CN106147487A - 内墙负离子除甲醛涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种内墙负离子除甲醛涂料，解决了传统除醛过程中采用氨水调节pH造成的污染，其技术方案要点是包括去离子水20~30份、环保净味乳液25~35份、防冻剂3~5份、增稠剂4~6份、钛白粉8~12份、杀菌剂0.4~0.8份、分散剂0.3~0.9份、润湿剂0.4~0.6份、2‑氨基‑2‑甲基‑1‑丙醇0.3~0.7份、环保成膜助剂0.8~1.2份、消泡剂0.2~0.4份，环保净味乳液为丙烯酸酯与甲基丙烯酸酯以及改性负离子粉共聚合成的高分子乳液；多功能助剂为2‑氨基‑2‑甲基‑1‑丙醇，所制备的涂料具有优异的安全、无毒以及能够除去室内装潢产生的甲醛气体，并释放出氧含量高的负离子。

Description

内墙负离子除甲醛涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及室内装潢涂料，特别涉及一种内墙负离子除甲醛涂料及其制备方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高，越来越多的家庭选择在居住一段时间后对室内进行装修，特别是对于新婚人群，房屋装修更是必不可少的环节。房屋装修是一个漫长的过程，装修完也不能立即入住，需要将房屋放空3～4个月，就是为了消除装修产生的甲醛隐患，甲醛是一种无色有刺激性气味的气体，如果甲醛超标，长期接触低剂量甲醛会引发慢性呼吸道疾病，引发癌症、月经紊乱、基因突变，引起新生儿染色体异常、白血病，导致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。
目前，去除甲醛的涂料引起了本领域研究人员的广泛关注，传统的除甲醛的做法通常是添加柿子皮、柑橘皮、活性炭、水/醋/红茶泡水等功能材料进行吸附甲醛，吸附效果并不理想。
随着研究的深入，逐渐产生了具有除甲醛功能的涂料，将这种涂料粉刷在墙体上，则可达到预期效果，申请公布号为CN104046146A的中国专利公开了一种可除甲醛建筑涂料及其制备方法，所制备的涂料具有优异的除甲醛效果，实现了涂料除醛的长效性和稳定性。
但是，上述涂料以及市面上大多数市售除甲醛涂料均是采用氨水类似物进行pH调节，众所周知，氨水的挥发性较强，对人体产生较大的刺激性；而且，除醛苯丙乳液中还有甲苯、二甲苯等致癌物，同样能够释放毒气，对人体产生危害。
发明内容
本发明的目的是提供一种安全、环保、除菌、可释放负离子的内墙负离子除甲醛涂料。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种内墙负离子除甲醛涂料，包括如下重量份的组分：
所述环保净味乳液为丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯以及改性负离子粉共聚合成的高分子乳液。
通过采用上述技术方案，向去离子水水内添加环保净味乳液、钛白粉、分散剂以及各类助剂等，所制得的涂料具有优异的除甲醛性能。环保净味乳液采用丙烯酸酯与甲基丙烯酸酯以及改性负离子粉共聚合成的高分子乳液，具备优异的除醛功用，且丙烯酸酯与甲基丙烯酸酯共聚合成的高分子乳液自身不含苯、甲苯等有毒有害物质，具有较强的环保性能；2-氨基-2-甲基-1-丙醇作为多功能助剂添加到涂料体系内，能够提高其他填料在该涂料体系内的分散性能，增强填料之间相互的遮盖力以及着色力，同时，2-氨基-2-甲基-1-丙醇可作为碱性调节剂，能够调节该体系内的pH值，使涂料体系保持微碱性，有利于料浆保持稳定，减少料浆的再聚集或者沉降析出等，所制备的涂料性质稳定，且具有优异的安全、无毒性能以及能够除去室内装潢产生的甲醛气体，并释放出氧含量高的负离子。
本发明进一步设置为：所述增稠剂为丙烯酸酯类共聚物。
通过采用上述技术方案，丙烯酸酯类共聚物的分子链上含有大量的酯基，在碱性环境中，生成丙烯酸盐类使同一分子链上带上同一离子，由于静电斥力的作用，使无规线团变成伸展的分子链，其作用范围增大，在受外力而流动时，使大分子链间和乳胶粒间的相互阻碍增大，则能够提高料浆的稳定性和增稠性能。
本发明进一步设置为：所述杀菌剂为5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和甲醛浓缩液的混合物，所述5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、甲醛浓缩液三者的重量比为5:2:1。
