CN105219272B - 一种甲醛净化型干粉涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑装修领域，具体而言，涉及一种甲醛净化型干粉涂料，该干粉涂料按照重量百分数计，包括填料10～80％、颜料5～25％、乳胶粉5～25％、凹凸粉1～20％、硅藻土1～20％、甲醛清除剂1％～10％、助剂0.1～5％。本发明为干粉状涂料，不造成包装及运输上的浪费；成品加水即可使用，产品施工和本身效果和乳胶漆一致；因为添加了凹凸粉、硅藻土及甲醛清除剂，所以具有去除甲醛、净化空气的功能。本发明还提供了一种甲醛净化型干粉涂料的制备方法，该方法配合上述涂料适应，操作简便易行。

Description

一种甲醛净化型干粉涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑装修领域，具体而言，涉及一种甲醛净化型干粉涂料及其制备方法。

背景技术

近些年来，随着生活水平的提高，装修带来的甲醛污染问题也越来越引起了人们的重视。甲醛为无色易溶于水的液体，挥发性很强，有刺激性气味。甲醛对眼、鼻、喉的黏膜有强烈的刺激作用，最普遍的症状就是眼睛受刺激和头痛，严重的可引起过敏性皮炎和哮喘。由于甲醛可与蛋白质反应生成氮次甲基化合物而使细胞中的蛋白质凝固变性，因而可抑制细胞机能。此外，甲醛还能和空气中的离子性氯化物反应生成二氯甲基醚，而后者是一种致癌物质。甲醛可被室内的高比表面材料吸附富集，当室内温度升高时又重新释放出来，加剧污染效应。室内甲醛主要来源于建筑材料、家具、人造板材、各种黏合剂涂料和合成纺织品等等。目前大家对甲醛的治理主要通过大量通风换气、植物净化、活性炭吸附等方法进行，但这些方法见效都比较慢，效率低下，使得装修后的居室不能立即迁入，给消费者带来了很大的困扰。

在涂料工业中，干粉建筑涂料具有生产方便、零VOC、便于包装运输等优点，逐渐得到了大家的重视。涂料的铺展面积大，若能有效对干粉涂料进行改造利用以赋予其甲醛净化功能，会对甲醛污染的治理带来很大的便利。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种甲醛净化型干粉涂料，以解决现有技术难以有效净化空气中甲醛的问题。

本发明的第二目的在于提供一种甲醛净化型干粉涂料的制备方法，该方法配合上述涂料适应，操作简便易行。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种甲醛净化型干粉涂料，按重量百分数计，包括如下原料组份：

填料10～80％、颜料5～25％、乳胶粉5～25％、凹凸粉1～20％、硅藻土1～20％、甲醛清除剂1％～10％、助剂0.1～5％。

本产品为干粉状涂料，不造成包装及运输上的浪费；加水即可使用，产品施工和本身效果和乳胶漆一致，不用特殊培训；纹理表现效果丰富；因为添加了凹凸粉、硅藻土及甲醛清除剂，所以具有去除甲醛、净化空气的功能。

乳胶粉在本申请中主要起到胶粘剂的作用，此外，乳胶粉在与水接触后能迅速还原成乳液，并保持与初始乳液相同的性质，即水分蒸发后会形成膜，这种膜具有高柔韧性、高耐候性和对各种基材的高粘结性，可极大的改善传统涂料材料的性能，提高了涂料产品的粘结力、内聚力、抗折强度以及抗冲击性、耐磨性、耐久性等。

凹凸粉是一种多功能的材料。它具有良好的力学稳定性，其表面丰富的活性基团可以提高涂料对基材的表面附着力；它还兼具填充剂、流平剂、增稠剂和稳定剂的作用，其性能好，成本低。凹凸粉在外力搅拌下分散性好，形成稳定的不被电解质破坏的悬浮液，使涂料不沉淀、不分层，涂刷性能好，不流挂，节约钛白粉的用量，还可起到填料的作用，其特点是，对水份接受、排放性能强，不膨胀不变形，粘结性能好，质轻韧性大，具有隔热保暖、吸声的作用，可防虫蛀，抗垂度强，能适应空气温度的变化，且不变形。在本申请中，凹凸粉的加入除具有以上效果外，最主要的还是利用了其优良的吸附性能，用以吸收甲醛。

硅藻土一般是由统称为硅藻的单细胞藻类死亡以后的硅酸盐遗骸形成的，其化学成分主要是SiO₂，含有少量的Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO等，还包含一些有机质成分。在本申请中，主要采用的是硅藻土孔隙度大、吸收性强、化学性质稳定、耐磨、耐热的特点，与凹凸粉协同作用以吸收甲醛。此外硅藻土还可作为甲醛清除剂(特别是催化分解类甲醛清除剂)的载体，硅藻土作为载体的主要成分是SiO2，其分散度及孔结构高的特点可增强甲醛清除剂清除甲醛的活性。

