一种甲醛吸收墙面材料及其制备方法与流程

1.本发明涉及墙面材料技术领域，具体为一种甲醛吸收墙面材料及其制备方法。


背景技术：

2.在室内装修设计中，墙壁在房屋的设计与装修中占较大面积，其选材和配色奠定了房屋整体设计的基调。随着生活水平的提高，人们对室内装饰美感的要求也不断提高，室内墙壁美观与否直接关系到室内装修的效果，人们对墙壁的装修时常常采用乳胶漆和墙布等墙面装饰材料混搭的模式来完成墙壁的装修，这样一来即节省了成本，又能提升房屋整体的装饰效果。
3.乳胶漆使用时常常需要采用墙面材料实现对墙面进行粉刷之后再在墙面上喷涂墙面涂料，同时装修过程中的其他材料极易导致室内pm
2.5
和甲醛含量严重超标，对人体造成会极大的损害；技术人员发现贝壳粉具有吸收甲醛的作用，且来源较广成本较低，且贝壳粉具有光触媒作用在光照下可分解甲醛；然而，采用该法制得的墙面材料，甲醛吸收效率低，阻燃性不达标，且无法解决室内pm
2.5
超标问题，因此，对甲醛吸收墙面材料进行功能化处理来使甲醛吸收墙面材料阻燃性较好、提高甲醛吸收效率、净化室内空气成为目前技术领域亟待解决的难题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种甲醛吸收墙面材料及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
6.一种甲醛吸收墙面材料，按重量份数计，包括40～50份贝壳粉、10～30份滑石粉、4～6份红磷、4～8份四氯邻苯二甲酸酐、12～14份氨基化纳米二氧化钛、10～20份水性聚氨酯、30～40份水。
7.进一步的，所述贝壳粉的粒度为200～300目。
8.进一步的，所述滑石粉的粒径为6～10μm。
9.进一步的，所述氨基化纳米二氧化钛是由赖氨酸和钛酸四丁酯反应制得。
10.进一步的，所述水性聚氨酯型号为pu-501。
11.进一步的，一种甲醛吸收墙面材料的制备方法，包括以下步骤：
12.(1)一次混合：将4～8质量份四氯邻苯二甲酸酐、12～14质量份氨基化纳米二氧化钛、8～10质量份二氧六环混合，升温至60～80℃，以40～60滴/min滴加1～3质量份的浓硫酸，以600～800r/min搅拌70～90min，过滤，用去离子水洗涤3～5次，在60～80℃烘箱中烘10～12h，随后与4～6质量份红磷研磨混合均匀，转移到塑料容器中加入1～1.4质量份蒸馏水，30～40khz下超声30～50min，加入50～70质量份液氮冷冻并使用冷冻干燥机在-50～40℃、10～20pa下冷冻干燥6～10h，随后转移到石英玻璃管中，使用真空泵将石英玻璃管中的空气抽出并接近真空状态，用氢氧焰机将石英玻璃管密封。按下列程序进行煅烧，首先以2
℃/min升温至800℃保温5h，再以1℃/min降温至280℃保温3h，最后以0.1℃/min降至室温，从石英玻璃管中取出样品，分别用二硫化碳、乙醇和去离子水洗涤并抽滤6～8次后，在真空条件下干燥，得到混合填料；
13.(2)二次混合：将混合填料、40～50质量份贝壳粉、10～30质量份滑石粉研磨混合，随后加入10～20份水性聚氨酯和30～40份水，以600～800r/min搅拌2～4h，制备得到甲醛吸收墙面材料。
14.进一步的，所述氨基化纳米二氧化钛的制备方法如下：将无水乙二胺和蒸馏水按质量比1:14～1:16混合，加入无水乙二胺质量2～3倍的赖氨酸，以200～400r/min搅拌20～40min，随后以40～60滴/min滴加无水乙二胺质量1.4～1.6倍钛酸四丁酯，调ph至4～6，继续搅拌20～40min后，转入反应釜内，置于170～190℃下加热反应10h后，自然冷却，抽滤并分别用无水乙醇和蒸馏水洗涤2～4遍，在50～70℃下干燥11～13h，制备得到氨基化纳米二氧化钛。
15.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
16.本发明制备的甲醛吸收墙面材料，包括改性贝壳粉、滑石粉、红磷、四氯邻苯二甲酸酐、氨基化纳米二氧化钛，水性聚氨酯。
