一种具有净化空气功能的纳米材料及其制备方法与流程

本发明属于纳米材料
技术领域：
，具体涉及一种具有净化空气功能的纳米材料及其制备方法。
背景技术：
：随着工业化进程的加剧，空气污染越来越严重，严重威胁人体健康。以纳米材料为代表的新材料，因为具备不同于传统材料的性能，在诸多领域具有广阔的应用前景。通过设计，将选定纳米颗粒或者纳米结构作为添加成分，与高分子材料基体复合，会为高分子材料带来性能上的增强和优化。但是，现有纳米材料在环保方面有待提高，如果能够研制出具备净化空气功能的纳米材料，将对人们的生产和生活带来巨大帮助。技术实现要素：为了解决现有纳米材料在环保方面有待提高的问题，本发明的目的是提供一种具有净化空气功能的纳米材料及其制备方法，制得的具有净化空气功能的纳米材料具有强度高、保温隔热性能好和净化空气的优点。本发明提供了如下的技术方案：一种具有净化空气功能的纳米材料，包括以下重量份的原料：聚氨酯高分子材料60-80份、石英石粉9-15份、硬脂酸乙酯10-14份、棕榈酸5-15份、纳米二氧化硅2-4份、纳米碳酸钙2-4份、纳米二氧化钛10-16份、稳定剂添加剂3-5份、偶联剂0.5-0.9份、抗氧化剂0.3-0.7份和发泡剂0.4-0.8份。原料中添加了硬脂酸乙酯和棕榈酸，硬脂酸乙酯和棕榈酸作为有机相变储能材料，具有相变潜热大、化学稳定性好和热稳定性好的特点。原料中添加了纳米二氧化硅，纳米二氧化硅具有对抗紫外线的光学性能，能提高纳米材料的抗老化、强度和耐化学性能。原料中添加了纳米碳酸钙，纳米碳酸钙能够改善塑料母料的流变性，提高其成形性；作为塑料的填料，具有提高韧性、抗拉强度、弯曲强度和热变形温度的特点。原料中添加了纳米二氧化钛，纳米级二氧化钛具有杀菌、防污、除臭、无毒和性能稳定的特点，此外在紫外线的作用下，纳米级二氧化钛会被激活，生成具有高催化活性的游离基，具有很强的光氧化还原能力，可催化、光解附着于材料表面的各种甲醛等有机物，达到净化空气的效果。优选地，包括以下重量份的原料：聚氨酯高分子材料70份、石英石粉12份、硬脂酸乙酯12份、棕榈酸10份、纳米二氧化硅3份、纳米碳酸钙3份、纳米二氧化钛13份、稳定剂添加剂4份、偶联剂0.7份、抗氧化剂0.5份和发泡剂0.6份。优选地，所述石英石粉的粒径为500目，石英石粉作为纳米材料的骨料，具有抗腐蚀、无污染、耐高温和无毒无辐射的优点。优选地，所述稳定添加剂为聚乙二醇，具有优良的润滑性、保湿性、分散性和粘结性。优选地，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂，能够降低材料的粘度，改善材料间的界面性能。优选地，所述抗氧化剂为硫代二丙酸二硬脂醇酯，能够防止或延缓纳米材料氧化。优选地，所述发泡剂为碳黑，使得纳米材料具有多孔构造，提高制备的纳米材料的保温隔热效果。一种具有净化空气功能的纳米材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照具有净化空气功能的纳米材料原料的重量份数称取原料；（2）将硬脂酸乙酯和棕榈酸混合搅拌，即得混合料a；（3）将步骤（2）中的混合料a、聚氨酯高分子材料、石英石粉、纳米二氧化硅、纳米碳酸钙和纳米二氧化钛混合搅拌，即得混合料b；（4）将步骤（3）中混合料b、稳定剂添加剂、偶联剂、抗氧化剂和发泡剂加入搅拌机中搅拌5-10min，即得混合料c；（5）将步骤（4）中的混合料c倒入模具中成型,即得具有净化空气功能的纳米材料。