物，例如油漆制剂。一种这样的涂料组合物可以包含粘合剂、液体以及本文公开的无定形铝硅酸盐颗粒。出乎意料地，所得到的包含无定形铝硅酸盐颗粒的干燥的涂层可以从周围空气或环境除去挥发性有机化合物(VOC)。

[0009] 前述概述和以下详述两者都提供实例且仅是解释性的。因此，前述概述和以下详述不应被认为是限制性的。此外，可以提供除了本文陈述的那些特征或变化形式之外的特征或变化形式。例如，某些方面可以涉及详述中描述的各种特征组合和子组合。

[0010] 定义

[0011] 为了更清楚地定义本文使用的术语，提供以下定义。除非另外指示，否则以下定义适用于本公开内容。如果术语在本公开内容中被使用但没有在本文具体地定义，可以应用来自IUPAC Compendium of Chemical Terminology第2版(1997)的定义，只要该定义不与本文应用的任何其它公开内容或定义相冲突、或致使应用该定义的任何权利要求不确定或无效。在由通过引用并入本文的任何文件提供的任何定义或用法与本文提供的定义或用法相冲突的方面来说，以本文提供的定义或用法为准。

[0012] 当本文以“包含”各种组分或步骤的措辞来描述组合物和方法时，除非另外说明，所述组合物和方法还可以“基本上由各种组分或步骤组成”或“由各种组分或步骤组成”。例如，与本发明的各方面一致的涂料组合物可以包含以下组分；可选择地，可以基本上由以下组分组成；或可选择地，可以由以下组分组成：(1)无定形铝硅酸盐颗粒、(2)粘合剂、以及(3)液体。

[0013] 除非另外指定，否则术语“一(a)”、“一(an)”和“所述(the)”意图包括复数替代选择，例如，至少一个。

[0014] 通常，使用Chemical and Engineering News，63(5)，27，1985中公布的元素周期表版本中指示的编号方案来指示元素的族。在一些情况下，元素的族可以使用指派给该族的常用名来指示；例如，用于第1族元素的碱金属，用于第2族元素的碱土金属等等。

[0015] 术语“接触”在本文用来指可以被共混、混合、浆化、溶解、反应、处理、或另外的以一些其它方式或通过任何合适的方法被接触或组合的材料或组分。除非另外指定，否则材料或组分可以以任何顺序、以任何方式接触在一起且持续任何时间长度。

[0016] 虽然在本发明的实践或测试中可以使用与本文描述的那些相似或等效的任何方法、装置和材料，但本文描述了典型的方法、装置和材料。

[0017] 本文提到的所有的出版物和专利为了描述和公开的目的通过引用并入本文，例如出版物中描述的构造和方法学可以与目前描述的发明结合使用。贯穿文本讨论的出版物被提供仅仅是因为它们的公开内容在本申请的申请日之前。本文决不应被解释为承认本发明人由于在先发明而没有资格先于这样的公开内容。

[0018] 申请人在本发明中公开若干类型的范围。当申请人公开或要求保护任何类型的范围时，申请人的意图是单独地公开或要求保护这样的范围可以合理地涵盖的每一个可能的数，包括范围的端点以及范围中涵盖的任何子范围和子范围的组合。作为一个代表性的实例，在本发明的多个方面中，无定形铝硅酸盐颗粒的BET表面积可以在某些范围内。通过BET表面积可以在从约125m2/g至约225m2/g的范围内的公开内容，申请人意图陈述，表面积可以是在该范围内的任何表面积，并且例如可以等于约125m2/g、约130m2/g、约140m2/g、约2 2 2 2 2 2 2 2
150m/g、约160m/g、约170m/g、约180m/g、约190m /g、约200m /g、约210m /g、约220m/g或约225m2/g。另外，表面积可以在从约125m2/g至约225m2/g(例如，从约125m2/g至约200m2/g)的任何范围内，并且这还包括在约125m2/g和约225m2/g之间的范围的任何组合(例如，表面积可以在从125m2/g至约150m2/g或从约175m2/g至约215m2/g的范围内)。同样地，本文公开的所有其它范围应以与此实例相似的方式被解释。