17.四氯邻苯二甲酸酐与氨基化纳米二氧化钛上的氨基反应，将四氯邻苯二甲酸酐稳固地嵌入氨基化纳米二氧化钛上，增强了甲醛吸收墙面材料的阻燃性能；同时引入红磷沉积在氨基化纳米二氧化钛上，一方面红磷可以与卤系阻燃剂四氯邻苯二甲酸酐协同作用，提高了甲醛吸收墙面材料的阻燃性能；另一方面，红磷与二氧化钛形成异质结，当受到光照时，异质结吸收光能催化甲醛吸收墙面材料吸收的水和甲醛分解的同时，形成大量负氧离子，负氧离子与空气中带正电的微粒正负相吸，使空气中悬浮的微粒凝聚成团变成大的颗粒在重力作用下降落到地面上，增强了甲醛吸收墙面材料的空气净化性能。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明，在将以下实施例中制备得到的甲醛吸收墙面材料的各指标测试方法如下：
20.阻燃性：取相同质量的实施例和对比例制备得到的甲醛吸收墙面材料按照gb12441测试耐火极限。
21.除甲醛性能、空气净化性能：取相同质量的实施例和对比例制备得到的甲醛吸收墙面材料涂覆于相同大小密闭空间内壁，随后用300w氙灯模拟阳光照射(λ》300nm)连续照射8h，间隔10h，循环5次后，以3m3/min通入相同质量的香烟烟雾，按照hj653标准测试的pm
2.5
，pm
2.5
变化率＝(光照前的pm
2.5-光照后的pm
2.5
)*100％/光照前的pm
2.5
；
22.再取相同质量的实施例和对比例制备得到的甲醛吸收墙面材料贴于相同大小密闭空间内壁，以3m3/min通入相同质量的甲醛，随后用365nm的紫外光连续照射8h，间隔10h，循环5次后，按照gb/t18883来测定光照前后甲醛含量，甲醛含量变化率＝(光照前的甲醛含
量-光照后的甲醛含量)*100％/光照前的甲醛含量；通过测定pm
2.5
变化率和甲醛含量变化率来测定甲醛吸收墙面材料的空气净化性能和除甲醛性能。
23.实施例1
24.一种甲醛吸收墙面材料的制备方法，所述甲醛吸收墙面材料的制备方法包括以下制备步骤：
25.(1)将无水乙二胺和蒸馏水按质量比1:14混合，加入无水乙二胺质量2倍的赖氨酸，以200r/min搅拌20min，随后以40滴/min滴加无水乙二胺质量1.4倍钛酸四丁酯，调ph至4，继续搅拌20min后，转入反应釜内，置于170℃下加热反应10h后，自然冷却，抽滤并分别用无水乙醇和蒸馏水洗涤2遍，在50℃下干燥11h，制备得到氨基化纳米二氧化钛；
26.(2)一次混合：将4质量份四氯邻苯二甲酸酐、12质量份氨基化纳米二氧化钛、8质量份二氧六环混合，升温至60℃，以40滴/min滴加1质量份的浓硫酸，以600r/min搅拌70min，过滤，用去离子水洗涤3次，在60℃烘箱中烘10h，随后与4质量份红磷研磨混合均匀，转移到塑料容器中加入1质量份蒸馏水，30khz下超声30min，加入50质量份液氮冷冻并使用冷冻干燥机在-50℃、10pa下冷冻干燥6h，随后转移到石英玻璃管中，使用真空泵将石英玻璃管中的空气抽出并接近真空状态，用氢氧焰机将石英玻璃管密封。按下列程序进行煅烧，首先以2℃/min升温至800℃保温5h，再以1℃/min降温至280℃保温3h，最后以0.1℃/min降至室温，从石英玻璃管中取出样品，分别用二硫化碳、乙醇和去离子水洗涤并抽滤6次后，在真空条件下干燥，得到混合填料；
27.(3)二次混合：将混合填料、40质量份200目的贝壳粉、10质量份粒径为6μm的滑石粉研磨混合，随后加入10份水性聚氨酯pu-501和30份水，以600r/min搅拌2h，制备得到甲醛吸收墙面材料。
28.实施例2
29.一种甲醛吸收墙面材料的制备方法，所述甲醛吸收墙面材料的制备方法包括以下制备步骤：
30.(1)将无水乙二胺和蒸馏水按质量比1:15混合，加入无水乙二胺质量2.5倍的赖氨酸，以300r/min搅拌30min，随后以50滴/min滴加无水乙二胺质量1。5倍钛酸四丁酯，调ph至5，继续搅拌30min后，转入反应釜内，置于180℃下加热反应10h后，自然冷却，抽滤并分别用无水乙醇和蒸馏水洗涤3遍，在60℃下干燥12h，制备得到氨基化纳米二氧化钛；
