一种净味抗甲醛的水性内墙涂料及其制备方法与流程

1.本发明涉及环保涂料制备技术领域，具体涉及一种净味抗甲醛的水性内墙涂料及其制备方法。


背景技术：

2.室内环境污染以新居装修后最为严重，新居装修后最常见的化学污染气体包括甲醛等挥发性有机物，《室内空气质量标准》gb/t18883-2002规定室内甲醛达标浓度为0.10mg/m3，《民用建筑工程室内环境污染控制规范》gb50325-2001规定一类民用建筑的甲醛达标浓度为0.08mg/m3，二类民用建筑的甲醛达标浓度为0.12mg/m3。作为目前最主要的室内空气污染物之一，甲醛对人体的危害非常严重，其具有刺激性强，高毒性以及挥发性的特点，在与人体接触时，不仅会刺激皮肤黏膜和呼吸道，甚至会产生遗传性基因毒性，长期接触，轻则会为人体带来哮喘或过敏等皮肤性或呼吸道疾病，引起肝肺功能和免疫功能异常，重则会诱发癌变，这也使得甲醛高居我国优先控制化学品第二位。
3.内墙建筑涂料与我们日常接触密切，而且涂料的涂布面积大，范围广，非常适合作为吸收甲醛气体的载体，现有技术所制备的涂料对甲醛气体的吸附作用主要依赖于具有物理吸附作用的填料，如活性炭、硅藻土、麦饭石等，但是物理吸附存在自身的吸附饱和问题，原本被吸附的有害气体就存在着重新脱附释放入环境中的可能，也将产生新的安全健康隐患；现有技术还公开了在涂层载体中添加光催化活性材料以实现对甲醛的降解，但受限于光催化剂催化活性，其对环境中甲醛的降解效率不高。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明提供一种净味抗甲醛的水性内墙涂料及其制备方法。
5.本发明的目的采用以下技术方案来实现：
6.一种净味抗甲醛的水性内墙涂料制备方法，将除甲醛材料加入到水性内墙涂料中，加入分散剂搅拌分散，过滤后制得所述净味抗甲醛的水性内墙涂料；其中，所述除甲醛材料为改性铟锌双金属的钒酸盐材料。
7.优选的，所述除甲醛材料与所述水性内墙涂料、所述分散剂的质量比例为(0.5-2)：100：(0.1-0.3)。
8.优选的，所述改性铟锌双金属的钒酸盐材料的制备方法包括以下步骤：
9.s1、改性材料制备
10.称取4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑并溶解在冰水浴条件下的乙二醇二甲醚溶剂中，在保护气氛下，依次加入1-苄基-1h-吡唑-4-硼酸频哪醇酯、碳酸钾和四(三苯基膦)钯，充分搅拌后逐渐升温至70-80℃并保温搅拌反应8-10h，反应完成后冷却，加入去离子水稀释后以二氯甲烷萃取，合并有机相后再依次以饱和盐水和去离子水洗涤，干燥除水后蒸去溶剂，得到第一产物，再将所述第一产物溶解在酸性的乙醇溶液中，在40-50℃下搅拌反应4-5h，冷却至室温后分离沉淀，将所述沉淀加入去离子水中，加入氢氧化钠调节至中性，再
次分离沉淀，干燥后得到第二产物；称取石墨烯纳米片并分散在二氯甲烷溶剂中，加入所述第二产物搅拌溶解，搅拌过夜后蒸除溶剂，得到负载材料；
11.其中，所述4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑与所述1-苄基-1h-吡唑-4-硼酸频哪醇酯、所述碳酸钾和所述四(三苯基膦)钯的质量比例为1：(2-2.2)：(4-4.5)：(0.1-0.12)；所述石墨烯纳米片与所述所述第二产物的质量比例为(1-3)：1；
12.s3、除甲醛材料制备
13.分别称取硝酸铟和硝酸锌并溶解在去离子水中，得到第一溶液，将所述第二产物分散在所述第一溶液中，边搅拌边逐滴滴加钒酸铵溶液，将混合体系转入具有聚四氟乙烯内衬的高反应釜中，在160-180℃下保温反应8-10h，反应完成后冷却，分离沉淀，洗涤、干燥后制得所述改性铟锌双金属的钒酸盐材料；
14.其中，所述硝酸铟与所述硝酸锌、所述钒酸铵、所述第二产物的质量比为3：(1.9-2)：(2-2.3)：(9-15)。
15.优选的，所述钒酸铵溶液中还包括铵四硫代钒酸盐，所述铵四硫代钒酸盐与所述钒酸铵的质量比例为1：(4-5)。
