CN101439279A - 一种净化室内空气的装饰壁材及其制备方法和应用 - Google Patents

一种净化室内空气的装饰壁材及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种净化室内空气的装饰壁材及其制备方法和应用。本发明组合物是由50～75wt％天然多孔性无机材料、15～25wt％粘接剂、5～15wt％颜料、5～10wt％助剂组成。天然多孔性无机材料是由硅藻土和天然沸石组成，其中硅藻土占70～90wt％，沸石占10～30wt％。通过将上述组合物与水混合而得到的膏状浆体即为本发明壁材。本发明采用一种具有高表面活性、良好吸附特性的廉价天然多孔性无机材料为主基料，并对主基料进行反应活性处理，促进吸附的发生和降解被吸附的有机气体物质，并最终以饰面壁材的形式，用于室内墙面的装饰。本发明壁材对甲醛、苯等有机气体吸附力强，可去除有害物质、消除异味、净化室内空气，且施工方便、产品价格低、适于大规模的生产。

Description

一种净化室内空气的装饰壁材及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种净化室内空气的装饰壁材及其制备方法和应用，属于化学建材领域。
背景技术
在人居环境的建设、装饰装修过程中所使用的化学建筑材料、装潢材料、办公家具以及日常生活使用的各种化学日用品中含有许多有害污染物质，如甲醛、苯、氨等挥发性有机物及颗粒物等，这些有机物质在室内的释放，对人体健康的影响日益受到人们的重视。因此净化人居环境、提高室内空气质量己成为居民迫切的需要。目前对于室内空气污染的治理方法有过滤法、臭氧净化法、低温等离子净化法和吸附净化法等。基于净化工艺的复杂性及经济性考虑，采用吸附净化材料而实现的吸附净化法，前景最好；对于室内空气的净化，一些高档办公环境或需要超洁净的办公实验环境已有考虑，而居住环境尚属空白。
净化材料按特性可分为：吸附型净化材料、光催化材料、复合型净化材料。多数净化材料存在吸附效率低、饱和速度快、材料成本高、使用操作工艺复杂等缺点，一定程度上制约了吸附净化材料在人居环境中的使用，因此高效低廉便于使用的净化材料的研究与开发非常迫切。
作为室内墙面最终装饰效果的饰面材料之一的壁材，具有施工操作方便、花色品种多样、可调等优点，但现有的装饰壁材大多为有机材料，装饰墙面没有透气性、呼吸性，更不具备吸附净化室内空气的特性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种净化室内空气的装饰壁材、制备方法，及将该壁材应用于室内墙壁的装饰，做最终装饰面。该壁材施工方便，花色品种多样、可调且能净化室内空气。
一种净化室内空气的组合物是由50～75wt％天然多孔性无机材料、15～25wt％粘接剂、5～15wt％颜料、5～10wt％助剂组成。
上述天然多孔性无机材料是由硅藻土和天然沸石组成，其中硅藻土占70～90wt％，沸石占10～30wt％。
上述粘接剂是由无机粘接剂和有机粘接剂组成，其中无机粘接剂占80～95wt％，有机粘接剂占5～20wt％。
上述无机粘接剂是白水泥、消石灰和水玻璃中的至少一种，有机粘接剂是聚乙烯醇和聚醋酸乙烯再分散胶粉中的至少一种。
上述颜料是氧化铁红、氧化铁蓝、柠檬黄、氧化铁黄和钛白粉中的至少一种。
上述助剂是甲酸钙、甲基纤维素、羟乙基纤维素和UNF-5萘系减水剂中的至少一种。
一种净化室内空气组合物的制备方法，该方法是在高速搅拌机中加入硅藻土和天然沸石，加热85～95℃，填加酯类表面活性剂，反应30～45分钟，按上述比例将经活性处理后的天然多孔性无机材料、粘接剂、颜料、助剂放入高速搅拌机中搅拌均匀。
上述酯类表面活性剂是硬脂酸丁酯和柠檬酸三丁酯中的至少一种。
一种净化室内空气的装饰壁材是通过将上述组合物与水混合而成的膏状浆体。水的加入量占天然多孔性无机材料的3-4倍。
一种净化室内空气的装饰壁材应用于室内墙壁的装饰，采用抹灰形式，在墙面上抹成厚度为1.5～2.5mm的饰面，做最终装饰面。
本发明壁材的花色、形状可采用不同的施工工具进行加工。也可预先将该壁材涂抹在特定的板材基底上，施工时可拼接或做吸附性能测试用。
天然多孔性无机材料的孔隙率、孔结构、比表面积是提供吸附室内有机挥发气体的必要条件。反应活性中心一是降低表面自由能，有利于吸附的发生；二是对所吸附的有机物质，如甲醛、甲苯等进行分解。硅藻土、沸石均具有质轻多孔，孔隙率高，比表面积大的特点，尤其是硅藻土存在活性Si-O键和自由羟基，有利于对有机气体的吸附反应。因此对硅藻土和天然沸石预先进行增加反应活性的处理，即可降低物料表面的自由能。
