竹炭除甲醛环保面漆及其制备方法与流程

1.本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种竹炭除甲醛环保面漆及其制备方法。


背景技术：

2.漆的用途广泛，一般作为内墙漆和外墙漆用于装修，是一种能牢固覆盖在物体表面，起保护、装饰、标志和其他特殊用途的涂料。涂料的分类方法有多种，按照基料的种类可分为有机涂料、无机涂料、有机-无机复合涂料。有机涂料是以高分子化合物为主要成膜物质所组成的涂料，将其涂覆于物体表面能形成一层附着坚牢的涂膜。有机涂料适用范围广、价格低廉，但其含有有机挥发物，环保性差，不利于人体健康。无机涂料的主要成分为硅酸钾、无机色素、矿物填料等无机材料，所以无毒、无异味、无刺激性，对人体健康和环境没有危害，因此越来越广泛的应用在建筑物装修、室内装饰等场景中。
3.随着人们生活质量的提高，室内装饰装修逐渐成为被关注的重要话题，一些涂料、面漆和部分装饰装修材料会释放出很多甲醛等有毒有害的物质，从而造成室内环境的污染。甲醛作为室内环境的主要污染物之一，对人体有很大的伤害作用，长期生活在甲醛超标的环境中会引发很多疾病。因此清除室内甲醛等有害物质的污染，保证室内空气质量，对人体健康尤为重要。目前，已开发出了含竹炭的无机涂料及面漆，通过竹炭对环境中甲醛等有害物质进行吸附。但是，传统的竹炭对环境中甲醛等有害物质只具备吸附作用，不具备分解的功能，当竹炭达到吸附饱和状态时很容易将有害物质再次释放出来，从而对环境造成二次污染。
4.因此，急需一种竹炭除甲醛环保面漆来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种竹炭除甲醛环保面漆及其制备方法，本发明的竹炭除甲醛环保面漆通过有机硅改性硅酸钾、二氧化锰改性竹炭粉、绢云母粉、无机纳米金属氧化物、季铵盐稳定剂等组分间的协同作用，使得本发明的面漆具备吸附并分解甲醛等有害物质、净化空气的功能，同时具有优异的存储稳定性及良好的机械性能。
6.为实现上述目的，本发明一方面提供了一种竹炭除甲醛环保面漆，制备原料包括改性硅酸钾、改性竹炭粉、绢云母粉、增韧剂、稳定剂、颜料和水，所述改性硅酸钾为有机硅改性硅酸钾，所述改性竹炭粉为二氧化锰改性竹炭粉，所述增韧剂为无机纳米金属氧化物，所述稳定剂为季铵盐稳定剂。
7.与现有技术相比，本发明的竹炭除甲醛环保面漆既能吸附并分解甲醛、净化空气，还具备有优异的存储稳定性及机械性能。具体表现在下述方面。
8.(1)竹炭粉可吸附环境中的异味及甲醛等有害物质，并释放出天然的芬多精，使环境中的空气清新怡人；通过二氧化锰对竹炭粉进行改性，利用竹炭粉对甲醛的吸附作用及二氧化锰对甲醛的氧化分解作用，吸附并分解环境中的甲醛，将二氧化锰和竹炭粉两种物质相结合，最大限度地降低了环境中甲醛的浓度从而避免了对人体健康的损害。
9.(2)通过有机硅对硅酸钾进行改性，其中，有机硅与硅酸钾表面的硅醇基发生脱水缩合反应，减少了活性硅醇基的数量，同时，有机硅基团的引入使得硅酸钾的空间位阻增加，减少了团聚情况的发生，从而提升了本发明面漆的存储稳定性，再通过加入季铵盐稳定剂，季铵盐稳定剂中的阳离子取代硅酸钾中原有的阳离子，并通过电荷引力吸附在硅酸根阴离子上，并通过季铵盐四个烃基的空间位阻作用，进一步阻止硅酸根阴离子同多价金属离子的反应或自聚反应，通过改性硅酸钾和季铵盐稳定剂两者间的协同作用，最大限度地提升了本发明面漆的存储稳定性。
10.(3)采用无机纳米金属氧化物作为增韧剂，在面漆干燥失水过程中，无机纳米金属氧化物与硅酸钾生成了硅-金属凝胶，即形成了si-o-me-o-si结构，解决了si-o-si因失水时收缩过快，网格塌陷导致成膜开裂的问题，无机纳米金属氧化物起到增强增韧作用，大大提高了本发明面漆的成膜性能。
11.(4)绢云母粉在水介质中分散悬浮性好，有粘性可进一步提高存储稳定性，更重要的是，绢云母粉和环境中的水分发生反应，且在金属阳离子相互拉扯可结合形成氧气，从而加大空气中的氧气含量，且释放负氧离子以净化空气，同时可进一步提升本发明面漆的机械性能。
12.较佳地，本发明面漆的制备原料按质量份数计，包括31-35份改性硅酸钾、5-8份改性竹炭粉、7-7.5份绢云母粉、15-25份增韧剂、2-10份稳定剂、15-20份颜料、0-10份助剂和25-30份水。
13.较佳地，所述增韧剂包括纳米氧化铝。具体地，所述纳米氧化铝为纳米氧化铝的分散液，其固含量为20％-25％，氧化铝的粒径为5-10nm，分散剂为水。
14.较佳地，所述有机硅改性硅酸钾为硅烷偶联剂改性硅酸钾。