通过采用上述技术方案，5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮是通过断开细菌和藻类蛋白质的键而起杀生作用的，在与微生物接触时，能够迅速地不可逆地抑制其生长，从而导致微生物细胞的死忙，杀菌效果好，降解性高，具有不残留、操作安全、稳定性强的优点；甲醛能够与细菌本身的蛋白质上的氨基发生反应，使细菌凝结变性，蛋白活性显著降低，而甲醛浓缩液的含量不易过高，配制5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、甲醛浓缩液三者的重量比为5:2:1，三种组分能够产生协同作用，达到最优的杀菌效果。
本发明进一步设置为：所述润湿剂包括十二烷基酚聚氧乙烯醚或者聚氧乙烯脂肪醇醚。
通过采用上述技术方案，十二烷基酚聚氧乙烯醚是非离子表面活性剂，具有润湿、渗透、乳化、分散和增溶的作用，广泛应用在化工、纺织、涂料印刷、塑料等行业中；聚氧乙烯脂肪醇醚是发展最快、用量最大的非离子表面活性剂，由聚乙二醇与脂肪醇缩合而成的醚，分子中的醚键不易被酸、碱破坏，所以稳定性较高、水溶性较好，易于生物降解，两种润湿剂添加到本申请的料浆内，能够显著降低去离子水的表面张力和界面张力，亲油基团附着在固体表面，亲水基向外伸向液体中，使液体在固体表面形成连续相，实现将固体物料润湿的效果。
本发明进一步设置为：所述环保成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯与干膜防霉剂的混合物，所述2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯与干膜防霉剂的重量比为3:2。
通过采用上述技术方案，2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯能够促进各组分的塑性流动和弹性变形，改善聚结性能，在与十二烷基酚聚氧乙烯醚或者聚氧乙烯脂肪醇醚润湿剂复配使用时，能达到最优的改善性能；当2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯与干膜防霉剂的重量比为3:2复配使用时，产生协同作用，达到最佳的复配比，形成的涂膜连续性优异，改善料浆的聚结性、耐候性，使涂膜具有良好的储存稳定性。
本发明进一步设置为：所述分散剂为聚乙烯醇。
通过采用上述技术方案，随着分散剂聚乙烯醇的加入，负离子粉的平均粒径能够逐渐减小，特别是在丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体的共聚体系中，随着受到搅拌过程中剪切力的作用，单体在水中形成微小的液滴，聚乙烯醇迅速吸附到单体的液滴表面，降低单体液滴聚合时的收缩力，使聚合体系趋于稳定，聚乙烯醇作为分散剂有助于各组分相互的分散作用，同时还有助于负离子粉在共聚体系内的分散。
本发明进一步设置为：所述消泡剂为有机硅化合物。
通过采用上述技术方案，有机硅化合物能够消除聚合过程中物料形成的泡沫，破坏和抑制气泡所具有的双分子膜，消泡剂进入双分子膜内，破坏分子膜的力学平衡，达到破泡的作用。
本发明进一步设置为：还包括16～24份的矿物质粉与重钙的混合物，所述矿物质粉与重钙的重量比为1:1。
通过采用上述技术方案，矿物质粉包括蛋壳粉、贝壳粉和骨粉，重钙是重质碳酸钙的简称，将高蛋白的蛋壳粉、贝壳粉、骨粉和重钙混合在一起，且矿物质粉与重钙的重量比为1:1时，二者形成复配作用混合效果最佳，对本申请涂料的强度、白度以及抗紫外线及耐老化性具有较优异的作用，同时，显著增加了涂料对于墙体的覆盖微裂纹能力，防霉、抗黄变以及涂膜的耐磨作用。
本发明进一步设置为：还包括1.2～1.8份的自清洁助剂，所述自清洁助剂为聚二甲基硅氧烷。
通过采用上述技术方案，添加自清洁助剂能够改善涂膜的致密性、表面能、亲水/亲油性、平滑度以及表面硬度等，涂料粉刷在墙壁后，能够增强墙壁的耐玷污性，聚二甲基硅氧烷为无色液体，透明度较高，防水性较好，表面张力较小，具有良好的自清洁功能。
本发明还公开了一种内墙负离子除甲醛涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)准确称取20～30份去离子水、0.3～0.9份分散剂、0.8～1.2份2-氨基-2-甲基-1-丙醇、0.4～0.6份润湿剂、0.4～0.8份杀菌剂以及0.2～0.4份消泡剂，在分散机的作用下，以150～180r/min速度搅拌，待搅拌均匀；
