CN105315805A - 一种吸附降解甲醛并释放负氧离子的节能型水性涂料 - Google Patents

Abstract

一种吸附降解甲醛并释放负氧离子的节能型水性涂料，其特征在于，所述节能型水性涂料至少包括15～30重量份的羟基型水溶性树脂、40～100重量份的第一填料、5～25重量份的第二填料，所述第一填料选自硅藻土、重钙、灰钙中的一种或几种，所述第二填料选自蒙脱土和/或绢云母。该节能型水性涂料具有良好的透气性、耐水性、降解甲醛等优异的性能，并且建筑墙体上的基层和面层都可以使用本产品。

Description

一种吸附降解甲醛并释放负氧离子的节能型水性涂料

技术领域

本发明涉及一种吸附降解甲醛并释放负氧离子的节能型水性涂料。具体地，本发明涉及一种吸附降解甲醛并释放负氧离子的节能型水性涂料及其制备方法。更具体地，本发明涉及一种吸附降解甲醛并释放负氧离子的节能型水性涂料及其制备方法、施工工艺。

背景技术

随着生活水平的提高，室内空气污染问题正逐渐引起人们的注意。研究表明，室内装饰、装修材料释放的挥发性有害气体如甲醛、苯、甲苯是造成空气污染的主要原因。现有的内墙涂料为了满足产品在凝结成形或遮盖力或增强硬度上的需要，常在其原料中添加胶、乳胶粉、清漆等物质，而这些物质正是产生甲醛、苯等有害气体的污染源。

内墙涂料在施工时，一般都要先打基层腻子粉再涂刷面漆。而腻子粉的透气性差，阻隔墙体与面层的透气性，导致墙体呼吸性差，既容易引起基层与面层脱落、泛黄、开裂、起泡、霉变等严重问题，又使甲醛、VOCs等有害气体的释放速度缓慢，从而对室内环境造成长期污染。

在这种背景下，水性涂料以其安全无毒、成膜性好、施工方便等优点受到广泛的应用。然而水性涂料中由于基底材料的亲水性好，导致涂料耐水性差，涂刷这类材料的涂层在自然环境中常伴有吸潮发粘现象，尤其是高湿环境（湿度大于15%）。

另一方面，国内涂料生产商常在涂料中加入负离子粉，利用其特性来去除甲醛、VOCs等有害污染物质及异味。负离子粉能够永久性释放被称为“空气维生素”的负离子，当空气中的水分与涂料接触时，可使水分发生电解生成负离子。由于空气湿度一直存在，所以水分子就会不断与涂料发生反应，从而持续释放负离子，永不间断，通过这种不断积累，使室内负离子浓度达到相对稳定的较高水平，进而去除室内空气中有害物质和异味。但是由于涂料的透气型不好，所使用的负离子粉释放的负离子的游离路径受阻，导致负氧离子释放量不佳，环保效果差。

发明内容

本发明为了解决现有市售涂料产品耐水性差、透气性不好、不环保等技术问题，而提供一种吸附降解甲醛并释放负氧离子的节能型水性涂料。

本发明的第一方面涉及提供一种吸附降解甲醛并释放负氧离子的节能型水性涂料，所述节能型水性涂料至少包括15～30重量份的羟基型水溶性树脂、40～100重量份的第一填料、5～25重量份的第二填料，所述第一填料选自硅藻土、重钙、灰钙中的一种或几种，所述第二填料选自蒙脱土和/或绢云母。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述第一填料与第二填料的重量比为2～8：1。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述节能型水性涂料还包括5～15重量份的负离子粉。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述负离子粉为纳米托玛琳粉，其中纳米托玛琳粉的粒径为160～200nm。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述羟基型水溶性树脂选自羟基纤维素、聚乙烯醇、羟基丙烯酸中的一种。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述第一填料为硅藻土、重钙、灰钙的组合。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述节能型水性涂料还包括0.5～5重量份的氧化石墨烯/Zn₄O(BDC)₃复合材料。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述氧化石墨烯/Zn₄O(BDC)₃复合材料的颗粒直径为50～200nm。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述节能型水性涂料还包括助剂，其中助剂选自增稠剂、分散剂、成膜助剂、消泡剂、中和剂、润湿剂、流变改性剂中的一种或几种。

