技术领域
本发明涉及硅藻泥墙面干粉涂料技术领域,具体涉及一种用于吸烟场所的硅藻泥墙面干粉涂料及制备方法。
背景技术
卷烟燃烧时所产生的烟气中含有一氧化碳、尼古丁等多种有害成分,其中尼古丁能使人体心跳速度加快、血压升高并对其产生依赖性,不利于人体健康,尼古丁是卷烟质量的重要指标之一。目前主要采用滤嘴通风、卷烟纸打孔等物理手段来降低烟气中的尼古丁含量,由于在降低尼古丁含量的同时,卷烟焦油含量也在降低,严重影响卷烟的内在感官质量。
现有技术中有使用对尼古丁具有特异性吸附功能的聚合物吸附剂来吸附卷烟烟气中尼古丁的报道,但这种吸附剂采用分子印迹技术中的本体聚合方法进行制备,所得的聚合物吸附剂结合位点包埋严重、不利于分子传质,并且吸附及解吸速度较慢,选择性差,对卷烟烟气中尼古丁的吸附能力较小。
硅藻土具有细腻、松散、质轻、多孔、吸水性和渗透性强等物理性质,可以有效吸附空气中游离的甲醛、苯、氨等有害物质,并且可以净化空气中因宠物、吸烟、垃圾等产生的异味。因此,选择性降低卷烟烟气中尼古丁的含量(相对于焦油含量)对卷烟生产企业、群众的健康都具有重要意义。
中国专利申请CN201510565571.4 公开了一种尼古丁吸附剂及其制备方法。所述尼古丁吸附剂是由丝光沸石原粉和凹凸棒土粉按比例混合后造粒制成。所述制备方法包括以下步骤:粉体物料混合:将丝光沸石原粉与凹凸棒土粉按重量配比4:(1~1.5)均匀投入到搅拌机中,在混合搅拌机中搅拌混合1.5~2.5小时;成型造粒:将若干种子投入造粒机中,不断加入上述粉体物料,同时喷水雾,使种子生长变大成吸附剂颗粒,当吸附剂颗粒变大到预定的规格后自动从造粒机出料口滚出,传送到振筛机筛选;整个成型造粒过程中的用水量不要超过粉体物料重量的35%。本发明尼古丁吸附剂吸附尼古丁能力强,吸附速率快,饱和吸附量大,吸附彻底,吸附率高;吸附剂制备方法简单方便,生产成本低。
中国专利申请CN201210471770.5 公开了一种能降低卷烟烟气中尼古丁含量的吸附剂的制备方法。采用牺牲硅胶骨架法进行分子印迹,印迹过程完成后,硅胶用氢氟酸溶解洗去,即可得到具有分子识别功能的微球。该微球基本保持了原有硅胶微球的形状,而且具有更大的孔体积与比表面积,反应位点多,具有较高的选择性和吸附能力。将本发明的吸附剂应用于复合嘴棒中,其添加量可以根据需要任意调节,当添加量为10mg/支,与对比样相比,烟气中尼古丁的降低率为23.8%,相对焦油的相对降低率为10.4%;当添加量为20mg/支,与对比样相比,烟气中尼古丁的降低率为43.7%,相对焦油的相对降低率为23.4%,选择性降低尼古丁的效果非常明显。
中国专利申请CN200710011230.8 公开了一种能吸收尼古丁的植物纤维的制作工艺:以多种天然矿物质纳米活化后微料晶体产生多维中空网络纳米结构,产生对尼古丁等有害物质的吸附能力,采用纯化后的天然植物纤维为连接纽带,将这些纳米微粒制成能吸收尼古丁的植物纤维薄片的特点。一种能吸收尼古丁的植物纤维的制作工艺:本产品在不影响香烟口味的前提下,可选择性吸附一氧化碳、硫化氢、尼古丁等对人体有害的物质,且使加入本产品的香烟口感更柔合、不苦辣,增加香烟的档次,降低香烟的成本。
中国专利申请201711242074.6公开了一种去烟味内墙涂料,包括:草木灰浸出液20~25wt%、硅溶胶10~15wt%、钨酸铋5~8wt%、钛白粉5~10wt%、有机脱蒙土2~3wt%、季铵盐3~6wt%、羟基丙烯酸树脂35~45wt%、pH调节剂0.1~2wt%和助剂7~10wt%;本发明的去烟味内墙涂料,形成的漆膜硬度可达5H,能够吸附异味气体,并在光照条件下将异味气体分解,去烟味的同时也防止了有害物质的再生,功效持久;此外还有抗菌、抗污效果明显,防水、环保耐用的特点;本发明解决了“三手烟”等顽固异味长期危害难以得到根除的问题,是家庭、棋牌室、宾馆、火锅店等存在异味问题的室内场所的良好选择。
