一种自除甲醛装饰材料及其制备方法与流程

1.本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种自除甲醛装饰材料及其制备方法。


背景技术：

2.在家庭室内装修用到的材料中多含甲醛，需要对甲醛进行排除和净化。目 前，一般采用化学反应吸附或安装通风系统进行室内装修后除甲醛。但是，化 学反应吸附除甲醛时间短，除醛效率不高；安装通风系统进行室内装修后除甲 醛，当通风系统停止工作时，污风排管内残留的气体容易倒流至室内，造成室 内二次污染。


技术实现要素：

[0003][0004]
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种自除甲醛装饰材料，该自除甲醛装饰材料包括装饰基材、含稀土负离子粉的涂料和光触媒，含稀土负离子粉的涂料涂覆负载于装饰基材上，光触媒通过静电吸附负载于涂覆有涂料的装饰基材表面，同时采用稀土负离子粉和光触媒，稀土负离子粉产生负离子氧，与光触媒协同作用，加速甲醛的分解，并且，通过静电吸附将光触媒负载于涂覆有涂料的装饰基材表面，光触媒在装饰基材表面的负载稳定性好，使得该自除甲醛装饰材料达到自除甲醛效果，除甲醛时间长久，除甲醛效率高、无二次污染、节能降耗，安全环保。
[0005]
本发明的目的之二在于提供一种自除甲醛装饰材料的制备方法，将稀土负离子粉和光触媒依次负载于装饰基材上，采用静电吸附的方法将光触媒负载于涂覆有涂料的装饰基材表面，最大限度地保证了光触媒表面积，提高了光触媒和空气中甲醛的接触面积，提高了除甲醛效率，光触媒在装饰基材表面的负载稳定性好。并且，该制备方法工艺简单，易于推广。
[0006]
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
[0007]
一种自除甲醛装饰材料，包括装饰基材、含稀土负离子粉的涂料和光触媒；
[0008]
所述含稀土负离子粉的涂料涂覆负载于所述装饰基材上，所述光触媒通过静电吸附负载于涂覆有涂料的所述装饰基材表面。
[0009]
优选的，所述涂料包括水性树脂、固化剂、稀土负离子粉和水；
[0010]
以质量份计，所述水性树脂100份、所述固化剂2～8份、所述稀土负离子粉1～2份、水1～2份。
[0011]
优选的，所述稀土负离子粉的粒径小于5μm；
[0012]
所述稀土负离子粉的稀土元素选自锗、澜和铈中的一种或两种以上。进一步地，稀土元素优选为锗。
[0013]
优选的，所述光触媒为纳米级光触媒，选自二氧化钛和/或氧化锌；
[0014]
所述装饰基材的材料选自聚氯乙烯、聚丙烯、pet、tpo和abs中的一种或两种以上。
[0015]
优选的，所述水性树脂选自水性聚氨酯树脂、水性脂肪族氨基聚碳树脂、水性芳香
族聚氨酯树脂和水性丙烯酸树脂中的一种或两种以上；
[0016]
所述固化剂选自异氰酸酯类固化剂、碳化二亚胺类固化剂和氮吡啶类固化剂中的一种或两种以上。
[0017]
优选的，所述装饰基材上涂料的涂布量为10-30g/m2；
[0018]
所述光触媒与所述装饰基材的质量面积比为0.1～5g/m2。
[0019]
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
[0020]
一种自除甲醛装饰材料的制备方法，包括以下步骤：
[0021]
a)将含稀土负离子粉的涂料涂覆于装饰基材表面，干燥至所述涂料未完全固化，得到涂覆有涂料的装饰基材；
[0022]
b)将光触媒通过静电吸附负载于所述涂覆有涂料的装饰基材上，干燥，得到自除甲醛装饰材料。
[0023]
优选的，步骤a)所述干燥的温度为60～80℃，所述干燥的时间为10～30s；
[0024]
步骤b)所述干燥的温度为100～120℃，所述干燥的时间为20～100s。
[0025]