甲醛清除剂是本申请去清除甲醛的有效成分。甲醛清除剂可配合凹凸粉与硅藻土的吸附能力增加分解效率。本申请中优选地限定了甲醛清除剂与凹凸粉、硅藻土的配比，可在有效清除甲醛的基础上降低成本。

优选的，如上所述的甲醛净化型干粉涂料，按重量百分数计，包括如下原料组份：

填料40～70％、颜料5～15％、乳胶粉10～20％、凹凸粉5～15％、硅藻土5～15％、甲醛清除剂3％～10％、助剂0.4～4％。

优选的，如上所述的甲醛净化型干粉涂料，所述填料包括粒径1250～2000目的碳酸钙、煅烧高岭土、滑石粉、云母粉、石棉粉中的一种或几种。

填料是一类在介质中以填充为主要目的微细颗粒状物质，不溶于分散介质中，也称体制颜料。

填料外观多为白色或浅灰色，在介质中其遮盖力和消色力很低。在介质中加入填料，可以有效的改变介质中的非颜色性的物理性质与化学性质。

填料在涂料中主要有两个方面，一是填充作用，降低成本，二是通过加入填料改变涂抹或涂料的物理和化学性质。

优选的，如上所述的甲醛净化型干粉涂料，所述颜料包括钛白粉、氧化锌、立德粉中的一种或几种。

颜料是一类有色的微细颗粒状物质，不溶于分散介质中，是以“颗粒”展现其颜色的一类无极或有机物质。颜料的颜色，遮盖力，着色力以及其他特性与其在介质中的分散状态(颜料颗粒在介质中的存在状态)有极大的相关性。本申请优选的颜料均为白色颜料，也可称为增白剂。

优选的，如上所述的甲醛净化型干粉涂料，所述助剂包括分散剂、消泡剂、增稠剂、木质纤维素中的一种或多种。

涂料助剂是涂料不可缺少的组分，它可以改进生产工艺，保持贮存稳定，改善施工条件，提高产品质量，赋予特殊功能。合理正确选用助剂可降低成本，提高经济效益。

其中，木质纤维素(Lignocellulose)又称生物质，主要由纤维素、半纤维素和木质素组成。它是天然可再生木材经过化学处理、机械法加工得到的有机絮状纤维物质，无毒、无味、无污染、无放射性。

由于本申请为干粉涂料，故不需要添加常规乳胶漆所需要的成膜助剂、防冻剂、防腐剂、润湿剂、流平剂等助剂，可大大降低成本。涂料中的助剂还可能含有多种重金属如铅、汞、锰以及砷等有害物质，这些物质也可对室内人群的健康造成危害。

进一步优选的：

所述分散剂包括聚丙烯酸钠、苯乙烯马来酸酐共聚物、六偏磷酸钠、铵盐中的一种或几种；

和/或；

所述消泡剂包括液态金属皂类乳液、矿物油、聚醚消泡剂、硅油消泡剂中的一种或几种；

和/或；

所述增稠剂包括羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羧乙基纤维素、聚阴离子纤维素、木质纤维素中的一种或几种。

优选的，如上所述的甲醛净化型干粉涂料，所述甲醛清除剂包括催化分解类甲醛清除剂、氧化还原类甲醛清除剂、中和反应类甲醛清除剂中的一种或几种。

催化分解类甲醛清除剂的原理是催化分解，也就是利用催化剂催化空气中的氧气和有机污染物发生氧化分解等化学反应，从而把甲醛等有机污染物分解掉，常见的催化剂有光触媒类的二氧化钛(TiO₂)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO₂)、硫化镉(CdS)等和冷触媒类。催化剂可以催化分解多种有机污染物，而且催化分解甲醛的能力弱于分解其他有机污染物；

氧化还原类甲醛清除剂的原理是氧化还原，就是利用氧化剂的氧化能力与甲醛发生氧化还原反应，从而达到清除甲醛的效果。比如利用氯的氧化性进行氧化分解掉甲醛等多种有机污染物等；

中和反应类甲醛清除剂的原理是中和反应，也称高分子聚合反应。简单地说，就是在常温条件下，产品在水份渗透的带动下进入板材等污染源中，与游离甲醛发生中和反应，生成稳定不可逆的树脂类固体物，反应过程没有挥发物不产生二次污染，解决了污染源中现有的游离甲醛问题。反应生产的不可逆树脂固定物，留存在游离甲醛挥发必须的细微孔隙中，起到阻止外界的潮气进入，减少甚至杜绝了脲醛树脂胶遇潮分解的问题。