发明内容
针对以上现有技术存在的问题,本发明的第一个目的是提供一种用于吸烟场所的硅藻泥墙面干粉涂料,该一种用于吸烟场所的硅藻泥墙面干粉涂料能有效吸收烟中的尼古丁。
为达到本发明的第一个目的,一种用于吸烟场所的硅藻泥墙面干粉涂料的制备方法,特征是具体制备方法如下:
(a).将尼古丁模板分子分散至有机功能单体中得到混合液A,所述尼古丁模板分子和有机功能单体按照质量比为1~4:100~120;
(b).再向(a)步骤所述的混合液A中添加偶联剂改性的硅藻土和沸石分子筛,均匀分散后在平面上涂膜;其中,所述混合液A、偶联剂改性的硅藻土、沸石分子筛的质量比为105~120:105~145:10~30;所述均匀分散采用搅拌或超声处理,所述偶联剂改性的硅藻土由如下方法制备得到:将硅藻土与偶联剂按照质量比为100~130:5~15混合均匀后超声处理30min~150min,得到偶联剂改性的硅藻土,所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的至少一种;所述膜的厚度为0.5~1.5mm;
(c).用喷雾装置将交联剂和引发剂喷在(b)步骤所述膜上,并密封通入氮气进行保护,再升温至55~65℃进行聚合反应,所述交联剂、引发剂和有机功能单体的质量比为1~4:0.5~2:100~120;
(d).将(c)步骤聚合反应完成后的膜,用纯水洗去尼古丁模板分子,干燥后研磨成三维网络化膜层保护的硅藻土粒料,所述研磨的时间为30min~120min,所述干燥的温度为45~55摄氏度;
(e).将(d)步骤所述的硅藻土粒料与熟石膏粉、重钙、滑石粉、钛白粉、乳胶粉、增韧剂等组分搅拌混合得到硅藻泥墙面干粉涂料;所述硅藻土粒料与熟石膏粉、重钙、滑石粉、钛白粉、乳胶粉、增韧剂的质量比为:20~40:5~15:5~15:8~15:5~10:5~10:1~5。
增韧剂可以为常规的市售增韧剂,例如环氧树脂、酚醛树脂。
优选的,(e)步骤所述增韧剂为玻璃纤维。
优选的,(a)步骤所述有机功能单体为a-甲基丙烯酸甲酯,所述尼古丁模板分子和有机功能单体按照质量比为1~4:110~120。
优选的,(b)步骤中所述混合液A、偶联剂改性的硅藻土、沸石分子筛的质量比为115~120:125~145:10~30;所述均匀分散采用超声处理,所述偶联剂改性的硅藻土由如下方法制备得到:将硅藻土与偶联剂按照质量比为110~130:5~15混合均匀后超声处理60min~150min,得到偶联剂改性的硅藻土,所述偶联剂为硅烷偶联剂;所述膜的厚度为0.5~0.8mm。
优选的,步骤(c)所述升温至55~60℃进行聚合反应,所述交联剂、引发剂和有机功能单体的质量比为1~4:0.5~1:100~110;(d)步骤所述研磨的时间为100min~120min,所述干燥的温度为45~50摄氏度;(e)步骤所述的硅藻土粒料与熟石膏粉、重钙、滑石粉、钛白粉、乳胶粉、增韧剂的质量比为:30~40:5~15:5~15:8~15:5~10:5~10:1~5;优选所述的硅藻土粒料与熟石膏粉、重钙、滑石粉、钛白粉、乳胶粉、增韧剂的质量比为:30~40:5~10:5~10:8~15:5~10:5~10:1~5。
本发明的第二个目的是提供上述一种由上述方法制备得到的用于吸烟场所的硅藻泥墙面干粉涂料。
