一种具有光催化洁净功能的环保型流变助剂材料的制备工艺的制作方法

1.本发明涉及涂料的流变助剂材料，具体说的是一种具有光催化洁净功能的环保型流变助剂材料的制备。


背景技术：

2.涂料是一种保护墙体的建筑装饰材料。流变助剂是涂料原料之一，加入少量不仅可以有效提高涂料的功效和性能，而且能改善涂膜性能。随着国民经济的持续增长和消费者购买能力的持续上升，我国涂料行业亦呈现出了明显的高端化、功能化趋势。现在普通涂料市场竞争激烈，利润被挤压得接近于零。本发明在这样的情况下，对涂料中的流变助剂进行功能赋能，将改性共惨杂纳米二氧化钛光催化剂加入改性蒙脱石流变助剂中，能使得涂料具有光催化功能，可帮助分解室内甲醛等有害气体，改性后的流变助剂也能是最终涂料产品效果更好，也能帮助涂料行业的企业避免市场恶性竞争，获得利润。同时，随着生活环境的变化，消费者的消费要求也日益走高，而本发明具有特别的环保功能，满足涂料在产品设计上的需要及提升产品使用性能。


技术实现要素：

3.本发明是一种光催化洁净功能的环保型流变助剂材料，在改性蒙脱石中，加入改性共惨杂纳米二氧化钛光催化剂，混合形成一种光催化洁净功能对环保型流变助剂材料。先制备出改性蒙脱石和含改性共惨杂纳米二氧化钛光催化剂，而后分别将上述两种材料进行热处理后搅拌，再超声分散，形成一种光催化洁净功能对环保型流变助剂材料。本发明运用于涂料中，使用涂料后，在基材表面形成一层兼具耐候性、耐污性和环保性能（分解挥发性有机物、氮氧化物及硫氧化物，杀菌）的复合型光净化环保型涂料。
4.本发明的目的是通过在流变助剂中加入光催化洁净功能，对涂料对的环保功能进行改善，使其在自然阳光及日常光源的照射下，自主分解甲醛，祛除室内装饰材料和家具等挥发出来的有害气体。
5.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种光催化洁净功能的环保型流变助剂材料制备工艺方法，其中包括改性蒙脱石的制备、改性共惨杂纳米二氧化钛的制备以及改性蒙脱石与改性共惨杂纳米二氧化钛的复配分散工艺。
6.作为优选，改性蒙脱石制备，蒙脱石采用天然钠基蒙脱石，并将蒙脱石通过破碎机进行破碎粗磨预处理。
7.作为优选，改性蒙脱石制备，改性剂采用十二烷基硫酸钠（sds）、纯氢化蓖麻油（mt）、十六烷基三甲基溴化铵（ctab）、蒸馏水、无水乙醇、120号溶剂油复合而成，预处理后蒙脱石与改性剂比例为蒙脱石：ctab：sds：mt：水：无水乙醇：120号溶剂油=（30-50份）：（1-5份）：（1-3份）:（1-5份）：（1-5份）：（5-10份）：（2-8份）。
8.作为优选，改性蒙脱石制备，将预处理后蒙脱石按照一定配比与改性剂采用机械
混合后，采用半干球磨的方式进行研磨合成。
9.作为优选，改性蒙脱石的制备，半干球磨时调节球磨时转速为300-500 r/min，球磨时间为30-90 min，取出后在110℃烘箱中干燥2-3h，研钵研磨后制得改性蒙脱石流变助剂。
10.作为优选，改性共掺杂纳米二氧化钛的制备，其制备工艺包括前驱体的制备与改性共惨杂剂的复合，以及热处理及干燥研磨等工艺组成。
11.作为优选，纳米二氧化钛前驱体的制备，其先将（ti（oc4h9）4）与（c2h5oh）以n（ti（oc4h9）4）：n（c2h5oh）=（1-3份）：（10-15份）的比例混合，磁力搅拌器强烈搅拌30-60 min，制得均匀透明的黄色溶液a。
