CN101007742A - 一种可调节室内空气湿度的建筑装饰制品及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调节室内空气湿度的建筑装饰制品，其内部具有细孔结构，细孔的比表面积为10～900m²/g，细孔直径在600以上的孔的细孔容积累加大于0.06ml/g。本发明产品的调湿功能是由其内部结构特性决定的，其内部无数小孔所具有的毛细管力能够使产品具有吸附能力。本发明还公开了该建筑装饰制品的制备方法，包括按照常规的方法进行原料破碎→球磨→造粒→成型→施釉→低温烧成，施釉量为100～150g/m²，烧成温度低于1000℃。本发明产品具有调湿功能，能使空气湿度保持在40％～70％左右，而且能够吸取有害物质，有效改善了室内空气质量，有利于人体健康。原料价廉易得，能耗少成本低，有利于环境保护。

Description

一种可调节室内空气湿度的建筑装饰制品及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种建筑材料制品，尤其涉及一种用于室内装修的可调节空气湿度的建筑装饰制品及其制备方法。

背景技术

随着社会的进步和人们生活水平的不断提高，人们越来越关注自身的健康状况，环境保护意识也在不断增强，健康环保的产品日益受到消费者的重视和欢迎。特别是近年来，由于室内装修不当而对人体造成危害的问题不断出现，因此人们对室内装修材料的选择越来越慎重，对室内空气质量的要求也越来越高。而室内的空气湿度是影响室内空气质量的重要因素，随着人们物质生活水平的提高，相对湿度(relative humidity，RH)作为人类生活工作环境的重要参数之一，已经引起国内外的普遍关注。

目前，对室内空气湿度的调节，可以使用电器设备，但需要消耗不可再生的能源，不利于环境保护。为此，具有调节室内空气湿度的建筑材料应运而生。目前所利用的天然物质有三大类：第一类为木质系——杉木、木炭、混入木炭的木质纤维板等；第二类为土质系——硅藻土等多孔无机材料，此类材料为多孔质结构，孔洞微细，小孔具有吸附性；第三类为石质系——石膏等硅酸钙系列，可吸湿但没有调湿的功能，由于孔径较大，水分子可渗透到墙体中。

中国目前有生产以硅藻土为主要原料的硅藻土涂料，是一种与陶瓷砖截然不同的粉末材料。此类产品可以去除空气中的游离甲醛、苯、氨、硫化物等有害物质，能够改善起居环境，同时也可跟传统的天然泥土墙壁一样，能够不断地吸收或释放水分，调节室内空气湿度并使其相对稳定，从而避免过分潮湿或干燥所带来的不适，能够防止结露、减少发霉和静电现象。但此类产品需较大面积地使用于室内墙面，且作用不够明显，装饰效果也不够丰富，施工难度大。

国外在日本市场上具有以硅藻土为原料的可调节空气湿度的装修材料，这类产品主要有壁材(板材)、铺地材料、吊顶材料等，主要有四大类：第一类是不经过任何加工的自然干燥品，价格便宜；第二类是普通烧制品，它是先用硅藻土制成各种形状的板材和砖材，再经过高压热处理而成；第三类是加入各种添加剂的高温烧制品，这类添加有特殊材料的高档制品采用优质的硅藻土，并添加食盐、苏打灰或者光催化剂等添加物，在约1100摄氏度高温的窑炉中除去不纯有机物、碳等物质，烧制成各种各样的硅藻土室内装修材料；第四类为一种硅藻土水性涂料，使用这种涂料能够进一步加强硅藻土装修材料的环保效果。但这类可调节空气湿度的装修材料存在着共同的问题：多孔材料均以硅藻土为主，原料来源单一，选择性小，材料及制造成本高，不利于推广使用。同时陶瓷内墙产品的烧成温度都在1000℃以上，能源消耗大，提高了生产成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够吸取有害物质、改善室内空气质量，原料价廉易得、生产成本低的可调节室内空气湿度的建筑装饰制品。本发明的另一目的在于提供一种该建筑装饰制品的制备方法，以降低能源消耗和生产制造成本。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

