CN103254696B - 一种具有吸波、阻燃功能的室内环保干粉涂料及其制备方法和施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有吸波、阻燃功能的室内环保干粉涂料及其制备方法和施工方法，按重量百分比计，包括如下组分：乳胶粉20-50%；钛白粉5-30%；碳酸钙5-30%；二氧化硅5-10%；滑石粉5-10%；吸波粉末10-40%；无卤阻燃剂5-25%；纤维素5-15%；固体消泡剂0.1-0.7%；防霉剂2-8%；助剂0.5-2%；颜料0.05-8%。本发明所得产品具有优异的吸波功能和优异的阻燃效果，阻燃效果能达到V0级；有效的减少助剂的用量，使干粉涂料的VOC实现零排放；产品包装方便，运输简单；施工方便，无特殊要求；可实现超薄施工，最低涂膜厚度可达到20μm；无毒无刺激性气味，对人的皮肤和呼吸道无伤害。

Description

一种具有吸波、阻燃功能的室内环保干粉涂料及其制备方法和施工方法

技术领域

本发明属于建筑涂料制备技术领域，具体涉及一种具有吸波、阻燃功能的室内环保型干粉涂料及其制备方法和施工方法。

背景技术

 随着国民经济的飞速发展和人们环保意识的增强，新型的环保水性涂料在建筑装饰领域的应用日益广泛，特别是近十年来，人居环境的改善，空气质量，废气排放，空气污染物等与人民健康息息相关的指标已成为评价居住环境的重要指标。

虽然这些问题已受到严重的关切，但现实中建筑乳胶涂料中的挥发性有机化合物（Volatile Organic Compound，简写VOC）对人体及环境的影响仍亟待解决。近年来，我国在室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量标准（GB 18582-2008）中已将水性涂料的VOC的排放量限定到120g/L，2011年美国将水性涂料中的VOC排放量限定在25g/L。乳胶漆使用广泛，制备方法简单，主要有成膜物、颜填料、助剂、水等部分组成，涂装后，随着水的蒸发，干燥成膜。在乳胶漆中，大量的助剂在水干燥后缓慢挥发是产生VOC的主要根源。

近年来，研究人员认为将胶乳涂料的成膜物干燥粉碎后与颜填料混合，将混合物用水溶解后代替现有粉末涂料，既可以解决VOC排放问题，也可省去大量的涂料助剂，减少成本，节约资源，同时能长期储存，运输方便。专利CN101696334给出了一种建筑干粉涂料的制备方法，具有环境友好，零排放的特点；CN102002270给出一种生态型干粉涂料的制备方法，利用灰钙粉吸收空气中的二氧化碳；CN101250343给出一种具有保温隔热功能的水性干粉涂料的制备方法。这些干粉涂料基本实现了工艺可控，厚度可控，环保无污染的特性，但应对当科技迅猛发展的新时期，仍存在较大不足。

随着家用电器的智能化与广泛化，家庭用电器日益普及，房屋空间内的电磁辐射量增加趋势日益明显。房屋空间内的电磁辐射主要由家用电器工作及通信、信息传递过程产生，工作时，这些电磁波对人体伤害较大，特别是未成年人的健康安全影响明显。同时，室内装饰用漆，涂装面积广，范围大，在室内发生火灾时与火场的接触面积广，能否对火势蔓延有合理的抑制和控制直接关系到居民安全和财产保护。而这些方面正是当前室内涂装领域较少考虑的部分之一。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明目的在于提供一种具有吸波、阻燃功能的室内环保型干粉涂料。

本发明的另一目的在于提供一种上述干粉涂料的制备方法。

本发明的再一目的在于提供一种上述干粉涂料的施工方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种具有吸波、阻燃功能的室内环保干粉涂料，按重量百分比计，包括如下组分：

乳胶粉 20-50%；钛白粉 5-30%；碳酸钙 5-30%；二氧化硅 5-10%；滑石粉 5-10%；吸波粉末 10-40%；无卤阻燃剂 5-25%；纤维素 5-15%；固体消泡剂 0.1-0.7%；防霉剂2-8%；助剂 0.5-2%；颜料 0.05-8%