本发明的第二方面涉及提供前述的吸附降解甲醛并释放负氧离子的节能型水性涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，将羟基型水溶性树脂加入去离子水中，加热搅拌至羟基型水溶性树脂完全溶解后，冷却至室温，过滤得到羟基型水溶性树脂溶液；

步骤二，将去离子水、助剂混合搅拌均匀，加入第一填料、第二填料、负离子粉，在高速搅拌机作用下混合，研磨成颜料浆；

步骤三，在羟基型水溶性树脂溶液中加入上述颜料浆，加热搅拌，混合均匀，过滤、除杂、烘干后得到所述吸附降解甲醛并释放负氧离子的节能型水性涂料。

本发明的第三方面涉及提供前述的吸附降解甲醛并释放负氧离子的节能型水性涂料的施工工艺，至少包括以下步骤：

将所述节能型水性涂料与水混合，搅拌分散均匀成膏状涂料；

在建筑物内墙的水泥砂浆抹灰层表面涂刷2～4遍上述膏状涂料。

本发明以羟基型水溶性树脂为基底材料，加入硅藻土、重钙、灰钙的组合为第一填料，纳米蒙脱土和绢云母的组合物为第二填料，第一填料、第二填料与羟基型水溶性树脂的协同作用赋予涂料良好的透气性、耐水性、耐洗刷性，在这种条件下托玛琳释放负离子量达到100000个/cm³。

在建筑墙体上涂刷2～4遍所述节能型水性涂料，涂层具有良好的透气性和吸水性，并没有出现起皮、开裂、起泡等问题。本发明的面层和基层属一类材质，在内墙基层就开始使用本产品，使其达到从基层开始环保从基层开始透气的理念。此外，产品涂覆上墙后具有透气调湿并且耐水性强的特效，既能克服有机墙面材料寿命短的缺点，并能有效地提高内墙材料的使用寿命。由于基层具有良好的透气性和耐水性，所以不会出现基层不透气而产生的起皮、开裂、起泡、酥化、泛黄、分离问题，因此墙面二次翻新过程中无需铲除基层和面层。二次翻新直接在表面涂覆任何内墙产品包括本产品，由此减少了翻新产生的建筑垃圾还节省了人力并且节约了翻新基层材料实现节能环保。

参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。

具体实施方式

除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。

如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。

连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。

“任选的”或者“任选地”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。

当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1-2”、“1-2和4-5”、“1-3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。

本发明的第一方面涉及提供一种吸附降解甲醛并释放负氧离子的节能型水性涂料，所述节能型水性涂料至少包括15～30重量份的羟基型水溶性树脂、40～100重量份的第一填料、5～25重量份的第二填料，所述第一填料选自硅藻土、重钙、灰钙中的一种或几种，所述第二填料选自蒙脱土和/或绢云母。

本实施方式的涂料以下述情况为前提，即以水溶性树脂作为基底。

本申请中使用的术语“羟基型水溶性树脂”是指至少含有一个羟基的水溶性树脂，其实例包括但不限于羟基纤维素、聚乙烯醇、羟基丙烯酸等。

羟基纤维素

所述羟基纤维素选自羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯中的一种。

羟基丙烯酸

所述羟基丙烯酸选自甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸-2羟丙酯、(甲基)丙烯-3-羟丙酯、2-羟甲基丙烯酸乙酯、2-甲基丙烯酸-2-羟基丙酯、2-丙烯酸-2-羟基丙基酯、甲基丙烯酸4-羟丁酯、2-甲基-2-丙烯酸-2，3-二羟基丙酯、对羟基苯基丙烯酸、4-羟基-3-甲氧基苯丙烯酸、4-羟基丁基丙烯酸酯、2-甲基-2-丙烯酸-3-氯-2-羟基丙基酯中的一种。