本发明提供的一种可调节室内空气湿度的建筑装饰制品，其内部具有细孔结构，细孔的比表面积为10～900m²/g，细孔直径在600以上的孔的细孔容积累加大于0.06ml/g。本发明建筑装饰制品的调湿功能是由其内部结构特性决定的，其内部无数小孔所具有的毛细管力能够使产品具有吸附能力。在高湿度时，材料表面水蒸气分压力小于周围环境空气的水蒸气分压力，湿气进入到毛细管内形成毛细管凝聚水存在产品内部，从而实现吸收空气中湿气的功能。当湿度较低时，材料表面水蒸气分压力大于周围环境空气的水蒸气分压力，毛细管凝聚水又以水蒸气的形式放出，从而能够调节室内湿度并控制在一定范围内，防止结露。而其调湿性能取决于孔的比表面积以及孔容积的大小、孔径的分布等因素，比表面积不足10m²/g的材料，吸放湿量较低，调湿能力较差，细孔直径在600以上的细孔容积累加小于0.06ml/g的材料，不能达到高的吸放湿速度。为取得更优的调湿效果，本发明优选细孔的比表面积为20～900m²/g，细孔直径在600以上的孔的细孔容积累加大于0.07ml/g。比表面积和孔容积可以采用压汞法(美国麦克仪器公司AUTOPOREⅣ)进行测定。

本发明建筑装饰制品8小时的吸放湿量在60g/m²以上，或24小时的吸放湿量在100g/m²以上。吸放湿量可以采用如下方法进行测定。

8小时吸放湿量的测定方法：将实验体放入温度为25℃、相对湿度保持在50％的恒温恒湿箱中，等到重量基本不再变化(变动0.1％以下)时，测定此时实验体的重量W₀，然后立刻移到温度为25℃、相对湿度保持在90％的另外一个恒温恒湿箱中，经过8小时后测定实验体的重量W₁，再放回到温度为25℃、相对湿度保持在90％的恒温恒湿箱中，等到实验体重量基本不再变化(变动0.1％以下)时，测定此时实验体的重量W₂，立刻移到温度为25℃、相对湿度保持在50％的另外一个恒温恒湿箱中，经过8小时后测出实验体的重量W₃。8小时的吸湿量＝W₁-W₀；8小时的放湿量＝W₃-W₂；8小时的吸放湿量＝[(W₁-W₀)+(W₃-W₂)]/2]。

24小时吸放湿量的测定方法：将实验体放入温度为25℃、相对湿度保持在50％的恒温恒湿箱中，等到重量基本不再变化(变动0.1％以下)时，测定此时实验体的重量W₀，立刻移到温度为25℃、相对湿度保持在90％的另外一个恒温恒湿箱中，经过24小时后测定重量W₁。立刻移到相对湿度保持25℃、50％的另外一个恒温恒湿箱中，经过24小时后求出重量W₂。24小时的吸湿量＝W₁-W₀；24小时的放湿量＝W₂-W₁；24小时的吸放湿量＝[(W₁-W₀)+(W₂-W₁)]/2。

1小时的吸放速度＝(1小时吸湿量+1小时放湿量)/2，1小时吸湿量为吸湿量的最初1小时吸湿量，1小时放湿量为放湿量的最初1小时放湿量。

本发明建筑装饰制品包括坯料和釉料，所述坯料按重量百分比其原料组成为海泡石10～100％、玻璃粉0～90％、废瓷砖粉0～80％；所述釉料按重量百分比其原料组成为低温熔块20～99％、粘土1～50％、二氧化钛0～40％。

海泡石是一种链状结构的水铝镁硅酸盐粘土矿物，为多孔材料，具有很大的比表面积，理论比表积可达900m²/g。海泡石晶体的多通道结构使得它的微孔容积占60％～70％，水可以进入这种贯穿通道之中，因而海泡石具有极强的吸附能力(可吸收其自身质量200％～250％的水)。海泡石纤维的筒状孔结构对应的理论吸放湿回线符合理想调湿材料的吸放湿回线，并且在高相对湿度段有着较高的湿容量和较大的湿容差。产自西班牙的海泡石在23℃时，最大平衡吸湿量约为0.55g/g，相对湿度70％～100％之间湿容差约为0.4g/g。因此，用海泡石作为自调湿材料具有良好的应用前景和潜力。