本发明采用一种具有高表面活性、良好吸附特性的廉价天然多孔性无机材料为主基料，并对主基料进行反应活性处理，促进吸附的发生和降解被吸附的有机气体物质，来缓解饱和吸附速率，并最终以饰面壁材的形式，用于室内墙面的装饰。
本发明壁材对甲醛、苯等有机气体吸附力强，可去除有害物质、消除异味、净化室内空气，且施工方便、产品价格低、适于大规模的生产。
具体实施方式
实施例1
称取1400g硅藻土、600g沸石，放入GRH-15高速搅拌机中，加热搅拌10分钟，待物料的温度升至85℃后，继续搅拌5分钟；称取10g硬脂酸丁酯倒入200ml烧杯中，加入无水乙醇30ml，溶解搅拌均匀后，加入到GRH-15高速搅拌机中，再加热30分钟，取出即为活性处理多孔性无机材料。
分别称取活性处理过的多孔性无机材料500g；白水泥150g、消石灰60g、聚乙烯醇20g、聚醋酸乙烯再分散胶粉20g；氧化铁红80g、氧化铁黄70g；甲酸钙70g、甲基纤维素30g。
将上述物料放入到高速搅拌机中搅拌均匀，用1800ml水调制成膏状浆体。
实施例2
称取1800g硅藻土、200g沸石，放入GRH-15高速搅拌机中，加热搅拌10分钟，待物料的温度升至95℃后，继续搅拌5分钟；称取10g柠檬酸三丁酯倒入200ml烧杯中，加入无水乙醇30ml，溶解搅拌均匀后，加入到GRH-15高速搅拌机中，再加热45分钟，取出即为活性处理多孔性无机材料。
分别称取活性处理过的多孔性无机材料650g；白水泥100g、水玻璃70g、聚乙烯醇10g、聚醋酸乙烯再分散胶粉20g；氧化铁红50g、氧化铁蓝20g；甲酸钙50g、羟乙基纤维素30g。
将上述物料放入到高速搅拌机中搅拌均匀，用2600ml水调制成膏状浆体。
实施例3
称取1600g硅藻土、400g沸石，放人GRH-15高速搅拌机甲，加热搅拌10分钟，待物料的温度升至90℃后，继续搅拌5分钟；称取10g柠檬酸三丁酯倒入200ml烧杯中，加入无水乙醇30ml，溶解搅拌均匀后，加入到GRH-15高速搅拌机中，再加热35分钟，取出即为活性处理多孔性无机材料。
分别称取活性处理过的多孔性无机材料750g；白水泥80g、消石灰40g、聚乙烯醇20g、聚醋酸乙烯再分散胶粉10g；钛白粉40g、氧化铁黄10g；甲酸钙30g、羟乙基纤维素10g、UNF-5萘系减水剂10g；
将上述物料放入到高速搅拌机中搅拌均匀，用3000ml水调制成膏状浆体。
实施例4
分别称取实施例1中活性处理过的多孔性无机材料650g；白水泥100g、水玻璃90g、聚乙烯醇5g、聚醋酸乙烯再分散胶粉5g；柠檬黄50g、氧化铁蓝20g；甲酸钙40g、羟乙基纤维素30g、UNF-5萘系减水剂10g。
将上述物料放入到高速搅拌机中搅拌均匀，用2600ml水调制成膏状浆体。
以上各实施例制备出的装饰壁材对甲醛、甲苯有机气体吸附去除性能测试：
在一个体积为1m3的密闭容器(容器1#)中分别涂抹实施例1-4制得的膏状浆体2.0mm，自然干燥后待用；在另一个体积为1m3的密闭容器(容器2#)中不涂抹，作对比空白试验用。
甲醛去除率的测定：分别称取20mml甲醛溶液两份，同时放入上述1#、2#密闭容器中，分别静置24h、48h、96h后，使用空气采样器从密闭容器中分别采集等量气体，采用分光光度计、气相色谱仪等测试设备检测气体样品中甲醛含量，换算成体积浓度，浓度差值除以空白容器中样品浓度即为甲醛去除率。其测试结果见表1。
甲苯去除率的测定：分别称取20mml甲苯溶液两份，同时放入上述1#、2#密闭容器中，分别静置24h、48h、96h后，使用空气采样器从密闭容器中分别采集等量气体，采用分光光度计、气相色谱仪等测试设备检测气体样品中甲苯含量，换算成体积浓度，浓度差值除以空白容器中样品浓度即为甲苯去除率。其测试结果见表2。
试验结果表明，本发明在模拟的密闭室内环境中，当甲醛的浓度超标152倍时，吸附去除率可达60％以上，最高达71％；当甲苯的浓度超标106倍时吸附去除率可达50％以上，最高达60％。
表1甲醛气体吸附去除率测试结果
Figure A200810239019D00071
注：容器2#中甲醛浓度为15.31mg/m3，超标倍数152(标准为0.10mg/m3)
表2 甲苯气体吸附去除率测试结果
Figure A200810239019D00072
注：容器2#中甲苯浓度为11.81mg/m3，超标倍数106(标准为0.11mg/m3)

