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一种纳米复合涂料及其制备方法

阅读：201发布：2021-02-24

IPRDB可以提供一种纳米复合涂料及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种纳米复合涂料，包括以下重量份的组分：复合纳米硅藻土40-60份、复合光催化剂20-40份、聚亚苯基砜树脂6-10份、交联醇胺纤维素4-6份、氢氧化铝4-8份、月桂酸二甲基锡3-5份。本发明采用复合纳米硅藻土，削弱了硅藻土层间的结合力，比表面积和吸附能力显著增加，提高了涂层的耐水性与抗阴极剥离性能，同时复合光催化能够提高涂料自清洁性能，既克服了单一光催化剂不能利用太阳光中可见光的缺点，又提高复合光催化剂的催化氧化甲醛能力，绿色环保，无毒无污染。，下面是一种纳米复合涂料及其制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种纳米复合涂料，其特征在于，包括以下重量份的组分：

复合纳米硅藻土40-60份、复合光催化剂20-40份、聚亚苯基砜树脂6-10份、交联醇胺纤维素4-6份、氢氧化铝4-8份、月桂酸二甲基锡3-5份。

2.如权利要求1所述的纳米复合涂料，其特征在于，包括以下重量份的组分：复合纳米硅藻土50份、复合光催化剂30份、聚亚苯基砜树脂8份、交联醇胺纤维素5份、氢氧化铝6份、月桂酸二甲基锡4份。

3.如权利要求1或2所述的纳米复合涂料，其特征在于，所述纳米复合涂料由以下方法制备：步骤1：将复合纳米硅藻土、复合光催化剂和氢氧化铝混合加入至磁力搅拌器中搅拌混合搅拌3h，再用超声波分散50min，得混合液A；

步骤2：将聚亚苯基砜树脂、交联醇胺纤维素和去离子水加入到磁力搅拌器中，水浴加热至65℃，搅拌混合处理60min，得混合液B；

步骤3：将混合液B、月桂酸二甲基锡依次滴加至混合液A中，磁力搅拌4h，搅拌温度为60℃，再用超声波分散90min，随后自然冷却至35℃时，加入氨水调整pH至8～10即得。

4.如权利要求1或2所述的纳米复合涂料，其特征在于，所述复合纳米硅藻土包括法库粘土和硅藻土，其质量比为法库粘土：硅藻土＝1:1～5。

5.如权利要求4所述的纳米复合涂料，其特征在于，所述复合纳米硅藻土由以下方法制备：步骤1、将硅藻土和法库粘土原矿干燥至水分3～5％以下，用气流涡轮式分选机进行分选除砂，除去粒径>40μm的砂砾和杂质，然后用回转窑进行锻烧处理，除去有机质，锻烧温度

500～550℃，保温锻烧时间1～2h，得混合粉体；

步骤2、将上述分选后的混合粉体和质量浓度为60％的硫酸按1550：400的比例投入反应釜中，反应釜温度达120℃时，保温反应3～4h后注入清水，得混合物料；

步骤3、将上述混合物料和水的比例按1：10的质量加入洗涤水，进行过滤洗涤；得到复合纳米硅藻土，含水量为50～60％。

6.如权利要求1或2所述的纳米复合涂料，其特征在于，所述复合光催化剂包括二氧化钛和三氧化二锑，其质量比为二氧化钛：三氧化二锑＝3:5～8。

7.如权利要求6所述的纳米复合涂料，其特征在于，所述复合光催化剂由以下方法制备：步骤1、将3份浓硫酸加入100份去离子水中制得硝酸溶液；将20份丁醇钛快速加入30份无水乙醇中并搅拌均匀，将丁醇钛的乙醇溶液在搅拌下缓慢滴加到前述硫酸溶液中，得到淡蓝色透明胶体A备用；

步骤2、将2份三氧化二锑溶解于10份浓度30～40％的盐酸中，持续搅拌，加热至60℃，搅拌，得到淡黄色透明胶体B备用；

步骤3、将上述A溶胶和B溶胶按体积比1:6的比例混合，持续搅拌，得到TiO2/Sb2O3复合胶体，其固含量为10Wt％。

8.如权利要求7所述的纳米复合涂料，其特征在于，所述步骤2中的盐酸浓度为35％。

说明书全文

一种纳米复合涂料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及涂料领域，尤其涉及一种纳米复合涂料及其制备方法。

