CN105754425A - 一种甲醛吸附水性环保涂料 - Google Patents

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Abstract

一种甲醛吸附水性环保涂料，包括以下重量份数的原料：苯乙烯丙烯酸酯树脂液2026份；纯丙烯酸乳液1722份；2咪唑烷酮1317份；1(2羟基乙基)2咪唑烷酮812份；聚醚改性聚硅氧烷58份；醋酸乙烯－乙烯共聚乳液1113份；纳米活性炭58份；纳米二氧化钛79份；煅烧高岭土1214份；负离子添加剂79份；月桂酸37份；丙三醇68份；羟乙基纤维素36份；纤维素醚12份；丙烯酸酯苯乙烯醋酸乙烯三元共聚物1115份；聚(N异丙基丙烯酰胺)改性氢氧化镁711份；去离子水6080份。

Description

一种甲醛吸附水性环保涂料
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种甲醛吸附水性环保涂料。
背景技术
涂料是一种能牢固覆盖在物体表面，起保护、装饰、标志和其他特殊用途的化学混合物涂料。中国涂料界比较权威的《涂料工艺》一书是这样定义的：“涂料是一种材料，这种材料可以用不同的施工工艺涂覆在物件表面，形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜。这样形成的膜通称涂膜，又称漆膜或涂层。”属于有机化工高分子材料，所形成的涂膜属于高分子化合物类型。按照现代通行的化工产品的分类，涂料属于精细化工产品。现代的涂料正在逐步成为一类多功能性的工程材料，是化学工业中的一个重要行业。
随着人们生活水平的不断提高，购置或建造新居时都会选择装修。内墙水性乳胶涂料是装修的必备材料，亦可用作顶棚涂料，起到装饰及保护内墙墙面及顶棚的作用。随着人们环保意识的增强，对装修用的内墙水性乳胶涂料的要求越来越高，甲醛释放量比较高的聚乙烯醇缩甲醛类涂料已经逐渐被淘汰，各种释放负离子、低VOC(挥发性有机化合物)的环保型内墙涂料使用的越来越多，如何发展环保型绿色涂料成为人们日益关注的问题。但现有技术中的内墙水性乳胶涂料本身是不具有清除室内空气中甲醛等有毒气体的功效。
众所周知，室内环境污染主要以新居装修后最为严重，新居装修后最常见的化学污染有毒气体包括甲醛、苯系物、氨气、氡气以及挥发性有机物等，这五种有毒气体和有害物质被称为居室装修中的“5大隐形杀手”。其中甲醛对人体的危害最为严重，被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质，是公认的变态反应源，也是潜在的强致突变物之一，已经被列为我国建筑装饰工程强制执行的检测项目。
甲醛对人体健康的影响主要表现在嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能异常、肝功能异常和免疫功能异常等方面。长期接触低剂量甲醛可引起慢性呼吸道疾病，严重时还可引起鼻咽癌、结肠癌、脑瘤、月经紊乱和细胞核的基因突变，还可引起DNA单链内交连和DNA与蛋白质交连及抑制DNA损伤的修复、妊娠综合症、新生儿染色体异常、白血病等，还会引起青少年记忆力和智力下降。在所有接触者中，儿童和孕妇对甲醛尤为敏感，危害也就更大。据相关资料统计显示：人类有70％的病症与室内环境有关，中国每年有13万人死于室内污染，90％以上的幼儿白血病患者都是住进新装修房一年内患病的。
目前，现有的去除甲醛的方法主要有以下几种：通风法，活性炭吸附，用水、醋、红茶泡水来去除甲醛，光催化法，橘子、菠萝等水果吸附甲醛，植物吸收甲醛，空气净化器除甲醛。但是，通风法，活性炭吸附，用水、醋、红茶泡水来去除甲醛，橘子、菠萝等水果吸附甲醛等方法基本上达不到去除甲醛的要求，吸附能力极其有限；相比较之下，光催化法具有一定的杀菌、除臭、防霉、防污自洁、净化空气功能。虽然上述方法能在一定程度上减轻污染程度，但是都是在装修之后的补救措施，并不意味着能从根本上消除室内空气污染。