本发明的有益效果是：1、本发明研制出的具有净化空气功能的纳米材料，制得的具有净化空气功能的纳米材料具有强度高、保温隔热性能好和净化空气的优点。2、本发明的原料中添加了硬脂酸乙酯和棕榈酸，硬脂酸乙酯和棕榈酸作为有机相变储能材料，具有相变潜热大、化学稳定性好和热稳定性好的特点。3、本发明的原料中添加了纳米二氧化硅，纳米二氧化硅具有对抗紫外线的光学性能，能提高纳米材料的抗老化、强度和耐化学性能。4、本发明的原料中添加了纳米碳酸钙，纳米碳酸钙能够改善塑料母料的流变性，提高其成形性；作为塑料的填料，具有提高韧性、抗拉强度、弯曲强度和热变形温度的特点。5、本发明的原料中添加了纳米二氧化钛，纳米级二氧化钛具有杀菌、防污、除臭、无毒和性能稳定的特点，此外在紫外线的作用下，纳米级二氧化钛会被激活，生成具有高催化活性的游离基，具有很强的光氧化还原能力，可催化、光解附着于材料表面的各种甲醛等有机物，达到净化空气的效果。6、本发明中所述石英石粉的粒径为500目，石英石粉作为纳米材料的骨料，具有抗腐蚀、无污染、耐高温和无毒无辐射的优点。7、本发明中所述稳定添加剂为聚乙二醇，具有优良的润滑性、保湿性、分散性和粘结性。8、本发明中所述偶联剂为钛酸酯偶联剂，能够降低材料的粘度，改善材料间的界面性能。9、本发明中所述抗氧化剂为硫代二丙酸二硬脂醇酯，能够防止或延缓纳米材料氧化。10、本发明中所述发泡剂为碳黑，使得纳米材料具有多孔构造，提高制备的纳米材料的保温隔热效果。具体实施方式实施例1一种具有净化空气功能的纳米材料，包括以下重量份的原料：聚氨酯高分子材料70份、石英石粉12份、硬脂酸乙酯12份、棕榈酸10份、纳米二氧化硅3份、纳米碳酸钙3份、纳米二氧化钛13份、稳定剂添加剂4份、偶联剂0.7份、抗氧化剂0.5份和发泡剂0.6份。原料中添加了硬脂酸乙酯和棕榈酸，硬脂酸乙酯和棕榈酸作为有机相变储能材料，具有相变潜热大、化学稳定性好和热稳定性好的特点。原料中添加了纳米二氧化硅，纳米二氧化硅具有对抗紫外线的光学性能，能提高纳米材料的抗老化、强度和耐化学性能。原料中添加了纳米碳酸钙，纳米碳酸钙能够改善塑料母料的流变性，提高其成形性；作为塑料的填料，具有提高韧性、抗拉强度、弯曲强度和热变形温度的特点。原料中添加了纳米二氧化钛，纳米级二氧化钛具有杀菌、防污、除臭、无毒和性能稳定的特点，此外在紫外线的作用下，纳米级二氧化钛会被激活，生成具有高催化活性的游离基，具有很强的光氧化还原能力，可催化、光解附着于材料表面的各种甲醛等有机物，达到净化空气的效果。石英石粉的粒径为500目，石英石粉作为纳米材料的骨料，具有抗腐蚀、无污染、耐高温和无毒无辐射的优点。稳定添加剂为聚乙二醇，具有优良的润滑性、保湿性、分散性和粘结性。偶联剂为钛酸酯偶联剂，能够降低材料的粘度，改善材料间的界面性能。抗氧化剂为硫代二丙酸二硬脂醇酯，能够防止或延缓纳米材料氧化。发泡剂为碳黑，使得纳米材料具有多孔构造，提高制备的纳米材料的保温隔热效果。