背景技术

[0002] 涂料是一种传统的建筑材料，涂料的作用一般在于装饰和保护。但随着室内装饰引起空气污染，进一步要求传统的建筑材料具有抗菌、净化空气等功能，目前市场上虽然也出现了空气净化涂料，但这些空气净化涂料的甲醛消除效果并不理想，并且还需要在紫外线的照射下才能起到空气净化效果。因此不适用于居住房屋室内甲醛的消除，且在涂料中添加光引发剂，用量难以欠当控制，会存在光引发反应后过量的光引发剂迁移的问题和光引发剂与树脂体系不相容或相容性不好的弊病。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种纳米复合涂料及其制备方法。

[0004] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种纳米复合涂料，包括以下重量份的组分：

[0005] 复合纳米硅藻土40-60份、复合光催化剂20-40份、聚亚苯基砜树脂6-10份、交联醇胺纤维素4-6份、氢氧化铝4-8份、月桂酸二甲基锡3-5份。

[0006] 优选地，包括以下重量份的组分：复合纳米硅藻土50份、复合光催化剂30份、聚亚苯基砜树脂8份、交联醇胺纤维素5份、氢氧化铝6份、月桂酸二甲基锡4份。

[0007] 优选地，所述纳米复合涂料由以下方法制备：

[0008] 步骤1：将复合纳米硅藻土、复合光催化剂和氢氧化铝混合加入至磁力搅拌器中搅拌混合搅拌3h，再用超声波分散50min，得混合液A；

[0009] 步骤2：将聚亚苯基砜树脂、交联醇胺纤维素和去离子水加入到磁力搅拌器中，水浴加热至65℃，搅拌混合处理60min，得混合液B；

[0010] 步骤3：将混合液B、月桂酸二甲基锡依次滴加至混合液A中，磁力搅拌4h，搅拌温度为60℃，再用超声波分散90min，随后自然冷却至35℃时，加入氨水调整pH至8～10即得。

[0011] 优选地，所述复合纳米硅藻土包括法库粘土和硅藻土，其质量比为法库粘土：硅藻土＝1:1～5。

[0012] 优选地，所述复合纳米硅藻土由以下方法制备：

[0013] 步骤1、将硅藻土和法库粘土原矿干燥至水分3～5％以下，用气流涡轮式分选机进行分选除砂，除去粒径>40μm的砂砾和杂质，然后用回转窑进行锻烧处理，除去有机质，锻烧温度500～550℃，保温锻烧时间1～2h，得混合粉体；

[0014] 步骤2、将上述分选后的混合粉体和质量浓度为60％的硫酸按1550：400的比例投入反应釜中，反应釜温度达120℃时，保温反应3～4h后注入清水，得混合物料；

[0015] 步骤3、将上述混合物料和水的比例按1：10的质量加入洗涤水，进行过滤洗涤；得到复合纳米硅藻土，含水量为50～60％。

[0016] 优选地，所述复合光催化剂包括二氧化钛和三氧化二锑，其质量比为二氧化钛：三氧化二锑＝3:5～8。

[0017] 优选地，所述复合光催化剂由以下方法制备：

[0018] 步骤1、将3份浓硫酸加入100份去离子水中制得硝酸溶液；将20份丁醇钛快速加入30份无水乙醇中并搅拌均匀，将丁醇钛的乙醇溶液在搅拌下缓慢滴加到前述硫酸溶液中，得到淡蓝色透明胶体A备用；

[0019] 步骤2、将2份三氧化二锑溶解于10份浓度30～40％的盐酸中，持续搅拌，加热至60℃，搅拌，得到淡黄色透明胶体B备用；

[0020] 步骤3、将上述A溶胶和B溶胶按体积比1:6的比例混合，持续搅拌，得到TiO2/Sb2O3复合胶体，其固含量为10Wt％。

[0021] 优选地，所述步骤2中的的盐酸浓度为35％。

[0022] 本发明的有益效果：本发明制备的纳米复合涂料，采用复合纳米硅藻土，削弱了硅藻土层间的结合力，使层间由亲水性转变为亲油性，降低其表面能，同时使层间距扩大，比表面积和吸附能力显著增加，提高了涂层的耐水性与抗阴极剥离性能，同时本发明还加入二氧化钛和三氧化二锑复合光催化胶体及其他有效助剂，制得的涂料能够提高涂料自清洁性能，既克服了单一光催化剂不能利用太阳光中可见光的缺点，又提高复合光催化剂的催化氧化甲醛能力，绿色环保，无毒无污染。

具体实施方式

[0023] 为了更加简洁明了的展示本发明的技术方案、目的和优点，下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细描述。

[0024] 实施例1

[0025] 本实施例的纳米复合材料，包括以下重量份的组分：复合纳米硅藻土50份、复合光催化剂30份、聚亚苯基砜树脂8份、交联醇胺纤维素5份、氢氧化铝6份、月桂酸二甲基锡4份。

