CN107418262B - 一种含有贝壳粉的环保型涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种含有贝壳粉的环保型涂料及其制备方法，涂料包括以下重量份原料组成：生物合成粘结剂40～70份、贝壳粉80～100份、高岭土20～30份、多孔淀粉10～20份、壳聚糖5～10份、驱蚊精油5～10份、除虫菊酯5～10份、乳化剂20～30份、分散剂5～8份、一水柠檬酸1～3份及水80～100份；所述生物合成粘结剂含有以下组分：魔芋葡甘聚糖、海藻酸钠、淀粉醋酸酯、羧甲基壳聚糖、聚乙烯醇及水。本发明的涂料可吸附降低空气中的甲醛与挥发性有害气体含量并具有驱蚊功效，防止日后蚊虫侵扰。

Description

一种含有贝壳粉的环保型涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料领域，特别涉及一种含有贝壳粉的环保型涂料及其制备方法。

背景技术

在建筑材料领域中，内墙涂料是用于建筑物内墙粉刷装饰的一种建材产品，是建筑物必须使用的材料，其使用量也是非常巨大的。然而，一些传统的内墙涂料组合物中可能导致不可忽略的甲醛、苯、氨、VOC等有害挥发成分的排放。据世界卫生组织的报告，现代人类68％的疾病都与室内空气污染有关。北京儿童医院的统计显示，90％的白血病患儿发病原因都是由甲醛污染引起的。据中国室内环境监测中心提供的数据，我国每年因室内空气污染引起的死亡人数达11.1万人。

随着人们对居住环境的标准的不断提高，人们已经不满足现在常规内墙涂料所具有一般功能，而希望利用室内涂料需要营造一个空气清新且无蚊虫侵扰的有助于生活和工作的室内环境。

发明内容

本发明的目的在于克服了上述缺陷，提供一种含有贝壳粉的环保型涂料及其制备方法，该环保型涂料采用纯天然原料、对人体无毒害且可吸附降低空气中的甲醛及挥发性有害气体含量，同时，该环保型涂料还具有驱蚊虫功效，防止日后蚊虫侵扰，该制备方法工艺简单，条件易控，可推广性强。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种含有贝壳粉的环保型涂料，包括以下重量份原料组成：生物合成粘结剂40～70份、贝壳粉80～100份、高岭土20～30份、多孔淀粉10～20份、壳聚糖5～10份、驱蚊精油5～10份、除虫菊酯5～10份、乳化剂20～30份、分散剂5～8份、一水柠檬酸1～3份及水80～100份；

所述生物合成粘结剂含有以下组分：魔芋葡甘聚糖、海藻酸钠、淀粉醋酸酯、羧甲基壳聚糖、聚乙烯醇及水。

本发明还提供了一种含有贝壳粉的环保型涂料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：分别将贝壳粉、高岭土及多孔淀粉粉碎，并过300目以上的筛网；

步骤2：将步骤1处理后的80～100重量份的贝壳粉、20～30重量份的高岭土加入温度为90～100℃的80～100重量份的水中同时加入20～30重量份的乳化剂，搅拌10～15min，再加入40～70重量份的生物合成粘结剂进行分散，分散的过程中加入5～8重量份的分散剂和1～3重量份的一水柠檬酸，然后加热至90～95℃并保温30～40min，并保温的过程伴随搅拌，得浆料，其中所述生物合成粘结剂含有以下组分：魔芋葡甘聚糖、海藻酸钠、淀粉醋酸酯、羧甲基壳聚糖、聚乙烯醇及水；

步骤3：将5～10重量份的驱蚊精油滴加至10～20重量份的多孔淀粉上，在常温下搅拌混合，然后至于35～60℃水浴保温24～48h制得多孔淀粉微胶囊，接着将多孔淀粉微胶囊与5～10重量份的壳聚糖放入混合机中混合，得到驱蚊粉；