聚乙烯醇

所述聚乙烯醇是指具有下式的化合物：

，

其中n表示化合物中聚乙烯醇的聚合度，为大于或等于2的整数。

在一种优选地实施方式中，所述羟基型水溶性树脂为聚乙烯醇。其中聚乙烯醇的碱化度大于或等于60mol%，重均分子量为1000～10000。更优选地，聚乙烯醇的碱化度为65～75mol%，重均分子量为2000～5000。如果聚乙烯醇的碱化度过低，则难以确保水性涂料所需的耐热湿性；另一方面，如果碱化度过高，则结晶性变高，水性涂料于常温下在水中只吸收膨润而不溶解。另外，如果聚乙烯醇的分子量过低，则涂料难以得到所需的强度，另一方面，如果分子量过高，则涂料粘度容易大幅度上升，在处理性方面产生问题。

需要说明的是，在本说明书中，重均分子量是使用凝胶渗透色谱（GPC）测定的保留时间（保留容量），将在同一条件下测定的分子量已知的标准聚苯乙烯的保留时间（保留容量）换算成聚苯乙烯的分子量而求得的值。具体来讲，作为凝胶渗透色谱装置，使用4根“TSKgelG-SW_XL”、“TSKgelG-2000SW_XL”、“TSKgelG-3000SW_XL”、及“TSKgelG-4000SW_XL”（商品名，均为日本东曹达公司生产），作为检测器使用示差折射仪，流动相：四氢呋喃、测定温度：40℃、流速：1mL/min的条件下进行测定。

第一填料

本申请中使用的术语“第一填料”是指化合物组分含羟基基团的无机填料，其实例选自硅藻土、重钙、灰钙中的一种或几种。

硅藻土

硅藻土的主要成分为SiO₂，具有较多的壳体孔洞。在水性涂料中加入硅藻土，能减少树脂的用量，涂料在水中分散、涂刷后涂膜干燥时间明显缩短，涂料透气性好。

重钙

重钙的主要成分为碳酸钙，在水性涂料中加入重钙既可以改善涂料的韧性、塑性和粘结强度，还可以改善涂料对油类物质的吸收能力。

本申请中，水性涂料的主要成膜物质是羟基型水溶性树脂，一方面，聚合物可定向的吸附在碳酸钙粉末的表面，使碳酸钙粉末具有荷电特性，并在碳酸钙表面形成物理、化学吸附层，可阻止碳酸钙粒子团聚结块，使碳酸钙粉末在涂料中具有较好的分散稳定性；另一方面，根据羟基型水溶性树脂的分子链结构，当它溶解到碳酸钙粉末中后，导致分子链有序排列，水溶性树脂的羟基与碳酸钙表面包覆的H₂O分子中的-OH键活性基团发生作用，形成较弱的氢键结合。

灰钙

以灰钙粉为活性填料的涂料，在水中分散、涂刷后涂膜平整、光滑、硬度高，涂料耐水性好、遮盖力强，不挥发毒性有机化合物。

灰钙粉中的活性物是氢氧化钙和氧化钙，在水性涂料中加入灰钙粉，既可以与有机聚合物共同粘结住填充料，还能够长期吸收室内的CO₂，使空气中CO₂浓度维持在较低水平上。

在一种优选地实施方式中，所述第一填料为硅藻土、重钙、灰钙的组合。更优选地，所述硅藻土、重钙、灰钙的粒度均为300～500目。粒径能影响第一填料与基底材料的相互作用，通过对所述填料的粒径进行控制，使涂料的耐水性、透气性等应用性能得到改善。

本发明中的节能型水性涂料使用羟基型水溶性树脂为基底材料，加入硅藻土、重钙、灰钙的组合物作为填料，由于这些物质的表面含羟基官能团，能与水溶性树脂中的羟基以微弱的氢键相连，形成水化稳定状态，从而消耗水溶性树脂的羟基。这种水化稳定状态既能弱化羟基型水溶性树脂的自交联程度，保证涂料的透气性，又避免水溶性树脂因羟基数量过多而引起耐水性差的问题。

第二填料

本申请中使用的术语“第二填料”是指层状的硅酸盐矿物质，其实例选自蒙脱土、绢云母中的一种或两种的组合。

在一种优选地实施方式中，所述第二填料为蒙脱土和绢云母的组合，其中所述蒙脱土为纳米蒙脱土。

纳米蒙脱土

本申请使用的术语“蒙脱土”是指由二层共顶连接的硅氧四面体片夹一层共棱联接的铝（镁）氧（氢氧）四面体片，构成2：1型含结晶水的硅酸盐矿物。本发明所述的纳米蒙脱土为至少在一维方向上的尺寸为纳米级，其分散相尺度为1-100纳米。