所述的乳胶粉是粉末状的聚合物，此类聚合物的玻璃化转变温度范围是-5~5℃，是一种乙烯、醋酸乙烯，月桂酸乙烯酯，丙烯酸酯，丁二烯，高级脂肪酸乙烯酯中的一种或两种或三种的共聚物或均聚物。本发明中优选含有醋酸乙烯酯组分的共聚物作为乳胶粉。此类乳胶粉末的固含量不低于98%，平均粒径在5-10μm。此类乳胶粉末主要作为粘接剂，将各组分粘接在一起，干燥后成膜。在使用过程中，乳胶粉的用量过低对涂膜的力学性能影响较大，用量过多会大大提高成本。

所述的钛白粉可以是红金石型钛白粉，锐钛型钛白粉中的一种或两种的混合物，钛白粉是一种优异的白色颜料、明亮度高、折射率高、不开裂、不变色、不透明度高、遮盖力高、白度好、且无毒害、伸展率大及耐酸碱。同时可根据颜色需要，合理调整钛白粉的用量。

所述的碳酸钙是应用最为广泛的填料，能有效降低成本，同时改善涂料的流平性。

所述的二氧化硅是常用的填料，除降低成本外，可以有效改善涂刷的平整性。

所述的滑石粉，能有效降低成本外，可以有效改善涂刷后漆膜的平整性和触感。

所述的吸波粉末是具有吸收电磁波功能的粉末，可以是电介质型的吸波粉末，如钛酸钡，磁介质型粉末，如铁氧体、羰基铁、羰基镍、磁性合金粉等中的一种或多种的混合物，此类吸收电磁波的功能粉末结构稳定，吸波谱带宽，能有效吸收室内大量对人体不利的电磁波，减少电磁波污染。

所述的无卤阻燃剂可以是氢氧化铝、氢氧化镁、勃母石、聚磷酸铵、水合硼酸锌等无机阻燃剂中的一种或多种的混合物。此类阻燃剂在燃烧时具有阻燃、消烟、填充三个功能，因其不挥发，无毒，又可与多种物质产生协同阻燃作用。所述的阻燃剂要求纯度高于95%，平均粒径0.3~5μm。

所述的纤维素可以是甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素中的一种或几种的混合物。纤维素是一种有效的增稠剂和流变助剂，通过纤维素分子进入水相后调节水相粘度，在涂料中通过调节纤维素的量可以有效控制胶膜的成膜速度。使用量过多会导致涂膜耐水性减小。

所述的固体消泡剂可以是聚硅氧烷类的固体粉末。固体消泡剂能消除干粉涂料兑水搅拌过程中出现的泡沫和胶膜在脱水干燥过程中出现的起泡现象。同时能避免成孔过程中的收缩与泡沫孔的现象。

所述的防霉剂是常用的无毒无重金属的绿色环保防霉剂，防止涂装后由于天气潮湿使涂装面发霉。

所述的助剂可以使阴离子聚氨酯，低分子量聚乙烯醇（Mn=9000~20000）中的一种。这些助剂可以对涂膜起到保护作用，能防止涂层的水溶现象的产生。

所述的颜料是易于分散的无机颜料，所选的颜料根据涂装的需要选择氧化铁系列颜料，如氧化铁红，氧化铁黄等。所选的颜料的粒径比普通颜料小，吸油量大，遮盖力和着色力强。

本发明所述的具有吸波、阻燃功能的室内环保干粉涂料的制备方法，包括如下步骤：按照比例称取各种原料；将各组分投入卧式混料机中，高速混合1小时；用150-200目的振动筛将粉料筛除大颗粒，称重装袋。