近年来，国内外很多科研机构都在致力于研制出一种高效的净化甲醛等有毒气体污染的材料。如公开号为CN101560339A的中国专利公开了一种空气净化环保涂料，该涂料的组成及重量百分比为：水35％，滑石粉25％，高岭土20％，多功能助剂2.5％，增稠剂1.5％，复合流平剂1.5％，消泡剂1.5％，润湿剂1.5％，抗菌剂5％，植物清香剂0.5％，成膜助剂2.0％，防腐剂1.5％，防霉剂1.5％，分散剂0.5％，增白剂0.5％；上述这种空气净化环保涂料对于清除甲醛具有一定的效果，但是，其甲醛等有毒气体的净化效率不高，净化效果持久性也不高，并且这种空气净化环保涂料无法产生负离子，抗菌率为90％左右，抗菌防霉效果较差，同时又由于其组分较为复杂，增加了成本。公开号为CN105174859A的中国专利公开了一种基于硅藻土超细粉的除室内空气中甲醛、异味内墙涂料，其特征在于，以重量份数计包含以下组分：硅藻土超细粉30～40份；纳米二氧化钛/硅藻土复合光催化材料10～20份；煅烧高岭土11～21份；重质碳酸钙5～15份；轻质碳酸钙2～8份；纤维素醚0.5～2份；木质纤维素1～3份；可再分散乳胶粉1～5份；白水泥7～17份。实际应用中发现，该涂料甲醛净化效率达到86.8～88.2％，甲醛净化效果持久性达到72.8～74.0％；甲苯净化效率达到52.1～54.2％，甲苯净化效果持久性达到34.8～36.0％，虽然有一定改进，但现代社会人们对生活品质的要求更高，因此对更高效、更环保的涂料提出了更高的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种甲醛吸附水性环保涂料，该涂料甲醛净化效率、抗菌率更高，并具有良好的阻燃防火性能。
本发明的上述目的是通过下述技术方案来实现的：
一种甲醛吸附水性环保涂料，包括以下重量份数的原料：苯乙烯-丙烯酸酯树脂液20-26份；纯丙烯酸乳液17-22份；2-咪唑烷酮13-17份；1-(2-羟基乙基)-2-咪唑烷酮8-12份；聚醚改性聚硅氧烷5-8份；醋酸乙烯－乙烯共聚乳液11-13份；纳米活性炭5-8份；纳米二氧化钛7-9份；煅烧高岭土12-14份；负离子添加剂7-9份；月桂酸3-7份；丙三醇6-8份；羟乙基纤维素3-6份；纤维素醚1-2份；丙烯酸酯-苯乙烯-醋酸乙烯三元共聚物11-15份；聚(N-异丙基丙烯酰胺)改性氢氧化镁7-11份；去离子水60-80份。
进一步地，包括以下重量份数的原料：苯乙烯-丙烯酸酯树脂液20份；纯丙烯酸乳液22份；2-咪唑烷酮13份；1-(2-羟基乙基)-2-咪唑烷酮8份；聚醚改性聚硅氧烷8份；醋酸乙烯－乙烯共聚乳液11份；纳米活性炭8份；纳米二氧化钛7份；煅烧高岭土12份；负离子添加剂9份；月桂酸3份；丙三醇8份；羟乙基纤维素3份；纤维素醚1份；丙烯酸酯-苯乙烯-醋酸乙烯三元共聚物11份；聚(N-异丙基丙烯酰胺)改性氢氧化镁7份；去离子水70份。
进一步地，包括以下重量份数的原料：苯乙烯-丙烯酸酯树脂液26份；纯丙烯酸乳液17份；2-咪唑烷酮15份；1-(2-羟基乙基)-2-咪唑烷酮12份；聚醚改性聚硅氧烷6份；醋酸乙烯－乙烯共聚乳液12份；纳米活性炭7份；纳米二氧化钛9份；煅烧高岭土14份；负离子添加剂9份；月桂酸6份；丙三醇6份；羟乙基纤维素6份；纤维素醚2份；丙烯酸酯-苯乙烯-醋酸乙烯三元共聚物13份；聚(N-异丙基丙烯酰胺)改性氢氧化镁8份；去离子水80份。