[0019] 发明详述

[0020] 本文公开了无定形铝硅酸盐颗粒、用于生产无定形铝硅酸盐颗粒的方法、以及使用无定形铝硅酸盐颗粒的油漆和涂料和其它制造的物品。

[0021] 出乎意料地，申请人已经发现，如本文所公开和描述的无定形铝硅酸盐颗粒可以用于油漆或涂料或其它制造的物品以从周围空气或大气吸收和/或除去有害的VOC(例如甲醛、烃类)，例如改善室内空气的质量。还出乎意料地，申请人已经发现，这些有益的性质可以通过使用由高表面积、低吸油量以及特定的孔体积和微孔体积特性来表征的无定形铝硅酸盐颗粒来实现。

[0022] 无定形铝硅酸盐颗粒

[0023] 按照本发明的方面，无定形铝硅酸盐颗粒可以具有以下特性：(i)在从约120m2/g至约450m2/g的范围内的BET表面积，(ii)小于或等于约150cc/100g的吸油量，(iii)在从约0.18cc/g至约0.6cc/g的范围内的孔体积，以及(iv)为孔体积的从约10％至约80％的具有小于 的孔径的孔的微孔体积。在另外的方面，按照本发明的铝硅酸盐颗粒还可以具有下文提供的特性或性质中的任一种、以及以任何的组合。

[0024] 在一个方面中，铝硅酸盐颗粒可以具有相对高的表面积。通常，BET表面积可以落在从约120m2/g至约400m2/g、从约120m2/g至约350m2/g、或从约120m2/g至约250m2/g的范围2 2 2 2
内。在另外的方面中，BET表面积可以在从约125m /g至约425m /g、从约125m /g至约375m /g、从约125m2/g至约350m2/g、从约250m2/g至约400m2/g、或从约250m2/g至约375m2/g，以及类似范围的范围内。根据本公开内容，BET表面积的其它合适范围是容易明白的。

[0025] 在一个方面中，铝硅酸盐颗粒可以具有相对低的吸油量。例如，吸油量可以是在从约30cc/100g至约150cc/100g的范围内。可选择地，吸油量可以是在从约50cc/100g至约150cc/100g；可选择地从约40cc/100g至约100cc/100g；可选择地从约50cc/100g至约
100cc/100g；可选择地从约30cc/100g至约90cc/100g；可选择地从约40cc/100g至约125cc/
100g；或可选择地从约45cc/100g至约85cc/100g的范围内。根据本公开内容，吸油量的其它合适范围是容易明白的。

[0026] 铝硅酸盐颗粒的孔体积没有被特别地限制。然而，孔体积(即，总孔体积，不考虑孔径)常常可以落在从约0.18cc/g至约0.6cc/g的范围内，诸如例如从约0.2cc/g至约0.6cc/g、从约0.2cc/g至约0.5cc/g、从约0.2cc/g至约0.4cc/g、从约0.18cc/g至约0.4cc/g、从约0.2cc/g至约0.35cc/g、从约0.18cc/g至约0.38cc/g、或从约0.2cc/g至约0.3cc/g、以及类似范围的范围。根据本公开内容，孔体积的其它合适范围是容易明白的。

[0027] 在一方面中，铝硅酸盐颗粒可以具有相对大的微孔分数，即由具有小于 的孔径的孔产生的孔体积的分数。在一个方面中，具有小于 的孔径的孔的微孔体积可以是孔体积(即，总孔体积)的从约10％至约80％，或从约10％至约70％。在另一个方面中，微孔体积可以是在孔体积的从约10％至约60％、或从约15％至约60％的范围内。在又一个方面中，微孔体积可以是在孔体积的从约15％至约75％、或从约15％至约65％的范围内。还在另一个方面中，微孔体积可以是在孔体积的约20％至约70％、或从约20％至约60％的范围内。根据本公开内容，由具有小于 的孔径的微孔产生的孔体积的分数的其它合适范围是容易明白的。