作为本发明建筑装饰制品的釉料，其中的低温熔块是一种不含铅的玻璃质熔体，在较低的温度下能够熔融形成玻璃体覆盖在坯体的表面。低温熔块不但在我们所需要的温度下能熔融，同时具有助熔性，能降低某些物质的始熔点(这些物质原本在此温度是不能熔的)。粘土是主要含水铝硅酸盐矿物的多种微细的矿物混合体，能够保持釉料中各颗粒稳定悬浮在釉浆中，是促使釉浆附着在坯件上的主要物质，能够使釉与坯体在灼烧时收缩一致。

本发明还可采取如下进一步的措施：所述坯料按重量百分比其原料组成为海泡石10～90％、玻璃料10～90％。其中玻璃料具有粘结性，便于产品的制备施工，同时有利于产品在低温下烧成，以保持产品的多孔结构特性。此外，为提高产品的强度，便于运输和施工，坯料中还可以加入废瓷砖粉，即本发明所述坯料优选按重量百分比其原料组成为海泡石20～80％、玻璃料10～40％、废瓷砖粉10～40％。废瓷砖粉的使用有利于陶瓷厂废瓷砖的回收利用，减少对环境的污染。

本发明所述釉料优选按重量百分比其原料组成为低温熔块40～80％、粘土5～30％、二氧化钛10～30％。氧化钛是一种折射率高的强乳浊剂，使釉料能覆盖坯体的颜色。同时也作为光催化剂，促进附在表面的甲醛等有机物分解，且可抑制细菌及霉的发生与繁殖。此外，根据需要还可添加颜料。

本发明制品的调湿特性可以采用如下方法进行测定：

规定体积的密闭空间里露出规定面积的调湿建材后，从外部使密闭空间出现温度变化及湿度变化的情况下，根据相对湿度的变动得出调湿特性。没有调湿作用时，根据温度的变化，相对湿度的变动很大；但调湿作用存在时，就会抑制相对湿度的变化。将测定出的抑制变化程度以最高湿度与最低湿度之差来评定调湿特性。本发明制品能够调节室内湿度在40％～70％左右的范围内。

本发明的另一目的通过以下技术方案予以实现：

本发明提供的一种可调节室内空气湿度的建筑装饰制品的制备方法，包括按照常规的方法进行原料破碎→球磨→造粒→成型→施釉→低温烧成，釉料施到可调湿坯料上，施釉量要少，小釉滴之间要有空隙，不能把基体的气孔堵塞，因此所述施釉量应为100～150g/m²，所述烧成温度低于1000℃；优选的烧成温度为700～900℃，烧成时间为0.5～48小时。

本发明具有以下有益效果：

(1)具有优越的吸放湿机能，不存在能量的消耗。高湿度时可以吸收空气中的湿气，低湿度时又能将凝聚水以水蒸气的形式放出，从而能够调节室内湿度并控制在40％～70％这一人体感到舒适的湿度范围内，防止结露。

(2)可抑制细菌、壁虱的生长。细菌、壁虱等在湿度80％以上会迅速繁殖、生长，从而容易引起呼吸道等各种疾病。本发明产品能使空气湿度保持在40％～70％左右，从而能够抑制细菌繁殖，有利于人体健康。

(3)能够吸收有害物质。由于室内装修中的涂料、粘接剂、家具、建材产品、杀虫剂、合成材料都具有挥发性的有害物质，例如甲醛、VOC、苯等，本发明产品具有良好的吸附性能，可吸收有害物质，避免对人体的危害。

(4)具有优越的除异味效果，能够有效去除厕所的氨气，肉食、奶类、豆类、蔬菜腐败的臭味、微生物的繁殖等产生的臭味，吸附烟味、燃烧所带来的二氧化硫、二氧化碳、二氧化氮、可吸入微粒等有害物质。