31.(2)一次混合：将6质量份四氯邻苯二甲酸酐、13质量份氨基化纳米二氧化钛、9质量份二氧六环混合，升温至70℃，以50滴/min滴加2质量份的浓硫酸，以700r/min搅拌80min，过滤，用去离子水洗涤4次，在70℃烘箱中烘11h，随后与5质量份红磷研磨混合均匀，转移到塑料容器中加入1.2质量份蒸馏水，35khz下超声40min，加入60质量份液氮冷冻并使用冷冻干燥机在-45℃、15pa下冷冻干燥8h，随后转移到石英玻璃管中，使用真空泵将石英玻璃管中的空气抽出并接近真空状态，用氢氧焰机将石英玻璃管密封。按下列程序进行煅烧，首先以2℃/min升温至800℃保温5h，再以1℃/min降温至280℃保温3h，最后以0.1℃/min降至室温，从石英玻璃管中取出样品，分别用二硫化碳、乙醇和去离子水洗涤并抽滤7次后，在真空条件下干燥，得到混合填料；
32.(3)二次混合：将混合填料、45质量份250目的贝壳粉、20质量份粒径为8μm的滑石粉研磨混合，随后加入15份水性聚氨酯pu-501和35份水，以700r/min搅拌3h，制备得到甲醛
吸收墙面材料。
33.实施例3
34.一种甲醛吸收墙面材料的制备方法，所述甲醛吸收墙面材料的制备方法包括以下制备步骤：
35.(1)将无水乙二胺和蒸馏水按质量比1:16混合，加入无水乙二胺质量3倍的赖氨酸，以400r/min搅拌40min，随后以60滴/min滴加无水乙二胺质量1.6倍钛酸四丁酯，调ph至6，继续搅拌40min后，转入反应釜内，置于190℃下加热反应10h后，自然冷却，抽滤并分别用无水乙醇和蒸馏水洗涤4遍，在70℃下干燥13h，制备得到氨基化纳米二氧化钛；
36.(2)一次混合：将8质量份四氯邻苯二甲酸酐、14质量份氨基化纳米二氧化钛、10质量份二氧六环混合，升温至80℃，以60滴/min滴加3质量份的浓硫酸，以800r/min搅拌90min，过滤，用去离子水洗涤5次，在80℃烘箱中烘12h，随后与6质量份红磷研磨混合均匀，转移到塑料容器中加入1.4质量份蒸馏水，40khz下超声50min，加入70质量份液氮冷冻并使用冷冻干燥机在-40℃、20pa下冷冻干燥10h，随后转移到石英玻璃管中，使用真空泵将石英玻璃管中的空气抽出并接近真空状态，用氢氧焰机将石英玻璃管密封。按下列程序进行煅烧，首先以2℃/min升温至800℃保温5h，再以1℃/min降温至280℃保温3h，最后以0.1℃/min降至室温，从石英玻璃管中取出样品，分别用二硫化碳、乙醇和去离子水洗涤并抽滤8次后，在真空条件下干燥，得到混合填料；
37.(3)二次混合：将混合填料、50质量份300目的贝壳粉、30质量份粒径为10μm的滑石粉研磨混合，随后加入20份水性聚氨酯pu-501和40份水，以800r/min搅拌4h，制备得到甲醛吸收墙面材料。
38.对比例1
39.一种甲醛吸收墙面材料的制备方法，所述甲醛吸收墙面材料的制备方法包括以下制备步骤：
40.(1)将无水乙二胺和蒸馏水按质量比1:15混合，加入无水乙二胺质量2.5倍的赖氨酸，以300r/min搅拌30min，随后以50滴/min滴加无水乙二胺质量1。5倍钛酸四丁酯，调ph至5，继续搅拌30min后，转入反应釜内，置于180℃下加热反应10h后，自然冷却，抽滤并分别用无水乙醇和蒸馏水洗涤3遍，在60℃下干燥12h，制备得到氨基化纳米二氧化钛；
41.(2)一次混合：将13质量份氨基化纳米二氧化钛、9质量份二氧六环混合，升温至70℃，以50滴/min滴加2质量份的浓硫酸，以700r/min搅拌80min，过滤，用去离子水洗涤4次，在70℃烘箱中烘11h，随后与5质量份红磷研磨混合均匀，转移到塑料容器中加入1.2质量份蒸馏水，35khz下超声40min，加入60质量份液氮冷冻并使用冷冻干燥机在-45℃、15pa下冷冻干燥8h，随后转移到石英玻璃管中，使用真空泵将石英玻璃管中的空气抽出并接近真空状态，用氢氧焰机将石英玻璃管密封。按下列程序进行煅烧，首先以2℃/min升温至800℃保温5h，再以1℃/min降温至280℃保温3h，最后以0.1℃/min降至室温，从石英玻璃管中取出样品，分别用二硫化碳、乙醇和去离子水洗涤并抽滤7次后，在真空条件下干燥，得到混合填料；