12.作为优选，改性共惨杂剂按照配比为n（h2o）：n（nh（c2h5oh）2）：n（zn(no3) 2
）：n（氨水）：n（乙醇）=（2-4份）：（1-3份）：（1-5份）：（1-3份）：（5-10份）采用磁力搅拌混合10-20min，形成改性共惨杂液b。
13.作为优选，前驱体液与改性共惨杂液混合的方式，其在将b液于置于分液漏斗中;待a 液搅拌完成后，将分液漏斗中b液缓慢滴加到a 液中，待b液滴加完毕，继续搅拌1-2h，将其静置风干48-72h得到二氧化钛凝胶。
14.作为优选，将得到的二氧化钛凝胶进行后处理，先将其碾压成较小的颗粒，置于坩埚中；将坩埚放入马弗炉中，于120
±
10℃温度下干燥 2h，再缓慢升温至 250℃保温1-2h，控制温度波动范围为
±
10℃。然后再以15℃/min 的速度升温至500℃，焙烧1-2h，待冷却至常温后取出，充分研磨即得改性共惨杂纳米二氧化钛。
15.作为优选，改性蒙脱石与改性共惨杂纳米二氧化钛的分散复配工艺中，按照质量比为改性蒙脱石：改性共惨杂纳米二氧化钛=（5-15份）：（1-5份）先采用行星式搅拌器控制转速为60-100r/min混合15-30min，再采用超声振荡仪分散20-40min，最终将改性的共惨杂纳米二氧化钛完全均匀的分散在改性蒙脱石中，制得一种具有光催化洁净功能的环保型流变助剂材料。
16.综上所述，本发明具有以下有益效果：本发明通过天然钠基蒙脱石作为流变助剂主原料，通过改性后增加了流变助剂的功能性，并在改性蒙脱石流变助剂中添加了改性共惨杂纳米二氧化钛，可通过自然光催化将室内甲醛等有害气体去除；另一方面，因为流变助剂是涂料生产中必需的添加剂，将改性共惨杂纳米二氧化钛与流变助剂复配后大大提高了流变助剂的功能性，增加了附加值，也更具有环保性。
附图说明
17.图1是一种具有光催化洁净功能的环保型流变助剂材料制备工艺流程。
具体实施方式
18.实施例1:将天然钠基蒙脱石采用破碎机进行破碎粗磨后，控制预处理后蒙脱石与改性剂质量比（分数）为蒙脱石：ctab：sds：mt：水：无水乙醇：120号溶剂油=30：1：1：1：1：5：2，调节球磨时转速为300 r/min，球磨时间为30 min，取出后在110℃烘箱中干燥2h，研钵研磨后制得
改性蒙脱石。
19.将（ti（oc4h9）4）与（c2h5oh）以n（ti（oc4h9）4）：n（c2h5oh）=1：10的比例混合，磁力搅拌器强烈搅拌30 min，制得均匀透明的黄色溶液a；按照配比为n（h2o）：n（nh（c2h5oh）2）：n（zn(no3) 2
）：n（氨水）：n（乙醇）=2：1：2：1：5采用磁力搅拌混合10min，形成改性共惨杂液b；将b液于置于分液漏斗中；待a 液搅拌完成后，将分液漏斗中b液缓慢滴加到a 液中，待b液滴加完毕，继续搅拌1h，将其静置风干48h得到二氧化钛凝胶；将得到的二氧化钛凝胶碾压成较小的颗粒，置于坩埚中；将坩埚放入马弗炉中，于120
±
10℃温度下干燥 2h，再缓慢升温至 250℃保温1-2h，控制温度波动范围为
±
10℃。然后再以15℃/min 的速度升温至500℃，焙烧1-2h，待冷却至常温后取出，充分研磨即得改性共惨杂纳米二氧化钛。
20.最后，按照质量比为改性蒙脱石：改性共惨杂纳米二氧化钛=5：1，先采用行星式搅拌器控制转速为6,r/min混合30min，再采用超声振荡仪分散20min，最终将改性的共惨杂纳米二氧化钛完全均匀的分散在改性蒙脱石中，制得一种具有光催化洁净功能的环保型流变助剂产品。将产品进行甲醛去除实验，甲醛除去率为50.1%。
