CN101215121A - 具有消除有害物质功能的石膏板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种消除有害物质的功能性石膏板及其制备方法。本发明的功能性石膏板，包括石膏板和有害物质消除剂，其中有害物质消除剂包括以下重量配比的原料：分散介质500－650份；酸类化合物20－160份；多元胺类化合物化合物100－400份；盐类化合物10－80份；水性树脂1－60份；乙酸乙酰乙酯0.1－5份；二氧化钛5－30份；电气石5－30份。本发明的石膏板中含有的制剂使用的分散介质为水而不是有机溶剂，通过合成反应得到的产物以及与甲醛、苯等有害物质反应后的生成物均为无毒物质，使用后不会产生二次污染，并且生产工艺简单，使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种功能性石膏板及其制备方法，尤其涉及一种能够消除有害物质的功能性石膏板及其制备方法。
背景技术
随着人民生活水平的不断提高，装饰装修、购置新家具、购买汽车已成为人们生活中平常的事情。装饰装修和家具制造中往往大量使用涂料和各类人造板。涂料中常常含有苯类及其他有机挥发物，人造板如胶合板、细木工板、中密度纤维板、刨花板等，大都是使用甲醛系胶粘剂、主要是脲醛树脂胶粘剂制造的，存在着甲醛释放问题，常常成为室内空气污染的主要来源。另外，其他一些装饰材料，如墙布、地毯等在制造时也使用了胶粘剂与涂料，也有可观的甲醛及其他有机挥发物释放。总之，室内空气中的甲醛及其他有机挥发物污染的来源很多，尤其是目前我国城市、农村新装修的家居中甲醛及其他有机挥发物污染非常严重，普遍高出国家标准数倍。
同时，中国装饰协会室内空气监测中心曾经对200辆新车进行检测，结果发现，若参照室内空气质量标准，有近九成的汽车都存在车内空气甲醛或苯含量超标的问题，大部分车辆甲醛超标都在5-6倍以上。
甲醛对眼、粘膜和呼吸道有刺激作用，会引起慢性呼吸道疾病、过敏性鼻炎、免疫功能下降等，导致睡眠不安；甲醛被认为是潜在的致癌物质，可能是鼻癌、咽喉癌、皮肤癌的诱因；长期吸入超量的苯、二甲苯会引发贫血和白血病。因此，消除甲醛、苯等有机挥发物污染，净化室内、车内空气越来越引起人们的重视。目前，人们消除室内、车内空气中有机挥发物污染的主要方法是使用甲醛等有机挥发物消除剂。但是，目前市场上销售的产品以及专利技术产品存在着价格高、效果差的问题，在一定时间内的甲醛等的消除量有限，而且效果的持久性差。
例如，公开号为CN1404891A的专利申请文献中公开的甲醛消除剂由于使用了酰肼类化合物，因此价格昂贵；公开号为CN1526470A的发明专利申请文献中公开一种甲醛消除剂，其效果不是很理想，甲醛消除率只有78％。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种对甲醛、苯和氨消除率高、效果持久而且制备成本较低的具有消除有害物质功能的石膏板及其制备方法。
本发明一方面提供一种具有消除有害物质的功能的石膏板，包括石膏板和有害物质消除剂，其中有害物质消除剂包括以下重量配比的原料：分散介质500-650份；酸类化合物20-160份；多元胺类化合物化合物100-400份；盐类化合物10-80份；水性树脂1-60份；乙酸乙酰乙酯0.1-5份；二氧化钛5-30份；电气石5-30份。
其中，有害物质消除制剂在所述石膏板表面的含量为10-100g/m2。
特别是，原料的重量配比优选：分散介质550-620份；酸类化合物：80-120份；多元胺类化合物200-300份；盐类化合物30-60份；水性树脂4-50份；乙酸乙酰乙酯0.5-3份；二氧化钛10-20份；电气石10-20份。
特别是，分散介质为水，优选蒸馏水、去离子水或井水。
特别是，酸类化合物为无机酸或有机酸，选自磷酸、甲酸、乙酸、柠檬酸和没食子酸中的一种或多种。
特别是，多元胺类化合物选自尿素、三聚氰胺、双氰胺中的一种或多种。
特别是，盐类化合物选自氯化铵、磷酸铵、硫酸铵、乙酸铵中的一种或多种与锆盐化合物混合组成，锆盐化合物占盐类化合物总量的3-15％。其中，锆盐选自碳酸锆、硫酸锆、氧氯化锆、磷酸锆中的一种或多种。