在一种实施方式中，所述纳米蒙脱土的离子交换量为80～100mmol/100g。优选地，所述纳米蒙脱土的离子交换量为95mmol/100g。

可以用于本申请的纳米蒙脱土是市售的。

绢云母

绢云母为二维片状材料，将其加入到涂料中后能提高涂层的耐候性、抗渗透性、耐腐蚀、抗老化性，改善涂层的综合机械性能。

本申请在水性涂料中加入纳米蒙脱土与绢云母，所产生的有益效果为：绢云母能有助于纳米蒙脱土在涂料中悬浮、分散均匀，防止纳米蒙脱土颗粒团聚；而纳米蒙脱土以层状结构分散在水溶性树脂中，能改善水溶性树脂耐水性问题。

在一种优选地实施方式中，所述第一填料与第二填料的重量比为2～8：1。

所述第一填料与羟基型水溶性树脂形成水化稳定状态，第二填料作为层状材料填充在水溶性树脂的涂层中，弱化第一填料与水溶性树脂间的氢键连接作用，使第一填料与羟基型水溶性树脂转变成轻度交联结构，进一步改善涂料的透气性，同时改善水溶性树脂的耐水性。当第一填料与第二填料的重量比低于2～8：1时，涂层的透气性不能得到明显改善，当所述重量比高于2～8：1时，涂层间因为第二填料的覆盖面积过大，填料分散不均匀，既起不到改善耐水性的效果，涂层的透气性也变差。

灰钙粉和纳米蒙脱土复合时用，一般会产生凝胶现象，但是本发明使用灰钙粉、纳米蒙脱土，反而起到了协同作用，既改善涂料的耐水性，又保证涂料的轻度交联，致密性良好。

负离子粉

所述吸附降解甲醛并释放负氧离子的节能型水性涂料还包括5-15重量份的负离子粉。所述负离子粉选自纳米托玛琳粉、磁铁粉、银粉、铝粉、锌粉中的一种或几种的组合。

本申请中使用的术语“负离子粉”是含负离子素的晶体物质，所述负离子粉是一种天然带电的极性晶体，其两端形成正极和负极，是一种永久性带电体。当空气中的水分子进入负离子素电场空间内，立即被永久电极电离，发生反应，而OH^-则与水分子形成H₃O₂ ^-负离子。空气中的有毒气体、细菌等都带有正电荷，当遇到负离子时便发生中和、包覆沉降，从而达到杀菌、净化空气的作用。

本申请中使用的术语“纳米托玛琳粉”是指一种纳米级的、带有永久电极的、含硼、镁、铝、铁、钠等十余种成分的硅酸盐矿物质。纳米托玛琳粉的静电压随着粒子的直径变小而增高，即纳米托玛琳粉的粒径愈小，电压愈高。

在一种实施方式中，所述负离子粉为纳米托玛琳粉，其中纳米托玛琳粉的粒径为160～200nm。优选地，所述纳米托玛琳粉的粒径为180nm。

本申请中使用羟基型水溶性树脂为基底，加入第一填料和第二填料的组合物后，由于第一填料与水溶性树脂之间形成的水化状态，第二填料以层状结构分散在这两者之间，使第一填料与羟基型水溶性树脂形成轻度交联结构，既保证了涂层的透气性，同时还能改善涂膜的耐水性。经过本申请的发明人的大量实验验证，粒径为160～200nm的纳米托玛琳粉在这种结构下发挥出最佳效果。可能是由于这种轻度交联结构既使托玛琳中的离子间距和键角增大，负离子发生能力提高，同时涂料的透气结构为托玛琳释放负离子提供了良好的通道，使托玛琳发挥了最好的效果。在这种轻度交联的结构作用下，当纳米托玛琳粉的粒径为180nm时，所述纳米托玛琳粉最高可以释放负离子达100000个/cm³。