   本发明所述的具有吸波、阻燃功能的室内环保干粉涂料的施工方法，包括如下步骤：

1） 清洁墙面，确保墙体坚固，确保墙体的含水量低于15%，PH值小于12；

2）将室内环保干粉涂料与水按照1:2-3的比例混合，均匀搅拌10-20min，静置5-15分钟后再重复混合过程，依次进行3-5次；

3）确保工作温度不低于5℃，如施工温度过低应避免施工，或使用温水；

4）混合后的涂料分1-3次平批上墙，完成施工。

本发明所述的混合后的涂料应在7天内用完，再次使用前需要充分搅拌均匀，剩余涂料应使用干净的塑料薄膜密封好，放在阴凉处使用，防止太阳直射使涂料干燥。

干粉涂料的贮存时间为1-2年，贮存温度不超过35℃，尽量避免潮湿环境，防止干粉涂料结块。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明形成的最终产品为具有吸波、阻燃功能的室内环保干粉涂料，产品具有优异的吸波功能，在室内能吸收多余的电磁波，有效限制电磁波污染对人体带来的伤害；具有优异的阻燃效果，阻燃效果能达到V0级，有效减少火灾来带的财产损失；有效的减少助剂的用量，使干粉涂料的VOC实现零排放；产品包装方便，运输简单；施工方便，无特殊要求；可实现超薄施工，最低涂膜厚度可达到20μm；无毒无刺激性气味，对人的皮肤和呼吸道无伤害。

附图说明

图1为实施例6样品的粒径分布图。

图2为实施例6样品的电磁波吸收图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明，以下实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。

实施例1

称取醋酸乙烯/乙烯共聚物（固含量99%，平均粒径5μm） 20kg，钛白粉 10kg, 碳酸钙 10kg，二氧化硅 5kg，滑石粉 5kg，钛酸钡 25kg，氢氧化镁 （纯度96%、平均粒径1μm）15kg，甲基纤维素 6kg，防霉剂 2kg，固体消泡剂 0.7kg，阴离子聚氨酯 1.3kg，用卧式混料机混合1小时，用150-200目的振动筛将粉料筛除大颗粒，称重装袋即得具有吸波、阻燃功能的室内环保干粉涂料；

按照本发明的施工方法，取样，用200kg水将其充分搅拌，涂膜干燥成膜，经测试涂膜的阻燃级别为V0级。

实施例2

称取醋酸乙烯/高级脂肪酸乙烯酯二元共聚物（固含量98.5%，平均粒径10μm） 24kg，钛白粉 8kg, 碳酸钙 7kg，二氧化硅 6kg，滑石粉 7kg，铁氧体 33kg，氢氧化铝（纯度98%、平均粒径0.3μm）9kg，羟乙基甲基纤维素 12kg，防霉剂 3kg，固体消泡剂 0.5kg，聚乙烯醇 2kg，氧化铁黄5.5kg，用卧式混料机混合1小时，用150-200目的振动筛将粉料筛除大颗粒，称重装袋即得具有吸波、阻燃功能的室内环保干粉涂料；

按照本发明的施工方法，取样，用200kg水将其充分搅拌，涂膜干燥成膜，经测试涂膜的阻燃级别为V0级。

实施例3

称取丙烯酸酯/乙烯二元共聚物（固含量99.5%，平均粒径8μm） 50kg，钛白粉 5kg, 碳酸钙 5kg，二氧化硅 7kg，滑石粉 5kg，羰基镍 10kg，勃母石（纯度97%、平均粒径3μm） 10kg，羟乙基甲基纤维素 5kg，防霉剂 2kg，固体消泡剂 0.1kg，聚乙烯醇0.5kg，氧化铁红 0.4kg，用卧式混料机混合1小时，用150-200目的振动筛将粉料筛除大颗粒，称重装袋即得具有吸波、阻燃功能的室内环保干粉涂料；

按照本发明的施工方法，取样，用300kg水将其充分搅拌，涂膜干燥成膜，经测试涂膜的阻燃级别为V0级。

实施例4

称取醋酸乙烯酯均聚物（固含量98.2%，平均粒径6μm）22kg，钛白粉 6kg, 碳酸钙 5kg，二氧化硅 7kg，滑石粉 5kg，羰基铁 40kg，水合硼酸锌（纯度98%、平均粒径2μm） 5kg，羟乙基甲基纤维素7kg，防霉剂 2kg，固体消泡剂 0.2kg，聚乙烯醇 0.5kg，氧化铁黄 0.3kg，用卧式混料机混合1小时，用150-200目的振动筛将粉料筛除大颗粒，称重装袋即得具有吸波、阻燃功能的室内环保干粉涂料；