15.较佳地，所述硅烷偶联剂选自γ-氨基丙基三乙氧基硅烷或γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。优选为γ-氨基丙基三乙氧基硅烷。通过选用上述硅烷偶联剂对硅酸钾进行改性，硅烷偶联剂进入到反应体系中后，硅烷偶联剂中的烷氧基先水解为硅醇基，硅醇基再与硅酸钾中的硅醇基缩合形成-si-o-，减少了硅酸盐中活性硅醇基的数量，减少团聚情况的发生，提高了面漆的存储稳定性。其中。由于γ-氨基丙基三乙氧基硅烷中含有氨基基团，氨基基团可与环境中的甲醛进行反应，因此，γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性硅酸钾同时具备提升本发明面漆存储稳定性及清除分解甲醛的效果。
16.较佳地，所述季铵盐稳定剂包括四甲基氢氧化铵或四丁基氢氧化铵。
17.较佳地，所述颜料包括钛白、铬黄、铁蓝、镉红、镉黄、立德粉、炭黑、氧化铁红和氧化铁黄中的任一种。
18.较佳地，所述助剂包括增稠剂、耐水剂、润湿分散剂和消泡剂中的至少一种。
19.较佳地，所述增稠剂包括羧甲基纤维素，所述耐水剂包括聚醚改性有机硅，所述润湿分散剂包括非离子改性聚醚表面活性剂，所述消泡剂包括有机硅消泡剂。
20.本发明另一方面提供了一种竹炭除甲醛环保面漆的制备方法，包括步骤；
21.s1制备改性竹炭粉：将竹炭粉用去离子水反复清洗，去除表面杂质后烘干；将烘干后的所述竹炭粉置于反应瓶中，再加入kmno4溶液，搅拌一定时间后过滤烘干，得到负载有kmno4的竹炭粉；将负载有kmno4的竹炭粉置于管式炉中焙烧；
22.s2制备改性硅酸钾：将硅酸钾溶液加入到反应器中，再加入硅溶胶，搅拌升温至
50-60℃保温一定时间后加入水和有机硅，继续搅拌反应；
23.s3取计量的改性竹炭粉、改性硅酸钾和稳定剂并混合均匀后加入水中，得到混合物a；
24.s4取计量的颜料，通入水蒸气，使所述颜料与水蒸气充分浸润，得到混合物b；
25.s5将所述混合物b、所述助剂、所述增韧粉和所述绢云母粉加入到所述混合物a中并混合均匀。
26.较佳地，在s1中，所述kmno4溶液的浓度为0.05-0.1mol/l，具体但不限于为0.05mol/l、0.06mol/l、0.07mol/l、0.075mol/l、0.079mol/l、0.085mol/l、0.09mol/l、0.1mol/l；竹炭粉与kmno4的质量比为10:1-2，优选为10:1；焙烧温度为500-800℃，优选为600℃；焙烧时间为3-4h。
27.较佳地，在s2中，所述硅酸钾的固含量为36％，模数为3.5；所述硅溶胶的固含量为30％，其中，所述硅酸钾、硅溶胶、水、有机硅的质量比为3:1-2:1.35-1.4:0.2-0.5，优选地，所述硅酸钾、硅溶胶、水、有机硅的质量比为3:1:1.35：0.2。
28.本发明先通过水蒸气将颜料润湿后再与水等其余原料组分混合，避免了未经润湿的颜料与水混合后大量吸水导致面漆的粘性变大从而导致面漆的稳定性变差的情况。
具体实施方式
29.为更好地说明本发明的目的、技术方案和有益效果，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。需说明的是，下述实施所述方法是对本发明做的进一步解释说明，不应当作为对本发明的限制。
30.本发明一方面提供了一种竹炭除甲醛环保面漆，制备原料包括改性硅酸钾、改性竹炭粉、绢云母粉、增韧剂、稳定剂、颜料和水，改性硅酸钾为有机硅改性硅酸钾，改性竹炭粉为二氧化锰改性竹炭粉，增韧剂为无机纳米金属氧化物，稳定剂为季铵盐稳定剂。
31.进一步地，本发明面漆的制备原料按质量份数计，包括31-35份改性硅酸钾、5-8份改性竹炭粉、7-7.5份绢云母粉、15-25份增韧剂、2-10份稳定剂、15-20份颜料、0-10份助剂和25-30份水。其中改性硅酸钾的质量份数具体但不限于为31份、32份、33份、34份、35份；改性竹炭粉的质量份数具体但不限于为5份、6份、7份、8份；绢云母粉的质量份数具体但不限于为7份、7.1份、7.2份、7.3份、7.4份、7.5份；增韧剂的质量份数具体但不限于为15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份、25份；稳定剂的质量份数具体但不限于为2份、4份、6份、8份、10份；颜料的质量份数具体但不限于为15份、16份、17份、18份、19份、20份；助剂的质量份数具体但不限于为0份、2份、4份、6份、8份、10份；水的质量份数具体但不限于为25份、26份、27份、28份、29份、30份。
32.进一步地，增韧剂为纳米氧化铝。具体地，所述纳米氧化铝为纳米氧化铝的分散液，其分散液的固含量为20％-25％，氧化铝的粒径为5-10nm，分散剂为水。
33.进一步地，有机硅改性硅酸钾为硅烷偶联剂改性硅酸钾。
34.进一步地，硅烷偶联剂选自γ-氨基丙基三乙氧基硅烷或γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。优选为γ-氨基丙基三乙氧基硅烷。
35.进一步地，季铵盐稳定剂包括四甲基氢氧化铵或四丁基氢氧化铵。优选为四甲基氢氧化铵。