[0028] 在一方面中，铝硅酸盐颗粒可以具有落在从约30m2/g至约110m2/g、从约30m2/g至2 2 2
约105m /g、或从约30m/g至约100m /g的范围内的CTAB表面积。在另外的方面中，CTAB表面积可以是在从约35m2/g至约110m2/g、从约35m2/g至约105m2/g、从约40m2/g至约110m2/g、从约40m2/g至约105m2/g、或从约45m2/g至约110m2/g以及类似范围的范围内。根据本公开内容，CTAB表面积的其它合适范围是容易明白的。

[0029] 在一个方面中，铝硅酸盐颗粒可以包含碱金属铝硅酸盐颗粒。在另一方面中，铝硅酸盐颗粒可以包含铝硅酸钠颗粒。在又一方面中，铝硅酸盐颗粒可以包含碱土金属改性的碱金属铝硅酸盐颗粒。还在另外一方面中，铝硅酸盐颗粒可以包含铝硅酸钠镁(sodium magnesium aluminosilicate)颗粒。此外，可以使用铝硅酸盐颗粒的混合物或组合，例如碱金属铝硅酸盐颗粒(例如铝硅酸钠)和碱土金属改性的碱金属铝硅酸盐颗粒(例如铝硅酸钠镁)的混合物或组合。

[0030] 在这些方面和其它方面中，铝硅酸盐颗粒(例如，碱金属铝硅酸盐和/或碱土金属改性的碱金属铝硅酸盐)是无定形的，并且可以是合成的。因此，无定形铝硅酸盐颗粒可以是合成的无定形铝硅酸盐颗粒。

[0031] 合成的碱金属铝硅酸盐，例如铝硅酸钠，通常通过明矾与碱金属硅酸盐的反应而产生。所得到的产物通常具有约1：1的二氧化硅与氧化铝摩尔比。此类型的无定形产品是已知的。例如，此类型的无定形产品是由J.M.Huber Corporation以商标 销售。这些一般产品的具体的实例以及其制备方法在通过引用以其整体并入本文的美国专利第2,739,073号、第2,843,346号和第3,582,379号中被公开。

[0032] 在形成之后，如本领域技术人员将认识到的，根据特定的最终用途应用所期望的，铝硅酸盐可以被湿磨(例如，珠磨)和/或干磨(例如，锤磨)和/或干燥(例如，喷雾干燥)。

[0033] 使用无定形铝硅酸盐的组合物和物品

[0034] 本发明还涉及并且涵盖包含本文公开的无定形铝硅酸盐颗粒(以及其各自的特性或特征，例如表面积、吸油量、孔体积以及微孔体积)中任一种的任何组合物、制剂以及制造的物品。

[0035] 因此，在本发明的一个方面中的组合物可以包含液体和本文公开的无定形铝硅酸盐颗粒。此“液体”可以是作为纯化合物在标准温度(25℃)和压力(1atm)下为液体(不是固体或气体)的任何化合物。液体在本文中还可以被称作稀释剂。如本领域技术人员将认识到，如同多种有机溶剂(例如脂肪族烃、芳香族烃等)一样，水是本文中预期的例证性液体或稀释剂。

[0036] 根据本发明，提供涂料组合物(包括油漆制剂)，并且在特定的方面中，这些组合物可以包含粘合剂(常常可以被称为媒介物(vehicle)；实例包括乳胶树脂，例如丙烯酸类(acrylic)、乙烯基丙烯酸类(聚乙酸乙烯酯)或苯乙烯化丙烯酸类(styreneated acrylic)；聚氨酯分散体；溶液聚合物分散体；及类似物以及其组合)、液体(例如水或有机溶剂)以及本文公开的任何的无定形铝硅酸盐颗粒。任选地，取决于所期望的性质，多种添加剂可以存在于涂料组合物(包括油漆制剂)中。

[0037] 油漆制剂通常包含四种主要成分，即颜料、粘合剂、液体以及添加剂。这些成分中的任何一种或全部可以是单一组分或可以包含多种组分。颜料可以向油漆提供颜色并且还使得油漆是不透明的，并且颜料通常是矿物来源或有机来源，尽管某些颜料是人工生产的。某些颜料具有很小的容积(bulk)或不具有容积并且必须被固定在更坚固的、但同时透明的物质或基质上。“Prime”颜料提供颜色和不透明度(不透明覆盖)。最常见的prime颜料是二氧化钛，其是白色的并且被用于乳胶油漆和基于油的油漆。