[0026] 本实施例的纳米复合材料，有以下方法制备而成：

[0027] 步骤1：将复合纳米硅藻土、复合光催化剂和氢氧化铝混合加入至磁力搅拌器中搅拌混合搅拌3h，再用超声波分散50min，得混合液A；

[0028] 步骤2：将聚亚苯基砜树脂、交联醇胺纤维素和去离子水加入到磁力搅拌器中，水浴加热至65℃，搅拌混合处理60min，得混合液B；

[0029] 步骤3：将混合液B、月桂酸二甲基锡依次滴加至混合液A中，磁力搅拌4h，搅拌温度为60℃，再用超声波分散90min，随后自然冷却至35℃时，加入氨水调整pH至8即得。

[0030] 本实施例的复合纳米硅藻土法库粘土与硅藻土的质量比为法库粘土：硅藻土＝1:1。

[0031] 本实施例的所述复合纳米硅藻土由以下方法制备：

[0032] 步骤1、将硅藻土和法库粘土原矿干燥至水分3～5％以下，用气流涡轮式分选机进行分选除砂，除去粒径>40μm的砂砾和杂质，然后用回转窑进行锻烧处理，除去有机质，锻烧温度500℃，保温锻烧时间1h，得混合粉体；

[0033] 步骤2、将上述分选后的混合粉体和质量浓度为60％的硫酸按1550：400的比例投入反应釜中，反应釜温度达120℃时，保温反应3h后注入清水，得混合物料；

[0034] 步骤3、将上述混合物料和水的比例按1：10的质量加入洗涤水，进行过滤洗涤；得到复合纳米硅藻土，含水量50％。

[0035] 本实施例的所述复合光催化剂二氧化钛与三氧化二锑质量比为二氧化钛：三氧化二锑＝3:5。

[0036] 本实施例的所述复合光催化剂由以下方法制备：

[0037] 步骤1、将3份浓硫酸加入100份去离子水中制得硝酸溶液；将20份丁醇钛快速加入30份无水乙醇中并搅拌均匀，将丁醇钛的乙醇溶液在搅拌下缓慢滴加到前述硫酸溶液中，得到淡蓝色透明胶体A备用；

[0038] 步骤2、将2份三氧化二锑溶解于10份浓度30％的盐酸中，持续搅拌，加热至60℃，搅拌，得到淡黄色透明胶体B备用；

[0039] 步骤3、将上述A溶胶和B溶胶按体积比1:6的比例混合，持续搅拌，得到TiO2/Sb2O3复合胶体，其固含量为10Wt％。

[0040] 实施例2

[0041] 本实施与实施例1的唯一区别为复合纳米硅藻土中库粘土与硅藻土的质量比为法库粘土：硅藻土＝1:3；复合光催化剂二氧化钛与三氧化二锑的质量比为二氧化钛：三氧化二锑＝3:6

[0042] 实施例3

[0043] 本实施与实施例1的唯一区别为复合纳米硅藻土中库粘土与硅藻土的质量比为法库粘土：硅藻土＝1:5；复合光催化剂二氧化钛与三氧化二锑的质量比为二氧化钛：三氧化二锑＝3:7

[0044] 实施例4

[0045] 本实施例的纳米复合材料，包括以下重量份的组分：复合纳米硅藻土40份、复合光催化剂20份、聚亚苯基砜树脂6份、交联醇胺纤维素4份、氢氧化铝4份、月桂酸二甲基锡3份。

[0046] 本实施例的纳米复合材料采用实施例1的方法制备而成。

[0047] 本实施例的复合纳米硅藻土库粘土与硅藻土的质量比为法库粘土：硅藻土＝1:5[0048] 本实施例的复合光催化剂二氧化钛与三氧化二锑质量比为二氧化钛：三氧化二锑＝3:7

[0049] 本实施例的复合纳米硅藻土与复合光催化剂均采用实施例1的方法制备。

[0050] 实施例5

[0051] 本实施例的纳米复合材料，包括以下重量份的组分：复合纳米硅藻土60份、复合光催化剂40份、聚亚苯基砜树脂10份、交联醇胺纤维素6份、氢氧化铝8份、月桂酸二甲基锡5份。

