CN104403399A - 具有调湿防潮功能的内墙腻子 - Google Patents

Abstract

一种具有调湿防潮功能的内墙腻子，其由以下重量份数的组份组成：主要调湿材料0.2～0.6重量份，补助调湿材料10～35重量份，无机凝胶材料20～30重量份，无机填料20～50重量份，有机凝胶材料1～5重量份，功能助剂0.8～2重量份，助剂0.5～3.5重量份，所述的主要调湿材料是高分子吸水树脂，细度要求200目以上；所述的功能助剂为微晶纤维素，细度要求300目以上。本发明既有装饰用途，又有调湿防潮功能；可有效吸附室内空气中的水分，达到防潮防霉效果，同时也可相对调节室内空气湿度，提高居住舒适度。本发明的产品无污染，零VOC释放，即可以作为乳胶漆的底层，还可单独作为室内装饰材料。

Description

具有调湿防潮功能的内墙腻子

技术领域

本发明涉及一种内墙腻子，特别涉及一种具有调湿防潮功能的内墙腻子。

背景技术

目前实际应用于室内墙面装饰材料的腻子还不能有效解决以下现实问题：1．潮湿天气室内防潮技术问题，室内空气相对湿度太大墙面容易发霉，对身体健康不利，影响居住舒适度，需要防潮降低室内空气相对湿度。2．干燥天气室内调湿技术问题，室内空气相对湿度太小，同样对身体健康不利和影响居住舒适度，需要增加水分来提高室内空气相对湿度。

每到春天雨水季节，特别是中国南方地区和大部分山区，阴雨连绵，室内空气相对湿超过90%，墙面、家具、日常用品表面不可避免发生结露和发霉，使人感到胸闷呼吸不畅，阴冷、抑郁，过高的湿度容易引发风湿类风湿疾病。

每到冬季，气候异常干燥，特别是中国北方地区的供暖季节，室内空气相对湿低于30%，缺少湿润和洁净的空气，使人感觉到口干舌燥甚至咽喉肿痛、声音嘶哑和鼻出血等，并易患感冒，过低的湿度容易引发呼吸道疾病。

目前大多数人是以带有除湿加湿功能的空调来解决室内空气湿度问题，但又带来能耗问题，不符合国家节能减排政策。若能研发一种具有调湿防潮功能的内墙腻子，将能有效解决上述问题。

在公开的专利中（CN101368014A）使用酸处理过的硅藻土、海泡石、凹凸棒土、蛭石、浮石粉、高龄土和膨润土等多孔材料作为调湿防潮材料，在实际的运用中受到一定的限制：因为这些吸湿和放湿数据是在理想条件下（恒温箱）取得的实验室数据，本申请的申请人根据所述方案实际运用于商品房室内测试，发现误差较大，体积空间越大，误差也越大。其次上述公开专利（CN101368014A）所述方案没有考虑腻子的施工性和打磨性，实际施工不理想。其三上述多孔材料价格较高，添加量高（≥50%），由于白度低，制成的腻子不能单独作为饰面层，如果其表面上乳胶漆，测试表明调湿能力明显下降。在南方地区高白度高质量腻子单独作为饰面层很普遍，而且更好发挥调湿防潮功能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种绿色环保且具有调湿防潮功能的内墙腻子，该内墙腻子既有装饰用途，又有调湿防潮功能；可有效吸附室内空气中的水分，达到防潮防霉效果，同时也可相对调节室内空气湿度，提高居住舒适度。