[0038] 传统上，颜料还向油漆提供增加的隐藏性质(hiding property)。还可以使用特定的颜料或体质颜料并且以低成本向油漆提供容积。因为体质颜料对如耐洗刷性、耐污染性(stain resistance)以及抗粉化性的性质的影响，常常选择体质颜料。明矾或粘土频繁地被用于此目的。这些颜料被添加至油漆以提供诸如厚度的某些特性以及某种水平的光泽度和耐久性。它们通常是被开采并纯化用于油漆制剂中的天然存在的产物。例如，诸如碳酸钙、滑石和粘土的颜料被广泛地用于油漆制剂中。

[0039] 粘合剂保持(hold)颜料并且还将其粘附至表面，并且粘合剂组合物可以具有多于一种的组分。在乳胶漆(latex paint)中，乳胶树脂常常可以是粘合剂。在乳胶漆中最常见的，粘合剂可以是100％丙烯酸类、乙烯基丙烯酸类(聚乙酸乙烯酯)或苯乙烯化的丙烯酸类。颜料颗粒通常是不溶性的并且在粘合剂中形成悬浮体。当干燥时粘合剂将颜料“结合”成坚韧的、连续的膜，并且如上文提到的，帮助油漆粘附至所期望的表面。此外，先前已经发现，使用100％丙烯酸类粘合剂在潮湿时提供最大的粘附，并且还提供在新的砖石建筑上应用的油漆的对起泡和剥离的抗性、对发霉和污垢的抗性以及耐碱性。

[0040] 液体携带颜料和粘合剂，并且此液体是蒸发的油漆制剂的一部分。液体的作用是使油漆制剂保持处于流体形式以易于应用。一旦应用至表面，液体就蒸发，留下均匀的膜，然后均匀的膜干燥以形成保护性涂层。合适的液体可以通过粘合剂的溶解度来确定。在基于油的油漆和醇酸漆中，液体通常可以是油漆稀释剂，并且在乳胶漆中，液体通常是水。传统上，较高质量的油漆具有较少的液体和更多的固体(即颜料和粘合剂)，如百分比固体所测量的。

[0041] 添加剂是以低水平使用以提供关键性质的成分，关键性质包括但不限于防霉性、较好的流动性和流平性以及抗飞溅性。用于常规油漆制剂的常用添加剂包括流变改性剂、表面活性剂、消泡剂、成膜助剂(coalescent)以及抗微生物剂。其它的许多添加剂是本领域熟知的并且可以按需要被用于配制具有所期望的性质的油漆。

[0042] 用于产生具有各种类型的光泽即“光亮(shine)”或有光的油漆制剂的各种技术是本领域已知的。例如，通过逐渐增加地增加颜料水平和/或通过使用较大的颜料颗粒，可以实现各种光泽度(gloss level)，包括但不限于无光(flat)、缎光(satin)和半光(semi-gloss)。颜料体积浓度(PVC)常常与油漆漆面(paint finish)有关，尽管各种漆面可以具有重叠的PVC范围。PVC是单位体积的颜料作为颜料的体积加粘合剂的体积的百分比。PVC可以表示涂料/油漆的耐久性与颜料的量之间的关系。

[0043] 本发明的涂料组合物(包括油漆制剂)尤其可以包含粘合剂、液体以及本文公开的无定形铝硅酸盐颗粒。令人惊讶地，此类组合物可以从周围空气或环境除去VOC和/或降低周围空气或环境中的VOC水平。因此，本发明的某些方面涉及具有VOC减少能力(例如甲醛减少、挥发性烃减少)的涂料组合物(包括油漆制剂)。用于测量代表VOC的某些化合物的去除/减少的标准测试是中国JC/T 1074-2008(具有空气净化的涂层的净化性能)，其通过引用以其整体并入本文。在本发明的一个方面中，公开的涂料组合物可以以≥75％的水平的甲醛净化效率(例如去除)通过中国JC/T1074-2008标准测试。另外地或可选择地，涂料组合物可以以≥60％的水平的甲醛净化效率持久性(例如耐久性、保持力)通过中国JC/T 1074-2008标准测试。另外地或可选择地，涂料组合物可以以≥35％的水平的甲苯净化效率通过中国JC/T 1074-2008标准测试。另外地或可选择地，涂料组合物可以以≥20％的水平的甲苯净化效率持久性通过中国JC/T 1074-2008标准测试。