氧化石墨烯/Zn ₄ O(BDC) ₃ 复合材料

在一种优选地实施方式中，所述吸附降解甲醛并释放负氧离子的节能型水性涂料还包括0.5～5重量份的氧化石墨烯/Zn₄O(BDC)₃复合材料。

本申请中使用的术语“氧化石墨烯”是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物，氧化石墨烯是单一的原子层，可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米。氧化石墨烯可视为一种非传统型态的软性材料，具有聚合物、胶体、薄膜，以及两性分子的特性。经过氧化处理后，氧化石墨仍保持石墨的层状结构，但在每一层的石墨烯单片上引入了许多氧基功能团。

氧化石墨烯可以采用物理法或化学法使用本领域技术人员已知的任何方法来进行制备，包括Brodie法，Staudenmaier法和Hummers法等。

例如，可以采用Hummers法如下制备氧化石墨烯：采用浓硫酸中的高锰酸钾与石墨粉末经氧化反应之后，得到棕色的在边缘有衍生羧酸基及在平面上主要为酚羟基和环氧基团的石墨薄片，此石墨薄片层可以经超声或高剪切剧烈搅拌剥离为氧化石墨烯，并在水中形成稳定、浅棕黄色的单层氧化石墨烯悬浮液。

本申请使用的术语“Zn₄O(BDC)₃”是指由4个Zn²⁺和1个O^2-形成的[Zn₂O]⁶⁺无机基团与有机基团[O₂C-C₆H₄-CO₂]^2-以八面体形式连接而形成的三维立体刚性骨架结构。每个Zn₄O簇分别与6个有机配体单元连接，而每个有机配体与2个Zn₄O单元相连接，具有三维正交孔道结构。

Zn₄O(BDC)₃可以使用本领域技术人员已知的任何方法来进行制备，包括溶剂扩散法、溶剂热法、直接加入法、微波合成法、超声合成法等。

在一种实施方式中，可以采用如下方法制备氧化石墨烯/Zn₄O(BDC)₃复合材料：

步骤a:在浓硫酸中加入高锰酸钾、硝酸钠、石墨粉，在0℃下搅拌分散，待反应4h后转移至恒温水浴锅，升温至35℃，反应1h后加入去离子水，搅拌分散，反应温度低于100℃，反应一段时间后加入去离子水、H₂O₂直至无气体出现。随后趁热过滤，用稀盐酸、去离子水交替洗涤，直至无硫酸根离子，后在烘箱中于80℃下干燥即可得到氧化石墨烯粉末。

步骤b:将一定量的氧化石墨烯粉末分散到N，N-二甲基甲酰胺和甲醇的混合液中，悬浮液超声分散均匀，加入Zn(NO₃)₂6H₂O和对苯二甲酸(H₂BDC)，超声分散均匀后，转移至聚四氟乙稀衬里的不锈钢自生压力釜中，在恒温干燥烘箱中于120℃下反应12h，反应结束后待其自然冷却。用N，N-二甲基甲酰胺洗涤混合物两次，再用甲醇洗混合物一次，然后在室温下干燥得到白色的固体粉末，后将此固体粉末置于高温下真空干燥12h，即可得到氧化石墨烯/Zn₄O(BDC)₃复合材料。

在一种优选地实施方式中，所述氧化石墨烯/Zn₄O(BDC)₃复合材料的颗粒直径为50～200nm。当颗粒直径低于50nm时，氧化石墨烯/Zn₄O(BDC)₃复合材料容易团聚，在水中分散不均匀；当颗粒直径大于200nm时，氧化石墨烯/Zn₄O(BDC)₃复合材料分散在基底材料中，会影响涂料的透气性。

Zn₄O(BDC)₃是一种比表面积大、孔隙率高、热稳定性好的新型纳米多孔材料，但是水分子中氧原子攻击Zn₄O四面体丛簇中的Zn原子，形成配位键导致骨架结构破坏，因此Zn₄O(BDC)₃材料的耐水性差。将氧化石墨烯引入到Zn₄O(BDC)₃材料中，既可以增加Zn₄O(BDC)₃材料的稳定性，还可以利用氧化石墨烯表面的羧基、羟基和环氧基等官能团，使其吸附亲水性的物质。