16.优选的，所述分散剂为有机聚合铵盐分散剂、脂肪酸聚乙二醇酯或聚丙烯酸钠分散剂。
17.优选的，所述水性内墙涂料为聚醋酸乙烯乳胶漆、丙烯酸树脂漆、水性环氧漆或水性聚氨酯漆。
18.优选的，所述水性内墙涂料包括有蒙脱土填料。
19.优选的，所述蒙脱土填料的制备方法包括以下步骤：
20.称取氨基硅烷偶联剂并溶解在无水乙醇中，溶解浓度在1-2wt.％，加入所述无水乙醇体积10％的去离子水，充分搅拌后以醋酸溶液调节混合溶液的ph至4以下，加入蒙脱土，常温下搅拌反应10-100min后，固液分离，经洗涤、干燥后制得所述蒙脱土填料。
21.本发明的另一目的在于提供一种净味抗甲醛的水性内墙涂料，所述的净味抗甲醛的水性内墙涂料由前述制备方法制备得到。
22.本发明的有益效果为：
23.针对家居环境可能存在的甲醛污染问题，本发明基于内墙涂料载体，通过分散剂分散引入除甲醛材料，通过光催化作用，将家居环境中的甲醛降解为无害的二氧化碳和水，具体的，本发明在以硝酸铟和硝酸锌溶液为前驱体制备铟锌双金属钒酸盐的基础上，通过复合改性提高了铟锌双金属钒酸盐的光催化活性，具体的，本技术以石墨烯纳米片为载体，在以苯并噻二唑作为电子供体的结构基础上，通过suzuki偶联反应在供体结构上引入双苄基吡唑结构，基于双吡唑的电子给体结构，构建具有大的电子传递共轭π系统，促进了光生电子的快速分离，减少空穴复合率，进而提高其光催化降解效率。进一步的，本技术还通过铵四硫代钒酸盐代替钒酸盐，使得部分的氧原子发生硫取代，形成钒酸盐与硫化物的异质结构，进一步提高光催化活性。本技术通过加入氨基改性的蒙脱土填料进一步提高涂层对甲醛的吸附性，结合涂层良好的光催化活性，进一步提高了涂层对甲醛的降解效率。
具体实施方式
24.结合以下实施例对本发明作进一步描述。
25.实施例1
26.一种净味抗甲醛的水性内墙涂料，其制备方法是，将除甲醛材料加入到水性内墙涂料(丙烯酸树脂漆)中，加入分散剂搅拌分散，过滤后制得所述净味抗甲醛的水性内墙涂料；其中，所述除甲醛材料为改性铟锌双金属的钒酸盐材料；所述分散剂为有机聚合铵盐分散剂、脂肪酸聚乙二醇酯或聚丙烯酸钠分散剂；所述除甲醛材料与所述水性内墙涂料、所述分散剂的质量比例为1.4：100：0.2；
27.所述改性铟锌双金属的钒酸盐材料的制备方法包括以下步骤：
28.s1、改性材料制备
29.称取4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑(cas号:15155-41-6)并溶解在冰水浴条件下的乙二醇二甲醚溶剂中，在保护气氛下，依次加入1-苄基-1h-吡唑-4-硼酸频哪醇酯(cas号：761446-45-1)、碳酸钾和四(三苯基膦)钯，充分搅拌后逐渐升温至70-80℃并保温搅拌反应8-10h，反应完成后冷却，加入去离子水稀释后以二氯甲烷萃取，合并有机相后再依次以饱和盐水和去离子水洗涤，干燥除水后蒸去溶剂，得到第一产物，再将所述第一产物溶解在酸性的乙醇溶液中，在40-50℃下搅拌反应4-5h，冷却至室温后分离沉淀，将所述沉淀加入去离子水中，加入氢氧化钠调节至中性，再次分离沉淀，干燥后得到第二产物；称取石墨烯纳米片并分散在二氯甲烷溶剂中，加入所述第二产物搅拌溶解，搅拌过夜后蒸除溶剂，得到负载材料；
30.其中，所述4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑与所述1-苄基-1h-吡唑-4-硼酸频哪醇酯、所述碳酸钾和所述四(三苯基膦)钯的质量比例为1：2.1：4.3：0.1；所述石墨烯纳米片与所述所述第二产物的质量比例为2.2：1；
31.s3、除甲醛材料制备
32.分别称取硝酸铟和硝酸锌并溶解在去离子水中，溶解浓度0.1g/ml，得到第一溶液，将所述第二产物分散在所述第一溶液中，边搅拌边逐滴滴加钒酸铵溶液，将混合体系转入具有聚四氟乙烯内衬的高反应釜中，在160-180℃下保温反应8-10h，反应完成后冷却，分离沉淀，洗涤、干燥后制得所述改性铟锌双金属的钒酸盐材料；