21.实施例2:将天然钠基蒙脱石采用破碎机进行破碎粗磨后，控制预处理后蒙脱石与改性剂质量比（分数）为蒙脱石：ctab：sds：mt：水：无水乙醇：120号溶剂油=40：2：2：2：2：8：3，调节球磨时转速为300 r/min，球磨时间为30 min，取出后在110℃烘箱中干燥2h，研钵研磨后制得改性蒙脱石。
22.将（ti（oc4h9）4）与（c2h5oh）以n（ti（oc4h9）4）：n（c2h5oh）=1：10的比例混合，磁力搅拌器强烈搅拌30 min，制得均匀透明的黄色溶液a；按照配比为n（h2o）：n（nh（c2h5oh）2）：n（zn(no3) 2
）：n（氨水）：n（乙醇）=2：1：2：1：5采用磁力搅拌混合10min，形成改性共惨杂液b；将b液于置于分液漏斗中;待a 液搅拌完成后，将分液漏斗中b液缓慢滴加到a 液中，待b液滴加完毕，继续搅拌1h，将其静置风干48h得到二氧化钛凝胶；将得到的二氧化钛凝胶碾压成较小的颗粒，置于坩埚中；将坩埚放入马弗炉中，于120
±
10℃温度下干燥 2h，再缓慢升温至 250℃保温1-2h，控制温度波动范围为
±
10℃。然后再以15℃/min 的速度升温至500℃，焙烧1-2h，待冷却至常温后取出，充分研磨即得改性共惨杂纳米二氧化钛。
23.最后，按照质量比为改性蒙脱石：改性共惨杂纳米二氧化钛=5：1，先采用行星式搅拌器控制转速为6,r/min混合30min，再采用超声振荡仪分散20min，最终将改性的共惨杂纳米二氧化钛完全均匀的分散在改性蒙脱石中，制得一种具有光催化洁净功能的环保型流变助剂产品。将产品进行甲醛去除实验，甲醛除去率为56.4%。
24.实施例3:在实施例2的基础上，将改性蒙脱石制备过程中球磨转速增加为500 r/min，球磨时间为60 min，取出后在110℃烘箱中干燥2h，其余配比与步骤不变，再此进行甲醛去除实验，甲醛除去率为59.6%。
25.实施例4:将天然钠基蒙脱石采用破碎机进行破碎粗磨后，控制预处理后蒙脱石与改性剂质量比（分数）为蒙脱石：ctab：sds：mt：水：无水乙醇：120号溶剂油=40：2：2：2：2：8：3，调节球磨时转速为500 r/min，球磨时间为60 min，取出后在110℃烘箱中干燥2h，研钵研磨后制得改性蒙脱石。
26.将（ti（oc4h9）4）与（c2h5oh）以n（ti（oc4h9）4）：n（c2h5oh）=1：15的比例混合，磁力搅拌器强烈搅拌60 min，制得均匀透明的黄色溶液a；按照配比为n（h2o）：n（nh（c2h5oh）2）：n（zn(no3) 2
）：n（氨水）：n（乙醇）=2：1：2：1：5采用磁力搅拌混合10min，形成改性共惨杂液b；将b液于置于分液漏斗中;待a 液搅拌完成后，将分液漏斗中b液缓慢滴加到a液中，待b液滴加完毕，继续搅拌1h，将其静置风干48h得到二氧化钛凝胶；将得到的二氧化钛凝胶碾压成较小的颗粒，置于坩埚中；将坩埚放入马弗炉中，于120
±
10℃温度下干燥 2h，再缓慢升温至 250℃保温1-2h，控制温度波动范围为
±
10℃。然后再以15℃/min 的速度升温至500℃，焙烧1-2h，待冷却至常温后取出，充分研磨即得改性共惨杂纳米二氧化钛。
