CN107698230A - 一种调湿抗菌净化空气释放负离子的复合多功能室内壁材 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种调湿抗菌净化空气释放负离子的复合多功能室内壁材，包括复合功能材料、填料和助剂，复合功能材料为ZnO/TiO2/电气石/多孔矿物复合材料；填料包括重钙粉、煅烧高岭土和硅砂；助剂包括可分散胶粉、增稠剂、木质纤维和减水剂；各组分的质量配比为：复合功能材料30‑50%、重钙粉20‑30%、煅烧高岭土10‑20%、硅砂5‑10%、可分散胶粉2‑4%、增稠剂1‑2%、木质纤维1‑2%、减水剂1‑2%。本发明通过浸渍煅烧法或水解沉淀法将纳米TiO2颗粒、纳米ZnO颗粒、超细电气石颗粒负载在多孔矿物的表面上，制得ZnO/TiO2/电气石/多孔矿物复合材料，然后再与相应的填料和助剂搅拌混合制得室内壁材，有效的解决了纳米TiO2粉体、纳米ZnO粉体以及超细电气石粉在室内壁材中团聚现象严重的问题。

Description

一种调湿抗菌净化空气释放负离子的复合多功能室内壁材
技术领域
本发明公开了一种调湿抗菌净化空气释放负离子的复合多功能室内壁材，属于室内装修用建材技术领域。
背景技术
目前，室内壁材的功能主要集中于调湿、抗菌、空气净化和释放负离子。
调湿功能主要基于硅藻土、海泡石、凹凸棒石等多孔矿物的强吸附性。由于这些多孔矿物具有发达的孔道结构和大的比表面积，对水分子具有吸附、脱附作用，所以能够自动调节室内环境湿度，即当室内环境湿度较高时可以吸湿，以降低室内环境湿度，当室内湿度较低时可以放湿，以提升室内环境湿度。
空气净化功能主要基于光催化材料纳米TiO2。纳米TiO2在紫外光或太阳光照条件下可以产生高活性的光生电子-空穴对，光生电子可以与纳米TiO2颗粒表面的O2发生还原反应并生成H2O2及活性氧，光生空穴可以与纳米TiO2颗粒表面的H2O和羟基发生氧化反应并生成羟基自由基。H2O2、活性氧和羟基自由基可以将甲醛、甲苯等多种室内空气有机污染物彻底分解为CO2和H2O等无机小分子。此外，H2O2和活性氧还可以破坏细菌、霉菌的细胞膜，抑制细菌的活性，并分解细菌死亡后产生的内毒素，还可以捕捉杀除空气中的浮游细菌，所以纳米TiO2同时也具有一定的抗菌功能。
抗菌功能主要基于无机抗菌剂纳米ZnO。纳米ZnO可以释放锌离子，锌离子穿透细胞膜进入细胞内部，使细胞内的蛋白质变性和生理活性被破坏，从而导致细胞死亡。而且，当菌体被杀灭后，锌离子可以游离出来重新接触和杀灭其他菌体，所以纳米ZnO具有长效的杀菌能力。另外，纳米ZnO也是一种光催化材料，与上述纳米TiO2的光催化原理相同，在紫外光或太阳光照下，同样发生光催化氧化还原反应，生成的H2O2和活性氧也可以杀死细菌，生成的多种活性基团也可以降解多种室内空气有机污染物。
释放负离子功能主要基于电气石粉体。电气石独特的晶体结构使其周围存在永久静电场，具有压电性和热电性。当温度或压力变化时，电气石产生的电极能使周围空气中的水分子发生微弱的电解作用，分解成H+和OH-；OH-与其他水分子结合形成了负离子团，逸散到空气中即形成负离子。而且，电气石的粒度越细，负离子释放量越大，所以通常选用的超细电气石粉。
目前，为了使室内壁材具有调湿、抗菌、净化空气和释放负离子多种功能，通常是将多孔矿物粉体分别与纳米TiO2粉体、纳米ZnO粉体、超细电气石粉进行干粉搅拌混合。由于纳米TiO2粉体、纳米ZnO粉体、超细电气石粉的比表面积大和表面自由能高，处于能量不稳定状态，极容易团聚成二次大颗粒，所以在干粉搅拌混合过程中分散比较困难，存在大量的团聚现象，抑制了室内壁材各项功能的正常发挥，而且还导致功能粉体加入量大造成浪费、产品成本高的问题。另外，由于纳米TiO2粉体、纳米ZnO粉体、超细电气石粉没有与大颗粒矿物组分牢固结合，受到外力的刮擦以及风力极容易脱落下来，而纳米粉体颗粒极细难以沉降，长时间漂浮在空气中对人体健康会产生一定的危害。