特别是，水性树脂可以是聚丙烯酰胺、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、聚乙烯醇-丙烯酸接枝共聚物中的一种或多种。
特别是，二氧化钛为锐钛矿，粒径在20-60纳米；电气石粒径在2000-4000目。
本发明另一方面提供具有消除有害物质功能的石膏板的制备方法，包括以下顺序进行的步骤备料：
1)按照以下重量份配比备料：分散介质500-650份；酸类化合物20-160份；多元胺类化合物化合物100-400份；盐类化合物10-80份；水性树脂1-60份；乙酸乙酰乙酯0.1-5份；二氧化钛5-30份；电气石5-30份；
2)将上述原料中的酸类化合物、多元胺类化合物的全部以及分散介质总量的40-60％加入反应器中，开动搅拌，加热到75-105℃，反应至pH＝5.0-7.5；
3)加入剩余的分散介质以及盐类化合物、水性树脂，在35-55℃下保温30-50分钟；
4)降温至30℃以下，加入乙酸乙酰乙酯、二氧化钛、电气石，在球磨机中研磨后，出料获得制剂；
5)向石膏板单面喷涂或刷涂制剂，然后使其干燥。
其中，所述有害物质消除制剂在所述石膏板单面的用量为10-100g/m2。
其中，所述原料的重量配比优选：分散介质550-620份；酸类化合物：80-120份；多元胺类化合物200-300份；盐类化合物30-60份；水性树脂4-50份；乙酸乙酰乙酯0.5-3份；二氧化钛10-20份；电气石10-20份。
特别是，分散介质为水，优选蒸馏水或去离子水，也可以是井水。
特别是，酸类化合物为无机酸或有机酸，选自磷酸、甲酸、乙酸、柠檬酸和没食子酸中的一种或多种。
特别是，多元胺类化合物选自尿素、三聚氰胺、双氰胺中的一种或多种。
特别是，盐类化合物选自氯化铵、磷酸铵、硫酸铵、乙酸铵中的一种或多种与锆盐化合物混合组成，锆盐化合物占盐类化合物总量的3-15％。其中，所述的锆盐选自碳酸锆、硫酸锆、氧氯化锆、磷酸锆中的一种或多种。
特别是，水性树脂可以是聚丙烯酰胺、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、聚乙烯醇-丙烯酸接枝共聚物中的一种或多种。
特别是，二氧化钛为锐钛矿，粒径在20-60纳米；电气石粒径在2000-4000目。
其中步骤2)中分散介质的用量优选为分散介质总量的50％。
本发明产品的优点是：
1、本发明的石膏板中含有的制剂使用的分散介质为水而不是有机溶剂，通过合成反应得到的产物以及与甲醛、苯等有害物质反应后的生成物均为无毒物质，使用后不会产生二次污染。
2、本发明的石膏板具有快速消除环境中甲醛的功效，同时能够消除苯、氨等有害物质，消除效果好、而且持久。
3、本发明产品生产工艺简单，使用方便。
具体实施方式
实施例1
(一)制备本发明用于石膏板的具有消除有害物质功能的制剂
1)按以下重量份配比进行原料备料：
蒸馏水 569kg
磷酸(浓度85％) 80kg
柠檬酸 20kg
尿素 240kg
三聚氰胺 30kg
氯化铵 20kg
碳酸锆 3kg
聚乙烯醇(1799) 30kg
乙酸乙酰乙酯 0.6kg
二氧化钛 5kg
电气石粉 5kg
2)将上述原料中全部的磷酸、柠檬酸、尿素和三聚氰胺顺序加入装有为蒸馏水总量50％的蒸馏水的反应器中，搅拌均匀，加热升温至95℃，反应至物料的pH＝6.0-6.5。
3)加入剩余的蒸馏水以及全部的氯化铵、碳酸锆和聚乙烯醇，搅拌均匀，降温至45℃，保温反应40分钟。
4)降温至30℃，加入全部的乙酸乙酰乙酯、二氧化钛和电气石，混合均匀，得到混合物。
5)将混合物置于球磨机中，研磨30分钟，出料、将所得产物倒入容器储存备用。
产品的技术指标：
外观： 乳白色粘液
固体含量(％)： 40-48％
pH值： 5.5-7.0
有效期(年)： 2
(二)制备具有消除有害物质功能的石膏板
1)准备普通的市售龙牌石膏板；
2)按10g/m2的用量，向石膏板单面喷涂或刷涂上述制剂，然后自然干燥，即得本发明的功能性石膏板。
实施例2
(一)制备本发明用于石膏板的具有消除有害物质功能的制剂
1)按以下重量份配比进行原料备料：
