一種基于石墨烯復(fù)合材料且吸附甲醛的涂料及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種室內(nèi)涂料，具體涉及一種基于石墨烯復(fù)合材料且吸附甲醛的涂料 及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 上世紀(jì)70年代，西方發(fā)達(dá)國家就提出了"不良建筑"或"治病建筑物綜合癥"，人們 開始注意并研宄室內(nèi)甲醛污染治理措施。現(xiàn)在人們大約80%的時(shí)間是在室內(nèi)度過的，因此 室內(nèi)環(huán)境尤其是甲醛的治理越來越受到人們的重視。室內(nèi)甲醛主要來自板材和涂料在內(nèi)的 各種裝飾物，治理方法包括感覺脫嗅法、植物凈化法、吸附法、化學(xué)反應(yīng)法等，其中吸附法應(yīng) 用較為廣泛。
[0003] 目前，吸附法主要是利用多孔性物質(zhì)通過物理吸附去除甲醛，常用吸附材料有活 性炭、沸石、竹炭等；雖然活性炭具有較大的比表面積、中小孔結(jié)構(gòu)等特征，能夠吸附室內(nèi)的 甲醛等有害物質(zhì)，但活性炭會(huì)受到孔徑和孔隙通透性的限制且活性炭中存在礦物成分，嚴(yán) 重影響了其吸附容量，進(jìn)而影響活性炭的吸附效果，即使吸附后，仍有脫附，造成二次污染 的可能。采用綠色低甲醛或者無甲醛的涂料及其他裝修材料，從源頭上解決甲醛的污染問 題，是比較直接有效的方法?，F(xiàn)在市場上有不少廠家推出了凈味、抗甲醛的涂料，但根據(jù)權(quán) 威檢測機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)，這些涂料起到的除甲醛的效果十分有限。
[0004] 石墨烯是有碳原子組成的單層平面型材料，由于具有較大的比表面積和大31體 系，因此可以吸附有機(jī)物。石墨烯用于吸附水體中有機(jī)物，減少水污染的研宄比較成熟，然 而對于氣體吸附，尤其是甲醛氣體吸附，還比較少。石墨烯雖然有著優(yōu)異的性能，但其表面 官能團(tuán)較少，與氣體的相互作用較小，不利于長期穩(wěn)定的吸附。因此，如何提高石墨烯吸附 氣體的能力、吸附量以及吸附后能夠穩(wěn)定避免出現(xiàn)二次污染是目前急需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種具有環(huán)保、凈化空氣作用的基于石 墨烯復(fù)合材料且吸附甲醛的涂料及制備方法，該室內(nèi)涂料本身不含甲醛，而且可以穩(wěn)定吸 附空氣中的甲醛，不會(huì)脫附形成二次污染，該涂料適用于室內(nèi)裝潢，同時(shí)也適用于適用于商 場、醫(yī)院、學(xué)校等公共場所。
[0006] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：一種基于石墨烯復(fù)合材料且吸附甲醛的涂料，基 于石墨烯復(fù)合材料且吸附甲醛的涂料的組分及含量為：石墨烯復(fù)合材料0. 01份-5份，丙烯 酸樹脂乳液20份-56份、溶劑15份-35份、納米二氧化鈦5份-20份，助劑12份-30份、 乙醇0.2份-1.7份。
[0007] 作為優(yōu)選，所述石墨烯復(fù)合材料為石墨烯負(fù)載二氧化鈦的復(fù)合材料、石墨烯負(fù)載 氧化錳的復(fù)合材料、石墨烯參雜銀的復(fù)合材料中的一種或幾種。
[0008] 作為優(yōu)選，所述助劑為消泡劑、增稠劑、膨潤土、成膜助劑、分散劑、乳化劑、流平 劑、防沉淀劑、耐摩擦劑、防結(jié)皮劑、消光劑中的一種或幾種。
[0009] 作為優(yōu)選，所述溶劑為水。
[0010] 作為優(yōu)選，所述石墨稀復(fù)合材料比表面積為150-3500m2/g。
[0011] 作為優(yōu)選，所述石墨稀復(fù)合材料粒徑為100nm-20ym。