发明内容
针对上述干粉搅拌混合方法中存在的缺陷，本发明提供了一种调湿抗菌净化空气释放负离子的复合多功能室内壁材，通过浸渍煅烧法或水解沉淀法将纳米TiO2颗粒、纳米ZnO颗粒、超细电气石颗粒负载在多孔矿物（海泡石、凹凸棒石和硅藻土）的表面上，制得ZnO/TiO2/电气石/多孔矿物复合材料，然后再与相应的填料、助剂搅拌混合制得室内壁材，可以有效的解决纳米TiO2粉体、纳米ZnO粉体以及超细电气石粉在室内壁材中团聚现象严重的问题。
本发明采用的技术方案：一种调湿抗菌净化空气释放负离子的复合多功能室内壁材，主要包括复合功能材料、填料和助剂，所述复合功能材料为ZnO/TiO2/电气石/多孔矿物复合材料；所述填料包括重钙粉、煅烧高岭土和硅砂；所述助剂包括可分散胶粉、增稠剂、木质纤维和减水剂；各组分的质量配比为：复合功能材料30-50%、重钙粉20-30%、煅烧高岭土10-20%、硅砂5-10%、可分散胶粉2-4%、增稠剂1-2%、木质纤维1-2%、减水剂1-2%。
进一步优化的，所述复合功能材料为ZnO/TiO2/电气石/海泡石/硅藻土复合材料，按照如下工艺步骤制备：（1）按质量配比硅藻土20-40%、海泡石 20-40%、超细电气石粉10-20%、纳米TiO2粉体5-10%、纳米ZnO粉体5-10%分别称取各原料备用；（2）将称取的纳米TiO2粉体、纳米ZnO粉体和超细电气石粉加入水中并充分搅拌分散，配制成质量浓度为2-4%的悬浮液；（3）将称取的海泡石和硅藻土加入悬浮液中，搅拌混合1-2h后进行过滤；（4）过滤产物经烘干后，在300-400℃下煅烧1-2h，即得到ZnO/TiO2/电气石/海泡石/硅藻土复合材料。
进一步优化的，所述复合功能材料为ZnO/TiO2/电气石/海泡石/硅藻土复合材料，按照如下工艺步骤制备：（1）按质量配比硅藻土20-40%、海泡石 20-40%、超细电气石粉5-10%、TiOSO4粉末10-15%、ZnSO4粉末10-15%配制混合粉体，按液固比40-50:1向混合粉体内加水并充分搅拌均匀；（2）向溶液内缓慢滴入质量浓度10%的稀氨水调节溶液pH并快速搅拌溶液，直到溶液的pH值为6-7；（3）将得到的沉淀物进行过滤并用水洗涤，然后进行烘干；（4）将烘干后产物在400-500℃下煅烧2-3h，即得到ZnO/TiO2/电气石/海泡石/硅藻土复合材料。
进一步优化的，所述复合功能材料为ZnO/TiO2/电气石/凹凸棒石/硅藻土复合材料，按照如下工艺步骤制备：（1）按质量配比硅藻土20-40%、凹凸棒石 20-40%、超细电气石粉10-20%、纳米TiO2粉体5-10%、纳米ZnO粉体5-10%分别称取各原料备用；（2）将称取的纳米TiO2粉体、纳米ZnO粉体和超细电气石粉加入水中并充分搅拌分散，配制成质量浓度为3-5%的悬浮液；（3）将称取的凹凸棒石和硅藻土加入悬浮液中，搅拌混合1-2h后进行过滤；（4）过滤产物经烘干后，在300-400℃下煅烧1-2h，即得到ZnO/TiO2/电气石/凹凸棒石/硅藻土复合材料。
进一步优化的，所述复合功能材料为ZnO/TiO2/电气石/凹凸棒石/硅藻土复合材料，按照如下工艺步骤制备：（1）按质量配比硅藻土20-40%、凹凸棒石 20-40%、超细电气石粉5-10%、TiOSO4粉末10-15%、ZnSO4粉末10-15%配制混合粉体，按液固比30-40:1向混合粉体内加水并充分搅拌均匀；（2）向溶液内缓慢滴入质量浓度10%的稀氨水调节溶液pH并快速搅拌溶液，直到溶液的pH值为6-7；（3）将得到的沉淀物进行过滤并用水洗涤，然后进行烘干；（4）将烘干后产物在400-500℃下煅烧2-3h，即得到ZnO/TiO2/电气石/凹凸棒石/硅藻土复合材料。