去离子水 500kg
甲酸(浓度85％) 3kg
没食子酸(浓度92％) 18kg
尿素 150kg
双氰胺 20kg
磷酸铵 30kg
碳酸锆 2kg
羧甲基纤维素 4kg
乙酸乙酰乙酯 0.1kg
二氧化钛 30kg
电气石粉 30kg
2)将上述原料中的全部的甲酸、没食子酸、尿素、双氰胺顺序加入装有为总量50％的去离子水的反应器中，搅拌均匀，加热升温至90℃，反应至物料的pH＝6.0-6.5。
3)加入剩余的去离子水以及全部的磷酸铵、碳酸锆和羧甲基纤维素，搅拌均匀，降温至55℃，保温反应30分钟。
4)然后降温至30℃，加入全部的乙酸乙酰乙酯、二氧化钛、电气石粉，混合均匀，得到混合物。
5)将混合物置于球磨机中，研磨30分钟，出料，将所得产物倒入容器储存备用。
产品的技术指标：
外观： 乳白色粘液
固体含量(％)： 25-35％
pH值： 6.0-7.0
有效期(年)： 2
(二)制备具有消除有害物质功能的石膏板
1)准备普通的市售龙牌石膏板；
2)按40g/m2的用量，向石膏板单面喷涂或刷涂上述制剂，然后自然干燥，即得本发明的功能性石膏板。
实施例3
(一)制备本发明用于石膏板的具有消除有害物质功能的制剂
1)按以下重量份配比进行原料备料：
水 650kg
乙酸(浓度95％) 150kg
甲酸(浓度85％) 10kg
尿素 350kg
双氰胺 30kg
硫酸铵 40kg
碳酸锆 2kg
聚丙烯酰胺 6kg
乙酸乙酰乙酯 2.2kg
二氧化钛 17kg
电气石 17kg
2)将上述原料中的全部的乙酸、甲酸、尿素、双氰胺顺序加入装有为总量50％的水的反应器中，搅拌均匀，加热升温至100℃，反应至物料的pH＝6.0-6.5。
3)加入剩余的水以及全部的硫酸铵、碳酸锆和聚丙烯酰胺，搅拌均匀，降温至50℃，保温反应35分钟。
4)然后降温至30℃，加入全部的乙酸乙酰乙酯、二氧化钛、电气石，混合均匀，得到混合物。
5)将混合物置于球磨机中，研磨30分钟，出料，将所得产物倒入容器储存备用。
产品的技术指标：
外观： 乳白色粘液
固体含量(％)： 45-55％
pH值： 6.0-7.0
有效期(年)： 2
(二)制备具有消除有害物质功能的石膏板
1)准备普通的市售龙牌石膏板；
2)按70g/m2的用量，向石膏板单面喷涂或刷涂上述制剂，然后自然干燥，即得本发明的功能性石膏板。
实施例4
(一)制备本发明用于石膏板的具有消除有害物质功能的制剂
1)按以下重量份配比进行原料备料：
蒸馏水 550kg
乙酸(浓度95％) 50kg
柠檬酸 30kg
三聚氰胺 70kg
双氰胺 30kg
乙酸铵 60kg
碳酸锆 3kg
丙烯酸-丙烯酰胺共聚物 5kg
乙酸乙酰乙酯 1.5kg
二氧化钛 20kg
电气石 20kg
2)将上述原料中的全部的乙酸、柠檬酸、三聚氰胺、双氰胺顺序加入装有为重量50％的水的反应器中，搅拌均匀，加热升温至95℃，反应至物料的pH＝6.0-6.5。
3)加入剩余的水以及全部的乙酸铵、碳酸锆和丙烯酸-丙烯酰胺共聚物，搅拌均匀，降温至45℃，保温反应40分钟。
4)然后降温至30℃，加入全部的乙酸乙酰乙酯、二氧化钛、电气石粉，混合均匀，得到混合物。
5)将混合物置于球磨机中，研磨30分钟，出料，将所得产物倒入容器储存备用。
产品的技术指标：
外观： 乳白色粘液
固体含量(％)： 30-35％
pH值： 6.0-7.0
有效期(年)： 2
(二)制备具有消除有害物质功能的石膏板
1)准备普通的市售龙牌石膏板；
2)按100g/m2的用量，向石膏板单面喷涂或刷涂上述制剂，然后自然干燥，即得本发明的功能性石膏板。
对照例1-4
选用市售大鹿牌甲醛捕捉剂取代本发明的消除有害物质制剂，按100g/m2的用量向与实施例1-4中相同的市售龙牌石膏板喷涂或刷涂，然后自然干燥。
对照例5
采用未刷涂本发明实施例1-4中的制剂的市售龙牌石膏板作为对照例5。
实验例1
将实施例1-4和对照例1-5的石膏板和市售普通细木工板锯切成3×10cm板条，石膏板和细木工板各一枚放入500ml广口瓶中，20℃密封保存24小时，使用F-400甲醛检测仪测量每个广口瓶(共9个)中的甲醛浓度。市售普通细木工板的甲醛释放量1.21mg/L。检测结果如表1。