[0012] 作為優(yōu)選，所述石墨稀復(fù)合材料孔徑為2-50nm。
[0013] 一種基于石墨烯復(fù)合材料其吸附甲醛的涂料的制備方法，該方法包括以下步驟： (a) 將石墨烯復(fù)合材料（0. 01份-5份）添加至乙醇（0. 2-1. 7份）中，攪拌均勻得到石 墨烯復(fù)合材料的漿料； (b) 將助劑（12份-30份）與納米二氧化鈦（5份-20份）混合，攪拌均勻； (c) 向步驟（b)加入丙烯酸樹脂乳液（20份-56份)，用高速剪切機(jī)在1000-1500轉(zhuǎn)/ 分鐘的速度下攪拌10-20分鐘，得到混合料； (d) 將步驟（a)得到的石墨烯復(fù)合材料的漿料與步驟（c)得到的混合料混合并攪拌均 勻； (e) 向步驟（d)中加入溶劑（15份-35份)，再用高速剪切機(jī)在1000-1500轉(zhuǎn)/分鐘的 速度下攪拌20-30分鐘，得到石墨稀復(fù)合材料的涂料； (f) 將步驟（e)得到的石墨烯復(fù)合材料的涂料用砂磨機(jī)砂磨，直到涂料細(xì)度為小于 50um〇
[0014] -種基于石墨烯復(fù)合材料且吸附甲醛的涂料使用方法，所述涂料利用刷涂或滾涂 方式涂覆到硅酸鈣板的表面，涂膜厚度為90-150ym，涂覆后，在室溫20-25°C晾置24h。
[0015] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：一種基于石墨烯復(fù)合材料且吸附甲醛 的涂料及其制備方法，該石墨烯復(fù)合材料比表面積大，有較多孔徑結(jié)構(gòu)，吸附性好且穩(wěn)定； 本發(fā)明通過將石墨烯改性制備石墨烯復(fù)合材料，既保留了石墨烯的比表面積大與孔徑結(jié) 構(gòu)，又引入了其它官能團(tuán)，協(xié)同提高吸附作用與吸附的穩(wěn)定性，制備了可穩(wěn)定吸附甲醛的石 墨烯復(fù)合材料室內(nèi)涂料；本發(fā)明提供的石墨烯復(fù)合材料室內(nèi)涂料制備方法簡單，不含甲醛， 防污防水；本發(fā)明的基于石墨烯復(fù)合材料的室內(nèi)涂料可以廣泛應(yīng)用于室內(nèi)裝潢以及商場、 醫(yī)院、學(xué)校等公共場所，應(yīng)用十分廣泛。
[0016] 將石墨烯復(fù)合材料均勻地分散到室內(nèi)涂料中，可以利用石墨烯復(fù)合材料的比表面 積優(yōu)勢，可快速、大量吸附甲醛氣體，減少室內(nèi)甲醛含量，達(dá)到凈化空氣、環(huán)保的效果。
[0017] 本發(fā)明中的涂料不僅能夠美化室內(nèi)墻面，而且不會(huì)釋放甲醛等有害氣體，最重要 的是還能吸附室內(nèi)的甲醛等有害氣體，起到凈化室內(nèi)空氣的作用，同時(shí)免去使用其他除甲 醛等有害氣體物質(zhì)，節(jié)省開支。由此可見，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn) 和顯著的進(jìn)步，其實(shí)施的有益效果也是顯而易見的。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一 步地詳細(xì)描述。
[0019] 實(shí)施例1 : 本實(shí)施例中，各原料的組分含量為：石墨烯負(fù)載二氧化鈦復(fù)合材料0.01份，丙烯酸樹 脂乳液20份、水15份、納米二氧化鈦5份，消泡劑、增稠劑、膨潤土、成膜助劑與分散劑混合 助劑12份、乙醇0.2份。
[0020] 其中石墨烯負(fù)載二氧化鈦的復(fù)合材料制備方法如下： 將鈦酸丁醋，40ml的無水乙醇和石墨稀分散液（lmg/ml)，攪拌均勾后轉(zhuǎn)入高壓II中， 然后在干燥箱中恒溫加熱；加熱完畢后自然冷卻，分別用二次去離子水、無水乙醇將所得產(chǎn) 物進(jìn)行過濾；然后在60 °C干燥箱中烘干；最后放入馬弗爐中400 °C煅燒lh。