更进一步优化的，所述海泡石为细丝纤维结构，纯度超过90%，粒度为325-500目；所述凹凸棒石为棒状或针状纤维结构，纯度超过90%，粒度为325-500目；所述硅藻土纯度超过90%，粒度为325-500目；所述超细电气石粉纯度超过90%，粒度为0.1-1μm；所述纳米TiO2粉体为锐钛型，粒度为10-50 nm；所述纳米ZnO粉体粒度为10-50 nm。
本发明中采用浸渍煅烧法或水解沉淀法，将纳米TiO2颗粒、纳米ZnO颗粒、超细电气石颗粒相对均匀的负载在多孔矿物海泡石、凹凸棒石和硅藻土上，而且经煅烧处理后颗粒在多孔矿物表面进一步牢固结合，从而避免了纳米TiO2粉体、纳米ZnO粉体和超细电气石粉在室内壁材中团聚现象严重的问题。另外，在浸渍煅烧法中未被海泡石、凹凸棒石和硅藻土吸附的纳米TiO2颗粒、纳米ZnO颗粒、超细电气石颗粒在过滤过程中进入滤液，将滤液蒸发可以使其析出实现回收和重复利用。
更进一步优化的，所述重钙粉的粒度为500-800目，白度不低于90%；所述煅烧高岭土的粒度为800-1250目，白度不低于90%；所述硅砂的粒度为80-200目，SiO2含量超过95%。填料中的硅砂主要作为骨料，提升室内壁材的强度。硅藻土和海泡石的粒度为325-500目，重钙粉的粒度为500-800目，煅烧高岭土的粒度为800-1250目，粒度依次减小，从而实现在粒度上的复配，通过重钙粉和煅烧高岭土提升室内壁材的可塑性、耐久性、内部附着力、耐擦洗性等性能，也同时降低了产品的成本。
更进一步优化的，所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素中的任意一种；所述木质纤维的直径为5-25um，长度为3-6mm；所述可分散胶粉为乙烯/醋酸乙烯酯共聚物和/或丙烯酸共聚物；所述减水剂为聚羧酸类减水剂。助剂主要用于提升室内壁材的施工性能，增稠剂可以防止室内壁材干燥太快导致的龟裂现象；木质纤维具有导水保水的作用，还可以提升室内壁材的抗裂强度，防止涂层开裂；可分散胶粉可以增加各组分之间的粘结力；减水剂可以在搅拌过程中改善浆体的流动性。
更进一步优化的，实际施工过程中，各组份按质量配比加入高速分散机内以200-500 r/min搅拌1-2h后得到混均的干粉；按混匀的干粉与水的质量比为1:0.8-1.2加水搅拌20-30min，搅拌速度控制在1000-1500 r/min，得到的浆体即可进行施工。
本发明中海泡石为一维的细丝纤维结构，凹凸棒石为一维的棒状或针状纤维结构，两者都属于中孔或微孔结构；硅藻土具有独特的三维孔道结构，属于大孔或中孔结构。通过海泡石与硅藻土的混合或者凹凸棒石与硅藻土的混合，实现了不同孔道结构和不同孔径尺寸的之间的组合，得到的混合物的调湿性能明显优于单一的海泡石、凹凸棒石或硅藻土矿物，所以本发明的室内壁材具有更强的调湿性能。
本发明中纳米TiO2、纳米ZnO都具有一定的抗菌功能，可以杀灭室内壁材表面上的细菌、霉菌，并可以捕杀空气中浮游的细菌，有效防止了细菌、霉菌在室内壁材表面的滋生和繁殖，而且超细电气石粉释放的空气负离子也可以杀死细菌，所以本发明的室内壁材具有更强的抗菌性能。
本发明中超细电气石粉可以与纳米TiO2或纳米ZnO结合，超细电气石粉的电极性能够提升纳米TiO2或纳米ZnO的光催化性能；而且纳米TiO2和纳米ZnO可以形成ZnO/TiO2复合体，这种ZnO/TiO2复合体的光催化性能显著提高，明显优于单一的纳米ZnO或者纳米TiO2，从而可以提高光催化降解室内空气有机污染物以及抗菌的效率。另外，具有强吸附性能的多孔矿物（海泡石、凹凸棒石和硅藻土）可以吸附室内低浓度的空气有机污染物到纳米TiO2颗粒、纳米ZnO颗粒表面供其光催化降解，形成吸附-降解-再吸附的良性循环，同样也提高了降解室内空气有机污染物的效率。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的技术方案和技术效果进行详细的说明，但本发明的范围并不限制于以下具体实施例。