本申请中使用羟基型水溶性树脂为基底，加入氧化石墨烯/Zn₄O(BDC)₃复合材料后，氧化石墨烯表面的羧基、羟基与羟基型水溶性树脂的羟基以酯键、氢键相连，从而形成轻度交联结构，以提高交联密度，同时氧化石墨烯/Zn₄O(BDC)₃复合材料的介孔结构有利于改善羟基型水溶性树脂的透气性，从而提供本发明的有益技术效果。

增稠剂

在一种优选地实施方式中，所述吸附降解甲醛并释放负氧离子的节能型水性涂料还包括0.5～5重量份的增稠剂，本发明的增稠剂可以选自纤维素、聚氨酯缔合剂、聚丙烯酸类化合物。

在一种优选地实施方式中，所述增稠剂为纤维素。所述纤维素的重均分子量为40000～80000。

其他

此外，本领域普通技术人员，结合节能型水性涂料的特性和应用的实际需要，还可以使用分散剂、成膜助剂、消泡剂、中和剂、润湿剂、流变改性剂等添加剂；分散剂，例如聚磷酸盐、硅酸盐、聚羧酸盐、聚丙烯酸衍生物；成膜助剂，例如醇酯-12、聚乙二醇类；消泡剂，例如有机硅、矿物油；中和剂，例如二甲基乙醇胺、乙醇胺、氢氧化钾、氨水；润湿剂，例如硅氧烷、多元醇、含氟表面活性剂；流变改性剂，例如非离子聚醚类化合物。

所述添加剂的组分种类和具体用量不得限定本发明。

本发明的第二方面涉及提供前述的一种吸附降解甲醛并释放负氧离子的节能型水性涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，将羟基型水溶性树脂加入去离子水中，加热搅拌至羟基型水溶性树脂完全溶解后，冷却至室温，过滤得到羟基型水溶性树脂溶液；

步骤二，将去离子水、助剂混合搅拌均匀，加入第一填料、第二填料、负离子粉，在高速搅拌机作用下混合，研磨成颜料浆；

步骤三，在羟基型水溶性树脂溶液中加入上述颜料浆，调节pH至7～8，加热搅拌，混合均匀，经过滤筛过滤、除杂、烘干后得到所述节能型水性涂料。

在一种实施方式中，所述步骤一中，加热温度为80～100°C，搅拌速度为400～600rad/min。

在一种实施方式中，所述步骤二中，高速搅拌机的搅拌速度为1200～1500rad/min。

在一种实施方式中，所述步骤三中，加热搅拌的加热温度为100°C，搅拌速度为600～800rad/min。

在一种实施方式中，所述步骤三中，调节pH值的物质为易溶于水、容易挥发的弱碱性物质。

在一种实施方式中，所述步骤三中，调节pH值的物质为氨水。

在一种实施方式中，所述步骤三中过滤筛的粒径为100～400目。

在一种优选地实施方式中，所述助剂还包括乙醇胺中和剂。所述乙醇胺中和剂使涂料的pH值控制在7～8。溶液弱碱性可以提高涂料成膜体拉伸力学性能，当pH值大于8时，即使羟基型水溶性树脂的用量很少，还是很容易产生凝胶现象，反应难以继续下去。

本发明的第三方面涉及提供前述的一种吸附降解甲醛并释放负氧离子的节能型水性涂料的施工工艺，至少包括以下步骤：

将所述节能型水性涂料与水混合，搅拌分散均匀成膏状涂料；

在建筑物内墙的水泥砂浆抹灰层表面涂刷2～4遍上述膏状涂料。

在一种实施方式中，以重量份计，所述节能型水性涂料与水的比例为2～8：1。

实施例1：

一种吸附降解甲醛并释放负氧离子的节能型水性涂料，所述节能型水性涂料至少包括15～30重量份的羟基型水溶性树脂、40～100重量份的第一填料、5～25重量份的第二填料，所述第一填料选自硅藻土、重钙、灰钙中的一种或几种，所述第二填料选自蒙脱土和/或绢云母。

