CN106904880A - 一种具有抗菌功能的矿棉板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种具有抗菌功能的矿棉板和制备所述矿棉板的方法，其中，所述矿棉板的板坯表面喷涂有水性涂料，所述水性涂料包括占板坯质量的2～4％的尖晶石型铁酸盐，所述方法包括以下步骤：将矿棉纤维加入水中，搅拌；加入无机增强纤维和粘结剂，搅拌；加入絮凝剂，搅拌，过滤，成型，180～200℃下干燥1～2h，制得厚度为10～20mm的板坯；在制得的板坯表面喷涂包括尖晶石型铁酸盐的水性涂料，即可制得具有抗菌功能的矿棉板。本申请的矿棉板在可见光区就具有光催化杀菌功能、抗弯曲强度高、体积密度低、无毒、不燃，并且矿棉板的制备过程简单、节能。

Description

一种具有抗菌功能的矿棉板及其制备方法

技术领域

本申请涉及一种矿棉板及其制备方法，特别涉及一种具有抗菌功能的矿棉板及其制备方法。

背景技术

健康是每个人都关心的问题，而生活与工作环境直接或间接地影响着我们的健康。自然界的有害细菌、真菌和病毒等微生物是使人类遭受传染、诱发疾病的主要原因。这些有害微生物常常生活在室内墙壁或者天花板上，通过空气传播，致使人们出现各种各样的疾病，危害着人们的身体健康。因此从建筑材料入手，制造具有抗菌功能的建筑材料，切断致病源，是一种切实有效的方法。

抗菌材料是具有杀菌、抑菌性能的新型功能材料。目前的抗菌材料五花八门，有无机的、有机的和天然生物的等等。无机抗菌材料是上世纪80年代中期发展起来的一类抗菌材料，主要包括金属元素抗菌材料、光催化抗菌材料和纳米抗菌材料等。长效性、广谱性、高效性和安全性是抗菌材料的关键所在，但是在众多的抗菌材料中，只有无机光催化抗菌材料能够满足这些性能。

目前关于光催化材料的抗菌作用的研究较少，利用无机光催化抗菌材料制备具有抗菌功能的矿棉板的研究也较少，并且大多数已知的无机光催化抗菌材料需要在紫外光光照下才能被激发而发生光催化反应，由于紫外光线对人体会产生一定的危害，并且对太阳光的利用率太低，其应用受到一定程度的限制。因此，需要开发更多的可广泛应用的无机光催化抗菌材料，并将其用于制备具有抗菌功能的矿棉板。

发明内容

本申请的目的是提供一种具有抗菌功能的矿棉板。

本申请所提供的具有抗菌功能的矿棉板，所述矿棉板的板坯表面喷涂有水性涂料，所述水性涂料包括占板坯质量的2～4％的尖晶石型铁酸盐。

在本申请中，术语“板坯”表示制备矿棉板的原料经搅拌、过滤、成型和干燥后得到的板材。

在本申请中，“水性涂料”为已知的可用于矿棉板喷涂的水性涂料，并且对水性涂料的用量没有要求。

在一些实施方式中，所述水性涂料在板坯表面的喷涂厚度为0.2mm左右。

在一些实施方式中，所述尖晶石型铁酸盐选自由尖晶石型铁酸锌、尖晶石型铁酸镍和尖晶石型铁酸钴组成的组。

在一些实施方式中，所述尖晶石型铁酸盐为尖晶石型铁酸锌。

在一些实施方式中，所述尖晶石型铁酸盐的粒径为50nm～10μm。

在一些实施方式中，所述板坯包括65～75质量％的矿棉纤维、5～10质量％的无机增强纤维、15～25质量％的粘结剂和0.5～1质量％的絮凝剂。

在一些实施方式中，所述无机增强纤维选自由硅灰石纤维、水镁石纤维和海泡石绒组成的组；所述粘结剂为粘土和淀粉；所述絮凝剂选自由硫酸铝、聚丙烯酰胺、氯化铁、硫酸亚铁和聚合氯化铝组成的组。

本申请的另一目的是提供一种制备具有抗菌功能的矿棉板的方法，所述方法包括以下步骤：

将矿棉纤维加入水中，搅拌；

加入无机增强纤维和粘结剂，搅拌；

加入絮凝剂，搅拌，过滤，成型，180～200℃下干燥1～2h，制得板坯；

在制得的板坯表面喷涂包括占板坯质量的2～4％的尖晶石型铁酸盐的水性涂料，即可制得厚度为10～20mm的具有抗菌功能的矿棉板。

本申请具有以下优点：

1、尖晶石型铁酸盐作为无机光催化抗菌材料时对激发光源的波长没有要求，本申请在制备矿棉板的最后一步使用包括尖晶石型铁酸盐的水性涂料喷涂板坯，从而使得制备的矿棉板在普通照明灯光照射下就具有光催化杀菌功能，从而在可见光区进行光催化杀菌，实现室内空气净化，避免了紫外光对人体的伤害，且节省了特定激发光源装置。