本发明提出一种用于吸烟场所的硅藻泥墙面干粉涂料及制备方法,其技术特点是:将尼古丁模板分子分散至有机功能单体中得到混合液,再添加偶联剂改性的硅藻土和沸石分子筛,均匀分散后在平面上涂膜;加入交联剂和引发剂,密封通入氮气保护,升温至60℃左右发生聚合反应;聚合反应完成后,用纯水洗去模板分子,干燥后研磨成三维网络化膜层保护的硅藻土粒料;将该硅藻土粒料与熟石膏粉、重钙、滑石粉、钛白粉、乳胶粉、增韧剂等组分搅拌混合得到硅藻泥墙面干粉涂料。通过在硅藻土表面反应生成含尼古丁分子印迹的三维网络化膜层,分子印迹尺寸精准,不仅在膜层中均匀存在尼古丁印迹,改善了吸附效果,还能保护硅藻土的多孔结构不被外部物质堵塞;进一步加大了比表面积,对烟气中尼古丁的识别率、吸附速度、吸附率更高。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明,但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。
实施例1
(a).将40g尼古丁模板分子分散至1050g a-甲基丙烯酸甲酯中得到混合液A;
偶联剂改性的硅藻土由如下方法制备得到:将1000g硅藻土与50g硅烷偶联剂混合均匀后超声处理60min,得到偶联剂改性的硅藻土;
(b).再向(a)步骤所述的混合液A中添加1050g偶联剂改性的硅藻土和100g沸石分子筛,超声处理均匀分散后在平面上涂膜,膜的厚度为0.5mm;
(c).用喷雾装置将10g交联剂DCP和5g引发剂BPO均匀喷在(b)步骤所制备得到的膜上,并密封通入氮气进行保护,再升温至59℃进行聚合反应;
(d).将(c)步骤聚合反应完成后的膜,用纯水洗去尼古丁模板分子,再在45摄氏度干燥后在球磨机中研磨30min,得到三维网络化膜层保护的硅藻土粒料;
(e).将(d)步骤制备得到的硅藻土粒料800g与熟石膏粉200g、重钙200g、滑石粉200g、钛白粉200g、乳胶粉160g、增韧剂玻璃纤维160g搅拌混合得到硅藻泥墙面干粉涂料。
将制备得到的硅藻泥墙面干粉涂料涂覆在一个边长为1m的立方体内部,涂覆面积6平米,将立方体内的空气用古丁浓度1%的气体置换,静置30min,再检测立方体内气体中尼古丁的含量。检测结果详见表1。
实施例2
(a).将30g尼古丁模板分子分散至1050ga-甲基丙烯酸甲酯中得到混合液A;
偶联剂改性的硅藻土由如下方法制备得到:将1000g硅藻土与50g硅烷偶联剂混合均匀后超声处理60min,得到偶联剂改性的硅藻土;
(b).再向(a)步骤所述的混合液A中添加1050g偶联剂改性的硅藻土和100g沸石分子筛,超声处理均匀分散后在平面上涂膜,膜的厚度为1.0mm;
(c).用喷雾装置将10g交联剂DCP和5g引发剂BPO均匀喷在(b)步骤所制备得到的膜上,并密封通入氮气进行保护,再升温至59℃进行聚合反应;
(d).将(c)步骤聚合反应完成后的膜,用纯水洗去尼古丁模板分子,再在45摄氏度干燥后在球磨机中研磨30min,得到三维网络化膜层保护的硅藻土粒料;
(e).将(d)步骤制备得到的硅藻土粒料800g与熟石膏粉200g、重钙200g、滑石粉200g、钛白粉200g、乳胶粉160g、增韧剂玻璃纤维160g搅拌混合得到硅藻泥墙面干粉涂料。
将制备得到的硅藻泥墙面干粉涂料涂覆在一个边长为1m的立方体内部,涂覆面积6平米将立方体内的空气用古丁浓度1%的气体置换,静置30min,再检测立方体内气体中尼古丁的含量。检测结果详见表1。
实施例3
(a).将20g尼古丁模板分子分散至1050ga-甲基丙烯酸甲酯中得到混合液A;
偶联剂改性的硅藻土由如下方法制备得到:将1000g硅藻土与50g硅烷偶联剂混合均匀后超声处理60min,得到偶联剂改性的硅藻土;