33.其中，所述硝酸铟与所述硝酸锌、所述钒酸铵、所述第二产物的质量比为3：1.98：2.3：12。
34.实施例2
35.一种净味抗甲醛的水性内墙涂料，其制备方法是，将除甲醛材料加入到水性内墙涂料(水性聚氨酯漆)中，加入分散剂搅拌分散，过滤后制得所述净味抗甲醛的水性内墙涂料；其中，所述除甲醛材料为改性铟锌双金属的钒酸盐材料；所述分散剂为有机聚合铵盐分散剂、脂肪酸聚乙二醇酯或聚丙烯酸钠分散剂；所述除甲醛材料与所述水性内墙涂料、所述分散剂的质量比例为1.4：100：0.2；
36.所述改性铟锌双金属的钒酸盐材料的制备方法同实施例1。
37.实施例3
38.一种净味抗甲醛的水性内墙涂料，其制备方法是，将除甲醛材料加入到水性内墙涂料(丙烯酸树脂漆)中，加入分散剂搅拌分散，过滤后制得所述净味抗甲醛的水性内墙涂料；其中，所述除甲醛材料为改性铟锌双金属的钒酸盐材料；所述分散剂为有机聚合铵盐分散剂、脂肪酸聚乙二醇酯或聚丙烯酸钠分散剂；所述除甲醛材料与所述水性内墙涂料、所述
分散剂的质量比例为1.4：100：0.2；
39.所述改性铟锌双金属的钒酸盐材料的制备方法同实施例1，区别在于，所述钒酸铵溶液中还包括铵四硫代钒酸盐，所述铵四硫代钒酸盐与所述钒酸铵的质量比例为1：4.5。
40.实施例4
41.一种净味抗甲醛的水性内墙涂料，同实施例1，区别在于，所述水性内墙涂料添加有3wt.％的蒙脱土填料。
42.实施例5
43.一种净味抗甲醛的水性内墙涂料，同实施例1，区别在于，所述水性内墙涂料添加有3wt.％的蒙脱土填料；
44.所述蒙脱土填料的制备方法包括以下步骤：
45.称取氨基硅烷偶联剂并溶解在无水乙醇中，溶解浓度在1-2wt.％，加入所述无水乙醇体积10％的去离子水，充分搅拌后以醋酸溶液调节混合溶液的ph至4以下，加入蒙脱土，常温下搅拌反应10-100min后，固液分离，经洗涤、干燥后制得所述蒙脱土填料。
46.对比例1
47.一种净味抗甲醛的水性内墙涂料，其制备方法是，将除甲醛材料加入到水性内墙涂料(丙烯酸树脂漆)中，加入分散剂搅拌分散，过滤后制得所述净味抗甲醛的水性内墙涂料；其中，所述除甲醛材料为商业纳米二氧化钛；所述分散剂为有机聚合铵盐分散剂、脂肪酸聚乙二醇酯或聚丙烯酸钠分散剂；所述除甲醛材料与所述水性内墙涂料、所述分散剂的质量比例为1.4：100：0.2。
48.对比例2
49.一种水性内墙涂料，其制备方法是，将石墨烯纳米片加入到水性内墙涂料(丙烯酸树脂漆)中，加入分散剂搅拌分散，过滤后制得所述水性内墙涂料；其中，所述分散剂为有机聚合铵盐分散剂、脂肪酸聚乙二醇酯或聚丙烯酸钠分散剂；所述石墨烯纳米片与所述水性内墙涂料、所述分散剂的质量比例为1.4：100：0.2。
50.实验例
51.在相同的涂层面积和涂层厚度条件下，于密闭舱内进行静态测试，测定密闭舱内的hcho浓度，温度25℃，测定结果如下：
[0052] 实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5对比例1对比例20min8.0008.0008.0008.0008.0008.0008.00030min5.8115.8345.7445.7375.2246.4287.82560min3.9563.9983.8813.8923.4165.5247.83990min2.4102.3592.2712.2671.8433.0347.518120min1.1861.2111.1241.1360.7271.9367.607180min0.3690.3950.3120.3220.1741.6337.618
[0053]
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

技术特征：