优选的，如上所述的甲醛净化型干粉涂料，按重量百分数计，包括如下原料组份：

碳酸钙10～80％、钛白粉5～25％、乳胶粉5～25％、凹凸粉1～20％、硅藻土1～20％、甲醛清除剂1％～10％、分散剂0.1～1％、消泡剂0.1～1％、木质纤维素0.1～1％、纤维素0.1～1％。

具体的，碳酸钙为粒径2000目的轻质碳酸钙、重质碳酸钙均可。碳酸钙能够大大改善体系的触变性，可显著提高涂料的附着力，耐洗刷性，耐沾污性，提高强度和表面光洁度，并具有很好的防沉降作作用。部分取代钛白粉，降低成本。

钛白粉具有耐碱性、耐酸性、折光率高、遮盖力好、化学稳定性好等优点，根据内外墙要求的不同，可选用锐钛型钛白粉或金红石型钛白粉，其较佳用量范围为5～25％。

干粉涂料在施工前要先和水混合均匀，在高速搅拌的情况下容易产生大量气泡，而可再分散性乳胶粉在制备初期由于为了提高聚合稳定性加入了一定数量的乳化剂，喷雾干燥后仍有部分乳化剂停留在乳胶粒子表面，乳胶粉再分散时，会降低体系的表面张力，而且容易形成泡沫并维持其稳定，为了解决这一问题，本申请优选了消泡剂，以减少泡沫的产生，提高胶膜的耐水性。纤维素添加到干粉乳胶涂料中可以起到增稠的作用，增加泡沫的厚度和弹性，使泡沫稳定而不易消除。泡沫的存在会严重影响到乳胶涂料的成膜效果，使涂膜表面出现针孔，影响施工质量，严重时甚至会出现大量具备应力弱点，降低其机械性能和耐水、耐刷洗性能。干粉涂料用消泡剂不属于危险品，无毒，不可燃。

分散剂可在水加入后控制水的硬度，提高对钙、重金属离子的络合能力，还能减慢沉降速度，防止干粉涂料团聚等。

木质纤维素具有优良的柔韧性及分散性，混合后形成三维网状结构，增强了系统的支撑力和耐久力，能提高系统的稳定性、强度、密实度和均匀度。在本申请中，利用木质纤维的维结构的毛细管作用及结构粘性，将系统内部的水分迅速地传输到涂料表面和界面，使得涂料内部的水分均匀分布明显减少结皮现象。并使得粘结强度和表面强度明显提高，这个机理也由于干燥过程中张力的减少而明显起到抗裂的作用。木质纤维尺寸稳定性和热稳定性在保温材料中起到了很好的保温抗裂作用。

进一步优选的，如上所述的甲醛净化型干粉涂料，按重量百分数计，包括如下原料组份：

碳酸钙40～70％、钛白粉5～15％、乳胶粉10～20％、凹凸粉5～15％、硅藻土5～15％、甲醛清除剂3％～10％、分散剂0.1～1％、消泡剂0.1～1％、木质纤维素0.1～1％、纤维素0.1～1％。

优选的，如上所述的甲醛净化型干粉涂料的制备方法，包括：将各原料组份按重量百分比混合均匀后，包装即可制得成品。将上述各组成物质按重量百分比比例投入搅拌机混合均匀后，包装即可制得成品。

施工方法与常用干粉涂料，涂装厚度可以根据需要而定，节省材料，对空气中有害物质吸收率高，具有良好的保温隔热效果。施工时，将环保型干粉涂料加水，搅拌均匀后喷涂即可，操作简单易行。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1)、因为添加了凹凸粉、硅藻土及甲醛清除剂，所以具备去除甲醛、净化空气的功能。

2)、本产品为干粉状涂料，不造成包装及运输上的浪费；加水即可使用，产品施工和本身效果和乳胶漆一致，操作简单；减少了助剂的使用，环境友好性好，成本更低。

3)、与其它干粉涂料相比，本申请优选添加了分散剂、消泡剂、木质纤维素和其他纤维素，可大为改善现有干粉涂料存在的气泡多、分散困难的问题，且不易聚沉，不容易开裂。

4)、凹凸粉和硅藻土的选用还可以因为其吸附性能减少其加水制备时产生的粉尘；凹凸粉还增加了涂料的稳定性，使涂料不易沉淀与分层，涂刷性能好。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1兰博湾生物科技，宝健纳米科技，青岛研新科技。

以制备100千克甲醛净化型干粉涂料为例，根据以下各组分的质量取样：

1250目的煅烧高岭土40kg、氧化锌25kg、乳胶粉5kg、凹凸粉15kg、硅藻土5kg、氧化还原类甲醛清除剂8kg(兰博湾生物科技公司)、液态金属皂类消泡剂2kg。