步骤4：将步骤2所得的浆料冷却至50～60℃，然后加入5～10重量份的除虫菊酯和步骤3的驱蚊粉继续搅拌5～20min，调整pH值至7.0～7.5，得到目标成品。

本发明的有益效果在于：(1)本发明的涂料不含乳胶液、氨、苯类等有毒成分，有害挥发物VOC排放趋于零，可实现即涂即住；(2)本发明的涂料采用贝壳粉为主要填料，贝壳粉透气性及透水性好，涂刷后具有吸附和释放空气湿度的功能，具有良好的防潮效果，有质感，不挂霜；同时可以吸附降低空气中甲醛及有害气体含量的功能，与空气中的二氧化碳反应生成钙类化合物的硬质涂层，各组分间还出乎意料显示出协同增效的作用，使其综合性能提高；(3)贝壳粉含有天然的甲壳素粘结剂和活性物质，与上述生物合成粘结剂有着极好的亲和力，粘结效果好，贝壳粉含有甲壳素具有一定防腐功能，采用上述几种食品添加剂制成生物合成粘合剂，不仅粘结效果好，且安全无毒；(4)在不改变涂料原有涂饰工艺的条件下，在涂料中增加驱蚊、虫成分，即可利用建筑墙体防止蚊、虫的侵扰，而不必使用杀虫剂及其他化学试剂，实现后期室内环保无化学污染且不受蚊虫侵扰的目的；(5)本发明的制备方法，将驱蚊精油包封在多孔淀粉壳里，既有效地防止产品加工过程因处理不当，导致精油挥发，驱蚊效力降低的问题；又减少精油不稳定，与其他成分相互作用的问题，能减慢精油的挥发速度有效延长涂有本发明涂料墙体的驱蚊时间；同时能有效避免高温破坏驱蚊、虫药剂的有效成分；(6)本发明的制备方法，步骤简单，条件易控，可推广性强。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式详予说明。

本发明最关键的构思在于：通过将贝壳粉作为涂料的主要填料、采用生物合成粘结剂作为成膜物质制成涂料并在涂料中添加驱蚊虫组份以驱蚊虫，既有效避免了甲醛、苯、氨、VOC等有害挥发成份的排放，又利用贝壳粉吸附以降低室内的有害挥发气体，营造出一个空气清新且无蚊虫的室内环境。

本发明提供一种含有贝壳粉的环保型涂料，包括以下重量份原料组成：生物合成粘结剂40～70份、贝壳粉80～100份、高岭土20～30份、多孔淀粉10～20份、壳聚糖5～10份、驱蚊精油5～10份、除虫菊酯5～10份、乳化剂20～30份、分散剂5～8份、一水柠檬酸1～3份及水80～100份；

所述生物合成粘结剂含有以下重量份的组分：魔芋葡甘聚糖30～40份、海藻酸钠5～10份、淀粉醋酸酯10～20份、羧甲基壳聚糖10～15份、聚乙烯醇10～12份及水50～80份。

从上述描述可知，采用上述几种食品添加剂制成生物合成粘合剂，不仅粘结效果好，且安全无毒。

进一步的，所述分散剂为六偏磷酸钠。

进一步的，所述驱蚊精油为薰衣草精油、柠檬草精油、柚子皮精油、七里香精油、艾叶精油、樟树叶精油及薄荷精油中的一种或多种。

由上述描述可知，采用上述几种驱蚊精油，不仅驱蚊效果佳，且能在一定程度上掩盖本发明的涂料中贝壳粉的腥味，更好地实现即涂即住。

进一步的，所述贝壳粉、高岭土的粒径为48μm以下。

由上述描述可知，贝壳粉的粒径控制在48μm以下能进一步提升涂料的整体性能。

进一步的，所述多孔淀粉为多孔玉米淀粉、多孔木薯淀粉和多孔小麦淀粉中的一种或多种。

由上述描述可知，上述几种多孔淀粉的效果好且来源较广泛，可降低成本。

本发明还提供了一种含有贝壳粉的环保型涂料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：分别将贝壳粉、高岭土及多孔淀粉粉碎，并过300目以上的筛网；

步骤2：将步骤1处理后的80～100重量份的贝壳粉、20～30重量份的高岭土加入温度为90～100℃的80～100重量份的水中同时加入20～30重量份的乳化剂，搅拌10～15min，再加入40～70重量份的生物合成粘结剂进行分散，分散的过程中加入5～8重量份的分散剂和1～3重量份的一水柠檬酸，然后加热至90～95℃并保温30～40min，并保温的过程伴随搅拌，得浆料，其中所述生物合成粘结剂含有以下组分：魔芋葡甘聚糖、海藻酸钠、淀粉醋酸酯、羧甲基壳聚糖、聚乙烯醇及水；

步骤3：将5～10重量份的驱蚊精油滴加至10～20重量份的多孔淀粉上，在常温下搅拌混合，然后至于35～60℃水浴保温24～48h制得多孔淀粉微胶囊，接着将多孔淀粉微胶囊与5～10重量份的壳聚糖放入混合机中混合，得到驱蚊粉；