(2)向(1)中加入8～12份钛白粉、16～24份矿物质粉与重钙的混合物以及1.2～1.8份自清洁助剂，并提高转速至800～900r/min，继续分散18～20min；
(3)继续提高转速至1200～1300r/min，进行高速分散10～12min；
(4)降低转速至200～300r/min，加入25～35份环保净味乳液、0.8～1.2份环保成膜助剂以及3～5份防冻剂，待分散均匀；
(5)使用4～6份增稠剂调节溶液的粘度为80～90mpa·s。
通过采用上述技术方案，采用上述方法制备的涂料的分散度更高，对内墙的附着力与覆盖细微裂纹的能力更强，可作为优异的除甲醛的涂料使用。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、通过添加环保净味乳液，具有优异的除甲醛功用，该环保净味乳液中含有改性负离子粉，在除甲醛的同时还能释放出负离子，而且使用2-氨基-2-甲基-1-丙醇使料浆保持微碱性，有利于料浆保持稳定，减少负离子粉的再聚集或者沉降析出等；
2、杀菌剂采用5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、甲醛浓缩液的混合物且三者的重量百分比为5:2:1，三者产生复配作用，能够显著增强料浆对菌类、酶类的杀菌作用；
3、通过添加矿物质粉与重钙的混合物且矿物质粉与重钙的重量百分比为1:1进行复配时，能够显著增强料浆对内墙的附着力与覆盖细微裂纹的能力，且耐擦洗、抗黄变与耐磨性能。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
改性负离子粉的制备：
负离子粉采用河北岩之源纳米新材料科技有限公司生产；
偶联剂选用南京优普化工有限公司的KH-550和KH570硅烷偶联剂；
甲基丙烯酸甲酯采用上海浦顺进出口有限公司生产的；
用干燥的烧杯称量重量百分比为90:1:1的甲基丙烯酸甲酯单体：KH550：KH570，放入研磨罐中用力摇晃均匀，再称量10份的干燥的负离子粉放入研磨罐中，再次充分摇晃均匀，放入研磨玛瑙球或橡胶球后将研磨罐密封好，放在球磨机上研磨30min即可得到改性负离子粉；
环保净味乳液中丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯以及改性负离子粉是采用常规共聚手段共聚合成的高分子乳液。
检测依据：
(1)JC/T1047-2008；GB50325-2010；GB/T9756-2009；
(2)负离子释放量的测定：取3份改性负离子粉放入密封袋内，使用负离子测试器(COM-3010PRO)测试负离子的释放量；
(3)吸水率的测定：称取少量涂料涂覆在洁净的锡纸盒内，然后将其放入烘箱中烘干成膜，干燥温度为90℃左右，干燥时间为3小时左右，称量重量记为m1，将其放入常温下的自来水中浸泡24h后，用滤纸快速地吸干膜表面的水分，称量重量记为m2。计算出浸水后涂膜质量变化的百分数，用此方法测定涂膜的吸水率。吸水率的计算公式如下：
式中：m1——浸水之前膜的重量，g；
m2——浸水之后膜的重量，g；
(4)涂膜附着力的测定：按照国家标准《GB1720—79(88)漆膜附着力测试法》，利用漆膜附着力试验仪，采用划圈法进行测定，以级数表示。采用重叠圆滚线划痕方法来评价涂膜的附着力性能。首先，将样板的涂膜面朝上，并且把样板固定在测试仪上，然后用耐磨针尖在涂膜的表面划出一定长度的圆滚划痕，将样板上划痕的上侧位检查的目标，依次标出1、2、3、4、5、6、7七个部位，相应的分为七个等级，按照顺序，用四倍放大镜检查各部位漆膜的完整度。附着力最佳的，为1级，依次类推，7级的附着力最差；
(5)涂膜抗冲击强度的测定：参照国家标准《GB1732—93漆膜耐冲击性测定法》，用涂膜冲击器进行测定。将涂膜样板置于涂膜冲击器的枕垫上，使其紧贴于枕垫块凹孔，将涂膜面朝上，并且使受冲击点距离样板的边缘不少于20mm。解开冲击器右边的控制螺钉，重锤将会自由降落以冲击样板，然后取出样板，用四倍放大镜观察其是否有裂纹和剥落的现象。以下落最大高度与重锤的质量乘积(Kg·cm)来表示涂膜的耐冲击性能，通常重锤质量为1Kg。
实施例一:
(1)准确称取20份去离子水、0.3份聚乙烯醇、0.3份2-氨基-2-甲基-1-丙醇、0.4份十二烷基酚聚氧乙烯醚、0.25份5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、0.1份2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、0.05份甲醛浓缩液以及0.2份消泡剂，在分散机的作用下，以175r/min速度搅拌，待搅拌均匀；
(2)向(1)中加入8份钛白粉，并提高转速至900r/min，继续分散20min；
(3)继续提高转速至1300r/min，进行高速分散10min；
(4)降低转速至200r/min，加入25份环保净味乳液、0.8份环保成膜助剂以及3份防冻剂，待分散均匀；
(5)使用4份增稠剂调节溶液的粘度为85mpa·s。
实施例二：
(1)准确称取22份去离子水、0.4份聚乙烯醇、0.4份2-氨基-2-甲基-1-丙醇、0.45份十二烷基酚聚氧乙烯醚、0.375份5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、0.15份2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、0.075份甲醛浓缩液以及0.25份消泡剂，在分散机的作用下，以175r/min速度搅拌，待搅拌均匀；
(2)向(1)中加入9份钛白粉、8份矿物质粉、8份重钙以及1.2份聚二甲基硅氧烷，并提高转速至900r/min，继续分散20min；
(3)继续提高转速至1300r/min，进行高速分散10min；
(4)降低转速至200r/min，加入28份环保净味乳液、0.9份环保成膜助剂以及3.5份防冻剂，待分散均匀；
(5)使用4.5份增稠剂调节溶液的粘度为85mpa·s。
实施例三：
(1)准确称取25份去离子水、0.5份聚乙烯醇、0.5份2-氨基-2-甲基-1-丙醇、0.5份聚氧乙烯脂肪醇醚、0.5份5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、0.2份2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、0.1份甲醛浓缩液以及0.3份消泡剂，在分散机的作用下，以175r/min速度搅拌，待搅拌均匀；
(2)向(1)中加入10份钛白粉、9份矿物质粉、9份重钙以及1.4份聚二甲基硅氧烷，并提高转速至900r/min，继续分散20min；
(3)继续提高转速至1300r/min，进行高速分散10min；
(4)降低转速至200r/min，加入30份环保净味乳液、1份环保成膜助剂以及4份防冻剂，待分散均匀；
(5)使用5份增稠剂调节溶液的粘度为85mpa·s。
实施例四：
(1)准确称取28份去离子水、0.6份聚乙烯醇、0.6份2-氨基-2-甲基-1-丙醇、0.6份聚氧乙烯脂肪醇醚、0.5份5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、0.2份2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、0.1份甲醛浓缩液以及0.35份消泡剂，在分散机的作用下，以175r/min速度搅拌，待搅拌均匀；
(2)向(1)中加入10份钛白粉、10份矿物质粉、10份重钙以及1.6份聚二甲基硅氧烷，并提高转速至900r/min，继续分散20min；
(3)继续提高转速至1300r/min，进行高速分散10min；
(4)降低转速至200r/min，加入32份环保净味乳液、1.1份环保成膜助剂以及4.5份防冻剂，待分散均匀；
(5)使用6份增稠剂调节溶液的粘度为85mpa·s。
实施例五：
(1)准确称取30份去离子水、0.7份聚乙烯醇、0.7份2-氨基-2-甲基-1-丙醇、0.6份聚氧乙烯脂肪醇醚、0.5份5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、0.2份2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、0.1份甲醛浓缩液以及0.4份消泡剂，在分散机的作用下，以175r/min速度搅拌，待搅拌均匀；
(2)向(1)中加入10份钛白粉、12份矿物质粉、12份重钙以及1.8份聚二甲基硅氧烷，并提高转速至900r/min，继续分散20min；
(3)继续提高转速至1300r/min，进行高速分散10min；
(4)降低转速至200r/min，加入35份环保净味乳液、1.2份环保成膜助剂以及5份防冻剂，待分散均匀；