42.(3)二次混合：将混合填料、45质量份250目的贝壳粉、20质量份粒径为8μm的滑石粉研磨混合，随后加入15份水性聚氨酯pu-501和35份水，以700r/min搅拌3h，制备得到甲醛吸收墙面材料。
43.对比例2
44.一种甲醛吸收墙面材料的制备方法，所述甲醛吸收墙面材料的制备方法包括以下制备步骤：
45.(1)将无水乙二胺和蒸馏水按质量比1:15混合，加入无水乙二胺质量2.5倍的赖氨酸，以300r/min搅拌30min，随后以50滴/min滴加无水乙二胺质量1。5倍钛酸四丁酯，调ph至5，继续搅拌30min后，转入反应釜内，置于180℃下加热反应10h后，自然冷却，抽滤并分别用无水乙醇和蒸馏水洗涤3遍，在60℃下干燥12h，制备得到氨基化纳米二氧化钛；
46.(2)一次混合：将6质量份四氯邻苯二甲酸酐、13质量份氨基化纳米二氧化钛、9质量份二氧六环混合，升温至70℃，以50滴/min滴加2质量份的浓硫酸，以700r/min搅拌80min，过滤，用去离子水洗涤4次，在70℃烘箱中烘11h，转移到塑料容器中加入1.2质量份蒸馏水，35khz下超声40min，加入60质量份液氮冷冻并使用冷冻干燥机在-45℃、15pa下冷冻干燥8h，随后转移到石英玻璃管中，使用真空泵将石英玻璃管中的空气抽出并接近真空状态，用氢氧焰机将石英玻璃管密封。按下列程序进行煅烧，首先以2℃/min升温至800℃保温5h，再以1℃/min降温至280℃保温3h，最后以0.1℃/min降至室温，从石英玻璃管中取出样品，分别用二硫化碳、乙醇和去离子水洗涤并抽滤7次后，在真空条件下干燥，得到混合填料；
47.(3)二次混合：将混合填料、45质量份250目的贝壳粉、20质量份粒径为8μm的滑石粉研磨混合，随后加入15份水性聚氨酯pu-501和35份水，以700r/min搅拌3h，制备得到甲醛吸收墙面材料。
48.对比例3
49.一种甲醛吸收墙面材料的制备方法，所述甲醛吸收墙面材料的制备方法包括以下制备步骤：
50.(1)一次混合：将6质量份四氯邻苯二甲酸酐、9质量份二氧六环混合，升温至70℃，以50滴/min滴加2质量份的浓硫酸，以700r/min搅拌80min，过滤，用去离子水洗涤4次，在70℃烘箱中烘11h，随后与5质量份红磷研磨混合均匀，转移到塑料容器中加入1.2质量份蒸馏水，35khz下超声40min，加入60质量份液氮冷冻并使用冷冻干燥机在-45℃、15pa下冷冻干燥8h，随后转移到石英玻璃管中，使用真空泵将石英玻璃管中的空气抽出并接近真空状态，用氢氧焰机将石英玻璃管密封。按下列程序进行煅烧，首先以2℃/min升温至800℃保温5h，再以1℃/min降温至280℃保温3h，最后以0.1℃/min降至室温，从石英玻璃管中取出样品，分别用二硫化碳、乙醇和去离子水洗涤并抽滤7次后，在真空条件下干燥，得到混合填料；
51.(2)二次混合：将混合填料、45质量份250目的贝壳粉、20质量份粒径为8μm的滑石粉研磨混合，随后加入15份水性聚氨酯pu-501和35份水，以700r/min搅拌3h，制备得到甲醛吸收墙面材料。
52.效果例
53.下表1给出了采用本发明实施例1至3与对比例1至3制备得到的甲醛吸收墙面材料的阻燃性、除甲醛性能、空气净化性能的分析结果。
54.表1
[0055] 耐火极限(min)pm
2.5
变化率(％)甲醛含量变化率(％)实施例1685062
实施例2725768实施例3695367对比例1105465对比例2601247对比例371723
[0056]