36.进一步地，颜料包括钛白、铬黄、铁蓝、镉红、镉黄、立德粉、炭黑、氧化铁红和氧化铁黄中的任一种。优选为钛白。
37.进一步地，助剂包括增稠剂、耐水剂、润湿分散剂和消泡剂中的至少一种；其中，增稠剂包括羧甲基纤维素，耐水剂包括聚醚改性有机硅，润湿分散剂包括非离子改性聚醚表面活性剂，消泡剂包括有机硅消泡剂。
38.本发明另一方面提供了一种竹炭除甲醛环保面漆的制备方法，包括步骤，
39.s1制备二氧化锰改性竹炭粉：将竹炭粉用去离子水反复清洗，去除表面杂质后烘干；将烘干后的竹炭粉置于反应瓶中，再加入0.075mol/lkmno4溶液，搅拌一定时间后过滤烘干，得到负载有kmno4的竹炭粉，其中，竹炭粉与kmno4的质量比为10:1；将负载有kmno4的竹炭粉置于管式炉中焙烧，其中，焙烧温度为600℃，焙烧时间为3h。
40.s2制备γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性硅酸钾：将硅酸钾溶液加入到反应器中，再加入硅溶胶，搅拌升温至50-60℃保温一定时间后加入水和γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，继续搅拌反应。其中，硅酸钾的固含量为36％，模数为3.5；硅溶胶的固含量为30％；硅酸钾、硅溶胶、水、有机硅的质量比为3:1:1.35:0.2。
41.γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷改性硅酸钾的制备方法与γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性硅酸钾的制备方法相同。
42.s3取计量的改性竹炭粉、改性硅酸钾和稳定剂并混合均匀后加入水中，得到混合物a；
43.s4取计量的颜料，通入水蒸气，使颜料与水蒸气充分浸润，得到混合物b；
44.s5将混合物b、增韧剂和绢云母粉加入到混合物a中，混合均匀；若含有助剂时，将助剂、混合物b、绢云母粉和增韧剂一并或者分步加入到混合物a中。
45.下面结合具体的实施例对本发明竹炭除甲醛环保面漆及其制备方法进行详细说明，其中，涉及到的原料均可从普通市售获得。
46.实施例1
47.一种竹炭除甲醛环保面漆，以质量百分比计，制备原料包括31份γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性硅酸钾、5份二氧化锰改性竹炭粉、7份绢云母粉、25份纳米氧化铝、2份四甲基氢氧化铵、15份钛白和25份水。
48.其制备方法为：
49.s1制备二氧化锰改性竹炭粉：将竹炭粉用去离子水反复清洗，去除表面杂质后烘干；将烘干后的竹炭粉置于反应瓶中，再加入0.075mol/lkmno4溶液，搅拌一定时间后过滤烘干，得到负载有kmno4的竹炭粉，其中，竹炭粉与kmno4的质量比为10:1；将负载有kmno4的竹炭粉置于管式炉中焙烧，其中，焙烧温度为600℃，焙烧时间为3h。
50.s2制备γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性硅酸钾：将硅酸钾溶液加入到反应器中，再加入硅溶胶，搅拌升温至50-60℃保温一定时间后加入水和γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，继续搅拌反应。其中，硅酸钾的固含量为36％，模数为3.5；硅溶胶的固含量为30％；硅酸钾、硅溶胶、水、有机硅的质量比为3:1:1.35:0.2。
51.s3取上述计量的二氧化锰改性竹炭粉、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性硅酸钾和四甲基氢氧化铵并混合均匀后加入水中，得到混合物a；
52.s4取计量的钛白，通入水蒸气，使钛白与水蒸气充分浸润，得到混合物b；
53.s5将混合物b、绢云母粉和纳米氧化铝加入到混合物a中并混合均匀。
54.实施例2
55.一种竹炭除甲醛环保面漆，以质量百分比计，制备原料包括35份γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性硅酸钾、8份二氧化锰改性竹炭粉、7.5份绢云母粉、15份纳米氧化铝、10份四甲基氢氧化铵、20％钛白和30份水。
56.其制备方法为：
57.s1制备二氧化锰改性竹炭粉：将竹炭粉用去离子水反复清洗，去除表面杂质后烘干；将烘干后的竹炭粉置于反应瓶中，再加入0.075mol/lkmno4溶液，搅拌一定时间后过滤烘干，得到负载有kmno4的竹炭粉，其中，竹炭粉与kmno4的质量比为10:1；将负载有kmno4的竹炭粉置于管式炉中焙烧，其中，焙烧温度为600℃，焙烧时间为3h。