[0021] 本發(fā)明提供的基于石墨烯復(fù)合材料且吸附甲醛的涂料的制備步驟如下： (a) 將石墨烯負(fù)載二氧化鈦復(fù)合材料添加至乙醇中，攪拌均勻得到石墨烯復(fù)合材料的 漿料； (b) 將消泡劑、增稠劑、膨潤土、成膜助劑與分散劑混合助劑與納米二氧化鈦混合，攪拌 均勻； (c) 向步驟（b)加入丙烯酸樹脂乳液，用高速剪切機(jī)在1000轉(zhuǎn)/分鐘的速度下攪拌10 分鐘，得到混合料； (d) 將步驟（a)得到的石墨烯復(fù)合材料的漿料與步驟（c)得到的混合料混合并攪拌均 勻； (e) 向步驟（d)中加入水，再用高速剪切機(jī)在1000轉(zhuǎn)/分鐘的速度下攪拌20分鐘，得 到石墨烯復(fù)合材料的涂料； (f) 將步驟（e)得到的石墨烯復(fù)合材料的涂料用砂磨機(jī)砂磨，用刮板細(xì)度計(jì)檢驗(yàn)涂料細(xì) 度為49ym。
[0022] 本發(fā)明提供的基于石墨烯復(fù)合材料且吸附甲醛的涂料的使用方法如下：該涂料利 用刷涂方式涂覆到硅酸鈣板的表面，涂膜厚度為90ym，涂覆后，在室溫20°C晾置24h。
[0023] 實(shí)施例2: 本實(shí)施例中，各原料的組分含量為：石墨烯負(fù)載二氧化鈦復(fù)合材料2份，丙烯酸樹脂乳 液46份、水30份、納米二氧化鈦12份，消泡劑與增稠劑混合助劑18份、乙醇1. 2份。
[0024] 本發(fā)明提供的基于石墨烯復(fù)合材料且吸附甲醛的涂料的制備步驟如下： (a) 將石墨烯負(fù)載二氧化鈦復(fù)合材料添加至乙醇中，攪拌均勻得到石墨烯復(fù)合材料的 漿料； (b) 將消泡劑與增稠劑混合助劑與納米二氧化鈦混合，攪拌均勻； (c) 向步驟（b)加入丙烯酸樹脂乳液，用高速剪切機(jī)在1200轉(zhuǎn)/分鐘的速度下攪拌12 分鐘，得到混合料； (d) 將步驟（a)得到的石墨烯復(fù)合材料的漿料與步驟（c)得到的混合料混合并攪拌均 勻； (e) 向步驟（d)中加入水，再用高速剪切機(jī)在1100轉(zhuǎn)/分鐘的速度下攪拌23分鐘，得 到石墨烯復(fù)合材料的涂料； (f) 將步驟（e)得到的石墨烯復(fù)合材料的涂料用砂磨機(jī)砂磨，用刮板細(xì)度計(jì)檢驗(yàn)涂料細(xì) 度為45ym。
[0025] 本發(fā)明提供的基于石墨烯復(fù)合材料且吸附甲醛的涂料的使用方法如下：該涂料利 用滾刷方式涂覆到硅酸鈣板的表面，涂膜厚度為130ym，涂覆后，在室溫22°C晾置24h。
[0026] 實(shí)施例3 : 本實(shí)施例中，各原料的組分含量為：石墨烯摻雜銀的復(fù)合材料〇. 03份，丙烯酸樹脂乳 液39份、水27份、納米二氧化鈦17份，膨潤土、成膜助劑與分散劑組成的混合助劑20份、 乙醇0.8份。
[0027] 其中石墨烯摻雜銀的復(fù)合材料的符合材料制備方法如下： 將石墨烯粉末分散在去離子水中，超聲使其充分剝離.配置銀氨溶液，在50°C下將剛剛 配置好的銀氨溶液與石墨烯水溶液攪拌混合，然后加入葡萄糖的水溶液.混合溶液在95°C 下攪拌反應(yīng)lh，待反應(yīng)溶液自然冷卻后，用乙醇和去離子水對產(chǎn)物進(jìn)行多次洗滌過濾，將所 得產(chǎn)物置于60°C下真空干燥24h。
[0028] 本發(fā)明提供的基于石墨烯摻雜銀的復(fù)合材料且吸附甲醛的涂料的制備步驟如 下： (a)將石墨烯摻雜銀的復(fù)合材料添加至乙醇中，攪拌均勻得到石墨烯復(fù)合材料的漿 料； (b) 將成膜助劑與分散劑組成的混合助劑與納米二氧化鈦混合，攪拌均勻； (c) 向步驟（b)加入丙烯酸樹脂乳液，用高速剪切機(jī)在1300轉(zhuǎn)/分鐘的速度下攪拌16 分鐘，得到混合料； (d) 將步驟（a)得到的石墨烯復(fù)合材料的漿料與步驟（c)得到的混合料混合并攪拌均 勻； (e) 向步驟（d)中加入水，再用高速剪切機(jī)在1200轉(zhuǎn)/分鐘的速度下攪拌25分鐘，得 到石墨烯復(fù)合材料的涂料； (