本发明中，步骤a)含稀土负离子粉的涂料的制备方法优选为：将稀土负离子粉和水按1：1比例混合，并高速搅拌分散，搅拌速度为5000～6000rpm，搅拌时间为10～15min，将搅拌好的稀土负离子粉分散液缓慢加入水性聚氨酯树脂中，边加边搅拌，搅拌速度低于3000rpm，优选为1500～2000rpm，搅拌时间为 10～15min，再在使用前0.5h内加入固化剂搅拌均匀，用100目筛过滤，去除滤渣，得到含稀土负离子粉的涂料，待用。
[0026]
本发明中，步骤a)优选为：取装饰基材，用120目或150目网辊，将含稀土负离子粉的涂料辊涂于装饰基材表面，干燥至涂料未完全固化，具体为半干状态，以手指触碰约有发粘感觉，得到涂覆有涂料的装饰基材。
[0027]
优选的，步骤b)所述将光触媒通过静电吸附负载于所述涂覆有涂料的装饰基材上具体为：
[0028]
采用撒粉机进行静电吸附洒粉的方式将光触媒负载于所述涂覆有涂料的装饰基材上；
[0029]
所述撒粉机的工作参数为：0.1～5g/m2。
[0030]
撤粉机主要由粉斗、驱动电机、电器控制总成等几大部份组成。粉斗的作用有三个：一个是贮存粉子：二是它底部的麻辊将粉子圴匀地带出来：第三是通过设在它底部的高压线产生的高压电场把粉子喷射出来。驱动电机是用来驱动粉辊旋转的动力。一般情况下，喷粉量与驱动电机的转速成正比，电机的转速越快喷粉量就越大。电器控制总成是用来产生足以使粉子喷射下来的高压电场的高压发生装置，它能产生5000～9000伏的高压。在静电控制箱内设有保护电路，当高压部份有击穿或短路时，能自动切断高压电源，并有报警声。
[0031]
优选的，步骤b)所述干燥之后，所述得到自除甲醛装饰材料之前，还包括：
[0032]
进行压花。
[0033]
步骤b)优选为：采用撒粉机进行静电吸附洒粉将光触媒均匀负载于涂覆有涂料的装饰基材上，干燥至全干，压花，再成检包装，得到自除甲醛装饰材料。
[0034]
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
[0035]
本发明提供的一种自除甲醛装饰材料，包括装饰基材、含稀土负离子粉的涂料和
光触媒，含稀土负离子粉的涂料涂覆负载于装饰基材上，光触媒通过静电吸附负载于涂覆有涂料的装饰基材表面，同时采用稀土负离子粉和光触媒，稀土负离子粉产生负离子氧，与光触媒协同作用，加速甲醛的分解，并且，通过静电吸附将光触媒负载于涂覆有涂料的装饰基材表面，光触媒在装饰基材表面的负载稳定性好，使得该自除甲醛装饰材料达到自除甲醛效果，除甲醛时间长久，除甲醛效率高、无二次污染、节能降耗，安全环保。
[0036]
本发明提供的一种自除甲醛装饰材料的制备方法，将稀土负离子粉和光触媒依次负载于装饰基材上，采用静电吸附的方法将光触媒负载于涂覆有涂料的装饰基材表面，最大限度地保证了光触媒表面积，提高了光触媒和空气中甲醛的接触面积，提高了除甲醛效率，光触媒在装饰基材表面的负载稳定性好。并且，该制备方法工艺简单，易于推广。
具体实施方式
[0037]
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外均可以通过购买方式获得。
[0038]
实施例1
[0039]
本实施例进行自除甲醛装饰材料的制备，包括以下步骤：
[0040]
1)将1000g含锗的稀土负离子粉和水按1：1比例混合，并高速搅拌分散，搅拌速度为4000rpm，搅拌时间为12min，将搅拌好的稀土负离子粉分散液缓慢加入100kg水性脂肪族聚氨酯树脂中，边加边搅拌，搅拌速度为2000rpm，搅拌时间为15min，再在使用前0.5h内加入4000g三异氰酸酯固化剂搅拌均匀，用 100目筛过滤，去除滤渣，得到含稀土负离子粉的涂料。
[0041]
2)取pvc基装饰基材，用120目网辊，按每平方米基材表面涂布20g负离子粉涂料量进行涂覆，在70℃下干燥20s至涂料未完全固化，具体为半干状态，以手指触碰约有发粘感觉，得到涂覆有涂料的装饰基材；
[0042]
