CN101348628A - 净化空气的厚质涂覆材料及其配制方法 - Google Patents

净化空气的厚质涂覆材料及其配制方法 Download PDF

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本发明一种具空气净化功能的厚质涂覆材料及其配制方法,属于建筑材料领域,该内墙涂覆装饰材料,在每100重量份涂料中含有多孔吸附材料5-40重量份,复合光催化材料10-40重量份。本发明以矿物材料复合纳米光催化材料得到高活性净化材料,配合其他纳米材料以及多孔吸附材料,添加无机填料、骨料及其他助剂构成涂覆材料,能去除空气中甲醛、甲苯等有害气体,具有环境健康功能。该涂料对甲醛具有良好的去除效果,并且持续有效,涂层使用时具有一定的厚度,施工简单,图案美观大方、层次分明、立体感强、具有良好的装饰效果。

Description

净化空气的厚质涂覆材料及其配制方法
技术领域
本发明属于建筑材料领域,具体涉及一种新型的内墙涂覆装饰材料,该涂料属于 厚质涂层材料,具有良好的内墙装饰材料的功能,还能去除空气中甲醛、甲苯等有害 气体,具有环境健康功能。 背景技术
人的一生大部分时间是在室内度过的,室内空气质量的好坏直接关系到人体的健
康。美国专家检测发现,在室内空气中存在500多种挥发性有机物,其中致癌物质就 有20多种,致病病毒200多种,其中,危害较大的主要有:甲醛、氡、苯、氨以 及酯、三氯乙烯等。研究表明,室内空气的污染程度要比室外空气严重2-5倍,在特 殊情况下可达到100倍。据统计,全球近一半的人处于室内空气污染中,室内环境污 染已经引起35.7%的呼吸道疾病,22%的慢性肺病和15%的气管炎、支气管炎和肺癌。 世界卫生组织也将室内空气污染与高血压、胆固醇过高症以及肥胖症等共同列为人类 健康的10大威胁。
国际上,建筑材料领域已提出以纳米功能材料的催化分解和吸附功能为基础,向 着使人体舒适健康的方向发展的目标。日本用木炭、活性炭和多孔材料等作为建材的 组成成分,实施让建筑物"吃掉"有害气体的计划。日本和巴西等国家发现电气石是 具有健康效果,被广泛的应用做健康材料。纳米Ti02优越的光催化性能,受到国内外 学者的青睐。将这些具有特殊功能的材料与传统建材结合,可以开发出具有净化功能 的相应建材产品。印度科学家成功地研制出一种可吸附空气中有害毒素的化学涂料(中 华建设2005(3):62)。将这种涂料用在汽车的排气管和工厂锅炉的烟囱上,可在一定程 度上缓解大气污染。瑞典研制出一种可净化室内空气的涂料,它能迅速消除烟雾和烹 饪菜肴时的油烟味(建材工业信息,2001(3》49)。中国建筑材料科学研究总院发明了具 空气净化、抗菌、调湿功能的内墙粉末装饰涂料专利产品(参见专利02123892.8和 200410073617.2)。目前市场上的净化涂料,往往存在净化有害气体效率不高,对光 源要求苛刻,持久性差等问题,而且有些由于增加了净化功能而影响了涂料本身的物 理性能和施工性能。 发明内容
本发明的目的是提供一种具有良好空气净化效果的涂覆材料,而且该涂料具有美 观大方、立体感强、装饰效果好等特点。
本发明具空气净化功能的厚质涂覆材料,在每100重量份涂料中,含有以下组分:
多孔吸附材料 5-40重量份;
复合光催化材料 10—40重量份。
具体的,所述的具空气净化功能的厚质涂覆材料,由以下组分混配而成-.