27.最后，按照质量比为改性蒙脱石：改性共惨杂纳米二氧化钛=5：1，先采用行星式搅拌器控制转速为60r/min混合30min，再采用超声振荡仪分散20min，最终将改性的共惨杂纳米二氧化钛完全均匀的分散在改性蒙脱石中，制得一种具有光催化洁净功能的环保型流变助剂产品。将产品进行甲醛去除实验，甲醛除去率为55.6%。
28.实施例5:在实施例4的基础上，改变n（ti（oc4h9）4）：n（c2h5oh）的比例为3：10，其他条件与步骤不变，将产品进行甲醛去除实验，甲醛除去率为65.9%。
29.实施例6:在实施例5的基础上，继续改变改性共惨杂液的配比，按照配比为n（h2o）：n（nh（c2h5oh）2）：n（zn(no3) 2
）：n（氨水）：n（乙醇）=2：3：2：2：10，其他条件与步骤不变，将产品进行甲醛去除实验，甲醛除去率为68.3%。
30.实施例7:在实施例6的基础上，增加改性共惨杂纳米二氧化钛制备时，a、b液搅拌时间至2h，风干时间到72h，其他条件与步骤不变，将产品进行甲醛去除实验，甲醛除去率为71.2%。
31.实施例8:将天然钠基蒙脱石采用破碎机进行破碎粗磨后，控制预处理后蒙脱石与改性剂质量比（分数）为蒙脱石：ctab：sds：mt：水：无水乙醇：120号溶剂油=40：2：2：2：2：8：3，调节球磨时转速为450 r/min，球磨时间为60 min，取出后在110℃烘箱中干燥2h，研钵研磨后制得改性蒙脱石。
32.将（ti（oc4h9）4）与（c2h5oh）以n（ti（oc4h9）4）：n（c2h5oh）=3：10的比例混合，磁力搅拌器强烈搅拌60 min，制得均匀透明的黄色溶液a；按照配比为n（h2o）：n（nh（c2h5oh）2）：n（zn(no3) 2
）：n（氨水）：n（乙醇）==2：3：2：2：10采用磁力搅拌混合10min，形成改性共惨杂液b；将b液于置于分液漏斗中;待a 液搅拌完成后，将分液漏斗中b液缓慢滴加到a液中，待b液滴加完毕，继续搅拌2h，将其静置风干72h得到二氧化钛凝胶；将得到的二氧化钛凝胶碾压成较小的颗粒，置于坩埚中；将坩埚放入马弗炉中，于120
±
10℃温度下干燥 2h，再缓慢升温至 250℃保温1-2h，控制温度波动范围为
±
10℃。然后再以15℃/min 的速度升温至500℃，焙烧1-2h，待冷却至常温后取出，充分研磨即得改性共惨杂纳米二氧化钛。
33.最后，按照质量比为改性蒙脱石：改性共惨杂纳米二氧化钛=15：5，先采用行星式搅拌器控制转速为100r/min混合60min，再采用超声振荡仪分散40min，最终将改性的共惨杂纳米二氧化钛完全均匀的分散在改性蒙脱石中，制得一种具有光催化洁净功能的环保型流变助剂产品。将产品进行甲醛去除实验，甲醛除去率为76.7%。
34.对比例1：按照实施例8的工艺条件进行改性流变助剂的制备，将所得产品进行不同时间下甲醛去除实验，结果如下表：通过实验结果可知，时间越长甲醛除去率越高，可见如果涂料中加入了本发明所制备的具有光催化功能的改性流变助剂，可长时间保持室内较低的甲醛浓度，有利于室内空气与居住环境。
35.对比例2：按照实施例8所述工艺条件，改变最终改性蒙脱石与改性共惨杂纳米二氧化钛的配比进行改性流变助剂的制备，将所得产品在相同时间下（6h）进行甲醛去除实验，结果如下表：
通过结果可知，改性共惨杂纳米二氧化钛用量越多对室内甲醛除去率越高，但超过15:5后甲醛除去率变化不大，再考虑到延长时间甲醛除去率更高，所以在实际产品制备时候可选取改性蒙脱石：改性共惨杂纳米二氧化钛=15:5的配比进行大规模生产。