Claims (9)

1.一种净化室内空气的组合物，其特征在于该组合物是由50～75wt％天然多孔性无机材料、15～25wt％粘接剂、5～15wt％颜料、5～10wt％助剂组成。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于所述天然多孔性无机材料是由硅藻土和天然沸石组成，其中硅藻土占70～90wt％，沸石占10～30wt％。
3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于所述粘接剂是由无机粘接剂和有机粘接剂组成，其中无机粘接剂占80～95wt％，有机粘接剂占5～20
wt％。
4.根据权利要求3所述的组合物，其特征在于所述无机粘接剂是白水泥、消石灰和水玻璃中的至少一种，所述有机粘接剂是聚乙烯醇和聚醋酸乙烯再分散胶粉中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于所述颜料是氧化铁红、氧化铁蓝、柠檬黄、氧化铁黄和钛白粉中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于所述助剂是甲酸钙、甲基纤维素、羟乙基纤维素和UNF-5萘系减水剂中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的组合物的制备方法，其特征在于该方法是在高速搅拌机中加入硅藻土和天然沸石，加热85～95℃，填加酯类表面活性剂，反应30～45分钟，按所述比例将经活性处理后的天然多孔性无机材料、粘接剂、颜料、助剂放入高速搅拌机中搅拌均匀。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于所述的酯类表面活性剂是硬脂酸丁酯和柠檬酸三丁酯中的至少一种。
9.一种净化室内空气的装饰壁材，其特征在于该壁材是通过将权利要求1所述的组合物与水混合而成的膏状浆体。
10.一种净化室内空气的装饰壁材应用于室内墙壁的装饰，采用抹灰形式，在墙面上抹成厚度为1.5～2.5mm的饰面，做最终装饰面。
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