以下各实施例所用的原料：复合功能材料中海泡石为细丝纤维结构，纯度超过90%，粒度为325-500目；凹凸棒石为棒状或针状纤维结构，纯度超过90%，粒度为325-500目；硅藻土为硅藻精土，纯度超过90%，粒度为325-500目；超细电气石粉纯度超过90%，粒度为0.1-1μm；纳米TiO2粉体为锐钛型，粒度为10-50 nm；纳米ZnO粉体粒度为10-50 nm。填料中重钙粉的粒度为500-800目，白度不低于90%；煅烧高岭土的粒度为800-1250目，白度不低于90%；硅砂的粒度为80-200目，SiO2含量超过95%。助剂中增稠剂为羟丙基甲基纤维素；木质纤维的直径为5-25um，长度为3-6mm；可分散胶粉为乙烯/醋酸乙烯酯共聚物；减水剂为聚羧酸类减水剂。
按照浸渍煅烧法制备供实施例1-3使用的复合功能材料，具体制备工艺步骤为：（1）按质量配比硅藻土30%、海泡石 40%、超细电气石粉10%、纳米TiO2粉体10%、纳米ZnO粉体10%分别称取各原料备用；（2）将称取的纳米TiO2粉体、纳米ZnO粉体和超细电气石粉加入水中并搅拌分散，配制成质量浓度为2%的悬浮液；（3）将称取的海泡石和硅藻土加入悬浮液中，搅拌混合1 h后进行过滤；（4）过滤产物经烘干后，在400℃下煅烧1h，即得到供实施例1-3使用的复合功能材料。
实施例1：以总重量1kg为准，按以下确定的质量配比称取各组分：复合功能材料30%、重钙粉30%、煅烧高岭土20%、硅砂10%、增稠剂2%、木质纤维2%、可分散胶粉4%、减水剂2%。将称取的各组分加入高速分散机内并以250 r/min搅拌2h后得到混均的干粉；按混匀的干粉与水的质量比为1:0.8加水搅拌30 min，搅拌速度控制在1000 r/min，得到的浆体即可进行施工。
实施例2：以总重量1kg为准，按以下确定的质量配比称取各组分：复合功能材料40%、重钙粉25%、煅烧高岭土15%、硅砂10%、增稠剂2%、木质纤维2%、可分散胶粉4%、减水剂2%。将称取的各组分加入高速分散机内并以300 r/min搅拌2h后得到混均的干粉；按混匀的干粉与水的质量比为1:1加水搅拌25 min，搅拌速度控制在1200 r/min，得到的浆体即可进行施工。
实施例3：以总重量1kg为准，按以下确定的质量配比称取各组分：复合功能材料50%、重钙粉20%、煅烧高岭土10%、硅砂10%、增稠剂2%、木质纤维2%、可分散胶粉4%、减水剂2%。将称取的各组分加入高速分散机内并以400 r/min搅拌1.5 h后得到混均的干粉；按混匀的干粉与水的质量比为1:1.2加水搅拌20 min，搅拌速度控制在1500 r/min，得到的浆体即可进行施工。
按照浸渍煅烧法制备供实施例4-6使用的复合功能材料，具体制备工艺步骤为：（1）按质量配比硅藻土40%、海泡石 30%、超细电气石粉10%、纳米TiO2粉体10%、纳米ZnO粉体10%分别称取各原料备用；（2）将称取的纳米TiO2粉体、纳米ZnO粉体和超细电气石粉加入水中并搅拌分散，配制成质量浓度为4%的悬浮液；（3）将称取的海泡石和硅藻土加入悬浮液中，搅拌混合2h后进行过滤；（4）过滤产物经烘干后，在300℃下煅烧2h，即得到供实施例4-6使用的复合功能材料。