[0044] 本文还涵盖包含本文公开的无定形铝硅酸盐颗粒的干燥的涂层(例如，在干燥或固化以形成固体或固化的膜或层之后)。此外，本文中还涵盖由包含本文公开的无定形铝硅酸盐颗粒的组合物(例如湿涂料组合物，诸如油漆制剂)产生的干燥的涂层(例如，在干燥或固化以形成固体或固化的膜或层之后)。取决于最终用途应用、目标基材、期望的环境条件等等，根据本发明的干燥的涂层通常可以具有约1μm和约500μm之间的厚度。例如，涂层可以具有在从约5μm至约300μm、从约25μm至约250μm或从约35μm至约200μm的范围内的厚度。

[0045] 出乎意料地，本文公开和描述的干燥的涂层可以从周围空气或环境除去VOC和/或降低周围空气或环境中的VOC水平。用于测量代表VOC的某些化合物的去除/减少的标准测试是中国JC/T 1074-2008测试。在本发明的一个方面中，公开的涂层可以以≥75％的水平的甲醛净化效率通过中国JC/T 1074-2008标准测试。另外地或可选择地，涂层可以以≥60％的水平的甲醛净化效率持久性通过中国JC/T 1074-2008标准测试。另外地或可选择地，涂层可以以≥35％的水平的甲苯净化效率通过中国JC/T 1074-2008标准测试。另外地或可选择地，涂层可以以≥20％的水平的甲苯净化效率持久性通过中国JC/T 1074-2008标准测试。

[0046] 本文还涵盖制造的物品，所述制造的物品可以包含至少部分地覆盖有本文公开的无定形铝硅酸盐颗粒的任一种的基材。此外，本文还涵盖制造的物品，所述制造的物品可以包含至少部分地覆盖有例如由包含本文公开的无定形铝硅酸盐颗粒中的任一种的组合物中的任一种产生的涂料的基材。因此，包含至少部分地覆盖有本文描述的铝硅酸盐颗粒的、或至少部分地覆盖有包含本文描述的铝硅酸盐颗粒的涂料(包括油漆)的基材的被涂覆的基材也在本发明的范围内。通常，本发明中可以使用的基材可以包括金属、混凝土、木材、纸、或塑料、以及其组合。

[0047] 虽然不限于此，制造的物品可以是任何合适的物品，并且其可以包括过滤器纤维或空气过滤器；地毯纤维或地毯；建筑物的墙壁、地板或天花板(例如，至少部分地覆盖的室内表面)；及类似物品。

[0048] 本发明还公开了涂覆基材或用于产生被涂覆的基材的方法。一种此类方法可以包括(a)提供涂料组合物，其包含粘合剂、液体(例如水)以及本文公开的无定形铝硅酸盐颗粒；(b)将组合物应用至基材的表面；以及(c)使组合物干燥或固化到基材上，从而产生被涂覆的基材。涂料组合物(或油漆制剂)可以通过包括例如浸渍、滚压、涂刷、喷涂、挤压(squeeging)、倒卷、浇注、涂抹以及类似技术的多种技术被应用至基材。还可以使用这些技术的组合。如有需要，可以在基材的内表面和外表面两者上均使用涂料组合物。

[0049] 除去VOC的方法被预期例如改进空气质量。一种此类方法涉及从空气流除去VOC的方法，并且此方法可以包括在以下条件下使空气流通过过滤器，过滤器包含至少部分地覆盖有本文公开的无定形铝硅酸盐颗粒的(或至少部分地覆盖有本文公开的涂层的)纤维，从而从空气流除去VOC，所述条件为足以使VOC的至少一部分与纤维接触并且被过滤器夹带。如本领域技术人员将容易地认识到的，使用的条件可以取决于许多因素而变化，所述因素例如过滤器中纤维的量、涂层/颗粒厚度、空气流流速和与纤维的接触时间，VOC的进入量以及所期望的VOC去除水平，及其它因素。