[0052] 本实施例的纳米复合材料采用实施例1的方法制备而成。

[0053] 本实施例的复合纳米硅藻土库粘土与硅藻土的质量比与实施例4相同。

[0054] 本实施例的复合光催化剂二氧化钛与三氧化二锑质量比与实施例4相同。

[0055] 本实施例的复合纳米硅藻土与复合光催化剂均采用实施例1的方法制备。

[0056] 实施例6

[0057] 本实施例与实施例3的唯一区别为制备纳米复合材料的步骤3用氨水调节pH值至9。

[0058] 实施例7

[0059] 本实施例与实施例3的唯一区别为制备纳米复合材料的步骤3用氨水调节pH值至10。

[0060] 实施例8

[0061] 本实施例与实施例3的唯一区别为制备复合光催化剂的步骤2的盐酸浓度为35％。

[0062] 实施例9

[0063] 本实施例与实施例3的唯一区别为制备复合光催化剂的步骤2的盐酸浓度为40％。

[0064] 对比例1

[0065] 对比例与实施例3的唯一区别为制备的纳米复合材料中不含复合纳米硅藻土。

[0066] 对比例2

[0067] 对比例2与实施例3的唯一区别为制备的纳米复合材料中不含复合光催化剂。

[0068] 对比例3

[0069] 对比例3与实施例3的唯一区别为制备的纳米复合材料中的复合纳米硅藻土不含有法库粘土。

[0070] 对比例4

[0071] 对比例4与实施例3的唯一区别为制备的纳米复合材料中的复合光催化剂不含有三氧化二锑。

[0072] 对比例5

[0073] 对比例5与实施例3的唯一区别为制备复合光催化剂的步骤3中将A溶胶和B溶胶按体积比1:10的比例混合。

[0074] 将实施例1-9与对比例1-5制备得到的涂料分别进行VOC净化性能的检测[0075] 检测方法依据《光催化空气净化材料性能测试方法》，评定方法依据《室内空气净化功能涂覆材料净化性能》，甲醛净化效率和净化持久性检验结果，见表1：

[0076] 表1：实施例1-9与对比例1-5的甲醛净化效率和净化持久性检验结果[0077]

[0078]

[0079] 由上表可知，本发明提供的涂料具有良好的吸附和催化净化效果，涂料在特定测试条件下，甲醛净化效率和净化持久性越低，说明净效果，反之，效果越好，实施例1-9分别调整了空气净化涂料中各个原料组成的配比，对涂料的吸附和催化性能均有不同程度的影响。实施例1-3中复合纳米硅藻土法库粘土与硅藻土的质量比为1:5，复合光催化剂二氧化钛与三氧化二锑质量比为3:7，其他配料用量固定时，吸附和催化净化效果最好。实施例3、4、5中法库粘土与硅藻土的质量比和二氧化钛与三氧化二锑质量比不变，改变其他成分的配比，通过比较得出结果，复合纳米硅藻土与复合光催化剂的比例为5:3时，效果最佳。同时，实施例3、6、7比较了在制备纳米复合材料的过程中用氨水将pH值调至9与10时，结果发现，pH值为9时，其吸附和净化效果最佳，说明pH值对本发明纳米复合材料的结构性质产生较大影响有影响。实施例3、8、9比较了制备复合光催化剂过程中盐酸浓度，发现当盐酸浓度为35％，效果较其他盐酸浓度要好，说明盐酸的浓度对制备复合光催化剂有较大影响。

[0080] 对比例1中不含复合纳米硅藻土，对比例2中不含复合光催化剂，其净化效果均明显下降，对比例3中不含法库粘土，对比例4中不含三氧化二锑，其净化效果与持久率均没有本发明的涂料效果好，但较对比例1、2要好，说明单独添加的硅藻土与二氧化钛均有甲醛净化功能，且持久性比没有添加的要好，但与本发明的纳米复合涂料相比，净化效果和持久性较差，说明本发明的复合涂料中的各种成具有协同增效，效果均大于单独添加的其他产品。对比例5改变了复合光催化剂中A溶胶与B溶胶的体积比，效果依然不好，只有1:6的比例才能达到理想的甲醛净化效果；因此使用本发明制备的涂料有良好的空气净化效果。

[0081] 本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

标题	发布/更新时间	阅读量
一种水性可剥离涂料-专利编号CN104962161B	2020-05-12	1044
一种可剥离水性涂料-专利编号CN104263088A	2020-05-13	917
一种水性可剥离涂料-专利编号CN104164174A	2020-05-14	167
一种水性可剥离涂料-专利编号CN104962161A	2020-05-13	1115
一种可剥离涂料-专利编号CN102807795A	2020-05-11	667
可剥离性涂料水分散物-专利编号CN1215073A	2020-05-12	1040
一种可剥离水性涂料-专利编号CN110218472A	2020-05-11	572
水性可剥离涂料-专利编号CN106752517A	2020-05-11	587
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一种可剥离的涂料-专利编号CN104164172A	2020-05-12	470

一种纳米复合涂料及其制备方法

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