(b).再向(a)步骤所述的混合液A中添加1050g偶联剂改性的硅藻土和100g沸石分子筛,超声处理均匀分散后在平面上涂膜,膜的厚度为1.0mm;
(c).用喷雾装置将10g交联剂DCP和5g引发剂BPO均匀喷在(b)步骤所制备得到的膜上,并密封通入氮气进行保护,再升温至59℃进行聚合反应;
(d).将(c)步骤聚合反应完成后的膜,用纯水洗去尼古丁模板分子,再在45摄氏度干燥后在球磨机中研磨30min,得到三维网络化膜层保护的硅藻土粒料;
(e).将(d)步骤制备得到的硅藻土粒料800g与熟石膏粉200g、重钙200g、滑石粉200g、钛白粉200g、乳胶粉160g、增韧剂玻璃纤维160g搅拌混合得到硅藻泥墙面干粉涂料。
将制备得到的硅藻泥墙面干粉涂料涂覆在一个边长为1m的立方体内部,涂覆面积6平米,将立方体内的空气用古丁浓度1%的气体置换,静置30min,再检测立方体内气体中尼古丁的含量。检测结果详见表1。
实施例4
(a).将10g尼古丁模板分子分散至1100g a-甲基丙烯酸甲酯中得到混合液A;
偶联剂改性的硅藻土由如下方法制备得到:将1000g硅藻土与50g硅烷偶联剂混合均匀后超声处理30min,得到偶联剂改性的硅藻土;
(b).再向(a)步骤所述的混合液A中添加1050g偶联剂改性的硅藻土和100g沸石分子筛,超声处理均匀分散后在平面上涂膜,膜的厚度为1.5mm;
(c).用喷雾装置将10g交联剂DCP和5g引发剂BPO均匀喷在(b)步骤所制备得到的膜上,并密封通入氮气进行保护,再升温至59℃进行聚合反应;
(d).将(c)步骤聚合反应完成后的膜,用纯水洗去尼古丁模板分子,再在45摄氏度干燥后在球磨机中研磨30min,得到三维网络化膜层保护的硅藻土粒料;
(e).将(d)步骤制备得到的硅藻土粒料800g与熟石膏粉200g、重钙200g、滑石粉200g、钛白粉200g、乳胶粉160g、增韧剂玻璃纤维160g搅拌混合得到硅藻泥墙面干粉涂料。
将制备得到的硅藻泥墙面干粉涂料涂覆在一个边长为1m的立方体内部,涂覆面积6平米,将立方体内的空气用古丁浓度1%的气体置换,静置30min,再检测立方体内气体中尼古丁的含量。检测结果详见表1。
实施例5
(a).将20g尼古丁模板分子分散至1050g a-甲基丙烯酸甲酯中得到混合液A;
偶联剂改性的硅藻土由如下方法制备得到:将1000g硅藻土与50g硅烷偶联剂混合均匀后超声处理60min,得到偶联剂改性的硅藻土;
(b).再向(a)步骤所述的混合液A中添加1050g偶联剂改性的硅藻土和200g沸石分子筛,超声处理均匀分散后在平面上涂膜,膜的厚度为1.0mm;
(c).用喷雾装置将10g交联剂DCP和5g引发剂BPO均匀喷在(b)步骤所制备得到的膜上,并密封通入氮气进行保护,再升温至59℃进行聚合反应;
(d).将(c)步骤聚合反应完成后的膜,用纯水洗去尼古丁模板分子,再在45摄氏度干燥后在球磨机中研磨30min,得到三维网络化膜层保护的硅藻土粒料;
(e).将(d)步骤制备得到的硅藻土粒料800g与熟石膏粉200g、重钙200g、滑石粉200g、钛白粉200g、乳胶粉160g、增韧剂玻璃纤维160g搅拌混合得到硅藻泥墙面干粉涂料。
将制备得到的硅藻泥墙面干粉涂料涂覆在一个边长为1m的立方体内部,涂覆面积6平米,将立方体内的空气用古丁浓度1%的气体置换,静置30min,再检测立方体内气体中尼古丁的含量。检测结果详见表1。
实施例6
(a).将30g尼古丁模板分子分散至1150ga-甲基丙烯酸甲酯中得到混合液A;
偶联剂改性的硅藻土由如下方法制备得到:将1000g硅藻土与50g硅烷偶联剂混合均匀后超声处理60min,得到偶联剂改性的硅藻土;