[0050] 另一种方法涉及从室内环境除去VOC的方法。此方法可以包括(1)提供内表面，其至少部分地覆盖有本文公开的涂层，以及(2)使VOC与内表面接触，其中在室内环境中的VOC的至少一部分被涂层吸收。如本领域技术人员将容易地认识到的，被涂层吸收的VOC的量可以取决于许多因素而变化，所述因素例如涂层厚度、空气与涂覆的内表面的接触时间、在室内环境中的空气循环的量、在室内环境中的VOC的初始量以及相对于室内环境的体积的涂层的表面积、及其它因素。实施例

[0051] 本发明通过以下的实施例进一步例证，以下的实施例不以任何方式被解释为对本发明的范围强加限制。在阅读本文的描述之后，各种其它的方面、实施方案、修改以及其等效物可以使本领域普通技术人员想到它们而不背离本发明的精神或所附权利要求的范围。

[0052] 本文公开的BET表面积、孔体积和孔径分布分别使用Brunaur等人，J.Am.Chem.Soc.,60,309(1938)的BET氮吸附法和Halsey,G.D.,J.Chem.Phys.(1948),16,第931页的具有Halsey Faas校正的(Halsey Faas Correction)BJH解吸等温线，在Micromeritics TriStar II 3020V1.03上确定，并且此类技术对本领域技术人员是熟知的。

[0053] CTAB表面积通过CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)在硅酸盐表面上的吸收来确定，过量物质通过离心被分离并且数量使用表面活性剂电极通过用十二烷基硫酸钠滴定来确定。具体地，将约0.5g的硅酸盐置于具有100mL CTAB溶液(5.5g/L)的250-mL烧杯中，在电动搅拌板上混合持续1小时，然后在10,000rpm下离心持续30分钟。将1mL的10％曲通X-100添加至在100-mL烧杯中的5mL的澄清上清液。用0.1N HCl将pH调节至3-3.5，并且使用表面活性剂电极(Brinkmann SUR1501-DL)用0.01M十二烷基硫酸钠滴定试样以确定终点。

[0054] 吸油量值根据ASTM D281中描述的擦去法(rub-out method)使用亚麻籽油来确定(每100g颗粒吸收的cc油)。通常，较高的吸油量水平指示较高的结构颗粒，而较低的值通常指示较低的结构颗粒。

[0055] 实施例1-10

[0056] 实施例1是可商购自J.M.Huber Corporation的无定形铝硅酸钠，且实施例2是可商购自Imerys的硅藻土。两种材料均通常被用于油漆应用。实施例3-6的铝硅酸钠如在美国专利第3,582,379号中描述的来制备且调节反应温度以增加微孔的量，该美国专利通过引用以其整体并入本文。

[0057] 表I总结了实施例1和3-6的铝硅酸盐以及实施例2的硅藻土样品的某些性质和特性。特别注意的是，如与实施例1-2相比，实施例3具有较高的BET表面积、较低的吸油量以及约25％的由具有小于 的孔径的孔产生的孔体积。如与实施例3相比，实施例4-6具有较高的表面积、较低的吸油量、较低的孔体积以及较高的微孔体积百分比。

[0058] 表II列出了通过替代制剂中的5％的CaCO3(CaCO3负载相应地从15％降低至10％)、用于评估实施例1-3的材料的标准45PVC(颜料体积浓度)模型(对照)油漆制剂，并且表III总结了根据中国JC/T 1074-2008标准的实施例7-10的油漆制剂的VOC减少测试。出乎意料地，表III证明，在所测试的每一个VOC减少类别中，实施例10(使用实施例3的铝硅酸盐)胜过其它实施例。此外，实施例10(使用实施例3的铝硅酸盐)以≥75％的水平的甲醛净化效率通过中国JC/T 1074-2008标准测试，以≥60％的水平的甲醛净化效率持久性通过中国JC/T 1074-2008标准测试，以≥35％的水平的甲苯净化效率通过中国JC/T 1074-2008标准测试，并且以≥20％的水平的甲苯净化效率持久性通过中国JC/T 1074-2008标准测试。