按照本发明的施工方法，取样，用200kg水将其充分搅拌，涂膜干燥成膜，经测试涂膜的阻燃级别为V0级。

实施例5

称取乙烯/月桂酸乙烯酯共聚物（固含量99.3%，平均粒径7μm）21kg，钛白粉6kg, 碳酸钙 7kg，二氧化硅5kg，滑石粉 5kg，磁性合金粉 11kg，聚磷酸铵（纯度99%、平均粒径5μm） 25kg，羟丙基甲基纤维素 15kg，固体消泡剂 0.5kg，防霉剂 3kg，聚乙烯醇 0.8kg，氧化铁红0.7kg，用卧式混料机混合1小时，用150-200目的振动筛将粉料筛除大颗粒，称重装袋即得具有吸波、阻燃功能的室内环保干粉涂料；

按照本发明的施工方法，取样，用200kg水将其充分搅拌，涂膜干燥成膜，经测试涂膜的阻燃级别为V0级。

实施例6

称取乙烯/醋酸乙烯酯共聚物（固含量99%，平均粒径 9μm）25.2kg，钛白粉 8.2kg, 碳酸钙 14.5kg，二氧化硅 5.4kg，滑石粉 8.6kg，羰基镍 14.2kg，氢氧化镁 7.4kg，氢氧化铝 5.5kg，羧甲基羟乙基纤维素 5kg，固体消泡剂 0.5kg，防霉剂 3.3kg，聚乙烯醇 1.5kg，氧化铁红0.7kg，用卧式混料机混合1小时，用150-200目的振动筛将粉料筛除大颗粒，称重装袋即得具有吸波、阻燃功能的室内环保干粉涂料；

按照本发明的施工方法，取样，用200kg水将其充分搅拌，涂膜干燥成膜，经测试涂膜的阻燃级别为V0级。

实施例7

称取丁二烯/醋酸乙烯酯共聚物（固含量98.9%，平均粒径10μm）20.5kg，钛白粉 30kg, 碳酸钙 6.2kg，二氧化硅10 kg，滑石粉 5kg，铁氧体 10.2kg，氢氧化镁2.6kg，水合硼酸锌 3.5kg，羧甲基羟乙基纤维素 5.3kg，防霉剂 4.2kg，固体消泡剂 0.6kg，阴离子聚氨酯 1.4kg，氧化铁红0.5kg，卧式混料机混合1小时，用150-200目的振动筛将粉料筛除大颗粒，称重装袋即得具有吸波、阻燃功能的室内环保干粉涂料；

按照本发明的施工方法，取样，用200kg水将其充分搅拌，涂膜干燥成膜，经测试涂膜的阻燃级别为V0级。

实施例8

称取丙烯酸/醋酸乙烯酯共聚物（固含量98.7%，平均粒径8μm） 30.2kg，钛白粉 7.2kg, 碳酸钙 10.5kg，二氧化硅 5.9kg，滑石粉 6.3kg，铁氧体 18.4kg，氢氧化镁 7.6kg，勃母石 2.5kg，羟乙基纤维素5kg，防霉剂 3.4kg，固体消泡剂 0.3kg，聚乙烯醇 2kg，氧化铁红0.7g，用卧式混料机混合1小时，用150-200目的振动筛将粉料筛除大颗粒，称重装袋即得具有吸波、阻燃功能的室内环保干粉涂料；

按照本发明的施工方法，取样，用200kg水将其充分搅拌，涂膜干燥成膜，经测试涂膜的阻燃级别为V0级。

本发明形成的最终产品是环保的室内干粉涂料，其存储稳定，运输方便，涂膜性能满足内墙乳胶涂料国家标准（GB/T 9756-2001）的技术要求，产品新能优异，主要涂料性能见表1