一种具有净化空气功能的纳米材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照具有净化空气功能的纳米材料原料的重量份数称取原料；（2）将硬脂酸乙酯和棕榈酸混合搅拌，即得混合料a；（3）将步骤（2）中的混合料a、聚氨酯高分子材料、石英石粉、纳米二氧化硅、纳米碳酸钙和纳米二氧化钛混合搅拌，即得混合料b；（4）将步骤（3）中混合料b、稳定剂添加剂、偶联剂、抗氧化剂和发泡剂加入搅拌机中搅拌5-10min，即得混合料c；（5）将步骤（4）中的混合料c倒入模具中成型,即得具有净化空气功能的纳米材料。实施例2一种具有净化空气功能的纳米材料，包括以下重量份的原料：聚氨酯高分子材料60份、石英石粉9份、硬脂酸乙酯10份、棕榈酸5份、纳米二氧化硅2份、纳米碳酸钙2份、纳米二氧化钛10份、稳定剂添加剂3份、偶联剂0.5份、抗氧化剂0.3份和发泡剂0.4份。原料中添加了硬脂酸乙酯和棕榈酸，硬脂酸乙酯和棕榈酸作为有机相变储能材料，具有相变潜热大、化学稳定性好和热稳定性好的特点。原料中添加了纳米二氧化硅，纳米二氧化硅具有对抗紫外线的光学性能，能提高纳米材料的抗老化、强度和耐化学性能。原料中添加了纳米碳酸钙，纳米碳酸钙能够改善塑料母料的流变性，提高其成形性；作为塑料的填料，具有提高韧性、抗拉强度、弯曲强度和热变形温度的特点。原料中添加了纳米二氧化钛，纳米级二氧化钛具有杀菌、防污、除臭、无毒和性能稳定的特点，此外在紫外线的作用下，纳米级二氧化钛会被激活，生成具有高催化活性的游离基，具有很强的光氧化还原能力，可催化、光解附着于材料表面的各种甲醛等有机物，达到净化空气的效果。石英石粉的粒径为500目，石英石粉作为纳米材料的骨料，具有抗腐蚀、无污染、耐高温和无毒无辐射的优点。稳定添加剂为聚乙二醇，具有优良的润滑性、保湿性、分散性和粘结性。偶联剂为钛酸酯偶联剂，能够降低材料的粘度，改善材料间的界面性能。抗氧化剂为硫代二丙酸二硬脂醇酯，能够防止或延缓纳米材料氧化。发泡剂为碳黑，使得纳米材料具有多孔构造，提高制备的纳米材料的保温隔热效果。一种具有净化空气功能的纳米材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照具有净化空气功能的纳米材料原料的重量份数称取原料；（2）将硬脂酸乙酯和棕榈酸混合搅拌，即得混合料a；（3）将步骤（2）中的混合料a、聚氨酯高分子材料、石英石粉、纳米二氧化硅、纳米碳酸钙和纳米二氧化钛混合搅拌，即得混合料b；（4）将步骤（3）中混合料b、稳定剂添加剂、偶联剂、抗氧化剂和发泡剂加入搅拌机中搅拌5-10min，即得混合料c；（5）将步骤（4）中的混合料c倒入模具中成型,即得具有净化空气功能的纳米材料。实施例3一种具有净化空气功能的纳米材料，包括以下重量份的原料：聚氨酯高分子材料80份、石英石粉15份、硬脂酸乙酯14份、棕榈酸15份、纳米二氧化硅4份、纳米碳酸钙4份、纳米二氧化钛16份、稳定剂添加剂5份、偶联剂0.9份、抗氧化剂0.7份和发泡剂0.8份。原料中添加了硬脂酸乙酯和棕榈酸，硬脂酸乙酯和棕榈酸作为有机相变储能材料，具有相变潜热大、化学稳定性好和热稳定性好的特点。原料中添加了纳米二氧化硅，纳米二氧化硅具有对抗紫外线的光学性能，能提高纳米材料的抗老化、强度和耐化学性能。原料中添加了纳米碳酸钙，纳米碳酸钙能够改善塑料母料的流变性，提高其成形性；作为塑料的填料，具有提高韧性、抗拉强度、弯曲强度和热变形温度的特点。