水 20-40重量份;
成膜物质 10 — 21重量份;
多孔吸附材料 5-40重量份;
复合光催化材料 10 — 40重量份;
无机填料 10 — 30重量份;
骨料 0—14重量份;以及
其它助剂 l一2重量份。
其中,所述多孔吸附材料为分子筛、海泡石、凹凸棒土、硅藻土和沸石中的一种 或几种。
其中,所述复合光催化材料为纳米级高活性Ti02与极性材料电气石的复合体,或 纳米级高活性Ti02与海泡石、分子筛、沸石等天然微孔矿物材料的复合体,或是多种
复合体的组合。
所述纳米级高活性Ti02和极性材料电气石复合体中,电气石的含量为l-99wt%。 所述纳米级高活性Ti02和天然微孔矿物材料的复合体中,天然微孔矿物材料的含 量为l~99wt%。
其中,所述的骨料为石英砂和珍珠岩,并配合1一20%纤维。 所述纤维为选自木纤维、石棉绒和纸纤维中的一种。
其中,所述无机填料为选择白水泥、石膏粉、重钙粉、大白粉、灰钙粉、滑石粉 和碳酸钙中的两种或几种的组合。
本发明还提供上述具空气净化功能的厚质涂覆材料的配制方法。是在容器中加入 水作为分散物质,搅拌下加入助剂,加入纤维搅拌均匀,加入成膜物质乳液,投入多 孔吸附材料、复合光催化材料,再加入助剂中的增稠剂,充分混匀出料。
本发明通过采用微米纳米结构或极性材料负载得到的复合催化材料、无机矿物材 料、天然多孔或层状材料、纳米材料、无机填料等多种材料组成厚质内墙涂料,使各 种矿物材料有机结合,发挥协同作用。
本发明产品内墙涂覆材料零VOC,在无光、自然光或普通日光灯下均具有良好的 净化效果,按照标准《室内空气净化功能涂覆材料净化性能》JC/T 1074-2008检测, 本发明对甲醛24小时净化率〉82%, 96小时饱和净化率>63%,具有良好持久净化效果。
具体实施方式
本发明具良好空气净化效果的涂覆材料装饰涂料,是由复合光催化材料、多孔吸 附材料功能性组分结合涂料生产中常规使用的无机填料、骨料、成膜物质和助剂等混 配而成。其中:
多孔吸附材料:选择分子筛、海泡石、凹凸棒土、硅藻土和沸石其中的一种或几 种组合,组合使用时的组合比例没有限制。多孔吸附材料在涂料中所占重量比为 5%~40%,其主要功能是快速吸附空气中有害污染物,并与光催化材料协同作用,具 有良好的净化效果。
复合光催化材料:纳米级高活性Ti02光催化材料与极性材料电气石的复合体,和 /或纳米级高活性Ti02与海泡石、分子筛、沸石等天然微孔矿物材料的复合体,催化
材料在涂料中所占重量比为10%~30%,其主要功能为光催化净化作用。
Ti02因其优越的光催化性能被广泛应用于净化领域,但仍存在量子效率偏低、对
光源要求高以及易团聚、难分离等难题未解决。在本发明中,首先使用天然微孔矿物
材料或极性材料与Ti02复合,其中:天然微孔矿物材料的天然微米结构可以与纳米光
催化材料Ti02复合,有效解决纳米材料常见的团聚问题,吸附有害污染物,并拓展光 谱吸收范围;而极性材料电气石表面的电场可作用于纳米光催化材料Ti02,可促进电 子空穴的有效分离,提高量子效率,增加羟基自由基(*OH)的产生量使得复合材料 具有高效催化净化效果。
可以借鉴专利200410073617.2的方法,获得极性材料电气石与Ti02复合体。艮P: 先用溶胶-凝胶法制备出纳米Ti02溶胶,再在纳米Ti02溶胶中加入电气石粉体,搅 拌均匀,静置得到凝胶,在400〜75(TC煅烧,得到电气石与Ti02复合体;或者将电气 石粉体与市售Ti02粉体直接研磨混合得到复合体。电气石在复合粉体中的含量可在重 量百分比1~99%之间。
同上,采用不同的天然微孔矿物材料,获得相应天然微孔矿物材料与Ti02复合体, 天然微孔矿物材料在复合粉体中的含量可在重量百分比1~99%之间。
无机填料:选择白水泥、石膏粉、重钙粉、大白粉、灰钙粉、滑石粉、碳酸钙中 的两种或几种组合,组合使用时的组合比例没有限制。在涂料中所占重量比为 10%~30%。选用无机材料主要功能为增强涂料的强度,使其具有良好的耐洗擦性能和 施工性。