表1   干粉涂料性能

项目名称	国家标准（GB/T 9756-2001）	本发明室内环保干粉涂料
			低温稳定性	不变质	不变质
施工性	刷涂二道无障碍	刷涂二道无障碍
			表干时间/h	≤2	≤1
涂膜外观	正常	正常
			对比率	≥0.93	≥0.93
耐碱性	24h无异常	24h无异常
			耐洗刷性/次	≥1000	≥1500

取实施例6样品为测试样品，根据ISO 3262 涂料用填充剂.规范和试验方法的测试要求依法测定其粉末粒径，所得结果如图1所示，由图1可以看出，本发明所得的干粉涂料粒径分布均匀，D50为12μm，与使用的粉末填料粒径近似，发现干粉涂料未出现结团结块，分散较好。

取实施例6样品为测试样品，根据 GJB 5239-2004 射频吸波材料吸波性能测试方法的测试要求依法测定其吸波效应，其结果如图2所示，从图2可以看出，所制备的干粉涂料吸波效果较好，具有较宽的吸波频率，同时在高频区也有较明显的吸收，能有效吸收室内的辐射波。

取实施例6样品为测试样品，按本发明施工方法进行涂刷，涂抹后的性能见表2所示：

表2    实施例6样品涂刷后涂抹性能

 由上表2可以看出，本发明制备得到的干粉涂料涂装后性能符合国标要求，有较高的粘接强度，耐高低温性能优越，透水性良好，涂装后透水缓慢，同时耐酸碱，表面维持性优异。

Claims (7)

1.一种具有吸波、阻燃功能的室内环保干粉涂料，其特征在于，按重量百分比计，包括如下组分：

乳胶粉 20-50%；钛白粉 5-30%；碳酸钙 5-30%；二氧化硅 5-10%；滑石粉 5-10%；吸波粉末 10-40%；无卤阻燃剂 5-25%；纤维素 5-15%；固体消泡剂 0.1-0.7%；防霉剂2-8%；助剂 0.5-2%；颜料 0.05-8%；

所述吸波粉末为钛酸钡、羰基铁、羰基镍、磁性合金粉中的一种或多种的混合物；

所述无卤阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、勃母石、聚磷酸铵、水合硼酸锌中的一种或多种的混合物;

所述助剂为阴离子聚氨酯或分子量为9000~20000聚乙烯醇中的一种或两种的混合物。

2.根据权利要求1所述的具有吸波、阻燃功能的室内环保干粉涂料，其特征在于，所述乳胶粉是一种玻璃化转变温度范围是-5~5℃，由乙烯、醋酸乙烯、月桂酸乙烯酯、丙烯酸酯、丁二烯、高级脂肪酸乙烯酯中的一种或两种或三种的共聚物或均聚物。

3.根据权利要求2所述的具有吸波、阻燃功能的室内环保干粉涂料，其特征在于，所述乳胶粉的固含量不低于98%，平均粒径在5-10μm。

4.根据权利要求1所述的具有吸波、阻燃功能的室内环保干粉涂料，其特征在于，所述无卤阻燃剂的纯度高于95%，平均粒径为0.3~5μm。

5.根据权利要求1所述的具有吸波、阻燃功能的室内环保干粉涂料，其特征在于，所述纤维素为甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素或羧甲基羟乙基纤维素中的一种或几种的混合物。

6.权利要求1~5任一项所述的具有吸波、阻燃功能的室内环保干粉涂料的制备方法，其特征在于，按照比例称取各种原料；将各组分投入卧式混料机中，高速混合1小时；用150-200目的振动筛将粉料筛除大颗粒，称重装袋。

7.权利要求1~5任一项所述的具有吸波、阻燃功能的室内环保干粉涂料的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

1） 清洁墙面，确保墙体坚固，确保墙体的含水量低于15%，pH值小于12；

2）将室内环保干粉涂料与水按照1:2-3的比例混合，均匀搅拌10-20min，静置5-15分钟后再重复混合过程，依次进行3-5次；

3）确保工作温度不低于5℃；

4）混合后的涂料分1-3次平批上墙，完成施工。