58.s2制备γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性硅酸钾：将硅酸钾溶液加入到反应器中，再加入硅溶胶，搅拌升温至50-60℃保温一定时间后加入水和γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，继续搅拌反应。其中，硅酸钾的固含量为36％，模数为3.5；硅溶胶的固含量为30％；硅酸钾、硅溶胶、水、有机硅的质量比为3:1:1.35：0.2。
59.s3取上述计量的二氧化锰改性竹炭粉、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性硅酸钾和四甲基氢氧化铵并混合均匀后加入水中，得到混合物a；
60.s4取计量的钛白，通入水蒸气，使钛白与水蒸气充分浸润，得到混合物b；
61.s5将混合物b、绢云母粉和纳米氧化铝加入到混合物a中并混合均匀。
62.实施例3
63.一种竹炭除甲醛环保面漆，以质量百分比计，制备原料包括31份γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷改性硅酸钾、5份二氧化锰改性竹炭粉、7份绢云母粉、25份纳米氧化铝、2份四甲基氢氧化铵、15份钛白和25份水。
64.其制备方法为：
65.s1制备二氧化锰改性竹炭粉：将竹炭粉用去离子水反复清洗，去除表面杂质后烘干；将烘干后的竹炭粉置于反应瓶中，再加入0.075mol/lkmno4溶液，搅拌一定时间后过滤烘干，得到负载有kmno4的竹炭粉，其中，竹炭粉与kmno4的质量比为10:1；将负载有kmno4的竹炭粉置于管式炉中焙烧，其中，焙烧温度为600℃，焙烧时间为3h。
66.s2制备γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷改性硅酸钾：将硅酸钾溶液加入到反应器中，再加入硅溶胶，搅拌升温至50-60℃保温一定时间后加入水和γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，继续搅拌反应。其中，硅酸钾的固含量为36％，模数为3.5；硅溶胶的固含量为30％；硅酸钾、硅溶胶、水、有机硅的质量比为3:1:1.35:0.2。
67.s3取上述计量的二氧化锰改性竹炭粉、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷改性硅酸钾和四甲基氢氧化铵并混合均匀后加入水中，得到混合物a；
68.s4取计量的钛白，通入水蒸气，使钛白与水蒸气充分浸润，得到混合物b；
69.s5将混合物b、绢云母粉和纳米氧化铝加入到混合物a中并混合均匀。
70.实施例4
71.一种竹炭除甲醛环保面漆，以质量百分比计，制备原料包括31份γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性硅酸钾、5份二氧化锰改性竹炭粉、7份绢云母粉、25份纳米氧化铝、2份四丁基氢氧化铵、15份钛白和25份水。
72.其制备方法为：
73.s1制备二氧化锰改性竹炭粉：将竹炭粉用去离子水反复清洗，去除表面杂质后烘干；将烘干后的竹炭粉置于反应瓶中，再加入0.075mol/lkmno4溶液，搅拌一定时间后过滤烘干，得到负载有kmno4的竹炭粉，其中，竹炭粉与kmno4的质量比为10:1；将负载有kmno4的竹炭粉置于管式炉中焙烧，其中，焙烧温度为600℃，焙烧时间为3h。
74.s2制备γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性硅酸钾：将硅酸钾溶液加入到反应器中，再加入硅溶胶，搅拌升温至50-60℃保温一定时间后加入水和γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，继续搅拌反应。其中，硅酸钾的固含量为36％，模数为3.5；硅溶胶的固含量为30％；硅酸钾、硅溶胶、水、有机硅的质量比为3:1:1.35:0.2。
75.s3取上述计量的二氧化锰改性竹炭粉、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性硅酸钾和四丁基氢氧化铵并混合均匀后加入水中，得到混合物a；
76.s4取计量的钛白，通入水蒸气，使钛白与水蒸气充分浸润，得到混合物b；
77.s5将混合物b、绢云母粉和纳米氧化铝加入到混合物a中并混合均匀。
78.实施例5
79.一种竹炭除甲醛环保面漆，以质量百分比计，制备原料包括31份γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性硅酸钾、5份二氧化锰改性竹炭粉、7份绢云母粉、25份纳米氧化铝、2份四甲基氢氧化铵、15份立德粉和25份水。
80.其制备方法为：
81.s1制备二氧化锰改性竹炭粉：将竹炭粉用去离子水反复清洗，去除表面杂质后烘干；将烘干后的竹炭粉置于反应瓶中，再加入0.075mol/lkmno4溶液，搅拌一定时间后过滤烘干，得到负载有kmno4的竹炭粉，其中，竹炭粉与kmno4的质量比为10:1；将负载有kmno4的竹炭粉置于管式炉中焙烧，其中，焙烧温度为600℃，焙烧时间为3h。