(b).再向(a)步骤所述的混合液A中添加1050g偶联剂改性的硅藻土和300g沸石分子筛,超声处理均匀分散后在平面上涂膜,膜的厚度为1.0mm;
(c).用喷雾装置将10g交联剂DCP和5g引发剂BPO均匀喷在(b)步骤所制备得到的膜上,并密封通入氮气进行保护,再升温至59℃进行聚合反应;
(d).将(c)步骤聚合反应完成后的膜,用纯水洗去尼古丁模板分子,再在45摄氏度干燥后在球磨机中研磨30min,得到三维网络化膜层保护的硅藻土粒料;
(e).将(d)步骤制备得到的硅藻土粒料800g与熟石膏粉200g、重钙200g、滑石粉200g、钛白粉200g、乳胶粉160g、增韧剂160g搅拌混合得到硅藻泥墙面干粉涂料。
将制备得到的硅藻泥墙面干粉涂料涂覆在一个边长为1m的立方体内部,涂覆面积6平米,将立方体内的空气用古丁浓度1%的气体置换,静置30min,再检测立方体内气体中尼古丁的含量。检测结果详见表1。
对比例1
(a).将30g纳米氯化钠作为模板分散至1150ga-甲基丙烯酸甲酯中得到混合液A;
偶联剂改性的硅藻土由如下方法制备得到:将1000g硅藻土与50g硅烷偶联剂混合均匀后超声处理60min,得到偶联剂改性的硅藻土;
(b).再向(a)步骤所述的混合液A中添加1050g偶联剂改性的硅藻土和300g沸石分子筛,超声处理均匀分散后在平面上涂膜,膜的厚度为1.0mm;
(c).用喷雾装置将10g交联剂DCP和5g引发剂BPO均匀喷在(b)步骤所制备得到的膜上,并密封通入氮气进行保护,再升温至59℃进行聚合反应;
(d).将(c)步骤聚合反应完成后的膜,用纯水洗去氯化钠模板,再在45摄氏度干燥后在球磨机中研磨30min,得到三维网络化膜层保护的硅藻土粒料;
(e).将(d)步骤制备得到的硅藻土粒料800g与熟石膏粉200g、重钙200g、滑石粉200g、钛白粉200g、乳胶粉160g、增韧剂玻璃纤维160g搅拌混合得到硅藻泥墙面干粉涂料。
将制备得到的硅藻泥墙面干粉涂料涂覆在一个边长为1m的立方体内部,涂覆面积6平米,将立方体内的空气用古丁浓度1%的气体置换,静置30min,再检测立方体内气体中尼古丁的含量。检测结果详见表1。
对比例2
(a).将1150ga-甲基丙烯酸甲酯作为混合液A;
偶联剂改性的硅藻土由如下方法制备得到:将1000g硅藻土与50g硅烷偶联剂混合均匀后超声处理60min,得到偶联剂改性的硅藻土;
(b).再向(a)步骤所述的混合液A中添加1050g偶联剂改性的硅藻土和300g沸石分子筛,超声处理均匀分散后在平面上涂膜,膜的厚度为1.0mm;
(c).用喷雾装置将10g交联剂DCP和5g引发剂BPO均匀喷在(b)步骤所制备得到的膜上,并密封通入氮气进行保护,再升温至59℃进行聚合反应;
(d).将(c)步骤聚合反应完成后的膜,用纯水洗,再在45摄氏度干燥后在球磨机中研磨30min,得到三维网络化膜层保护的硅藻土粒料;
(e).将(d)步骤制备得到的硅藻土粒料800g与熟石膏粉200g、重钙200g、滑石粉200g、钛白粉200g、乳胶粉160g、增韧剂玻璃纤维160g搅拌混合得到硅藻泥墙面干粉涂料。
将制备得到的硅藻泥墙面干粉涂料涂覆在一个边长为1m的立方体内部,涂覆面积6平米,将立方体内的空气用古丁浓度1%的气体置换,静置30min,再检测立方体内气体中尼古丁的含量。检测结果详见表1。
表1实施例及对比例立方体内残余气体中尼古丁含量
编号 尼古丁含量% 实施例1 0.01% 实施例2 0.02% 实施例3 0.01% 实施例4 0.01% 实施例5 0.01% 实施例6 0.02% 对比例1 0.08% 对比例2 0.29%