将各原料组份按重量百分比混合均匀后，包装即可制得成品。涂装时取适量粉体产品，加入粉体质量40％的蒸馏水，搅拌均匀使粉体尽量润湿，慢速搅拌均匀即可施工。

实施例2

以制备100千克甲醛净化型干粉涂料为例，根据以下各组分的质量取样：

1650目的高岭土10kg、2000目的碳酸钙70kg、钛白粉5kg、乳胶粉11.9kg、凹凸粉1kg、硅藻土1kg、中和反应类甲醛清除剂1kg(宝健纳米科技公司)、聚丙烯酸钠0.1kg。

将各原料组份按重量百分比混合均匀后，包装即可制得成品。涂装时取适量粉体产品，加入粉体质量50％的蒸馏水，搅拌均匀使粉体尽量润湿，慢速搅拌均匀即可施工。

实施例3～8

一种甲醛净化型干粉涂料，按表1中实施例编号3～8的各组份的重量百分数配制。

将以上各组分混合，加入到粉料搅拌釜中，搅拌使分散均匀，包装得到粉体产品。涂装时取适量粉体产品，加入粉体质量50％左右的蒸馏水，搅拌均匀使粉体尽量润湿，慢速搅拌均匀即可施工。

表1甲醛净化型干粉涂料配方举例

实验例1

对本发明实施例2、4、6、8(其中实施例8是最佳实施例)各项性能指标按照《室内空气净化功能涂覆材料净化性能》JC/T1074-2008,《硅藻泥装饰壁材》JC/T2177-2013国家标准进行评价打分，并将专利号CN200610036625.9所记载的干粉涂料作为对比例进行打分，结果如表2所示：

表2性能指标评定

实验例2

取实施例8做实验组，将实施例8中的凹凸粉、硅藻土替换为等质量的2000目碳酸钙以作为对照组1，将实施例8中的甲醛清除剂替换为等质量的2000目碳酸钙以作为对照组2，将实施例8中的凹凸粉、硅藻土、甲醛清除剂替换为等质量的2000目碳酸钙以作为空白对照组。

实验方式如下：在一个密闭房间内的地板上洒上一薄层甲醛，涂抹均匀，等待6个小时甲醛挥发完全后，将房间隔成面积相等的四个小房间，并密封缝隙。隔板内侧分别事先涂上实验组、对照组1、对照组2及空白对照组的涂料，温度为25℃恒温。一周后检测四个小房间内的甲醛含量。实验重复三次，每次试验后彻底冲刷房间并通风，结果如下(取三次平均值)：

实验组：甲醛浓度0.03mg/m³；

对照组1：甲醛浓度0.16mg/m³；

对照组2：甲醛浓度0.50mg/m³。

空白对照组：甲醛浓度0.53mg/m³。

其中实验组的甲醛浓度已低于《民用建筑工程室内环境污染控制规范》GB50325-2001、DBJ01-91-2004I类限量值，对照组1略高于II类限量值(II类限量值为0.12mg/m³)。由此可见，本申请所述的干粉涂料具有明显的甲醛吸收效果，且凹凸粉与硅藻土对甲醛清除剂的清除作用具有增效作用。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (3)

1.一种甲醛净化型干粉涂料，其特征在于，按重量百分数计，由如下原料组份制成：

粒径1250～2000 目的碳酸钙40～70％、颜料5～15％、乳胶粉10～20％、凹凸粉5～15％、硅藻土5～15％、甲醛清除剂3％～8％、助剂0.4～4％；

所述颜料包括钛白粉、氧化锌、立德粉中的一种或几种；

所述助剂包括分散剂、消泡剂、增稠剂、木质纤维素；

所述分散剂包括聚丙烯酸钠、苯乙烯马来酸酐共聚物、六偏磷酸钠、铵盐中的一种或几种；

和/或；

所述消泡剂包括液态金属皂类乳液、矿物油、聚醚消泡剂、硅油消泡剂中的一种或几种；

和/或；

所述增稠剂包括羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羧乙基纤维素、聚阴离子纤维素中的一种或几种；

所述甲醛清除剂为氧化还原类甲醛清除剂、中和反应类甲醛清除剂中的一种或几种。

2.如权利要求1所述的甲醛净化型干粉涂料，其特征在于，按重量百分数计，包括如下原料组份：

碳酸钙40～70％、钛白粉5～15％、乳胶粉10～20％、凹凸粉5～15％、硅藻土5～15％、甲醛清除剂3％～8％、分散剂0.1～1％、消泡剂0.1～1％、木质纤维素0.1～1％、增稠剂0.1～1％。

3.一种根据权利要求1～2任一项所述的甲醛净化型干粉涂料的制备方法，其特征在于，包括：将各原料组份按重量百分比混合均匀后，包装即可制得成品。