步骤4：将步骤2所得的浆料冷却至50～60℃，然后加入5～10重量份的除虫菊酯和步骤3的驱蚊粉继续搅拌5～20min，调整pH值至7.0～7.5，得到目标成品。

本发明的原理为：贝壳粉是将人工养殖和天然的贝壳通过高温煅烧、粉碎后制成。其组成成分为碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙等钙化物，本身为多孔状，具有吸附、分解(甲醛、苯、TVOC、氨气)的作用及调节空气湿度、消除异味功能。钙的化合物在生活中多用于除味剂，因此贝壳粉可以对室内烟味、婴幼儿、病人、宠物、霉菌所散发的气味以及室内杂味都具有有效的祛除作用，尤其对烟在室内所散发的一氧化碳和浮游粉尘量具有吸附作用。贝壳粉其成分100％为钙，因此具有很好的防静电性能。同时烧制的贝壳粉对包括大肠杆菌、沙门氏菌、黄色葡萄糖菌等在内的多种细菌有极强的抗菌和杀菌作用，而且具有防腐、防霉的功能。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：(1)本发明的涂料不含乳胶液、氨、苯类等有毒成分，有害挥发物VOC排放趋于零，可实现即涂即住；(2)本发明的涂料采用贝壳粉为主要填料，贝壳粉透气性及透水性好，涂刷后具有吸附和释放空气湿度的功能，具有良好的防潮效果，有质感，不挂霜；同时可以吸附降低空气中甲醛及有害气体含量的功能，与空气中的二氧化碳反应生成钙类化合物的硬质涂层，各组分间还出乎意料显示出协同增效的作用，使其综合性能提高；(3)贝壳粉含有天然的甲壳素粘结剂和活性物质，与上述生物合成粘结剂有着极好的亲和力，粘结效果好，贝壳粉含有甲壳素具有一定防腐功能，采用上述几种食品添加剂制成生物合成粘合剂，不仅粘结效果好，且安全无毒；(4)在不改变涂料原有涂饰工艺的条件下，在涂料中增加驱蚊、虫成分，即可利用建筑墙体防止蚊、虫的侵扰，而不必使用杀虫剂及其他化学试剂，实现后期室内环保无化学污染且不受蚊虫侵扰的目的；(5)本发明的制备方法，将驱蚊精油包封在多孔淀粉壳里，既有效地防止产品加工过程因处理不当，导致精油挥发，驱蚊效力降低的问题；又减少精油不稳定，与其他成分相互作用的问题，能减慢精油的挥发速度有效延长涂有本发明涂料墙体的驱蚊时间；同时能有效避免高温破坏驱蚊、虫药剂的有效成分；(6)本发明的制备方法，步骤简单，条件易控，可推广性强。

实施例1

一种含有贝壳粉的环保型涂料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：分别将贝壳粉、高岭土及多孔淀粉粉碎，并过300目以上的筛网；

步骤2：将步骤1处理后的80g的贝壳粉、20g的高岭土加入温度为90℃的80g的水中同时加入20g的乳化剂，搅拌10min，再加入40g的生物合成粘结剂进行分散，分散的过程中加入5g的六偏磷酸钠和1g的一水柠檬酸，然后加热至90～℃并保温30min，并保温的过程伴随搅拌，得浆料，其中40g的生物合成粘结剂中含有15g魔芋葡甘聚糖、5g海藻酸钠、2g淀粉醋酸酯、5g羧甲基壳聚糖、3g聚乙烯醇及10g水；

步骤3：将5g的驱蚊精油(薰衣草精油、七里香精油、艾叶精油、樟树叶精油及薄荷精油各1g)滴加至10g的多孔淀粉(多孔玉米淀粉与多孔木薯淀粉各5g)上，在常温下搅拌混合，然后至于35℃水浴保温48h制得多孔淀粉微胶囊，接着将多孔淀粉微胶囊与5g的壳聚糖放入混合机中混合，得到驱蚊粉；

步骤4：将步骤2所得的浆料冷却至50℃，然后加入5g的除虫菊酯和步骤3的驱蚊粉继续搅拌5min，调整pH值至7.0～7.5，得到目标成品。

实施例2

一种含有贝壳粉的环保型涂料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：分别将贝壳粉、高岭土及多孔淀粉粉碎，并过300目以上的筛网；

步骤2：将步骤1处理后的100g的贝壳粉、30g的高岭土加入温度为100℃的100g的水中同时加入30g的乳化剂，搅拌15min，再加入70g的生物合成粘结剂进行分散，分散的过程中加入8g的六偏磷酸钠和3g的一水柠檬酸，然后加热至95℃并保温40min，并保温的过程伴随搅拌，得浆料，其中70g的生物合成粘结剂含有27g魔芋葡甘聚糖、8.75g海藻酸钠、3.5g淀粉醋酸酯、8.75g羧甲基壳聚糖、4.5g聚乙烯醇及17.5g水；