原料中添加了纳米二氧化钛，纳米级二氧化钛具有杀菌、防污、除臭、无毒和性能稳定的特点，此外在紫外线的作用下，纳米级二氧化钛会被激活，生成具有高催化活性的游离基，具有很强的光氧化还原能力，可催化、光解附着于材料表面的各种甲醛等有机物，达到净化空气的效果。石英石粉的粒径为500目，石英石粉作为纳米材料的骨料，具有抗腐蚀、无污染、耐高温和无毒无辐射的优点。稳定添加剂为聚乙二醇，具有优良的润滑性、保湿性、分散性和粘结性。偶联剂为钛酸酯偶联剂，能够降低材料的粘度，改善材料间的界面性能。抗氧化剂为硫代二丙酸二硬脂醇酯，能够防止或延缓纳米材料氧化。发泡剂为碳黑，使得纳米材料具有多孔构造，提高制备的纳米材料的保温隔热效果。一种具有净化空气功能的纳米材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照具有净化空气功能的纳米材料原料的重量份数称取原料；（2）将硬脂酸乙酯和棕榈酸混合搅拌，即得混合料a；（3）将步骤（2）中的混合料a、聚氨酯高分子材料、石英石粉、纳米二氧化硅、纳米碳酸钙和纳米二氧化钛混合搅拌，即得混合料b；（4）将步骤（3）中混合料b、稳定剂添加剂、偶联剂、抗氧化剂和发泡剂加入搅拌机中搅拌5-10min，即得混合料c；（5）将步骤（4）中的混合料c倒入模具中成型,即得具有净化空气功能的纳米材料。对比例1一种纳米材料，包括以下重量份的原料：聚氨酯高分子材料80份、硬脂酸乙酯14份、纳米二氧化硅4份、纳米碳酸钙4份、稳定剂添加剂5份和发泡剂0.8份。一种纳米材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照纳米材料原料的重量份数称取原料；（2）将硬脂酸乙酯、聚氨酯高分子材料、纳米二氧化硅和纳米碳酸钙混合搅拌，即得混合料a；（3）将步骤（2）中混合料a、稳定剂添加剂和发泡剂加入搅拌机中搅拌5-10min，即得混合料b；（4）将步骤（3）中的混合料b倒入模具中成型,即得纳米材料。将实施例1、实施例2和实施例3制得具有净化空气功能的纳米材料与对比例1中制得的纳米材料进行性能测试，测试结果如表1所示：指标实施例1实施例2实施例3对比例1抗压强度（mpa）31.224.520.616.3抗拉强度（mpa）47.639.735.328.6导热系数（w/m﹒k）0.0230.0260.0290.038甲醛净化性能(%)9587800从表1数据比较可以看出，本发明的优点是：1、一种具有净化空气功能的纳米材料及其制备方法，从测得的抗压强度和抗拉强度可以看出，实施例1-3的抗压强度和抗拉强度均高于对比例1，说明本发明具有净化空气功能的纳米材料的强度高。2、一种具有净化空气功能的纳米材料及其制备方法，从测得的导热系数可以看出，实施例1-3的导热系数均低于对比例1，说明本发明具有净化空气功能的纳米材料的保温效果好。3、一种具有净化空气功能的纳米材料及其制备方法，从测得的甲醛净化性能可以看出，实施例1-3的甲醛净化性能均高于对比例1，说明本发明具有净化空气功能的纳米材料的净化空气效果好。4、一种具有净化空气功能的纳米材料及其制备方法，从测得的各个指标的数据可以看出，实施例1均优于实施例2、实施例3和对比例1，说明本发明具有净化空气功能的纳米材料的原料配方和制备方法的合理性。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12