所述羟基型水溶性树脂选自羟基纤维素、聚乙烯醇、羟基丙烯酸中的一种。

所述羟基型水溶性树脂选自聚乙烯醇。

所述聚乙烯醇聚乙烯醇的碱化度大于或等于60mol%，重均分子量为1000～10000。

所述第一填料选自硅藻土、重钙、灰钙中的一种或几种。

所述第一填料为硅藻土、重钙、灰钙的组合。所述硅藻土、重钙、灰钙的粒度均为300～500目。

所述第二填料选自蒙脱土、绢云母中的一种或两种的组合。

所述第二填料选自蒙脱土、绢云母的组合。

所述蒙脱土为纳米蒙脱土，所述纳米蒙脱土的离子交换量为95mmol/100g。

所述第一填料与第二填料的重量比为2～8：1。

所述节能型水性涂料还包括5～15重量份的负离子粉，其中所述负离子粉选自纳米托玛琳粉、磁铁粉、银粉、铝粉、锌粉中的一种或几种的组合

所述负离子粉为纳米托玛琳粉，其中纳米托玛琳粉的粒径为160～200nm。

所述节能型水性涂料还包括0.5～5重量份的氧化石墨烯/Zn₄O(BDC)₃复合材料。

所述氧化石墨烯/Zn₄O(BDC)₃复合材料的颗粒直径为50～200nm。

所述节能型水性涂料还包括0.5～5重量份的增稠剂，所述增稠剂纤维素、聚氨酯缔合剂、聚丙烯酸类化合物。

所述增稠剂为纤维素。所述纤维素的重均分子量为40000～80000。

一种吸附降解甲醛并释放负氧离子的节能型水性涂料的制备方法，将所述节能型水性涂料组分经溶解、搅拌、过滤、烘干制备而成。

一种吸附降解甲醛并释放负氧离子的节能型水性涂料的施工工艺，将所述节能型水性涂料在水中分散、涂刷2～4遍上述膏状涂料在建筑物内墙上即可。

在下文中，通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

另外，如果没有其它说明，所有原料都是市售的，且以下物料所用份数均为重量份。

原料：

A1：羟乙基纤维素

A2：甲基丙烯酸羟乙酯

A3：聚乙烯醇（碱化度60mol%，重均分子量为2000）

A4：聚乙烯醇（碱化度65mol%，重均分子量为2000）

A5：聚乙烯醇（碱化度65mol%，重均分子量为3500）

A6：聚乙烯醇（碱化度75mol%，重均分子量为10000）

B1：硅藻土

B2：重钙

B3：灰钙

B4：重钙和灰钙的组合

B5：硅藻土和重钙的组合

B6：硅藻土、重钙、灰钙的组合

C1：纳米蒙托土

C2：绢云母

C3：纳米蒙脱土和绢云母的组合

D1：纳米托玛琳粉（150nm）

D2：纳米托玛琳粉（160nm）

D3：纳米托玛琳粉（180nm）

D4：纳米托玛琳粉（200nm）

D5：纳米托玛琳粉（220nm）

E1：氧化石墨烯/Zn₄O(BDC)₃复合材料（粒径为30nm）

E2：氧化石墨烯/Zn₄O(BDC)₃复合材料（粒径为50nm）

E3：氧化石墨烯/Zn₄O(BDC)₃复合材料（粒径为150nm）

E4：氧化石墨烯/Zn₄O(BDC)₃复合材料（粒径为200nm）

E5：氧化石墨烯/Zn₄O(BDC)₃复合材料（粒径为250nm）

F：纤维素（重均分子量为40000）

制备方法：

将15～30重量份的羟基型水溶性树脂加入去离子水中，加热搅拌至羟基型水溶性树脂完全溶解后，搅拌速度控制为600rad/min，反应温度为80°C，反应4h后冷却至室温，过滤得到羟基型水溶性树脂溶液；

将去离子水、0.5～5重量份的纤维素、助剂混合搅拌均匀，加入40～100重量份的第一填料、5～25重量份的第二填料、5～15重量份的负离子粉，在高速搅拌机作用下混合，搅拌速度控制为1200～1500rad/min，研磨成颜料浆；

在羟基型水溶性树脂溶液中加入上述颜料浆，调节pH至7～8，加热至100°C，搅拌、混合均匀，搅拌速度为600-800rad/min，经过100～400目的滤筛过滤、除杂、烘干后得到一种吸附降解甲醛并释放负氧离子的节能型水性涂料。