3)采用撒粉机进行静电吸附洒粉将1.2g/m2纳米级二氧化钛均匀负载于涂覆有涂料的装饰基材上，在110℃下干燥60s至全干，压花，再成检包装，得到自除甲醛装饰材料1。
[0043]
实施例2
[0044]
本实施例进行自除甲醛装饰材料的制备，包括以下步骤：
[0045]
1)将1000g含镧的稀土负离子粉和水按1：1比例混合，并高速搅拌分散，搅拌速度为4000rpm，搅拌时间为10min，将搅拌好的稀土负离子粉分散液缓慢加入100kg水性脂肪族聚氨酯树脂中，边加边搅拌，搅拌速度为2000rpm，搅拌时间为15min，再在使用前0.5h内加入4000g碳化二亚胺类固化剂搅拌均匀，用100目筛过滤，去除滤渣，得到含稀土负离子粉的涂料。
[0046]
2)取pvc基装饰基材，用120目网辊，按每平方米基材表面涂布10g负离子粉涂料量进行涂覆，在60℃下干燥30s至涂料未完全固化，具体为半干状态，以手指触碰约有发粘感觉，得到涂覆有涂料的装饰基材；
[0047]
3)采用撒粉机进行静电吸附洒粉将1g/m2纳米级二氧化钛均匀负载于涂覆有涂料的装饰基材上，在120℃下干燥20s至全干，压花，再成检包装，得到自除甲醛装饰材料2。
[0048]
实施例3
[0049]
本实施例进行自除甲醛装饰材料的制备，包括以下步骤：
[0050]
1)将1000g含铈的稀土负离子粉和水按1：1比例混合，并高速搅拌分散，搅拌速度为4000rpm，搅拌时间为15min，将搅拌好的稀土负离子粉分散液缓慢加入100kg水性脂肪族聚氨酯树脂中，边加边搅拌，搅拌速度为2000rpm，搅拌时间为15min，再在使用前0.5h内加入4000g氮吡啶类固化剂搅拌均匀，用100 目筛过滤，去除滤渣，得到含稀土负离子粉的涂料。
[0051]
2)取pvc基装饰基材，用120目网辊，按每平方米基材表面涂布30g负离子粉涂料量进行涂覆，在80℃下干燥10s至涂料未完全固化，具体为半干状态，以手指触碰约有发粘感觉，得到涂覆有涂料的装饰基材；
[0052]
3)采用撒粉机进行静电吸附洒粉将1.5g/m2纳米级二氧化钛均匀负载于涂覆有涂料的装饰基材上，在100℃下干燥100s至全干，压花，再成检包装，得到自除甲醛装饰材料3。
[0053]
对比例1
[0054]
本对比例进行装饰材料的制备，包括以下步骤：
[0055]
1)将1000g水缓慢加入100kg水性脂肪族聚氨酯树脂中，边加边搅拌，搅拌速度为2000rpm，搅拌时间为15min，再在使用前0.5h内加入4000g三异氰酸酯固化剂搅拌均匀，用100目筛过滤，去除滤渣，得到涂料。
[0056]
2)取pvc基装饰基材，用120目网辊，按20g/m2涂覆量将涂料辊涂于装饰基材表面，在70℃下干燥10s至涂料未完全固化，具体为半干状态，以手指触碰约有发粘感觉，得到涂覆有涂料的装饰基材；
[0057]
3)将涂覆有涂料的装饰基材在120℃下干燥60s至全干，压花，再成检包装，得到装饰材料4。
[0058]
对比例2
[0059]
本对比例进行装饰材料的制备，包括以下步骤：
[0060]
1)将1000g含锗的稀土负离子粉和水按1：1比例混合，并高速搅拌分散，搅拌速度为4000rpm，搅拌时间为12min，将搅拌好的稀土负离子粉分散液缓慢加入100kg水性脂肪族聚氨酯中，边加边搅拌，搅拌速度为2000rpm，搅拌时间为15min，再在使用前0.5h内加入4000g三异氰酸酯固化剂搅拌均匀，用100 目筛过滤，去除滤渣，得到涂料。
[0061]
2)取pvc基装饰基材，用120目网辊，按20g/m2涂覆量将涂料辊涂于装饰基材表面，在70℃下干燥10s至涂料未完全固化，具体为半干状态，以手指触碰约有发粘感觉，得到涂覆有涂料的装饰基材；
[0062]
3)将涂覆有涂料的装饰基材在120℃下干燥60s至全干，压花，再成检包装，得到装饰材料5。
[0063]
对比例3
[0064]
本对比例进行装饰材料的制备，包括以下步骤：