进一步地，包括以下重量份数的原料：苯乙烯-丙烯酸酯树脂液22份；纯丙烯酸乳液20份；2-咪唑烷酮17份；1-(2-羟基乙基)-2-咪唑烷酮10份；聚醚改性聚硅氧烷5份；醋酸乙烯－乙烯共聚乳液13份；纳米活性炭5份；纳米二氧化钛9份；煅烧高岭土14份；负离子添加剂9份；月桂酸7份；丙三醇8份；羟乙基纤维素6份；纤维素醚2份；丙烯酸酯-苯乙烯-醋酸乙烯三元共聚物15份；聚(N-异丙基丙烯酰胺)改性氢氧化镁11份；去离子水80份。
进一步地，所述苯乙烯-丙烯酸酯树脂液固含量为37-40wt％。
进一步地，所述纳米活性炭的粒径为20-50nm。
进一步地，所述纳米二氧化钛的粒径为30-40nm。
进一步地，所述煅烧高岭土的规格为1200～1300目。
进一步地，纤维素醚的型号为MH60001P6。
进一步地，所述负离子添加剂采用天然带电矿物质材料。
本发明的一种甲醛吸附水性环保涂料具有良好的吸附性能，可清除装修过程或新家具造成的甲醛等有毒气体污染，提高室内空气质量，使新装修的居室尽快达到国家有关标准，而且还具有抗菌防霉、释放负离子、净化空气的作用，有效地降低甲醛污染的同时改善室内空气，适用于医院、学校、商店、住宅的内墙装饰装修领域。同时，丙烯酸酯-苯乙烯-醋酸乙烯三元共聚物是一种环保的水性树脂，且具有优异的阻燃性，进一步地，利用高分子聚合物聚(N-异丙基丙烯酰胺)对氢氧化镁进行改性，一方面，聚(N-异丙基丙烯酰胺)中含有亲水基团，与氢氧化镁表面的羟基发生作用；另一方面，高分子聚合物中的长链形成空间位阻作用，降低了强氧化镁发生团聚，形成粒径较小的粒子，改性后的氢氧化镁具有更好的分散性和相容性，大大提高了涂料的阻燃效果，改善了涂料的综合性能。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种甲醛吸附水性环保涂料，包括以下重量份数的原料：苯乙烯-丙烯酸酯树脂液20份；纯丙烯酸乳液22份；2-咪唑烷酮13份；1-(2-羟基乙基)-2-咪唑烷酮8份；聚醚改性聚硅氧烷8份；醋酸乙烯－乙烯共聚乳液11份；纳米活性炭8份；纳米二氧化钛7份；煅烧高岭土12份；负离子添加剂9份；月桂酸3份；丙三醇8份；羟乙基纤维素3份；纤维素醚1份；丙烯酸酯-苯乙烯-醋酸乙烯三元共聚物11份；聚(N-异丙基丙烯酰胺)改性氢氧化镁7份；去离子水70份。
优选地，所述苯乙烯-丙烯酸酯树脂液固含量为37-40wt％。
优选地，所述纳米活性炭的粒径为20-50nm。
优选地，所述纳米二氧化钛的粒径为30-40nm。
优选地，所述煅烧高岭土的规格为1200～1300目。
优选地，纤维素醚的型号为MH60001P6，可以使使本发明的涂料在涂抹后不会因干的太快而龟裂。
所述负离子添加剂采用天然带电矿物质材料，加入的负离子添加剂可以持续释放高浓度负离子(静态下羟基负离子发射能力不低于1831个/cm3)，通过电性中和、化学反应和吸附等作用，高效祛除甲醛、氨、苯等污染物，净化室内空气；污染物消除率大于90％，房间装修后96小时内可安全入住；并且，该涂料中防腐剂与负离子添加剂配合能形成强烈的抗菌作用，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度为0.01％，最小杀菌浓度分别为0.1％和0.5％，抗菌率大于99％。由于采用的是粒径为1个纳米左右(如粒径范围为0.8-1.2纳米)的小粒径的负离子添加剂，这种小粒径负离子活性高，迁移距离远，清除甲醛的有效率达73.33％以上，长期使用达99％。
采用醋酸乙烯－乙烯共聚乳液，可以极大地提高涂料抗沾粘性能，同时具有良好的弹性和韧性，其涂膜具有了良好抗开裂性能和耐沾污性和耐擦洗性能。
所述丙烯酸酯-苯乙烯-醋酸乙烯三元共聚物中，按重量百分比计，丙烯酸酯占42％，苯乙烯占18％，醋酸乙烯占40％，共聚物的重均分子量为80000-100000，并且具有5mgKOH/g的羟基值，平均粒径为0.5-0.8μm。