82.s2制备γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性硅酸钾：将硅酸钾溶液加入到反应器中，再加入硅溶胶，搅拌升温至50-60℃保温一定时间后加入水和γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，继续搅拌反应。其中，硅酸钾的固含量为36％，模数为3.5；硅溶胶的固含量为30％；硅酸钾、硅溶胶、水、有机硅的质量比为3:1:1.35:0.2。
83.s3取上述计量的二氧化锰改性竹炭粉、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性硅酸钾和四丁基氢氧化铵并混合均匀后加入水中，得到混合物a；
84.s4取计量的立德粉，通入水蒸气，使立德粉与水蒸气充分浸润，得到混合物b；
85.s5将混合物b、立德粉和纳米氧化铝加入到混合物a中并混合均匀。
86.实施例6
87.一种竹炭除甲醛环保面漆，以质量百分比计，制备原料包括31份γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性硅酸钾、5份二氧化锰改性竹炭粉、7份绢云母粉、25份纳米氧化铝、2份四甲基氢氧化铵、15份钛白、2份非离子改性聚醚表面活性剂、25份水。
88.其制备方法为：
89.s1制备二氧化锰改性竹炭粉：将竹炭粉用去离子水反复清洗，去除表面杂质后烘干；将烘干后的竹炭粉置于反应瓶中，再加入0.075mol/lkmno4溶液，搅拌一定时间后过滤烘干，得到负载有kmno4的竹炭粉，其中，竹炭粉与kmno4的质量比为10:1；将负载有kmno4的竹炭粉置于管式炉中焙烧，其中，焙烧温度为600℃，焙烧时间为3h。
90.s2制备γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性硅酸钾：将硅酸钾溶液加入到反应器中，再加入硅溶胶，搅拌升温至50-60℃保温一定时间后加入水和γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，继续搅拌反应。其中，硅酸钾的固含量为36％，模数为3.5；硅溶胶的固含量为30％；硅酸钾、硅溶胶、水、有机硅的质量比为3:1:1.35:0.2。
91.s3取上述计量的二氧化锰改性竹炭粉、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性硅酸钾和四甲基氢氧化铵并混合均匀后加入水中，得到混合物a；
92.s4取计量的钛白，通入水蒸气，使钛白与水蒸气充分浸润，得到混合物b；
93.s5将混合物b、绢云母粉、纳米氧化铝和非离子改性聚醚表面活性剂加入到混合物a中混合均匀。
94.实施例7
95.一种竹炭除甲醛环保面漆，以质量百分比计，制备原料包括31份γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性硅酸钾、5份二氧化锰改性竹炭粉、7份绢云母粉、25份纳米氧化铝、2份四甲基氢氧化铵、15份钛白、2份非离子改性聚醚表面活性剂、3份羧甲基纤维素和25份水。
96.其制备方法为：
97.s1制备二氧化锰改性竹炭粉：将竹炭粉用去离子水反复清洗，去除表面杂质后烘干；将烘干后的竹炭粉置于反应瓶中，再加入0.075mol/lkmno4溶液，搅拌一定时间后过滤烘干，得到负载有kmno4的竹炭粉，其中，竹炭粉与kmno4的质量比为10:1；将负载有kmno4的竹炭粉置于管式炉中焙烧，其中，焙烧温度为600℃，焙烧时间为3h。
98.s2制备γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性硅酸钾：将硅酸钾溶液加入到反应器中，再加入硅溶胶，搅拌升温至50-60℃保温一定时间后加入水和γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，继续搅拌反应。其中，硅酸钾的固含量为36％，模数为3.5；硅溶胶的固含量为30％；硅酸钾、硅溶胶、水、有机硅的质量比为3:1:1.35:0.2。
99.s3取上述计量的二氧化锰改性竹炭粉、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性硅酸钾和四甲基氢氧化铵并混合均匀后加入水中，得到混合物a；
100.s4取计量的钛白，通入水蒸气，使钛白与水蒸气充分浸润，得到混合物b；
101.s5将混合物b、绢云母粉、纳米氧化铝、羧甲基纤维素和非离子改性聚醚表面活性剂加入到混合物a中混合均匀。
102.实施例8