步骤3：将10g的驱蚊精油(薰衣草精油、柠檬草精油、柚子皮精油、樟树叶精油及薄荷精油各2g)滴加至20g的多孔淀粉(多孔玉米淀粉10g、多孔木薯淀粉5g和多孔小麦淀粉5g)上，在常温下搅拌混合，然后至于60℃水浴保温24h制得多孔淀粉微胶囊，接着将多孔淀粉微胶囊与10g的壳聚糖放入混合机中混合，得到驱蚊粉；

步骤4：将步骤2所得的浆料冷却至60℃，然后加入10g的除虫菊酯和步骤3的驱蚊粉继续搅拌20min，调整pH值至7.0～7.5，得到目标成品。

实施例3

一种含有贝壳粉的环保型涂料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：分别将贝壳粉、高岭土及多孔淀粉粉碎，并过300目以上的筛网；

步骤2：将步骤1处理后的90g的贝壳粉、25g的高岭土加入温度为95℃的90g的水中同时加入25g的乳化剂，搅拌13min，再加入55g的生物合成粘结剂进行分散，分散的过程中加入6.5g的六偏磷酸钠和2g的一水柠檬酸，然后加热至93℃并保温35min，并保温的过程伴随搅拌，得浆料，其中55g的生物合成粘结剂含有20.675g魔芋葡甘聚糖、6.875g海藻酸钠、2.7g淀粉醋酸酯、6.875g羧甲基壳聚糖、4.125g聚乙烯醇及13.75g水；

步骤3：将7.5g的驱蚊精油(薰衣草精油、七里香精油、艾叶精油、樟树叶精油及薄荷精油各1。5g)滴加至15g的多孔淀粉(多孔玉米淀粉、多孔木薯淀粉和多孔小麦淀粉各5g)上，在常温下搅拌混合，然后至于50℃水浴保温36h制得多孔淀粉微胶囊，接着将多孔淀粉微胶囊与7.5g的壳聚糖放入混合机中混合，得到驱蚊粉；

步骤4：将步骤2所得的浆料冷却至55℃，然后加入7.5g的除虫菊酯和步骤3的驱蚊粉继续搅拌15min，调整pH值至7.0～7.5，得到目标成品。

实施例4甲醛净化性能测试及驱蚊试验

依据JC/T1074-2008《室内空气净化材料功能涂覆材料净化性能》所规定的标准方式对所制备得到的涂料的净化效果进行测试，通过测定日光灯下密闭空间实验前和24小时后的甲醛浓度而计算得出最终的甲醛清除率，具体计算如下：甲醛清除率(％)＝(初始甲醛浓度-24小时后甲醛浓度)/初始甲醛浓度×100％。最终清除结果如表1所示。

参照中华人民共和国国家标准，农药登记卫生用杀虫剂的室内药效评价驱避剂(GB/T17355.10-1998)的方法进行驱蚊实验。

攻击力测试：在长×宽×高为30cm×30cm×60cm的蚊笼内放入300只4～5日龄未吸血的白纹伊蚊雌蚊。剪除小鼠腹部长毛后，将脱毛剂涂于腹部，5min后用纸巾擦去，用自来水冲洗干净，用棉球擦干。脱毛时间不应过长，否则会破坏小鼠的皮肤。将试验小鼠固定在夹放老鼠的塑料板内，腹部对准放于镂空的圆形区域(直径2.5cm)，四肢和尾巴用胶带严密缠绕，遮蔽皮肤。将试鼠放入蚊笼内2min，前来停落的试虫多于20只者为攻击力合格，此鼠及该笼蚊虫可用于驱避试验。

驱蚊试验：取12只小鼠分4组，用上述的方法脱毛处理。将4组试鼠分别放入蚊笼(内有50只左右雌蚊)，蚊笼分别置于涂有实施例1～3的涂料的室内(涂料涂在墙上2个月)及普通市售涂料的室内(对比例，涂料涂在墙上2个月)，打开蚊笼，然后1h后观察每个房间的蚊虫数量，记录刺叮小鼠的蚊虫数量，每间隔1h观察是否有蚊虫叮咬，共观察5h，每次观察5min。计算各组的蚊虫叮咬总数及最终房间的蚊虫数量。实验结果见表1：