实施例4：以总重量1kg为准，按以下确定的质量配比称取各组分：复合功能材料30%、重钙粉30%、煅烧高岭土20%、硅砂10%、增稠剂2%、木质纤维2%、可分散胶粉4%、减水剂2%。将称取的各组分加入高速分散机内并以250 r/min搅拌2h后得到混均的干粉；按混匀的干粉与水的质量比为1:0.8加水搅拌30 min，搅拌速度控制在1000 r/min，得到的浆体即可进行施工。
实施例5：以总重量1kg为准，按以下确定的质量配比称取各组分：复合功能材料40%、重钙粉25%、煅烧高岭土15%、硅砂10%、增稠剂2%、木质纤维2%、可分散胶粉4%、减水剂2%。将称取的各组分加入高速分散机内并以300 r/min搅拌2h后得到混均的干粉；按混匀的干粉与水的质量比为1:1加水搅拌25 min，搅拌速度控制在1200 r/min，得到的浆体即可进行施工。
实施例6：以总重量1kg为准，按以下确定的质量配比称取各组分：复合功能材料50%、重钙粉20%、煅烧高岭土10%、硅砂10%、增稠剂2%、木质纤维2%、可分散胶粉4%、减水剂2%。将称取的各组分加入高速分散机内并以400 r/min搅拌1.5 h后得到混均的干粉；按混匀的干粉与水的质量比为1:1.2加水搅拌20 min，搅拌速度控制在1500 r/min，得到的浆体即可进行施工。
按照水解沉淀法制备供实施例7-9使用的复合功能材料，具体制备工艺步骤为：（1）按质量配比硅藻土20%、海泡石40%、超细电气石粉10%、TiOSO4粉末15%、ZnSO4粉末15%配制混合粉体，按液固比50:1向混合粉体内加水并充分搅拌均匀；（2）向溶液内缓慢滴入质量浓度10%的稀氨水调节溶液pH并快速搅拌溶液，直到溶液的pH值为6-7；（3）将得到的沉淀物进行过滤并用水洗涤，然后进行烘干；（4）将烘干后产物在500℃下煅烧2 h，即得到供实施例7-9使用的复合功能材料。
实施例7：以总重量1kg为准，按以下确定的质量配比称取各组分：复合功能材料30%、重钙粉30%、煅烧高岭土20%、硅砂10%、增稠剂2%、木质纤维2%、可分散胶粉4%、减水剂2%。将称取的各组分加入高速分散机内并以250 r/min搅拌2h后得到混均的干粉；按混匀的干粉与水的质量比为1:0.8加水搅拌30 min，搅拌速度控制在1000 r/min，得到的浆体即可进行施工。
实施例8：以总重量1kg为准，按以下确定的质量配比称取各组分：复合功能材料40%、重钙粉25%、煅烧高岭土15%、硅砂10%、增稠剂2%、木质纤维2%、可分散胶粉4%、减水剂2%。将称取的各组分加入高速分散机内并以300 r/min搅拌2h后得到混均的干粉；按混匀的干粉与水的质量比为1:1加水搅拌25 min，搅拌速度控制在1200 r/min，得到的浆体即可进行施工。
实施例9：以总重量1kg为准，按以下确定的质量配比称取各组分：复合功能材料50%、重钙粉20%、煅烧高岭土10%、硅砂10%、增稠剂2%、木质纤维2%、可分散胶粉4%、减水剂2%。将称取的各组分加入高速分散机内并以400 r/min搅拌1.5 h后得到混均的干粉；按混匀的干粉与水的质量比为1:1.2加水搅拌20 min，搅拌速度控制在1500 r/min，得到的浆体即可进行施工。
按照水解沉淀法制备供实施例10-12使用的复合功能材料，具体制备工艺步骤为：（1）按质量配比硅藻土40%、海泡石20%、超细电气石粉10%、TiOSO4粉末15%、ZnSO4粉末15%配制混合粉体，按液固比40:1向混合粉体内加水并充分搅拌均匀；（2）向溶液内缓慢滴入质量浓度10%的稀氨水调节溶液pH并快速搅拌溶液，直到溶液的pH值为6-7；（3）将得到的沉淀物进行过滤并用水洗涤，然后进行烘干；最后将烘干后产物在400℃下煅烧3 h，即得到供实施例10-12使用的复合功能材料。