从表1中可发现实施例1、2、3制备得到的甲醛吸收墙面材料的阻燃性、除甲醛性能、空气净化性能较强；从实施例1、2、3和对比例1的实验数据比较可发现，使用四氯邻苯二甲酸酐制备甲醛吸收墙面材料，制得的甲醛吸收墙面材料的阻燃性较强；从实施例1、2、3和对比例2的实验数据可发现，使用红磷制备甲醛吸收墙面材料，制得的甲醛吸收墙面材料的阻燃性、除甲醛性能、空气净化性能较强；从实施例1、2、3和对比例3的实验数据可发现，使用氨基化纳米二氧化钛制备甲醛吸收墙面材料，制得的甲醛吸收墙面材料的除甲醛性能、空气净化性能较强。
[0057]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。

技术特征：
1.一种甲醛吸收墙面材料，其特征在于，按重量份数计，包括40～50份贝壳粉、10～30份滑石粉、4～6份红磷、4～8份四氯邻苯二甲酸酐、12～14份氨基化纳米二氧化钛、10～20份水性聚氨酯、30～40份水。2.根据权利要求1所述的一种甲醛吸收墙面材料，其特征在于，所述贝壳粉的粒度为200～300目。3.根据权利要求1所述的一种甲醛吸收墙面材料，其特征在于，所述滑石粉的粒径为6～10μm。4.根据权利要求1所述的一种甲醛吸收墙面材料，其特征在于，所述氨基化纳米二氧化钛是由赖氨酸和钛酸四丁酯反应制得。5.根据权利要求1所述的一种甲醛吸收墙面材料，其特征在于，所述水性聚氨酯型号为pu-501。6.一种甲醛吸收墙面材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)一次混合：将4～8质量份四氯邻苯二甲酸酐、12～14质量份氨基化纳米二氧化钛、8～10质量份二氧六环混合，升温至60～80℃，以40～60滴/min滴加1～3质量份的浓硫酸，以600～800r/min搅拌70～90min，过滤，用去离子水洗涤3～5次，在60～80℃烘箱中烘10～12h，随后与4～6质量份红磷研磨混合均匀，转移到塑料容器中加入1～1.4质量份蒸馏水，30～40khz下超声30～50min，加入50～70质量份液氮冷冻并使用冷冻干燥机在-50～40℃、10～20pa下冷冻干燥6～10h，随后转移到石英玻璃管中，使用真空泵将石英玻璃管中的空气抽出并接近真空状态，用氢氧焰机将石英玻璃管密封。按下列程序进行煅烧，首先以2℃/min升温至800℃保温5h，再以1℃/min降温至280℃保温3h，最后以0.1℃/min降至室温，从石英玻璃管中取出样品，分别用二硫化碳、乙醇和去离子水洗涤并抽滤6～8次后，在真空条件下干燥，得到混合填料；(2)二次混合：将混合填料、40～50质量份贝壳粉、10～30质量份滑石粉研磨混合，随后加入10～20份水性聚氨酯和30～40份水，以600～800r/min搅拌2～4h，制备得到甲醛吸收墙面材料。7.根据权利要求6所述的一种甲醛吸收墙面材料的制备方法，其特征在于，所述氨基化纳米二氧化钛的制备方法如下：将无水乙二胺和蒸馏水按质量比1:14～1:16混合，加入无水乙二胺质量2～3倍的赖氨酸，以200～400r/min搅拌20～40min，随后以40～60滴/min滴加无水乙二胺质量1.4～1.6倍钛酸四丁酯，调ph至4～6，继续搅拌20～40min后，转入反应釜内，置于170～190℃下加热反应10h后，自然冷却，抽滤并分别用无水乙醇和蒸馏水洗涤2～4遍，在50～70℃下干燥11～13h，制备得到氨基化纳米二氧化钛。

技术总结
本发明公开了一种甲醛吸收墙面材料，涉及墙面材料技术领域。本发明制备的甲醛吸收墙面材料，按重量份数计，包括40～50份贝壳粉、10～30份滑石粉、4～6份红磷、4～8份四氯邻苯二甲酸酐、12～14份氨基化纳米二氧化钛、10～20份水性聚氨酯、30～40份水；本发明通过在甲醛吸收墙面材料中加入卤系阻燃剂四氯邻苯二甲酸酐来提高其阻燃性，并添加红磷与卤系阻燃剂四氯邻苯二甲酸酐协同阻燃，同时红磷沉积在颜料氨基化纳米二氧化钛上形成异质结，增强了甲醛吸收墙面材料的空气净化性能和除甲醛性能。吸收墙面材料的空气净化性能和除甲醛性能。


技术研发人员：胡先海 葛业君 邢兵 曹守意
受保护的技术使用者：安徽中科思沃生物科技有限公司
技术研发日：2023.03.28
技术公布日：2023/7/12