103.一种竹炭除甲醛环保面漆，以质量百分比计，制备原料包括31份γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性硅酸钾、5份二氧化锰改性竹炭粉、7份绢云母粉、25份纳米氧化铝、2份四甲基氢氧化铵、15份钛白、2份非离子改性聚醚表面活性剂、3份羧甲基纤维素、1份聚醚改性有机硅、1份有机硅消泡剂和25份水。
104.其制备方法为：
105.s1制备二氧化锰改性竹炭粉：将竹炭粉用去离子水反复清洗，去除表面杂质后烘干；将烘干后的竹炭粉置于反应瓶中，再加入0.075mol/lkmno4溶液，搅拌一定时间后过滤烘干，得到负载有kmno4的竹炭粉，其中，竹炭粉与kmno4的质量比为10:1；将负载有kmno4的竹炭粉置于管式炉中焙烧，其中，焙烧温度为600℃，焙烧时间为3h。
106.s2制备γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性硅酸钾：将硅酸钾溶液加入到反应器中，再加入硅溶胶，搅拌升温至50-60℃保温一定时间后加入水和γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，继
续搅拌反应。其中，硅酸钾的固含量为36％，模数为3.5；硅溶胶的固含量为30％；硅酸钾、硅溶胶、水、有机硅的质量比为3:1:1.35:0.2。
107.s3取上述计量的二氧化锰改性竹炭粉、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性硅酸钾和四甲基氢氧化铵并混合均匀后加入水中，得到混合物a；
108.s4取计量的钛白，通入水蒸气，使钛白与水蒸气充分浸润，得到混合物b；
109.s5将混合物b、绢云母粉、纳米氧化铝、聚醚改性有机硅、有机硅消泡剂、羧甲基纤维素和非离子改性聚醚表面活性剂加入到混合物a中混合均匀。
110.对比例1
111.一种竹炭除甲醛环保面漆，以质量百分比计，制备原料包括31份硅酸钾、5份竹炭粉、7份绢云母粉、25份纳米氧化铝、2份四甲基氢氧化铵、15份钛白和25份水。
112.其制备方法为：
113.s1取上述计量的竹炭粉、硅酸钾和四甲基氢氧化铵并混合均匀后加入水中，得到混合物a；
114.s2取计量的钛白，通入水蒸气，使钛白与水蒸气充分浸润，得到混合物b；
115.s3将混合物b、绢云母粉和纳米氧化铝加入到混合物a中并混合均匀。
116.对比例2
117.一种竹炭除甲醛环保面漆，以质量百分比计，制备原料包括31份硅酸钾、5份二氧化锰改性竹炭粉、7份绢云母粉、25份纳米氧化铝、2份四甲基氢氧化铵、15份钛白和25份水。
118.其制备方法为：
119.s1制备二氧化锰改性竹炭粉：将竹炭粉用去离子水反复清洗，去除表面杂质后烘干；将烘干后的竹炭粉置于反应瓶中，再加入0.075mol/lkmno4溶液，搅拌一定时间后过滤烘干，得到负载有kmno4的竹炭粉，其中，竹炭粉与kmno4的质量比为10:1；将负载有kmno4的竹炭粉置于管式炉中焙烧，其中，焙烧温度为600℃，焙烧时间为3h。
120.s2取上述计量的二氧化锰改性竹炭粉、硅酸钾和四甲基氢氧化铵并混合均匀后加入水中，得到混合物a；
121.s3取计量的钛白，通入水蒸气，使钛白与水蒸气充分浸润，得到混合物b；
122.s4将混合物b、绢云母粉和纳米氧化铝加入到混合物a中并混合均匀。
123.对比例3
124.一种竹炭除甲醛环保面漆，以质量百分比计，制备原料包括31份γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性硅酸钾、5份竹炭粉、7份绢云母粉、25份纳米氧化铝、2份四甲基氢氧化铵、15份钛白和25份水。
125.其制备方法为：
126.s1制备γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性硅酸钾：将硅酸钾溶液加入到反应器中，再加入硅溶胶，搅拌升温至50-60℃保温一定时间后加入水和γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，继续搅拌反应。其中，硅酸钾的固含量为36％，模数为3.5；硅溶胶的固含量为30％；硅酸钾、硅溶胶、水、有机硅的质量比为3:1:1.35:0.2。
127.s2取上述计量的竹炭粉、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性硅酸钾和四甲基氢氧化铵并混合均匀后加入水中，得到混合物a；
128.s3取计量的钛白，通入水蒸气，使钛白与水蒸气充分浸润，得到混合物b；
129.s4将混合物b、绢云母粉和纳米氧化铝加入到混合物a中并混合均匀。
130.对比例4