(5)使用6份增稠剂调节溶液的粘度为85mpa·s。
对比例一：
同实施例五相比，杀菌剂采用0.4份5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和0.4份2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮代替。
对比例二：
同实施例二相比，环保净味乳液中未添加改性负离子粉。
对比例三：
同实施例五相比未添加12份矿物质粉和12份重钙，而增加24份钛白粉的含量。
对比例四：
同实施例一相比，用相同份数的氨水取代2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
检测依据(1)的检测结果如下表所示：
通过上表可知，实施例所制备的涂料具有优异的除苯、除醛功能，而参照对比例可知，去除苯、甲醛的效果欠佳。
检测依据中(2)(3)(4)(5)的检测结果如下表所示：
通过上表可知，实施例所制备的涂料释放的负离子含量较多，而对比例涂料释放负离子的个数较少，实施例中的吸水率较低，具有较好的疏水性，具有优异的抗冲击强度，也就是说实施例制备的涂料的综合性能较优异。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种内墙负离子除甲醛涂料，其特征在于包括如下重量份的组分：
去离子水 20~30份；
环保净味乳液 25~35份；
防冻剂 3~5份；
增稠剂 4~6份；
钛白粉 8~12份；
杀菌剂 0.4~0.8份；
分散剂 0.3~0.9份；
润湿剂 0.4~0.6份；
2-氨基-2-甲基-1-丙醇 0.3~0.7份；
环保成膜助剂 0.8~1.2份；
消泡剂 0.2~0.4份；
所述环保净味乳液为丙烯酸酯与甲基丙烯酸酯以及改性负离子粉共聚合成的高分子乳液。
2.根据权利要求1所述的内墙负离子除甲醛涂料，其特征在于：所述增稠剂为丙烯酸酯类共聚物。
3.根据权利要求1所述的内墙负离子除甲醛涂料，其特征在于：所述杀菌剂为5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和甲醛浓缩液的混合物，所述5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、甲醛浓缩液三者的重量比为5:2:1。
4.根据权利要求1所述的内墙负离子除甲醛涂料，其特征在于：所述润湿剂包括十二烷基酚聚氧乙烯醚或者聚氧乙烯脂肪醇醚。
5.根据权利要求1所述的内墙负离子除甲醛涂料，其特征在于：所述环保成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯与干膜防霉剂的混合物，所述2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯与干膜防霉剂的重量比为3:2。
6.根据权利要求1所述的内墙负离子除甲醛涂料，其特征在于：所述分散剂为聚乙烯醇。
7.根据权利要求1所述的内墙负离子除甲醛涂料，其特征在于：所述消泡剂为有机硅化合物。
8.根据权利要求1所述的内墙负离子除甲醛涂料，其特征在于：还包括16~24份的矿物质粉与重钙的混合物，所述矿物质粉与重钙的重量比为1:1。
9.根据权利要求1所述的内墙负离子除甲醛涂料，其特征在于：还包括1.2~1.8份的自清洁助剂，所述自清洁助剂为聚二甲基硅氧烷。
10.一种内墙负离子除甲醛涂料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）准确称取20~30份去离子水、0.3~0.9份分散剂、0.8~1.2份2-氨基-2-甲基-1-丙醇、0.4~0.6份润湿剂、0.4~0.8份杀菌剂以及0.2~0.4份消泡剂，在分散机的作用下，以150~180r/min速度搅拌，待搅拌均匀；
（2）向（1）中加入8~12份钛白粉、16~24份矿物质粉与重钙的混合物以及1.2~1.8份自清洁助剂，并提高转速至800~900r/min，继续分散18~20min；
（3）继续提高转速至1200~1300r/min，进行高速分散10~12min；
（4）降低转速至200~300r/min，加入25~35份环保净味乳液、0.8~1.2份环保成膜助剂以及3~5份防冻剂，待分散均匀；
（5）使用4~6份增稠剂调节溶液的粘度为80~90mpa·s。
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