制备方法包括如下步骤：
(1)将所述苯乙烯-丙烯酸酯树脂液、纯丙烯酸乳液、聚醚改性聚硅氧烷、聚(N-异丙基丙烯酰胺)改性氢氧化镁加入去离子水中，加热搅拌均匀，保持温度为90-95℃，搅拌速度控制为600rad/min，静置4h后冷却至室温，过滤，滤液备用；
(2)按照所述重量份数将丙烯酸酯-苯乙烯-醋酸乙烯三元共聚物、纳米活性炭、纳米二氧化钛、煅烧高岭土、负离子添加剂送至球磨机，磨至粒径为60-80nm，然后混合搅拌，100-120r/min的速度搅拌40-50分钟，搅拌均匀得到混合物；
(3)将步骤(2)制得的混合物以及剩余的羟乙基纤维素、纤维素醚、2-咪唑烷酮、1-(2-羟基乙基)-2-咪唑烷酮、月桂酸、丙三醇加入步骤(1)制得的滤液中，在高速搅拌机作用下混合，搅拌速度控制为500～550rad/min，搅拌30-40min后加入醋酸乙烯－乙烯共聚乳液，继续以100～150rad/min搅拌均匀，静置3-4h，得甲醛吸附水性环保涂料。
实施例2：
一种甲醛吸附水性环保涂料，包括以下重量份数的原料：苯乙烯-丙烯酸酯树脂液26份；纯丙烯酸乳液17份；2-咪唑烷酮15份；1-(2-羟基乙基)-2-咪唑烷酮12份；聚醚改性聚硅氧烷6份；醋酸乙烯－乙烯共聚乳液12份；纳米活性炭7份；纳米二氧化钛9份；煅烧高岭土14份；负离子添加剂9份；月桂酸6份；丙三醇6份；羟乙基纤维素6份；纤维素醚2份；丙烯酸酯-苯乙烯-醋酸乙烯三元共聚物13份；聚(N-异丙基丙烯酰胺)改性氢氧化镁8份；去离子水80份。
制备方法同实施例1。
实施例3：
一种甲醛吸附水性环保涂料，包括以下重量份数的原料：苯乙烯-丙烯酸酯树脂液22份；纯丙烯酸乳液20份；2-咪唑烷酮17份；1-(2-羟基乙基)-2-咪唑烷酮10份；聚醚改性聚硅氧烷5份；醋酸乙烯－乙烯共聚乳液13份；纳米活性炭5份；纳米二氧化钛9份；煅烧高岭土14份；负离子添加剂9份；月桂酸7份；丙三醇8份；羟乙基纤维素6份；纤维素醚2份；丙烯酸酯-苯乙烯-醋酸乙烯三元共聚物15份；聚(N-异丙基丙烯酰胺)改性氢氧化镁11份；去离子水80份。
制备方法同实施例1。
对比例1：
西安某公司制作的一种甲醛吸附水性环保涂料，由以下重量份的原料组成：
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。
甲醛分解试验
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施例1-3、对比例1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)：
检测项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1
甲醛浓度，mg/m3 0.02 0.02 0.03 0.21
其中实施例1-3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。
依据JG/T1016-2006标准对实施例1-3及对比例1得到的涂料进行负离子发生量检测：
检测项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1
负离子释放量，个/cm3 95000 93000 88000 65000
由表中数据可知，本发明实施例1-3的涂料负离子释放量高于对比例1。
依据标准HG/T 3950-2007《抗菌涂料》对实施例1-3及对比例1得到的涂料进行抗霉菌性能检测。检测结果如下表所示：