1.一种净味抗甲醛的水性内墙涂料制备方法，其特征在于，将除甲醛材料加入到水性内墙涂料中，加入分散剂搅拌分散，过滤后制得所述净味抗甲醛的水性内墙涂料；其中，所述除甲醛材料为改性铟锌双金属的钒酸盐材料。2.根据权利要求1所述的一种净味抗甲醛的水性内墙涂料制备方法，其特征在于，所述除甲醛材料与所述水性内墙涂料、所述分散剂的质量比例为(0.5-2)：100：(0.1-0.3)。3.根据权利要求1所述的一种净味抗甲醛的水性内墙涂料制备方法，其特征在于，所述改性铟锌双金属的钒酸盐材料的制备方法包括以下步骤：s1、改性材料制备称取4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑并溶解在冰水浴条件下的乙二醇二甲醚溶剂中，在保护气氛下，依次加入1-苄基-1h-吡唑-4-硼酸频哪醇酯、碳酸钾和四(三苯基膦)钯，充分搅拌后逐渐升温至70-80℃并保温搅拌反应8-10h，反应完成后冷却，加入去离子水稀释后以二氯甲烷萃取，合并有机相后再依次以饱和盐水和去离子水洗涤，干燥除水后蒸去溶剂，得到第一产物，再将所述第一产物溶解在酸性的乙醇溶液中，在40-50℃下搅拌反应4-5h，冷却至室温后分离沉淀，将所述沉淀加入去离子水中，加入氢氧化钠调节至中性，再次分离沉淀，干燥后得到第二产物；称取石墨烯纳米片并分散在二氯甲烷溶剂中，加入所述第二产物搅拌溶解，搅拌过夜后蒸除溶剂，得到负载材料；其中，所述4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑与所述1-苄基-1h-吡唑-4-硼酸频哪醇酯、所述碳酸钾和所述四(三苯基膦)钯的质量比例为1：(2-2.2)：(4-4.5)：(0.1-0.12)；所述石墨烯纳米片与所述所述第二产物的质量比例为(1-3)：1；s3、除甲醛材料制备分别称取硝酸铟和硝酸锌并溶解在去离子水中，得到第一溶液，将所述第二产物分散在所述第一溶液中，边搅拌边逐滴滴加钒酸铵溶液，将混合体系转入具有聚四氟乙烯内衬的高反应釜中，在160-180℃下保温反应8-10h，反应完成后冷却，分离沉淀，洗涤、干燥后制得所述改性铟锌双金属的钒酸盐材料；其中，所述硝酸铟与所述硝酸锌、所述钒酸铵、所述第二产物的质量比为3：(1.9-2)：(2-2.3)：(9-15)。4.根据权利要求3所述的一种净味抗甲醛的水性内墙涂料制备方法，其特征在于，所述钒酸铵溶液中还包括铵四硫代钒酸盐，所述铵四硫代钒酸盐与所述钒酸铵的质量比例为1：(4-5)。5.根据权利要求1所述的一种净味抗甲醛的水性内墙涂料制备方法，其特征在于，所述分散剂为有机聚合铵盐分散剂、脂肪酸聚乙二醇酯或聚丙烯酸钠分散剂。6.根据权利要求1所述的一种净味抗甲醛的水性内墙涂料制备方法，其特征在于，所述水性内墙涂料为聚醋酸乙烯乳胶漆、丙烯酸树脂漆、水性环氧漆或水性聚氨酯漆。7.根据权利要求1所述的一种净味抗甲醛的水性内墙涂料制备方法，其特征在于，所述水性内墙涂料包括有蒙脱土填料。8.根据权利要求7所述的一种净味抗甲醛的水性内墙涂料制备方法，其特征在于，所述蒙脱土填料的制备方法包括以下步骤：称取氨基硅烷偶联剂并溶解在无水乙醇中，溶解浓度在1-2wt.％，加入所述无水乙醇体积10％的去离子水，充分搅拌后以醋酸溶液调节混合溶液的ph至4以下，加入蒙脱土，常
温下搅拌反应10-100min后，固液分离，经洗涤、干燥后制得所述蒙脱土填料。9.一种净味抗甲醛的水性内墙涂料，其特征在于，根据权利要求1-8之一所述的制备方法制备得到。

技术总结
本发明提供一种净味抗甲醛的水性内墙涂料制备方法，属于环保涂料制备技术领域，具体的，将除甲醛材料加入到水性内墙涂料中，加入分散剂搅拌分散，过滤后制得所述净味抗甲醛的水性内墙涂料；其中，所述除甲醛材料为改性的铟锌双金属的钒酸盐材料，本发明基于内墙涂料载体，通过分散剂分散引入除甲醛材料，通过光催化作用，将家居环境中的甲醛降解为无害的二氧化碳和水，从而起到净味抗甲醛的功效。从而起到净味抗甲醛的功效。


技术研发人员：王辉 伍建军
受保护的技术使用者：广东卡百利新材料科技有限公司
技术研发日：2022.03.31
技术公布日：2022/5/25