解决上述技术问题的技术方案是：一种具有调湿防潮功能的内墙腻子，其由以下重量份数的组份组成：

主要调湿材料       0.2～0.6  重量份

补助调湿材料         10～35  重量份

无机凝胶材料         20～30  重量份

无机填料                20～50  重量份

有机凝胶材料           1～5   重量份

功能助剂                0.8～2   重量份

助剂                     0.5～3.5  重量份

所述的主要调湿材料是高分子吸水树脂，细度要求200目以上；

所述的补助调湿材料是活性白土或硅藻土中的一种或两种；

所述的无机凝胶材料为灰钙或白水泥中的一种或两种；

所述的无机填料为轻质碳酸钙、重质碳酸钙、滑石粉或立德粉中的一种、两种、三种或四种；

所述的有机凝胶材料为可再分散乳胶粉或植物胶粉的一种或两种；

所述的功能助剂为微晶纤维素，细度要求300目以上；

所述的助剂为纤维素醚、淀粉醚、无机防霉剂、硬酯酸镁中的一种、两种或几种。

本发明的进一步技术方案是：所述的高分子吸水树脂是采用低温液氮冷却粉碎机粉碎至200目以上。

本发明的更进一步技术方案是：所述的高分子吸水树脂是采用低温液氮冷却粉碎机粉碎至325目以上。

所述的补助调湿材料是经过酸化处理的活性白土或硅藻土中的一种或两种，酸化过程为把多孔补助调湿材料放在硫酸或盐酸中浸泡，然后过滤、洗涤、干燥后得到。

所述的无机凝胶材料中灰钙的过烧率应小于1%，灰钙的有效氢氧化钙为97%以上。

本发明的主要创新点是：1．使用高分子吸水树脂作为主要调湿剂，高分子吸水树脂必须经过液氮低温粉粹设备加工处理，细度达200目以上才能应用于具有吸湿防潮功能的腻子。市售商品均在200目以下（大部分为80目左右），因吸水发生膨胀颗粒增大而无法实际运用于腻子中，200目以上可以满足要求。以特殊处理的高分子吸水树脂应用于调湿防潮功能腻子还未见报道，在添加量较低条件下也能发挥调湿防潮功能，而且对于覆盖40%PVC以上的乳胶漆调湿防潮性能没有明显下降。

高分子吸水树脂（Super Absorbent Polymer，SAP），也称高吸水树脂，是一种新型功能高分子材料，它的分子结构中有网状分子链和亲水基团。吸水剂遇到水以后立即发生电解，离解为带正电和负电的离子，这种带正电和负电的离子和水有强烈的亲合作用，因而使其具有极强的吸水性和保水性，能迅速吸收比自身重数百倍甚至上千倍的水。1979年日本三洋化成公司最先将高吸水树脂用于卫生巾、一次性婴儿尿布等生理卫生用品，从而引起了吸水保水材料的广泛应用研究，现在生理卫生用品用量占70%，其次是农业、林业、园艺土壤保水。全球高分子吸水树脂产量前3名为创赢德固赛、德国巴斯夫、日本触媒。高分子吸水剂树脂具有吸湿、增湿、缓释、成膜的作用，做成涂料，既能吸收水分和有害气体，又能调节环境湿度，防止墙面结露现象和防霉作用。

2．功能助剂微晶纤维素应用于具有调湿防潮功能的腻子，不仅具有调节灰钙基、水泥基腻子微孔结构起到骨架作用，而且还具有协助高分子吸水树脂放湿作用，本身是一种良好的吸附、吸湿、放湿材料。

微晶纤维素(Microcrystalline cellulose, MCC) 是天然纤维素经稀酸水解至极限聚合度(LOOP) 的可自由流动的极细微的白色高度多孔状颗粒或粉末，具有增稠、粘结、触变、缓释、不受霉菌浸渍等特点，广泛应用于医药和制革行业。在本发明中主要作为补助调湿防潮材料和触变增稠作用，微晶纤维素在腻子干燥固化过程中起到减少体积收缩和骨架的作用，形成丰富的均匀的致密的吸湿放湿通道，让高分子吸水树脂分散在丰富的无机多孔结构中发挥吸附吸湿放湿能力，减少阻力，这也是本专利技术改进之一。

本发明调湿防潮原理（以下吸附、吸湿和放湿称为调湿）：灰钙基腻子或水泥基腻子在干燥固化过程中形成不均匀的多微孔结构，在微晶纤维素的调节下，形成更加丰富的相对均匀的比表面积更大微孔，类似硅藻土结构，这种多孔结构可以吸附大量的游离水。灰钙基凝胶材料主要成分为氢氧化钙，是通过吸收空气中二氧化碳固化，在固化过程中包覆了高分子吸水树脂，所以不仅填料颗粒之间存在高分子吸水树脂，在微孔结构中也存在高分子吸水树脂，形成了互通的高分子吸水树脂吸湿放湿网络和微孔结构吸湿放湿网络，两者共同发生作用。高分子吸水树脂吸水性能优越，但吸湿放湿特性不是很好，即吸湿速度快而放湿速度慢，达到平衡时间较长。为了解决这个问题而添加补助调湿材料或在腻子固化过程中形成多微孔结构，微孔结构有助于提高吸湿放湿速度，而微晶纤维素具有快速吸湿放湿特性，和高分子吸水树脂结合使用，可改善其放湿性能，缩短平衡时间。