组别	甲醛清除率(％)	蚊虫叮蛟总数/最终房间蚊虫数
			实施例1	99.86	15/2
实施例2	99.94	10/0
			实施例3	98.93	12/3
对比例(市售涂料)	52.63	100/40

从表1可以明显看出，实施例1-3具有较强的甲醛清除效果及显著的驱蚊效果。

综上所述，本发明提供的含有贝壳粉的环保型涂料及其制备方法，本发明的涂料不含乳胶液、氨、苯类等有毒成分，有害挥发物VOC排放趋于零，可实现即涂即住；本发明的涂料采用贝壳粉为主要填料，贝壳粉透气性及透水性好，涂刷后具有吸附和释放空气湿度的功能，具有良好的防潮效果，有质感，不挂霜；同时可以吸附降低空气中甲醛及有害气体含量的功能，与空气中的二氧化碳反应生成钙类化合物的硬质涂层，各组分间还出乎意料显示出协同增效的作用，使其综合性能提高；贝壳粉含有天然的甲壳素粘结剂和活性物质，与上述生物合成粘结剂有着极好的亲和力，粘结效果好，贝壳粉含有甲壳素具有一定防腐功能，采用上述几种食品添加剂制成生物合成粘合剂，不仅粘结效果好，且安全无毒；在不改变涂料原有涂饰工艺的条件下，在涂料中增加驱蚊、虫成分，即可利用建筑墙体防止蚊、虫的侵扰，而不必使用杀虫剂及其他化学试剂，实现后期室内环保无化学污染且不受蚊虫侵扰的目的；本发明的制备方法，将驱蚊精油包封在多孔淀粉壳里，既有效地防止产品加工过程因处理不当，导致精油挥发，驱蚊效力降低的问题；又减少精油不稳定，与其他成分相互作用的问题，能减慢精油的挥发速度有效延长涂有本发明涂料墙体的驱蚊时间；同时能有效避免高温破坏驱蚊、虫药剂的有效成分；本发明的制备方法，步骤简单，条件易控，可推广性强。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种含有贝壳粉的环保型涂料，其特征在于，包括以下重量份原料组成：生物合成粘结剂40～70份、贝壳粉80～100份、高岭土20～30份、多孔淀粉10～20份、壳聚糖5～10份、驱蚊精油5～10份、除虫菊酯5～10份、乳化剂20～30份、分散剂5～8份、一水柠檬酸1～3份及水80～100份；

所述生物合成粘结剂含有以下组分：魔芋葡甘聚糖、海藻酸钠、淀粉醋酸酯、羧甲基壳聚糖、聚乙烯醇及水。

2.根据权利要求1所述的含有贝壳粉的环保型涂料，其特征在于，所述分散剂为六偏磷酸钠。

3.根据权利要求1所述的含有贝壳粉的环保型涂料，其特征在于，所述驱蚊精油为薰衣草精油、柠檬草精油、柚子皮精油、七里香精油、艾叶精油、樟树叶精油及薄荷精油中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的含有贝壳粉的环保型涂料，其特征在于，所述贝壳粉、高岭土的粒径为48μm以下。

5.根据权利要求1所述的含有贝壳粉的环保型涂料，其特征在于，所述多孔淀粉为多孔玉米淀粉、多孔木薯淀粉和多孔小麦淀粉中的一种或多种。

6.一种含有贝壳粉的环保型涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：分别将贝壳粉、高岭土及多孔淀粉粉碎，并过300目以上的筛网；

步骤2：将步骤1处理后的80～100重量份的贝壳粉、20～30重量份的高岭土加入温度为90～100℃的80～100重量份的水中同时加入20～30重量份的乳化剂，搅拌10～15min，再加入40～70重量份的生物合成粘结剂进行分散，分散的过程中加入5～8重量份的分散剂和1～3重量份的一水柠檬酸，然后加热至90～95℃并保温30～40min，并保温的过程伴随搅拌，得浆料，其中所述生物合成粘结剂含有以下组分：魔芋葡甘聚糖、海藻酸钠、淀粉醋酸酯、羧甲基壳聚糖、聚乙烯醇及水；

步骤3：将5～10重量份的驱蚊精油滴加至10～20重量份的多孔淀粉上，在常温下搅拌混合，然后至于35～60℃水浴保温24～48h制得多孔淀粉微胶囊，接着将多孔淀粉微胶囊与5～10重量份的壳聚糖放入混合机中混合，得到驱蚊粉；

步骤4：将步骤2所得的浆料冷却至50～60℃，然后加入5～10重量份的除虫菊酯和步骤3的驱蚊粉继续搅拌5～20min，调整pH值至7.0～7.5，得到目标成品。