实施例10：以总重量1kg为准，按以下确定的质量配比称取各组分：复合功能材料30%、重钙粉30%、煅烧高岭土20%、硅砂10%、增稠剂2%、木质纤维2%、可分散胶粉4%、减水剂2%。将称取的各组分加入高速分散机内并以250 r/min搅拌2h后得到混均的干粉；按混匀的干粉与水的质量比为1:0.8加水搅拌30 min，搅拌速度控制在1000 r/min，得到的浆体即可进行施工。
实施例11：以总重量1kg为准，按以下确定的质量配比称取各组分：复合功能材料40%、重钙粉25%、煅烧高岭土15%、硅砂10%、增稠剂2%、木质纤维2%、可分散胶粉4%、减水剂2%。将称取的各组分加入高速分散机内并以300 r/min搅拌2h后得到混均的干粉；按混匀的干粉与水的质量比为1:1加水搅拌25 min，搅拌速度控制在1200 r/min，得到的浆体即可进行施工。
实施例12：以总重量1kg为准，按以下确定的质量配比称取各组分：复合功能材料50%、重钙粉20%、煅烧高岭土10%、硅砂10%、增稠剂2%、木质纤维2%、可分散胶粉4%、减水剂2%。将称取的各组分加入高速分散机内并以400 r/min搅拌1.5 h后得到混均的干粉；按混匀的干粉与水的质量比为1:1.2加水搅拌20 min，搅拌速度控制在1500 r/min，得到的浆体即可进行施工。
按照浸渍煅烧法制备供实施例13-15使用的复合功能材料，具体制备工艺步骤为：（1）按质量配比硅藻土30%、凹凸棒石 40%、超细电气石粉10%、纳米TiO2粉体10%、纳米ZnO粉体10%分别称取各原料备用；（2）将称取的纳米TiO2粉体、纳米ZnO粉体和超细电气石粉加入水中并搅拌分散，配制成质量浓度为3%的悬浮液；（3）将称取的凹凸棒石和硅藻土加入悬浮液中，搅拌混合1h后进行过滤；（4）过滤产物经烘干后，在400℃下煅烧1h，即得到供实施例13-15使用的复合功能材料。
实施例13：以总重量1kg为准，按以下确定的质量配比称取各组分：复合功能材料30%、重钙粉30%、煅烧高岭土20%、硅砂10%、增稠剂2%、木质纤维2%、可分散胶粉4%、减水剂2%。将称取的各组分加入高速分散机内并以250 r/min搅拌2h后得到混均的干粉；按混匀的干粉与水的质量比为1:0.8加水搅拌30 min，搅拌速度控制在1000 r/min，得到的浆体即可进行施工。
实施例14：以总重量1kg为准，按以下确定的质量配比称取各组分：复合功能材料40%、重钙粉25%、煅烧高岭土15%、硅砂10%、增稠剂2%、木质纤维2%、可分散胶粉4%、减水剂2%。将称取的各组分加入高速分散机内并以300 r/min搅拌2h后得到混均的干粉；按混匀的干粉与水的质量比为1:1加水搅拌25 min，搅拌速度控制在1200 r/min，得到的浆体即可进行施工。
实施例15：以总重量1kg为准，按以下确定的质量配比称取各组分：复合功能材料50%、重钙粉20%、煅烧高岭土10%、硅砂10%、增稠剂2%、木质纤维2%、可分散胶粉4%、减水剂2%。将称取的各组分加入高速分散机内并以400 r/min搅拌1.5 h后得到混均的干粉；按混匀的干粉与水的质量比为1:1.2加水搅拌20 min，搅拌速度控制在1500 r/min，得到的浆体即可进行施工。
按照浸渍煅烧法制备供实施例16-18使用的复合功能材料，具体制备工艺步骤为：（1）按质量配比硅藻土40%、凹凸棒石 30%、超细电气石粉10%、纳米TiO2粉体10%、纳米ZnO粉体10%分别称取各原料备用；（2）将称取的纳米TiO2粉体、纳米ZnO粉体和超细电气石粉加入水中并搅拌分散，配制成质量浓度为5%的悬浮液；（3）将称取的凹凸棒石和硅藻土加入悬浮液中，搅拌混合2h后进行过滤；（4）过滤产物经烘干后，在300℃下煅烧2h，即得到供实施例16-18使用的复合功能材料。