(5)原料来源广，价廉易得，原料及制造成本低，有利于推广使用。

(6)烧成温度低，能源消耗少，有利于环境保护。

附图说明

下面将结合实施例和附图对本发明作进一步的详细描述：

图1是本发明实施例与现有技术比较例的比表面积和细孔容积的数据对比图。

具体实施方式

本发明是一种可调节室内空气湿度的建筑装饰制品，包括坯料和釉料，坯料按重量百分比其原料组成为海泡石10～100％、玻璃粉0～50％、废砖粉0～80％；釉料按重量百分比其原料组成为低温熔块20～99％、粘土1～50％、二氧化钛0～40％，其中低温熔块可以采用不含铅的玻璃质熔体。

实施例1

坯料：海泡石100％；

釉料：低温熔块95％、粘土5％及颜料；

实施例2

坯料：海泡石90％、玻璃料10％；

釉料：低温熔块80％、粘土20％及颜料；

实施例3

坯料：海泡石80％、玻璃料10％、废瓷砖粉10％；

釉料：低温熔块70％、粘土5％、二氧化钛25％及颜料

实施例4

坯料：海泡石70％、玻璃料20％、废瓷砖粉10％；

釉料：低温熔块40％、粘土30％、二氧化钛30％及颜料

实施例5

坯料：海泡石50％、玻璃料20％、废瓷砖粉30％；

釉料：低温熔块65％、粘土15％、二氧化钛20％及颜料

实施例6

坯料：海泡石20％、玻璃料40％、废瓷砖粉40％

釉料：低温熔块20％、粘土40％、二氧化钛40％及颜料

实施例7

坯料：海泡石30％、玻璃料50％、废瓷砖粉20％

釉料：低温熔块40％、粘土35％、二氧化钛25％及颜料

实施例8：

坯料：海泡石10％、玻璃料40％、废瓷砖粉50％

釉料：低温熔块80％、粘土10％、二氧化钛10％及颜料

实施例9：

坯料：海泡石10％、玻璃料10％、废瓷砖粉80％

釉料：低温熔块64％、粘土15％、二氧化钛19％及颜料

本发明产品各组成原料的配比不局限于上述列举的实施例。各组成原料按照常规的方法进行原料破碎→球磨→造粒→成型→施釉→低温烧成，施釉量为100～150g/m²，以700～900℃为宜，烧成时间为0.5～48小时，即可得到本发明产品。

现有技术的比较例如下：

比较例1：由沸石100％加水造粒，成型、干燥低温烧成，其比表面积大，孔容积小。

比较例2：市面上售卖的石膏板，其比表面积小，孔容积大。

采用压汞法(美国麦克仪器公司AUTOPOREⅣ)对比表面积和细孔容积进行测定，测定结果见表1和图1(对本发明产品的测试不局限于表1及图1中列举的实施例)。

表1  本发明实施例与现有技术比较例的比表面积和细孔容积

编号	比表面积m2/g	600以上孔容积ml/g
			实施例1	51.875	0.0738
实施例2	53.436	0.1022
			实施例3	60.193	0.1890
实施例4	40.073	0.0682
			实施例5	11.738	0.1080
比较例1	165.421	0.0549
			比较例2	8.695	0.9221

图1和表1的结果表明，综合比表面积和细孔容积指标，本发明产品具有良好的调湿性能。

对本发明实施例和现有技术比较例的吸放湿量、吸放湿速度和调湿特性进行测定。

吸放湿量的测定方法如下：

8小时吸放湿量的测定方法：将实验体放入温度为25℃、相对湿度保持在50％的恒温恒湿箱中，等到重量基本不再变化(变动0.1％以下)时，测定此时实验体的重量W₀，然后立刻移到温度为25℃、相对湿度保持在90％的另外一个恒温恒湿箱中，经过8小时后测定实验体的重量W₁，再放回到温度为25℃、相对湿度保持在90％的恒温恒湿箱中，等到实验体重量基本不再变化(变动0.1％以下)时，测定此时实验体的重量W₂，立刻移到温度为25℃、相对湿度保持在50％的另外一个恒温恒湿箱中，经过8小时后测出实验体的重量W₃。8小时的吸湿量＝W₁-W₀；8小时的放湿量＝W₃-W₂；8小时的吸放湿量＝[(W₁-W₀)+(W₃-W₂)]/2]。