[0059] 由于与实施例3相比，实施例4-6的较高的表面积、较低的吸油量以及较高的微孔体积百分比，将预期的是由实施例4-6制成的涂层将在VOC去除方面比实施例10的涂层表现的甚至更好。

[0060] 表I.实施例1-6。

[0061]

[0062]

[0063] 表II.油漆制剂

[0064]

[0065]

[0066] 表III.实施例4-7。

[0067]

[0068] 上文参考许多方面和实施方案以及具体的实施例描述本发明。许多变化形式将使本领域技术人员根据上述详述想到它们。所有这些明显的变化形式在所附的权利要求的全部期望范围内。本发明的其它实施方案可以包括但不限于以下(以“包括”描述的实施方案”但可选择地可以“基本上由...组成”或“由...组成”)：

[0069] 实施方案1.具有以下特性的无定形铝硅酸盐颗粒：

[0070] (i)在从约120m2/g至约450m2/g的范围内的BET表面积；

[0071] (ii)小于或等于约150cc/100g的吸油量；

[0072] (iii)在从约0.18cc/g至约0.6cc/g的范围内的孔体积；以及

[0073] (iv)为所述孔体积的从约10％至约80％的具有小于 的孔径的孔的微孔体积。

[0074] 实施方案2.如实施方案1中所定义的颗粒，其中BET表面积是在本文所公开的BET表面积的任何范围内，例如从约120m2/g至约400m2/g、从约125m2/g至约425m2/g、从约125m2/g至约375m2/g等。

[0075] 实施方案3.如实施方案1或2中所定义的颗粒，其中吸油量是在本文公开的吸油量值的任何范围内，例如从约30cc/100g至约90cc/100g、从约50cc/100g至约150cc/100g、从约50cc/100g至约100cc/100g等。

[0076] 实施方案4.如前述实施方案的任一个中所定义的颗粒，其中孔体积是在本文公开的孔体积的任何范围内，例如从约0.2cc/g至约0.5cc/g、从约0.18cc/g至约0.4cc/g、从约0.2cc/g至约0.35cc/g等。

[0077] 实施方案5.如前述实施方案的任一个中所定义的颗粒，其中具有小于 的直径的孔的微孔体积在本文公开的任何百分比范围内，例如基于所述孔体积，从约15％至约70％、从约15％至约65％、从约20％至约60％等。

[0078] 实施方案6.如前述实施方案的任一个中所定义的颗粒，其中所述无定形铝硅酸盐颗粒还被表征为，在本文公开的CTAB表面积的任何范围内的CTAB表面积，例如从约30m2/g2 2 2 2 2
至约110m/g、从约35m/g至约110m/g、从约45m/g至约110m/g等。

[0079] 实施方案7.如实施方案1-6的任一个中所定义的颗粒，其中所述无定形铝硅酸盐颗粒包含铝硅酸钠颗粒。

[0080] 实施方案8.如实施方案1-6的任一个中所定义的颗粒，其中所述无定形铝硅酸盐颗粒包含铝硅酸钠镁颗粒。

[0081] 实施方案9.如前述实施方案的任一个中所定义的颗粒，其中所述无定形铝硅酸盐颗粒是合成的。

[0082] 实施方案10.一种组合物，其包含液体和实施方案1-9的任一个中所定义的无定形铝硅酸盐颗粒。

[0083] 实施方案11.一种涂料组合物(例如油漆制剂)，包含粘合剂(或媒介物)、液体(或稀释剂)以及实施方案1-9的任一个中所定义的无定形铝硅酸盐颗粒。

[0084] 实施方案12.如实施方案11中所定义的组合物，其中所述组合物以≥75％的水平的甲醛净化效率通过中国JC/T 1074-2008标准测试。

[0085] 实施方案13.如实施方案11或12中所定义的组合物，其中所述组合物以≥60％的水平的甲醛净化效率持久性通过中国JC/T 1074-2008标准测试。

[0086] 实施方案14.如实施方案11-13任一个中所定义的组合物，其中所述组合物以≥35％的水平的甲苯净化效率通过中国JC/T 1074-2008标准测试。

