纳米微孔硅基涂料对甲醛吸附性能研究

发布时间：2020-07-22 04:36

【摘要】：随着人们生活水平的提高和建筑材料行业的不断发展,人们对内墙装饰材料的要求也越来越高。在内墙装饰材料朝着美观、环保、健康的趋势发展的同时,其功能性也成为研究的新热门,因此一些具有调湿、吸附、净化空气等功能的涂料就应运而生。纳米微孔硅由于其自身多孔、比表面积大、孔隙率高等特性,在室内装饰材料领域越来越受到重视。本文将纳米微孔硅作为一种填料加入到涂料中,制备出具备吸附甲醛功能的新型内墙涂料。本文首先采用筛分法、酸洗法、焙烧法对纳米微孔硅进行提纯,通过SEM、EDS、烧失量分析等方法分析不同提纯方案对纳米微孔硅提纯效果,试验得出提纯效果最佳的试验方案为:1600目纳米微孔硅;60%硫酸酸洗;550℃焙烧3h。然后采用得出的提纯效果最佳方案,按照筛分→酸洗→清洗干燥→焙烧的步骤进行综合法提纯,最终得到的纳米微孔硅中Si的含量从31.27%上升到37.28%,其颗粒表面杂质得到大部分去除,达到了对纳米微孔硅较好的提纯效果。本文将提纯处理后的纳米微孔硅作为填料,选用苯丙乳液作为基料,添加合适的颜料和助剂来制备涂料,并通过检测涂料的常规性能来研究纳米微孔硅的提纯效果。最后得出结论,筛分法、酸洗法、焙烧法在合适范围内均能提升涂料常规性能,其中选用60%硫酸酸洗对涂料常规性能提升最大。将综合法提纯处理后的纳米微孔硅加入涂料后,能够显著提升涂料遮盖力和耐洗刷性,同时满足了粘度和附着力的要求。本文还将纳米TiO_2加入涂料中,研究不同掺量TiO_2对涂料常规性能影响,当3%纳米TiO_2代替钛白粉掺入涂料时耐洗刷次数从489次增加到981次,涂料的其他常规性能也得到提升。最后对加入不同提纯方法处理后纳米微孔硅的涂料进行甲醛吸附性能分析。其中酸洗处理对涂料甲醛吸附性能提升最大。采用综合法提纯处理后,试验箱内甲醛浓度最高值下降72%,250min后箱内甲醛浓度低于0.1mg/m~3,甲醛得到了有效的固定。将纳米TiO_2代替钛白粉掺入纳米微孔硅基涂料后,加快了涂料对甲醛的吸附降解速率,增大了涂料的甲醛饱和吸附量。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ630.1;X701
【图文】：

图 2-1 纳米微孔硅使用的其他化学试剂的名称、规格及制造商如表 2-1表 2-1 主要试验材料 生产厂家 液 沈阳顺风实业有限公司 硅 黑龙江省某厂家 沈阳顺风实业有限公司 粉 沈阳顺风实业有限公司 沈阳顺风实业有限公司 钠 沈阳顺风实业有限公司 剂 沈阳顺风实业有限公司 剂 沈阳顺风实业有限公司 沈阳顺风实业有限公司 沈阳顺风实业有限公司 无锡市展望化工试剂有限公司

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文（5）按照测试出的每一种方法的提纯效果最佳方案进行综合法提纯。3.2 筛分法对纳米微孔硅提纯效果分析为了分析筛分法对纳米微孔提纯效果，本试验通过 SEM 法分析纳米微孔硅表面形貌。其结果如图 3-1 所示：图 3-1 a)是 400 目的纳米微孔硅的电镜照片，由图可以发现：400 目的纳米微孔硅颗粒尺寸较大，在扫描电镜的视野中几乎看不到硅藻结构，分析原因主要是纳米微孔硅是由硅藻页岩原石加工而出，其中含有少量的石英砂、黏土等物质，在磨细过程中不容易破碎，也不排除黏土包裹在纳米微孔硅表面使其无法显露的现象，观察 800 目、1200 目、1600 目的纳米微孔硅电镜照片，从图片中可以看出纳米微孔硅颗粒随着目数的增加而变得尺寸越来越小，颗粒显露更加明显，同时从电镜照片中也可以看出纳米微孔硅中硅藻结构更加富集。

得到结果如表 3-1 所示。不同目数纳米微孔硅中 Si 元素含量变化如图3-2 所示。表 3-1 不同目数纳米微孔硅主要元素含量（wt%）目数 Si O Al Fe Ca400 38.37 41.02 6.71 2.85 0.57800 31.27 42.98 7.55 3.06 0.721200 31.85 42.96 7.34 2.02 0.531600 32.28 43.96 7.83 3.14 0.67如图 3-2 所示，随目数增加，Si 含量呈现先下降后上升的趋势，在 800 目数纳米微孔硅中 Si 含量只有 31.27%，达到最低含量。当目数为 400 的纳米微孔硅，Si含量达到最高，为 38.27%，分析原因主要是因为 400 目的纳米微孔硅中含有较多的石英砂（其主要成份也是 Si），从电镜照片中也可以看出其颗粒粒径较大，硅藻含量并不高。反观 800 目、1200 目、1600 目的纳米微孔硅虽然 Si 元素含量低于400 目的硅藻土