2、将尖晶石型铁酸盐直接加入水性涂料中，然后将水性涂料喷涂在板坯表面就可以使尖晶石型铁酸盐均匀地分布在板坯表面，矿棉板的制备过程简单。

3、通过调节矿棉纤维与制备矿棉板的其他组分之间的比例，使得制备的矿棉板在保证了抗菌和低导热功能的基础上，抗弯曲强度得到了提高，体积密度得到了降低。

4、制备矿棉板的过程在低温状态下进行，不需要煅烧和烧结，生产过程节能。

5、本申请所采用的原料全部是无机材料，所制备的矿棉板无毒、不燃，为环保型材料。

具体实施方式

下面通过实施例来描述本申请的实施方式，本领域的技术人员应当认识到，这些具体的实施例仅表明为了达到本申请的目的而选择的实施技术方案，并不是对技术方案的限制。根据本申请的教导，结合现有技术对本申请技术方案的改进是显然的，均属于本申请保护的范围。

以下实施例中所使用的试剂均为普通市售商品。

实施例1

将100克矿棉纤维分散到3.0L水中；然后加入10克硅灰石纤维、15克粘土、10克淀粉，继续搅拌；加入1.0克硫酸铝，搅拌1分钟后过滤，成型，180℃干燥1h后制得板坯；最后将包括3克粒径为50～100nm的尖晶石型铁酸锌粉体的水性涂料喷涂在板坯表面，获得具有抗菌功能的矿棉板，厚度为12mm。

实施例2

将100克矿棉纤维分散到3.0L水中；然后加入10克水镁石纤维、20克粘土、10克淀粉，继续搅拌；加入1.0克聚丙烯酰胺，搅拌1分钟后过滤，成型，180℃干燥1h后制得板坯；最后将包括5克粒径为50～100nm的尖晶石型铁酸锌粉体的水性涂料喷涂在板坯表面，获得具有抗菌功能的矿棉板，厚度为12mm。

实施例3

本实施例与实施例2的制备过程大致相同，不同之处在于尖晶石型铁酸盐为尖晶石型铁酸镍，无机增强纤维为海泡石绒。

实施例4

本实施例与实施例2的制备过程大致相同，不同之处在于尖晶石型铁酸盐为尖晶石型铁酸钴。

测试例

取实施例1-4制备的矿棉板，依据GB/T 25998-2010(矿物棉装饰吸声板)测定抗折强度；依据GB/T10295-2008(绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法)及ASTM C518-04(用热流计法测定稳态热通量和热传递特性的试验方法)，采用平板热流计法，用DRPL-I导热系数测试仪测定导热系数；依据GB/T 21510-2008和GB/T 23763-2009，以20W的节能灯作为激发光源，以具有代表性的革兰氏阴、阳性菌―大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为杀灭对象，于37℃温度下进行24小时的光催化灭菌实验，然后测定杀灭率，其结果见表1。

表1

从表1的数据可以看出，本申请实施例1-4制得的矿棉板具有优良的光催化活性，能够有效杀灭空气中的细菌，其中，实施例2-4中的无机光催化抗菌材料用量相同，但是实施例2采用尖晶石型铁酸锌作为无机光催化抗菌材料，相较于实施例3和4分别采用尖晶石型铁酸镍和尖晶石型铁酸钴，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀灭率至少要高6％，说明尖晶石型铁酸锌的抗菌作用更好。

目前市面上的12mm厚矿棉板的弯曲强度一般在100N左右，体积密度在340kg/m³左右，导热系数在0.055W/m·K左右，可见本申请实施例1-4制得的矿棉板在保证了抗菌和低导热功能的基础上，还具有高强度和低密度的优点。

所述仅为本申请的优选实施例，并非对本申请作出任何形式上和实质上的限制。本领域的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，当可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更改、修饰与演变的等同变化均为本申请的等效实施例；同时，凡依据本申请的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更改、修饰与演变等均在本申请的由权利要求界定的范围内。

Claims (7)

1.一种具有抗菌功能的矿棉板，其特征在于，所述矿棉板的板坯表面喷涂有水性涂料，所述水性涂料包括占板坯质量的2～4％的尖晶石型铁酸盐。

2.根据权利要求1所述的具有抗菌功能的矿棉板，其中，所述尖晶石型铁酸盐选自由尖晶石型铁酸锌、尖晶石型铁酸镍和尖晶石型铁酸钴组成的组。

3.根据权利要求2所述的具有抗菌功能的矿棉板，其中，所述尖晶石型铁酸盐为尖晶石型铁酸锌。

4.根据权利要求1所述的具有抗菌功能的矿棉板，其中，所述尖晶石型铁酸盐的粒径为50nm～10μm。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的具有抗菌功能的矿棉板，其中，所述板坯包括65～75质量％的矿棉纤维、5～10质量％的无机增强纤维、15～25质量％的粘结剂和0.5～1质量％的絮凝剂。

6.根据权利要求5所述的具有抗菌功能的矿棉板，其中，所述无机增强纤维选自由硅灰石纤维、水镁石纤维和海泡石绒组成的组；所述粘结剂为粘土和淀粉；所述絮凝剂选自由硫酸铝、聚丙烯酰胺、氯化铁、硫酸亚铁和聚合氯化铝组成的组。

7.一种制备根据权利要求5或6所述的具有抗菌功能的矿棉板的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将矿棉纤维加入水中，搅拌；

加入无机增强纤维和粘结剂，搅拌；

加入絮凝剂，搅拌，过滤，成型，180～200℃下干燥1～2h，制得板坯；

在制得的板坯表面喷涂包括尖晶石型铁酸盐的水性涂料，即可制得厚度为10～20mm的具有抗菌功能的矿棉板。