表1甲醛释放量检测结果
| 试件 | 甲醛释放量(mg/L) | 甲醛消除率(％) |
| 实施例1 | 0.12 | 90.1 |
| 实施例2 | 0.11 | 90.9 |
| 实施例3 | 0.09 | 92.6 |
| 实施例4 | 0.11 | 90.9 |
| 对照例1 | 0.15 | 87.6 |
| 对照例2 | 0.14 | 88.4 |
| 对照例3 | 0.15 | 87.6 |
| 对照例4 | 0.13 | 89.3 |
| 对照例5 | 1.21 | 0 |
由此看出，本发明的功能性石膏板能够有效消除人造板释放的甲醛，消除率可达90％以上。
实验例2
将实施例1-4和对照例1-5的石膏板分别放入1L的广口瓶中，广口瓶中分别加入苯与氨，使其浓度在10ppm左右，盖严广口瓶瓶盖，静置24h后，取出，采用便携式PGM-7600挥发性有机气体检测仪及Z-800氨气监测仪进行苯、氨含量检测。检测结果如表2所示。
表2苯、氨消除效果(24小时)
| 试件 | 苯(ppm) | 消除率(％) | 氨(ppm) | 消除率(％) |
| 实施例1 | 1.2 | 88 | 1.3 | 87 |
| 实施例2 | 1.6 | 84 | 1.8 | 82 |
| 实施例3 | 1.9 | 81 | 1.6 | 84 |
| 实施例4 | 1.9 | 81 | 1.7 | 83 |
| 对照例1 | 9.2 | 8 | 9.5 | 5 |
| 对照例2 | 9.5 | 5 | 9.4 | 6 |
| 对照例3 | 9.7 | 3 | 9.7 | 3 |
| 对照例4 | 9.4 | 6 | 9.7 | 3 |
| 对照例5 | 9.9 | 1 | 9.8 | 2 |
由表2中可以看出，本发明制备的具有消除有害物质的功能性石膏板对苯、氨的消除效果显著，消除率高，在使用24小时后对苯、氨的消除率均能达到80％以上，而市售产品则效果较差。
Claims (10)
1.一种具有消除有害物质功能的石膏板，其特征是石膏板表面含有有害物质消除制剂，其包括以下重量配比的原料：分散介质500-650份；酸类化合物20-160份；多元胺类化合物100-400份；盐类化合物10-80份；水性树脂1-60份；乙酸乙酰乙酯0.1-5份；二氧化钛5-30份；电气石5-30份。
2.如权利要求1所述的石膏板，其特征是其中有害物质消除制剂在所述石膏板表面单面的含量为10-100g/m2。
3.如权利要求1或2所述的石膏板，其特征是：所述分散介质为水。
4.如权利要求1或2所述的石膏板，其特征是：所述酸类化合物为无机酸或有机酸。
5.如权利要求1或2所述的石膏板，其特征是：所述多元胺类化合物选自尿素、三聚氰胺、双氰胺中的一种或多种。
6.如权利要求1或2所述的石膏板，其特征是：所述盐类化合物选自氯化铵、磷酸铵、硫酸铵、乙酸铵中的一种或多种与锆盐化合物混合而成。
7.如权利要求1或2所述的石膏板，其特征是：所述水性树脂是聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯醇-丙烯酸接枝共聚物中的一种或多种。
8.如权利要求1或2所述的石膏板，其特征是：所述二氧化钛为锐钛矿，粒径在20-60纳米，所述电气石的粒径在2000-4000目。
9.一种如权利要求1所述的石膏板的制备方法，包括以下顺序进行的步骤：
1)将所述原料中的酸类化合物、多元胺类化合物的全部以及一半的分散介质加入反应器中，开动搅拌，加热到75-105℃，反应至pH＝5.0-7.5；
2)加入剩余的分散介质以及盐类化合物、水性树脂，在35-55℃下保温30-50分钟；
3)降温至30℃以下，加入乙酸乙酰乙酯、二氧化钛、电气石，在球磨机中研磨后，出料获得所述消除有害物质的制剂；
4)向石膏板单面喷涂或刷涂上述制剂，然后使其干燥。
10.如权利要求9所述制备方法，其特征是：所述制剂在所述石膏板单面的用量为10-100g/m2。
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20080709 |