131.一种竹炭除甲醛环保面漆，以质量百分比计，制备原料包括31份γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性硅酸钾、5份二氧化锰改性竹炭粉、7份绢云母粉、25份纳米氧化铝、15份钛白和25份水。
132.其制备方法为：
133.s1制备二氧化锰改性竹炭粉：将竹炭粉用去离子水反复清洗，去除表面杂质后烘干；将烘干后的竹炭粉置于反应瓶中，再加入0.075mol/lkmno4溶液，搅拌一定时间后过滤烘干，得到负载有kmno4的竹炭粉，其中，竹炭粉与kmno4的质量比为10:1；将负载有kmno4的竹炭粉置于管式炉中焙烧，其中，焙烧温度为600℃，焙烧时间为3h。
134.s2制备γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性硅酸钾：将硅酸钾溶液加入到反应器中，再加入硅溶胶，搅拌升温至50-60℃保温一定时间后加入水和γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，继续搅拌反应。其中，硅酸钾的固含量为36％，模数为3.5；硅溶胶的固含量为30％；硅酸钾、硅溶胶、水、有机硅的质量比为3:1:1.35:0.2。
135.s3取上述计量的二氧化锰改性竹炭粉、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性硅酸钾混合均匀后加入水中，得到混合物a；
136.s4取计量的钛白，通入水蒸气，使钛白与水蒸气充分浸润，得到混合物b；
137.s5将混合物b、绢云母粉和纳米氧化铝加入到混合物a中并混合均匀。
138.对比例5
139.一种竹炭除甲醛环保面漆，以质量百分比计，制备原料包括31份γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性硅酸钾、5份二氧化锰改性竹炭粉、7份绢云母粉、2份四甲基氢氧化铵、15份钛白和25份水。
140.其制备方法为：
141.s1制备二氧化锰改性竹炭粉：将竹炭粉用去离子水反复清洗，去除表面杂质后烘干；将烘干后的竹炭粉置于反应瓶中，再加入0.075mol/lkmno4溶液，搅拌一定时间后过滤烘干，得到负载有kmno4的竹炭粉，其中，竹炭粉与kmno4的质量比为10:1；将负载有kmno4的竹炭粉置于管式炉中焙烧，其中，焙烧温度为600℃，焙烧时间为3h。
142.s2制备γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性硅酸钾：将硅酸钾溶液加入到反应器中，再加入硅溶胶，搅拌升温至50-60℃保温一定时间后加入水和γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，继续搅拌反应。其中，硅酸钾的固含量为36％，模数为3.5；硅溶胶的固含量为30％；硅酸钾、硅溶胶、水、有机硅的质量比为3:1:1.35:0.2。
143.s3取上述计量的二氧化锰改性竹炭粉、硅酸钾和四甲基氢氧化铵并混合均匀后加入水中，得到混合物a；
144.s4取计量的钛白，通入水蒸气，使钛白与水蒸气充分浸润，得到混合物b；
145.s5将混合物b、绢云母粉加入到混合物a中并混合均匀。
146.对比例6
147.一种竹炭除甲醛环保面漆，以质量百分比计，制备原料包括31份γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性硅酸钾、5份二氧化锰改性竹炭粉、25份纳米氧化铝、2份四甲基氢氧化铵、15份钛白和25份水。
148.其制备方法为：
149.s1制备二氧化锰改性竹炭粉：将竹炭粉用去离子水反复清洗，去除表面杂质后烘干；将烘干后的竹炭粉置于反应瓶中，再加入0.075mol/lkmno4溶液，搅拌一定时间后过滤烘干，得到负载有kmno4的竹炭粉，其中，竹炭粉与kmno4的质量比为10:1；将负载有kmno4的竹炭粉置于管式炉中焙烧，其中，焙烧温度为600℃，焙烧时间为3h。
150.s2制备γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性硅酸钾：将硅酸钾溶液加入到反应器中，再加入硅溶胶，搅拌升温至50-60℃保温一定时间后加入水和γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，继续搅拌反应。其中，硅酸钾的固含量为36％，模数为3.5；硅溶胶的固含量为30％；硅酸钾、硅溶胶、水、有机硅的质量比为3:1:1.35:0.2。
151.s3取上述计量的二氧化锰改性竹炭粉、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷改性硅酸钾和四甲基氢氧化铵并混合均匀后加入水中，得到混合物a；
152.s4取计量的钛白，通入水蒸气，使钛白与水蒸气充分浸润，得到混合物b；
153.s5将混合物b和纳米氧化铝加入到混合物a中混合均匀。