骨料:为石英砂或珍珠岩,配合1〜20%的纤维(如木纤维、石棉绒、纸纤维)来 提高涂层的初期干燥抗裂性。骨料在本发明中为选择性添加材料,其在涂料中所占重 量比为0〜14%。
无机填料和骨料配合使用可提高花纹的立体感和丰满度,并增加涂层的抗裂性。 成膜物质:本发明中使用但不限于纯丙烯酸乳液、各种丙烯酸树脂、丙烯酸醇酸
树脂、硅丙乳液、醋丙乳液、苯丙乳液等,可以单一使用或组合使用,组合使用时的
组合比例没有限制。成膜物质重量占涂料总量的10~22%。
其它助剂:分散剂(如六偏磷酸钠、X-405、 DP曙270、 B03)、成膜助剂(如乙二 醇、丙二醇、醇酯-12)、增稠剂(纤维素、AT-70、 TT935、 RM-8W)、消泡剂(如 NXZ、 8034、 4481)、防霉剂(如EPW、 HF) 、 pH值调节剂(如AMP-95)等助剂。 助剂均为现有涂料生产中常用物质,主要作用为调节涂料的状态和性能,各种助剂可 视需要选择性加入一种或多种,助剂的总使用量占涂料总重量的1~2%。
以上所有原料均可商购。
本发明涂覆材料的配制:在容器中加入一定量的水作为分散物质,搅拌下加入助 剂,加入纤维搅拌均匀,加入成膜物质乳液,投入多孔吸附材料、复合光催化材料, 如需调色此时可加入颜填料,再加入助剂中的增稠剂,充分混匀出料。配制过程中可 根据实际情况调节加入顺序。
采用本发明的配料配制的涂料较稠,形成厚质涂覆材料,使其在使用过程中吸附 空气中有害物质的能力增强,进而达到更好的净化效果。
以具体实施例说明本发明的组配以及功能:
实施例一:按以下组分和上述方法配制本例涂覆材料。
组分 用量(克)
水 380
pH值调节剂AMP-95 1
分散剂DP-270 2
消泡剂4481 1 电气石复合Ti02
180
(含Ti。2 95%)
海泡石 80
沸石 100
重钙 50
滑石粉 70
苯丙乳液 120
丙二醇 15
增稠剂AT-70 1
利用该例产品制作的涂层,按照标准《室内空气净化功能涂覆材料净化性能》JC/T
1074-2008检测其净化功能。将样品涂刷到四块500腿X500mm玻璃板一个表面,自然 干燥7d后放入lm3密封仓中,滴加3nL甲醛溶液,分光光度法测试该涂料24小时对 甲醛的净化率为达8 7 %; 96小时饱和持久净化率达65% 。 实施例二:按以下组分和上述方法配制本例涂覆材料。
<table>table see original document page 8</column></row> <table>用与实施例一相同的方法对本例产品进行功能检测,结果:涂层24小时对甲醛 的净化率达84%, 96小时饱和持久净化率达66% 。
实施例三:按以下组分和上述方法配制本例涂覆材料。
组分 用量(克)
水 280
纤维素 1.5
pH值调节剂AMP-95 1
润湿分散剂DP-270 2
消泡剂4481 4
分子筛复合Ti02 100 (含110280%)
增稠剂RM-8W 1.5
用与实施例一相同的方法对本例产品进行功能检测,结果:涂层24小时对甲醛
的净化率达84%, 96小时饱和持久净化率达65% 。
实施例四:按以下组分和上述方法配制本例涂覆材料。
<table>table see original document page 9</column></row> <table>用与实施例一相同的方法对本例产品进行功能检测,结果:涂层24小时对甲醛 的净化率达82%, 96小时饱和持久净化率达70%。
o o
3 7
5 5 o o o
2 111
5
2
蹄土岩绒粉粉乳V
子藻珠棉石1^丙酯
分硅珍石滑重苯醇
实施例五:按以下组分和上述方法配制本例涂覆材料。
组分 用量(克)
水 200
pH值调节剂AMP-95 1
分散剂DP-270 2
消泡剂NXZ 2