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 申少华,李爱玲;广西资源红辉沸石水热制备纳米微孔材料——沸石分子筛[J];矿产与地质;2004年01期

2 姚军;李佳;杜刚;赵劲民;;纳米微孔聚乙酸内酯联合骨髓间充质干细胞对兔损伤关节软骨结缔组织生长因子蛋白的影响[J];实用医学杂志;2014年18期

3 方霞,徐靖中,梁世强,张秉坚;MD模拟方法研究圆柱形纳米微孔的吸附平衡[J];工程热物理学报;2002年06期

4 马际娟;;纳米微孔绝热材料的应用现状及前景[J];信息记录材料;2018年01期

5 张群利;李春伟;陈春晟;王桂英;;纳米微孔结构乳胶粒子的制备[J];中国印刷与包装研究;2010年S1期

6 陶志明;凌岚;钱友华;丁丰;;蟹虾池应用纳米微孔管底层增氧系统高产高效试验[J];河北渔业;2008年10期

7 王昭军;纳米微孔高性能塑料WPX[J];电声技术;2004年03期

8 俞勇梅;凌艳艳;李咸伟;;静电除尘器前喷吹纳米微孔活性硅对二VA英的去除作用[J];宝钢技术;2016年05期

9 陶志明;钱友华;丁丰;;蟹虾池应用纳米微孔管底层增氧系统高产高效试验[J];渔业致富指南;2008年16期

10 袁绥华,曾小清,林凤英;纳米微孔氧化硅玻璃在与Nd~(3+)-ZBLAN复合过程中的失透(英文)[J];功能材料与器件学报;2004年01期

中国重要会议论文全文数据库 前7条

1 袁涛;孟建强;巩祥壮;张宇峰;徐明丽;;利用可控接枝调节纳米微孔膜的膜孔和表面结构[A];2013年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题C：高分子结构与性能[C];2013年

2 孙广颖;赵瑞林;;纳米微孔隔热材料在在钢铁冶金生产中的应用[A];2014京津冀钢铁业清洁生产、环境保护交流会论文集[C];2014年

3 岩io直树;普明;;纳米微孔隔热材料在钢铁行业的应用[A];2010年全国炼铁新技术应用及节能减排研讨会会议论文集[C];2010年

4 李林安;左洪盛;李鸿琦;龚亮;;纳米微孔高压现象[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集（下）[C];2007年

5 吴宏鹏;Dipl.Ing.V.Krasselt;Ing.M.Pribyl;;纳米微孔绝热材料PROMALIGHT~汶的性能及应用[A];耐火材料发展新动态—问题与对策交流研讨会论文集[C];2008年

6 袁涛;孟建强;石强;张宇峰;;孔径可调控耐污染纳米微孔膜的制备[A];2012年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集（上册）[C];2012年

7 孙瑞卿;吴小园;张汉辉;黄长沧;黄细河;;纳米微孔杂多化合物Na[Fe_2(O_2H_3)Mo_2O_8](Ⅰ)和(NH_4)[Fe(MoO_4)_2](Ⅱ)的结构特征[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 记者 郝玉琳 见习记者 彭旖旎;纳米微孔防火保温板产业化基地项目签约[N];蚌埠日报;2012年

2 记者 戴恩国;特殊高效活性炭纤维纳米微孔滤芯网项目通过鉴定[N];中国冶金报;2007年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 邓捷;纳米微孔人EIA激活基因阻遏子糖蛋白洗脱支架预防再狭窄研究[D];第四军医大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 胡景涛;纳米微孔硅基涂料对甲醛吸附性能研究[D];哈尔滨工业大学;2018年

2 阎鑫;纳米微孔铁氧体吸波剂的水热合成研究[D];西北工业大学;2001年

3 陈担玉;纳米微孔硅基内墙涂料的调湿性能研究[D];哈尔滨工业大学;2017年

4 崔琳琳;纳米微孔乳胶粒子的制备与表征[D];吉林大学;2007年

5 杨星天;具有纳米尺度微结构热固性聚合物的结构与性能的研究[D];上海交通大学;2007年

6 贾红娟;低介电常数聚酰亚胺薄膜制备与性能研究[D];北京化工大学;2011年

7 方霞;纳米尺度微孔物理吸附的分子动力学模拟[D];中国科学院研究生院（工程热物理研究所）;2002年

本文编号：2765334