24小时吸放湿量的测定方法：将实验体放入温度为25℃、相对湿度保持在50％的恒温恒湿箱中，等到重量基本不再变化(变动0.1％以下)时，测定此时实验体的重量W₀，立刻移到温度为25℃、相对湿度保持在90％的另外一个恒温恒湿箱中，经过24小时后测定重量W₁。立刻移到相对湿度保持25℃、50％的另外一个恒温恒湿箱中，经过24小时后求出重量W₂。24小时的吸湿量＝W₁-W₀；24小时的放湿量＝W₂-W₁；24小时的吸放湿量＝[(W₁-W₀)+(W₂-W₁)]/2。

1小时的吸放速度＝(1小时吸湿量+1小时放湿量)/2，1小时吸湿量为吸湿量的最初1小时吸湿量，1小时放湿量为放湿量的最初1小时放湿量。

调湿特性的测定方法如下：对试样只留一个调湿面，将其它面进行密封，之后放入测定调湿特性所规定容积的密闭容器中。然后在容器外部有规律地变动温度。变动周期如下：25℃保持2小时→降温至15℃(变化量为1℃/小时)→在15℃保持2小时→再升温到25℃(1变化量为1℃/小时)。调湿特性＝密闭容器中测定的最高湿度-最低湿度。

测定结果见表2(对本发明产品的测试不局限于表2中列举的实施例)，其中的吸放湿速度是吸湿测定过程中的第一个小时的吸湿量与放湿测定过程中的第一个小时的放湿量。

表2  本发明实施例与现有技术比较例的吸放湿量、吸放湿速度和调湿特性

编号	8小时的吸放湿量(g/m2)	24小时的吸放湿量(g/m2)	吸放湿速度(g/m2)	调湿特性(％)
					实施例1	158.65	206.68	45	8
实施例2	152.12	210.12	43	8
					实施例3	189.58	241.95	48	8
实施例4	133.23	186.16	35	9
					实施例5	61.28	101.54	28	11
比较例1	112.67	267	19	14
					比较例2	11	15	9	20

表2结果表明，本发明产品明显提高了吸放湿量及吸放湿速度，而且越优越的调湿建材越能控制好相对湿度的变动。使用本发明产品，室内的湿度能够控制在40％～70％左右的范围内。

Claims (9)

1、一种可调节室内空气湿度的建筑装饰制品，其特征在于：材料的内部具有细孔结构，细孔的比表面积为10～900m²/g，细孔直径在600以上的孔的细孔容积累加大于0.06ml/g。

2、根据权利要求1所述的可调节室内空气湿度的建筑装饰制品，其特征在于：细孔的比表面积为20～900m²/g，细孔直径在600以上的孔的细孔容积累加大于0.07ml/g。

3、根据权利要求1所述的可调节室内空气湿度的建筑装饰制品，其特征在于：其8小时的吸放湿量在60g/m²以上，或24小时的吸放湿量在100g/m²以上。

4、根据权利要求1或2或3所述的可调节室内空气湿度的建筑装饰制品，包括坯料和釉料，所述坯料按重量百分比其原料组成为海泡石10～100％、玻璃粉0～90％、废瓷砖粉0～80％；所述釉料按重量百分比其原料组成为低温熔块20～99％、粘土1～50％、二氧化钛0～40％。

5、根据权利要求4所述的可调节室内空气湿度的建筑装饰制品，所述坯料按重量百分比其原料组成为海泡石10～90％、玻璃料10～90％。

6、根据权利要求4所述的可调节室内空气湿度的建筑装饰制品，所述坯料按重量百分比其原料组成为海泡石20～80％、玻璃料10～40％、废瓷砖粉10～40％。

7、根据权利要求4所述的可调节室内空气湿度的建筑装饰制品，所述釉料按重量百分比其原料组成为低温熔块40～80％、粘土5～30％、二氧化钛10～30％。

8、一种可调节室内空气湿度的建筑装饰制品的制备方法，包括按照常规的方法进行原料破碎→球磨→造粒→成型→施釉→低温烧成，其特征在于：所述施釉量为100～150g/m²，所述烧成温度低于1000℃。

9、根据权利要求9所述的可调节室内空气湿度的建筑装饰制品的制备方法，其特征在于：所述烧成温度为700～900℃，烧成时间为0.5～48小时。

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