电气石复合Ti02 100 (含^0275%)
分子筛 220
海泡石 180
白水泥 70
大白粉 10
石膏粉 20
重钙粉 40
纯丙烯酸乳液 150
丙二醇 2
防霉剂EPW 1.5
增稠剂RM-8W 1.5
用与实施例一相同的方法对本例产品进行功能检测,结果:涂层24小时对甲醛 的净化率达83%, 96小时饱和持久净化率达60% 。
实施例六至八:按以下组分和上述方法配制以下涂覆材料,并实施例一的方法进 行功能检测,具体内容列于下表。
<table>complex table see original document page 10</column></row> <table><table>table see original document page 11</column></row> <table>
比较实验
参照实施例一,改变其中催化组分或吸附组分,进行对比实验。
对比实验一:将实例一中复合Ti02改为普通纳米Ti02,其他组分不变。用相同的
方法进行功能检测,结果:涂层24小时对甲醛的净化率达55%, 96小时饱和持久净 化率达42%。
对比实验二:将实例一中海泡石、沸石改为灰钙粉,其他组分不变。用相同的方 法进行功能检测,结果:涂层24小时对甲醛的净化率达60%, 96小时饱和持久净化 率达50%。
对比实验结果显示:普通纳米Ti02在可见光下光催化效率不高,而多孔吸附材料 短期具有明显的净化效果,但较容易饱和,净化持久性不好。本发明中用矿物复合
Ti02,并配合吸附材料使用,使涂层材料在可见光下具有良好的净化效果,并且持久有效。

Claims (10)

1、一种具空气净化功能的厚质涂覆材料,其特征在于,每100重量份涂料中,含有以下组分: 多孔吸附材料 5-40重量份; 复合光催化材料 10-40重量份。
2、 根据权利要求1所述的具空气净化功能的厚质涂覆材料,其特征在于,由以下组分混配而成:水 20-40重量份;成膜物质 10 — 21重量份;多孔吸附材料 5-40重量份;复合光催化材料 10 — 40重量份;无机填料 10 — 30重量份;骨料 0—14重量份;以及其它助剂 l一2重量份。
3、 根据权利要求1或2所述的具空气净化功能的厚质涂覆材料,其特征在于, 所述多孔吸附材料为分子筛、海泡石、凹凸棒土、硅藻土和沸石中的一种或几种。
4、 根据权利要求1或2或3所述的具空气净化功能的厚质涂覆材料,其特征在 于,所述复合光催化材料为纳米级高活性Ti02与极性材料电气石的复合体,或纳米级 高活性Ti02与海泡石、分子筛、沸石等天然微孔矿物材料的复合体,或是多种复合体 的组合。
5、 根据权利要求4所述的具空气净化功能的厚质涂覆材料,其特征在于,所述 纳米级高活性Ti02和极性材料电气石复合体中,电气石的含量为l-99wt%。
6、 根据权利要求4所述的具空气净化功能的厚质涂覆材料,其特征在于,所述 纳米级高活性Ti02和天然微孔矿物材料的复合体中,天然微孔矿物材料的含量为 l~99wt%。
7、 根据权利要求1或2所述的具空气净化功能的厚质涂覆材料,其特征在于, 所述的骨料为石英砂和珍珠岩,并配合1一20%纤维。
8、 根据权利要求7所述的具空气净化功能的厚质涂覆材料,其特征在于,所 述纤维为选自木纤维、石棉绒和纸纤维中的一种。
9、 根据权利要求7所述的具空气净化功能的厚质涂覆材料,其特征在于,无机填料为选择白水泥、石膏粉、重钙粉、大白粉、灰钙粉、滑石粉和碳酸钙中的 两种或几种的组合。
10、 权利要求1至9任一所述具空气净化功能的厚质涂覆材料的配制方法,在 容器中加入水作为分散物质,搅拌下加入助剂,加入纤维搅拌均匀,加入成膜物 质乳液,投入多孔吸附材料、复合光催化材料,再加入助剂中的增稠剂,充分混 匀出料。
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