154.将实施例1-8和对比例1-6制得的面漆各自均匀涂覆于玻璃板上，根据
155.《jc/t1074-2008室内空气净化功能涂覆材料净化性能》记载的方法对本发明实施例和对比例的面漆性能进行测定，其结果如表1所示。
156.将实施例1-8和对比例1-5的竹炭除甲醛环保面漆于常温下敞开储存1个月观察其结块情况，进行存储性能测试；将实施例1-8和对比例1-5的竹炭除甲醛环保面漆喷涂于墙面的泡沫砖上，并于40℃下干燥成漆膜，并按照下述操作进行机械性能以及氧含量测试，结果见表2。
157.机械性能：根据《gb/t6739-1996涂膜硬度铅笔测定法》标准测试漆膜的硬度；使用qcj型冲击试验器进行试验，采用1/2的冲头，将调整好的重锤提高至滑筒50cm高度，将漆膜朝上，平放于铁砧上，钢板每个受冲击点相距不小于15mm，进行三次不同位置的冲击，将受三次冲击试验的钢板用4-10倍放大镜观察，判断漆膜有无开裂和脱落等现象。
158.氧含量：利用氧气测试仪测定漆膜周围的氧气含量。
159.表1
[0160][0161]
表2
[0162][0163]
由表1和表2的测试结果可知，本发明的竹炭除甲醛环保面漆具有优异的吸附和清除甲醛的功效，同时具备优异的存储稳定性以及良好的机械性能。
[0164]
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，但是也并不仅限于实施例中所列，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

技术特征：
1.竹炭除甲醛环保面漆，其特征在于，制备原料包括改性硅酸钾、改性竹炭粉、绢云母粉、增韧剂、稳定剂、颜料和水，所述改性硅酸钾为有机硅改性硅酸钾，所述改性竹炭粉为二氧化锰改性竹炭粉，所述增韧剂为无机纳米金属氧化物，所述稳定剂为季铵盐稳定剂。2.根据权利要求1所述的竹炭除甲醛环保面漆，其特征在于，所述制备原料按质量份数计，包括31-35份改性硅酸钾、5-8份改性竹炭粉、7-7.5份绢云母粉、15-25份增韧剂、2-10份稳定剂、15-20份颜料、0-10份助剂和25-30份水。3.根据权利要求1或2所述的竹炭除甲醛环保面漆，其特征在于，所述增韧剂包括纳米氧化铝。4.根据权利要求1或2所述的竹炭除甲醛环保面漆，其特征在于，所述有机硅改性硅酸钾为硅烷偶联剂改性硅酸钾。5.根据权利要求4所述的竹炭除甲醛环保面漆，其特征在于，所述硅烷偶联剂为γ-氨基丙基三乙氧基硅烷或γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。6.根据权利要求1或2所述的竹炭除甲醛环保面漆，其特征在于，所述季铵盐稳定剂包括四甲基氢氧化铵或四丁基氢氧化铵。7.根据权利要求1或2所述的竹炭除甲醛环保面漆，其特征在于，所述颜料包括钛白、铬黄、铁蓝、镉红、镉黄、立德粉、炭黑、氧化铁红和氧化铁黄中的任一种。8.根据权利要求2所述的竹炭除甲醛环保面漆，其特征在于，所述助剂包括增稠剂、耐水剂、润湿分散剂和消泡剂中的至少一种。9.根据权利要求8所述的竹炭除甲醛环保面漆，其特征在于，所述增稠剂包括羧甲基纤维素，所述耐水剂包括聚醚改性有机硅，所述润湿分散剂包括非离子改性聚醚表面活性剂，所述消泡剂包括有机硅消泡剂。10.竹炭除甲醛环保面漆的制备方法，其特征在于，包括步骤：s1制备改性竹炭粉：将竹炭粉用去离子水反复清洗，去除表面杂质后烘干；将烘干后的所述竹炭粉置于反应瓶中，再加入kmno4溶液，搅拌一定时间后过滤烘干，得到负载有kmno4的竹炭粉；将负载有kmno4的竹炭粉置于管式炉中焙烧；s2制备改性硅酸钾：将硅酸钾溶液加入到反应器中，再加入硅溶胶，搅拌升温至50-60℃保温一定时间后加入水和有机硅，继续搅拌反应；s3取计量的所述改性竹炭粉、所述改性硅酸钾和所述稳定剂混合均匀后加入水中，得到混合物a；s4取计量的颜料，通入水蒸气，使所述颜料与水蒸气充分浸润，得到混合物b；s5将所述混合物b、所述助剂、所述增韧粉和所述绢云母粉加入到所述混合物a中并混合均匀。

技术总结
本发明提供了一种竹炭除甲醛环保面漆及其制备方法。竹炭除甲醛环保面漆的制备原料包括改性硅酸钾、改性竹炭粉、绢云母粉、增韧剂、稳定剂、颜料和水，其中，改性硅酸钾为有机硅改性硅酸钾，改性竹炭粉为二氧化锰改性竹炭粉，增韧剂为无机纳米金属氧化物，稳定剂为季铵盐稳定剂。本发明的竹炭除甲醛环保面漆通过有机硅改性硅酸钾、二氧化锰改性竹炭粉、绢云母粉、无机纳米金属氧化物、季铵盐稳定剂等组分间的协同作用，使得本发明的面漆具备吸附并分解甲醛等有害物质、净化空气的功能，同时具有优异的存储稳定性及良好的机械性能。的存储稳定性及良好的机械性能。


技术研发人员：梁斓
受保护的技术使用者：广东现代涂料科技有限公司
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/8/13