[0087] 实施方案15.如实施方案11-14的任一个中所定义的组合物，其中所述组合物以≥20％的水平的甲苯净化效率持久性通过中国JC/T 1074-2008标准测试。

[0088] 实施方案16.如实施方案11-15的任一个中所定义的组合物，其中所述液体包括水。

[0089] 实施方案17.如实施方案11-16的任一个中所定义的组合物，其中所述粘合剂包括任何合适的粘合剂或本文公开的任何粘合剂，例如乳胶树脂(丙烯酸类、乙烯基丙烯酸类、苯乙烯化的丙烯酸类)、聚氨酯分散体、溶液聚合物分散体等或其组合。

[0090] 实施方案18.如实施方案11-17的任一个中所定义的组合物，其中所述组合物还包含TiO2和/或CaCO3。

[0091] 实施方案19.如实施方案11-18的任一个中所定义的组合物，其中所述组合物还包含着色剂/颜料。

[0092] 实施方案20.一种干燥的涂层，其由实施方案11-19的任一个中所定义的(湿)组合物产生。

[0093] 实施方案21.一种干燥的涂层，其包含实施方案1-9的任一个中所定义的无定形铝硅酸盐颗粒。

[0094] 实施方案22.如实施方案20或21所定义的涂层，其中所述涂层以≥75％的水平的甲醛净化效率通过中国JC/T 1074-2008标准测试。

[0095] 实施方案23.如实施方案20-22中任一个所定义的涂层，其中所述涂层以≥60％的水平的甲醛净化效率持久性通过中国JC/T 1074-2008标准测试。

[0096] 实施方案24.如实施方案20-23的任一个中所定义的涂层，其中所述涂层以≥35％的水平的甲苯净化效率通过中国JC/T 1074-2008标准测试。

[0097] 实施方案25.如实施方案20-24的任一个中所定义的涂层，其中所述涂层以≥20％的水平的甲苯净化效率持久性通过中国JC/T 1074-2008标准测试。

[0098] 实施方案26.如实施方案20-25的任一个中所定义的涂层，其中所述涂层具有任何合适的厚度或在本文公开的任何范围内的厚度，例如从约1μm至约500μm、从约5μm至约300μm、从约25μm至约250μm等。

[0099] 实施方案27.一种制造的物品，包含至少部分地覆盖有实施方案20-26的任一个中所定义的涂层的基材，其中所述基材包括任何合适的基材或本文所公开的任何基材，例如金属、混凝土、木材、纸、塑料等或其组合。

[0100] 实施方案28.一种制造的物品，包含至少部分地覆盖有实施方案1-9的任一个中所定义的铝硅酸盐颗粒的基材，其中所述基材包括任何合适的基材或本文所公开的任何基材，例如金属、混凝土、木材、纸、塑料等或其组合。

[0101] 实施方案29.如实施方案27或28中所定义的物品，其中所述物品是任何合适的物品或本文公开的任何物品，例如过滤器纤维或空气过滤器；地毯纤维或地毯；建筑物(例如建筑物的内部部分)的墙壁、地板或天花板等。

[0102] 实施方案30.一种涂覆基材的方法，所述方法包括：

[0103] (a)提供实施方案11-19的任一个中所定义的涂料组合物；

[0104] (b)将所述组合物应用至所述基材的表面；以及

[0105] (c)将所述组合物干燥或固化到所述基材上。

[0106] 实施方案31.一种从空气流除去VOC的方法，所述方法包括：

[0107] 在以下条件下使所述空气流通过所述过滤器，所述过滤器包含至少部分地覆盖有实施方案1-9的任一个中所定义的铝硅酸盐颗粒的(或至少部分地覆盖有实施方案20-26的任一个中所定义的涂层的)纤维，从而从所述空气流除去VOC，所述条件为足以使所述VOC的至少一部分与所述纤维接触并且被所述过滤器夹带。

[0108] 实施方案32.一种从室内环境除去VOC的方法，所述方法包括：

[0109] 提供至少部分地覆盖有实施方案20-26的任一个中所定义的涂层(例如油漆)的内表面；以及

[0110] 使所述VOC与所述内表面接触，其中所述室内环境中的所述VOC的至少一部分被所述涂层吸收。