涂刷工艺：

将所述吸附降解甲醛并释放负氧离子的节能型水性涂料与水以2～8：1的比例进行混合，搅拌分散均匀成膏状涂料；

在建筑物内墙的水泥砂浆抹灰层表面涂刷2-4遍上述膏状涂料。

耐水性测试：

将基料样品均匀涂在已称重的表面皿(80mm)上自然风干48h后，进行耐水性测试。采用溶剂萃取法测试耐水性，将上述制好的样品膜片浸在室温水槽内一段时间，取出自然风干，通过称量样品质量检测样品是否有异常。

透气性测试：

将涂料涂布在作为支撑薄膜的PET薄膜（载体片）上，使其干燥，制成干燥后厚度为13μm的生片。对于制造的生片测定10μm压力损失，即可判定透气性。

10μm压力损失是将42600Pa的空气压力施加于厚度为5μm、两片重叠片的2.5cm见方上，测定调节流量为1L/min时经由片的压力的减少程度而进行评价。在透气性的判定中，29000Pa或以上判定为良好（○），其余判定为不良（╳）。

按照GB/T9756-2001标准检测耐洗刷性能；依据JG/T1016-2006标准检测空气负离子发生量；依据GB/T16129—1995、GB/T18204.25—2000、GB/T11737—1989标准检验空气中甲醛、氨、苯的浓度。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡是根据本发明内容所做的均等变化与修饰，均涵盖在本发明的专利范围内。

Claims (10)

1.一种吸附降解甲醛并释放负氧离子的节能型水性涂料，其特征在于，所述节能型水性涂料至少包括15～30重量份的羟基型水溶性树脂、40～100重量份的第一填料、5～25重量份的第二填料，所述第一填料选自硅藻土、重钙、灰钙中的一种或几种，所述第二填料选自蒙脱土和/或绢云母。

2.根据权利要求1所述的吸附降解甲醛并释放负氧离子的节能型水性涂料，所述第一填料与第二填料的重量比为2～8：1。

3.根据权利要求1所述的吸附降解甲醛并释放负氧离子的节能型水性涂料，所述第一填料为硅藻土、重钙、灰钙的组合。

4.根据权利要求1所述的吸附降解甲醛并释放负氧离子的节能型水性涂料，所述节能型水性涂料还包括5～15重量份的负离子粉。

5.根据权利要求4所述的吸附降解甲醛并释放负氧离子的节能型水性涂料，所述负离子粉为纳米托玛琳粉，其中纳米托玛琳粉的粒径为160～200nm。

6.根据权利要求1所述的吸附降解甲醛并释放负氧离子的节能型水性涂料，所述羟基型水溶性树脂选自羟基纤维素、聚乙烯醇、羟基丙烯酸中的一种。

7.根据权利要求1所述的吸附降解甲醛并释放负氧离子的节能型水性涂料，所述节能型水性涂料还包括0.5～5重量份的氧化石墨烯/Zn₄O(BDC)₃复合材料。

8.根据权利要求7所述的吸附降解甲醛并释放负氧离子的节能型水性涂料，所述氧化石墨烯/Zn₄O(BDC)₃复合材料的颗粒直径为50～200nm。

9.一种如权利要求1～8所述的吸附降解甲醛并释放负氧离子的节能型水性涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，将羟基型水溶性树脂加入去离子水中，加热搅拌至羟基型水溶性树脂完全溶解后，冷却至室温，过滤得到羟基型水溶性树脂溶液；

步骤二，将去离子水、助剂混合搅拌均匀，加入第一填料、第二填料、负离子粉，在高速搅拌机作用下混合，研磨成颜料浆；

步骤三，在羟基型水溶性树脂溶液中加入上述颜料浆，加热搅拌，混合均匀，过滤、除杂、烘干后得到所述吸附降解甲醛并释放负氧离子的节能型水性涂料。

10.一种如权利要求1～8任一项所述的吸附降解甲醛并释放负氧离子的节能型水性涂料的施工工艺，其特征在于，至少包括以下步骤：

将所述节能型水性涂料与水混合，搅拌分散均匀成膏状涂料；

在建筑物内墙的水泥砂浆抹灰层表面涂刷2～4遍上述膏状涂料。