调湿防潮物理过程：空气中的游离水首先被多微状调湿材料捕获，多孔状调湿材料包括：⑴灰钙基、水泥基凝胶材料在气固化过程或水固化中形成的多微孔结构，⑵补助调湿材料，⑶主要调湿材料（高分子吸水树脂），然后多微状调湿材料通过毛细管和分散作用吸附越来越多的游离水，最后游离水通过氢键与多微状吸附剂的亲水基团发生作用形成束缚水和结合水，保存在高分子吸水树脂的网络中。事实上调湿材料内部存在三种形态的水：游离水、束缚水和结合水，当外部环境发生改变时，如温度、湿度、饱和蒸汽压，这三种形态的水可以相互转换也可以从调湿材料内部释放出来，吸附、吸湿和放湿是一个动态平衡的过程。

本发明利用高分子吸水树脂作为主要调湿材料，以多孔无机矿物材料为补助调湿材料，以微晶纤维素为微孔调节剂和补助调湿材料，加入其他组分，混合均匀后，加水搅拌成均匀的膏状，刮涂于墙面，可有效吸附室内空气中的水分，达到防潮防霉效果，同时也可相对调节室内空气湿度，提高居住舒适度，本发明的产品无污染，零VOC释放，即可以作为乳胶漆的底层，还可单独作为室内装饰材料。

下面，结合附图和实施例对本发明之一种具有调湿防潮功能的内墙腻子的技术特征作进一步的说明。

附图说明

图1：高分子吸水树脂颗粒电镜图。

图2：轻质碳酸钙电镜图。

图3：硅藻土颗粒电镜扫描图。

具体实施方式

实施例1-5：一种具有调湿防潮功能的内墙腻子，其由以下重量份数的组份组成：

主要调湿材料       0.2～0.6  重量份

补助调湿材料         10～35  重量份

无机凝胶材料         20～30  重量份

无机填料                20～50  重量份

有机凝胶材料           1～5   重量份

功能助剂               0.8～2   重量份

助剂                    0.5～3.5  重量份。

其具体的材料及配比参见附表一，各实施例的制备方法是：将各组份按比例混合均匀即可。

附表一：空白腻子与实施例1-5组份及配比一览表

 本发明实施例1-5采用的高分子吸水树脂，经过特殊处理：采用低温液氮冷却粉碎机加工至200目以上，更高级采用325目以上。所述高分子吸水树脂越细，分散在无机腻子粉中吸湿效果越明显，但商品粉状高分子吸水树脂细度达不到要求，必须经过液氮低温粉碎设备加工处理（由于高分子吸水树脂在粉粹过程中发热导致发粘，普通设备无法加工），这就是本专利主要改进方案之一。本发明实施例1-3选用科翰树脂非离子型粉末高分子吸水树脂。高分子吸水树脂本身具有保水性，考虑腻子的表干时间，其添加量不能大于0.6%。

所述补助调湿材料硅藻土和活性白土，最好经过酸化处理，酸化过程为把多孔调湿材料放在硫酸或盐酸中浸泡，然后过滤、洗涤、干燥后使用。

所述无机凝胶材料之灰钙的过烧率应小于1%，过烧含量高在气固化过程中，将破坏多孔均匀结构。白水泥选用宏燕牌型号为42.5，灰钙选用自己生产的产品，有效氢氧化钙为97%以上。考虑腻子的打磨性，无机凝胶材料控制在30%以内，同时添加滑石粉或硬脂酸镁效果更好。

所述无机填料之轻质碳酸钙颗粒微细、表面较粗糙，比表面积大，本发明实施例1-3优先选择吸油值为60～90ml/100g 左右，沉降体积:2.5ml/g 以上的产品。轻质碳酸钙与重质碳酸钙相比，吸附吸湿性能好，能形成多孔骨架结构。

本发明实施例1-3选用亚什兰的可再分散乳胶粉N2028。

本发明实施例1-3选用亚什兰的纤维素醚C8352。

本发明实施例4选用加拿大植物胶粉P319或P517。

所述功能助剂微晶纤维素，细度为325目。本发明选用西安裕华生物科技公司微晶纤维素。

本发明所述微晶纤维素优先选择短棉绒微晶纤维素，由于采用气凝性无机凝胶材料—灰钙，碳化作用首先发生在腻子表面，如果采用压紧和抛光施工工艺，就会形成碳酸钙的致密层，可能会阻碍进一步碳化合吸附性能，其次有机凝胶材料—可再分散乳胶粉成膜过程中可能会部分包覆了吸附吸湿材料的表面，可能会降低吸附吸湿性能，因此本发明采用微晶纤维素的目的就是消除致密层的形成和脱层的产生，尽可能隔离有机凝胶材料对吸附吸湿材料的直接包覆，起到钢筋骨架和吸附吸湿和放湿通道作用，微晶纤维素也是较好的吸湿放湿材料。

