[发明专利]一种基于提纯硅藻土且负载二氧化钛水性环保涂料的制备

说明书

本发明提供了一种基于提纯硅藻土且负载二氧化钛水性环保涂料，它首先将硅藻土进行经济有效提纯，然后负载纳米二氧化钛。对负载前后的硅藻土进行电镜标准，发现硅藻土纯度得到很大提高，采用X射线衍射仪（XRD）对比负载前后硅藻土可看出纳米二氧化钛已经负载在硅藻土孔隙里。将提纯负载纳米二氧化钛的硅藻土制备的水性涂料产品可以对甲苯的净化性能持久性有明显的提高，也兼具抗菌、防霉和防结露等功能。

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，特别对硅藻土有效提纯、负载纳米二氧化钛以及对甲苯的高效吸附降解水性涂料的制备。

背景技术

硅藻土是一种生物成因独特微孔结构的沉积岩，是海洋或湖泊中生长的硅藻类的残骸在水底沉积，经自然环境作用而逐渐形成的一种非金属矿物。具有比表面积大、吸附性强、高孔隙度、耐高温和化学性质稳定的优良性质和细腻、松散、质轻、多孔、吸水性和渗透性强的物性。硅藻土表面一般具有无数细孔遍布，具有调节空气湿度、吸附消除空气有害气体以及异味的功能。

由于硅藻土较为优异的比表面积，作为涂料添加剂可以增容增稠并且提高附着力。另外由于它具有较大的孔体积和大孔结构，能使涂膜缩短干燥时间。还可减少树脂的用量，降低成本。硅藻土自身的性质，使得硅藻土被应用到各种涂料体系中。根据研究表明涂料中的硅藻土能够吸收和分解对人体有害的物质，原理可以解释为：壁材中的硅藻土通过对环境中水分的吸收和释放产生了瀑布效果，即可以将水分子分解成正负离子。由于水分子被包裹，形成正负离子群，然后以水分子为载体，在空气中四处浮游，拥有杀菌能力。即当空气中游离的正负离子群与有害微生物接触时，就立刻对其进行包围和隔离，然后正负离子群中最为活跃的氢氧根离子就会与这些有害物质进行剧烈的化学反应，最终将他们分解成小分子的水或者其他无毒害的无机物。

由于硅藻土的形成特性，藻土常伴生或共生有Fe₂O₃、Al₂O₃、CaO、MgO等矿

物和有机质，它们夹杂在硅藻壳间，填充于硅藻壳的孔隙中或附着于壳表面，影响硅藻土吸附降解有害物质。现有涂料产品中添加了具有分解甲醛、甲苯等有害物质的功能性材料，但这些材料并不能很好的稳定分散在吸附材料的空隙中，这是其分解有害气体偏弱且持续性降低的一个重要原因。所以对现有硅藻土进行经济有效的提纯对提高水性硅藻土产品来说至关重要。

现有提纯硅藻土技术有酸浸法、擦洗法、焙烧法、综合法等。现有研究使用酸洗法比较多，用氢氟酸和浓硫酸混合液与硅藻土按一定比例配合，经过压滤，洗涤干燥得到更纯净的硅藻土。但在工业生产中，酸洗法不仅成本过高，工艺更为复杂，产生的废酸难以处理，增加环保安全隐患，且硅藻土中主要成分SiO₂结构容易被破坏所以酸洗法不适合大规模生产使用。本发明采用焙烧法处理硅藻土，不同常规的600度以上高温煅烧容易破坏硅藻土结构，结合产品确定最适合硅藻土应用提纯煅烧温度为500度。既保留了硅藻土孔隙结构，也达到了有效去除覆盖在硅藻土孔隙结构上有机质的效果，工艺简单，生产可操作性强。

纳米TiO₂ 是一种常用光催化剂，具有成本较低、无毒、稳定以及催化活性高等特点，能够降解有机污染物。通常超细纳米TiO₂的尺寸量子效应会导致吸收光谱的吸收带蓝移从而提高光催化活性的提高，但在实际使用过程中，也出现团聚现象影响催化效率。近年来，多孔矿物被视为解决纳米材料团聚的很好支撑材料，硅藻土表面很多硅羟基和氢键可以与二氧化钛形成结合能，可以抑制二氧化钛的团聚和固定，从而达到对甲苯等有害气体有效的吸附降解。

现有硅藻涂料产品中，水性液态硅藻涂料是以水为分散介质，利用硅藻土含有大量微孔而具有优异的物理性能，再结合乳胶漆优异的施工性能而成的一种呈液态的环保涂料产品。