[0065]
1)将1000g水缓慢加入100kg水性脂肪族聚氨酯树脂中，边加边搅拌，搅拌速度为2000rpm，搅拌时间为15min，再在使用前0.5h内加入4000g三异氰酸酯固化剂搅拌均匀，用100目筛过滤，去除滤渣，得到涂料。
[0066]
2)取pvc基装饰基材，用120目网辊，按20g/m2涂覆量将涂料辊涂于装饰基材表面，
在70℃下干燥10s至涂料未完全固化，具体为半干状态，以手指触碰约有发粘感觉，得到涂覆有涂料的装饰基材；
[0067]
3)采用撒粉机进行静电吸附洒粉将1.2g/m2纳米级二氧化钛均匀负载于涂覆有涂料的装饰基材上，将涂覆有涂料的装饰基材在120℃下干燥60s至全干，压花，再成检包装，得到装饰材料6。
[0068]
对比例4
[0069]
本实施例进行自除甲醛装饰材料的制备，包括以下步骤：
[0070]
1)将1000g含锗的稀土负离子粉和水按1：1比例混合，并高速搅拌分散，搅拌速度为4000rpm，搅拌时间为12min，将搅拌好的稀土负离子粉分散液缓慢加入100kg水性脂肪族聚氨酯树脂中，边加边搅拌，搅拌速度为2000rpm，搅拌时间为15min，再在使用前0.5h内加入4000g三异氰酸酯固化剂搅拌均匀，用 100目筛过滤，去除滤渣，得到含稀土负离子粉的涂料。
[0071]
2)取pvc基装饰基材，用120目网辊，按每平方米基材表面涂布20g负离子粉涂料量进行涂覆，在70℃下干燥20s至涂料未完全固化，具体为半干状态，以手指触碰约有发粘感觉，得到涂覆有涂料的装饰基材；
[0072]
3)将10g纳米级二氧化钛水溶剂液体采用喷雾方式(非静电吸附洒粉)均匀负载于涂覆有涂料的装饰基材上，在110℃下干燥60s至全干，压花，再成检包装，得到自除甲醛装饰材料7。其中，非静电吸附洒粉的方式为：直接在基材上用纳米级二氧化钛水溶液进行气压喷雾涂洒。
[0073]
效果测试1
[0074]
对实施例1～3和对比例1～3进行甲醛分解效率测试，
[0075]
实验方法：取6个1l的透明玻璃瓶，分别加入100cm2的实施例1～3和对比例1～3装饰材料。并加入甲醛溶液，使得瓶内甲醛浓度为10
±
0.5mg/m3，并用盖子完全密封。放入氙灯箱内照射，采用290-800nm氙灯，模拟紫外光和太阳光，箱体温度25
±
2℃，湿度50
±
5％。经24小时照射后，取出。测试瓶内甲醛含量，测试标准按gbt15516之方法进行测试。计算前后甲醛含量，从而得出甲醛分解效率。
[0076]
结果如表1所示，结果表明，实施例1～3装饰材料的甲醛分解效率高，实施例1装饰材料的甲醛分解效率明显高于对比例1～3装饰材料的甲醛分解效率，表明稀土负离子粉可与光触媒协同作用，加速甲醛的分解，提高甲醛分解效率。
[0077]
表1实施例1～3和对比例1～3甲醛分解效率测试结果
[0078][0079]
[0080]
效果测试2
[0081]
模拟家用清洁过程测试：
[0082]
将实施例1和对比例4所制基材同时放入清洗剂溶液中(1g白猫清洁剂 99g 去离子水)中清洗5min，并用去离子水清洗干净表面并烘干表面水分。如此清洗10次后，测试清洗后的样品之甲醛分解效率，甲醛分解效率测试方法与效果测试1相同，结果如表2所示。
[0083]
表2：实施例1和对比例4模拟家用清洁前/后甲醛分解效率
[0084]
样品名称(装饰材料)实验前浓度mg/m3实验后浓度mg/m3分解效率实施例110.110.6593.57％对比例49.980.6393.69％实施例1(清洗后)10.061.4785.39％对比例4(清洗后)10.236.6435.10％
[0085]
如表2所示，结果表明，对比例4装饰材料的清洗后甲醛分解效率明显下降，证明本发明采用静电吸附洒粉能够提高光触媒在装饰材料的稳定性。
[0086]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。