所有所述无机材料粒径除非特殊说明均为38～48微米。

对比测试实验：

1、用于测试样品按1：0.4～0.45的比例加水搅拌成均匀的腻子膏，以批刮方式施工于以下所述四房两厅一厨两卫的商品房室内抹灰砂浆基面（含天花），分两道施工，两道施工间隔48小时，施工总厚度2.5～3毫米，自然养护15天。

2、选取四房两厅一厨两卫的商品房（房高2.75米）作实际测试，其中主卧室内面积22平方米，用于空白腻子样品测试，其他三个卧室室内面积分别为1﹟13平方米；2﹟15平方米；3﹟16平方米，分别对应用于实施例1、实施例2、实施例3样品的测试，厨房和卫生间墙面贴瓷砖。

3、相对湿度的测试方法：干湿球法，用5个干湿球湿度计分别吊挂在四个卧室中央和客厅（未批刮腻子，25平方米）中央，在相同时间每隔30分钟同时记录干球和湿球的温度，换算成相对湿度（RH%）或绝对湿度（mg/L），在测试过程中关闭门窗。

4、吸湿测试在2014年4月，正好出现自然潮湿天气，放湿测试在2014年5月，每个测试空间均开空调模拟干燥环境（恒温25℃，加热模式）。 

5、所述空白腻子是常用的灰钙基耐水腻子，用于与调湿防潮功能腻子作对比测试。

6、以未批刮腻子的客厅为自然环境，每个测试空间的空气相对湿度与客厅里的空气相对湿度的差值为吸湿或放湿量，以相对湿度RH%表示。

7、测试结果如下表。

8、测试结论

⑴灰钙基空白腻子当无机凝胶材料大于30%时也具备一定的吸湿放湿能力，但不足以改善室内空气质量。

⑵在所述条件下，灰钙基调湿防潮功能腻子的吸湿放湿能力优于白水泥基调湿防潮功能腻子，两者均能显著改善室内空气质量。

⑶微晶纤维素可以部分替代补助吸湿无机材料（如硅藻土等）实现吸湿放湿能力。

⑷具相关资料显示：最宜人的室内温湿度是：(在此范围内感到舒适的人占95%以上)

冬天温度为20至25℃，相对湿度为30%至80%；

夏天温度为23至30℃，相对湿度为30%至60%。

在装有空调的室内，室温为20至25℃，湿度为40%至50%时，人会感到最舒适。

⑸以上所述方案基本满足要求。

Claims (5)

1.一种具有调湿防潮功能的内墙腻子，其特征在于：其由以下重量份数的组份组成：

主要调湿材料        0.2～0.6  重量份

补助调湿材料         10～35  重量份

无机凝胶材料         20～30  重量份

无机填料               20～50  重量份

有机凝胶材料          1～5   重量份

功能助剂               0.8～2   重量份

助剂                    0.5～3.5  重量份

所述的主要调湿材料是高分子吸水树脂，细度要求200目以上；

所述的补助调湿材料是活性白土或硅藻土中的一种或两种；

所述的无机凝胶材料为灰钙或白水泥中的一种或两种；

所述的无机填料为轻质碳酸钙、重质碳酸钙、滑石粉或立德粉中的一种、两种、三种或四种；

所述的有机凝胶材料为可再分散乳胶粉或植物胶粉的一种或两种；

所述的功能助剂为微晶纤维素，细度要求300目以上；

所述的助剂为纤维素醚、淀粉醚、无机防霉剂、硬酯酸镁中的一种、两种或几种。

2.根据权利要求1所述的具有调湿防潮功能的内墙腻子，其特征在于：所述的高分子吸水树脂是采用低温液氮冷却粉碎机粉碎至200目以上。

3.根据权利要求2所述的具有调湿防潮功能的内墙腻子，其特征在于：所述的高分子吸水树脂是采用低温液氮冷却粉碎机粉碎至325目以上。

4.根据权利要求1所述的具有调湿防潮功能的内墙腻子，其特征在于：所述的补助调湿材料是经过酸化处理的活性白土或硅藻土中的一种或两种，酸化过程为把多孔补助调湿材料放在硫酸或盐酸中浸泡，然后过滤、洗涤、干燥后得到。

5.根据权利要求1所述的具有调湿防潮功能的内墙腻子，其特征在于：所述的无机凝胶材料中灰钙的过烧率应小于1%，灰钙的有效氢氧化钙为97%以上。