其中，综合霉菌包括黑曲霉AS3.4463、土曲霉AS3.3935、宛式拟青霉AS3.4253、绳状青霉AS3.3875、出芽短梗霉AS3.3984、球毛壳AS3.4254。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种甲醛吸附水性环保涂料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：苯乙烯-丙烯酸酯树脂液20-26份；纯丙烯酸乳液17-22份；2-咪唑烷酮13-17份；1-(2-羟基乙基)-2-咪唑烷酮8-12份；聚醚改性聚硅氧烷5-8份；醋酸乙烯－乙烯共聚乳液11-13份；纳米活性炭5-8份；纳米二氧化钛7-9份；煅烧高岭土12-14份；负离子添加剂7-9份；月桂酸3-7份；丙三醇6-8份；羟乙基纤维素3-6份；纤维素醚1-2份；丙烯酸酯-苯乙烯-醋酸乙烯三元共聚物11-15份；聚(N-异丙基丙烯酰胺)改性氢氧化镁7-11份；去离子水60-80份。
2.根据权利要求1所述的甲醛吸附水性环保涂料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：苯乙烯-丙烯酸酯树脂液20份；纯丙烯酸乳液22份；2-咪唑烷酮13份；1-(2-羟基乙基)-2-咪唑烷酮8份；聚醚改性聚硅氧烷8份；醋酸乙烯－乙烯共聚乳液11份；纳米活性炭8份；纳米二氧化钛7份；煅烧高岭土12份；负离子添加剂9份；月桂酸3份；丙三醇8份；羟乙基纤维素3份；纤维素醚1份；丙烯酸酯-苯乙烯-醋酸乙烯三元共聚物11份；聚(N-异丙基丙烯酰胺)改性氢氧化镁7份；去离子水70份。
3.根据权利要求1所述的甲醛吸附水性环保涂料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：苯乙烯-丙烯酸酯树脂液26份；纯丙烯酸乳液17份；2-咪唑烷酮15份；1-(2-羟基乙基)-2-咪唑烷酮12份；聚醚改性聚硅氧烷6份；醋酸乙烯－乙烯共聚乳液12份；纳米活性炭7份；纳米二氧化钛9份；煅烧高岭土14份；负离子添加剂9份；月桂酸6份；丙三醇6份；羟乙基纤维素6份；纤维素醚2份；丙烯酸酯-苯乙烯-醋酸乙烯三元共聚物13份；聚(N-异丙基丙烯酰胺)改性氢氧化镁8份；去离子水80份。
4.根据权利要求1所述的甲醛吸附水性环保涂料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：苯乙烯-丙烯酸酯树脂液22份；纯丙烯酸乳液20份；2-咪唑烷酮17份；1-(2-羟基乙基)-2-咪唑烷酮10份；聚醚改性聚硅氧烷5份；醋酸乙烯－乙烯共聚乳液13份；纳米活性炭5份；纳米二氧化钛9份；煅烧高岭土14份；负离子添加剂9份；月桂酸7份；丙三醇8份；羟乙基纤维素6份；纤维素醚2份；丙烯酸酯-苯乙烯-醋酸乙烯三元共聚物15份；聚(N-异丙基丙烯酰胺)改性氢氧化镁11份；去离子水80份。
5.根据权利要求1所述的甲醛吸附水性环保涂料，其特征在于：所述苯乙烯-丙烯酸酯树脂液固含量为37-40wt％。
6.根据权利要求1所述的甲醛吸附水性环保涂料，其特征在于：所述纳米活性炭的粒径为20-50nm。
7.根据权利要求1所述的甲醛吸附水性环保涂料，其特征在于：所述纳米二氧化钛的粒径为30-40nm。
8.根据权利要求1所述的甲醛吸附水性环保涂料，其特征在于：所述煅烧高岭土的规格为1200～1300目。
9.根据权利要求1所述的甲醛吸附水性环保涂料，其特征在于：纤维素醚的型号为MH60001P6。
10.根据权利要求1所述的甲醛吸附水性环保涂料，其特征在于：所述负离子添加剂采用天然带电矿物质材料。
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