实施例16：以总重量1kg为准，按以下确定的质量配比称取各组分：复合功能材料30%、重钙粉30%、煅烧高岭土20%、硅砂10%、增稠剂2%、木质纤维2%、可分散胶粉4%、减水剂2%。将称取的各组分加入高速分散机内并以250 r/min搅拌2h后得到混均的干粉；按混匀的干粉与水的质量比为1:0.8加水搅拌30 min，搅拌速度控制在1000 r/min，得到的浆体即可进行施工。
实施例17：以总重量1kg为准，按以下确定的质量配比称取各组分：复合功能材料40%、重钙粉25%、煅烧高岭土15%、硅砂10%、增稠剂2%、木质纤维2%、可分散胶粉4%、减水剂2%。将称取的各组分加入高速分散机内并以300 r/min搅拌2h后得到混均的干粉；按混匀的干粉与水的质量比为1:1加水搅拌25 min，搅拌速度控制在1200 r/min，得到的浆体即可进行施工。
实施例18：以总重量1kg为准，按以下确定的质量配比称取各组分：复合功能材料50%、重钙粉20%、煅烧高岭土10%、硅砂10%、增稠剂2%、木质纤维2%、可分散胶粉4%、减水剂2%。将称取的各组分加入高速分散机内并以400 r/min搅拌1.5 h后得到混均的干粉；按混匀的干粉与水的质量比为1:1.2加水搅拌20 min，搅拌速度控制在1500 r/min，得到的浆体即可进行施工。
按照水解沉淀法制备供实施例19-21使用的复合功能材料，具体制备工艺步骤为：（1）按质量配比硅藻土20%、凹凸棒石40%、超细电气石粉10%、TiOSO4粉末15%、ZnSO4粉末15%配制混合粉体，按液固比40:1向混合粉体内加水并充分搅拌均匀；（2）向溶液内缓慢滴入质量浓度10%的稀氨水调节溶液pH并快速搅拌溶液，直到溶液的pH值为6-7；（3）将得到的沉淀物进行过滤并用水洗涤，然后进行烘干；（4）将烘干后产物在500℃下煅烧2 h，即得到供实施例19-21使用的复合功能材料。
实施例19：以总重量1kg为准，按以下确定的质量配比称取各组分：复合功能材料30%、重钙粉30%、煅烧高岭土20%、硅砂10%、增稠剂2%、木质纤维2%、可分散胶粉4%、减水剂2%。将称取的各组分加入高速分散机内并以250 r/min搅拌2h后得到混均的干粉；按混匀的干粉与水的质量比为1:0.8加水搅拌30 min，搅拌速度控制在1000 r/min，得到的浆体即可进行施工。
实施例20：以总重量1kg为准，按以下确定的质量配比称取各组分：复合功能材料40%、重钙粉25%、煅烧高岭土15%、硅砂10%、增稠剂2%、木质纤维2%、可分散胶粉4%、减水剂2%。将称取的各组分加入高速分散机内并以300 r/min搅拌2h后得到混均的干粉；按混匀的干粉与水的质量比为1:1加水搅拌25 min，搅拌速度控制在1200 r/min，得到的浆体即可进行施工。
实施例21：以总重量1kg为准，按以下确定的质量配比称取各组分：复合功能材料50%、重钙粉20%、煅烧高岭土10%、硅砂10%、增稠剂2%、木质纤维2%、可分散胶粉4%、减水剂2%。将称取的各组分加入高速分散机内并以400 r/min搅拌1.5 h后得到混均的干粉；按混匀的干粉与水的质量比为1:1.2加水搅拌20 min，搅拌速度控制在1500 r/min，得到的浆体即可进行施工。
按照水解沉淀法制备供实施例22-24使用的复合功能材料，具体制备工艺步骤为：（1）按质量配比硅藻土40%、凹凸棒石20%、超细电气石粉10%、TiOSO4粉末15%、ZnSO4粉末15%配制混合粉体，按液固比30:1向混合粉体内加水并充分搅拌均匀；（2）向溶液内缓慢滴入质量浓度10%的稀氨水调节溶液pH并快速搅拌溶液，直到溶液的pH值为6-7；（3）将得到的沉淀物进行过滤并用水洗涤，然后进行烘干；（4）将烘干后产物在400℃下煅烧3h，即得到供实施例22-24使用的复合功能材料。
实施例22：以总重量1kg为准，按以下确定的质量配比称取各组分：复合功能材料30%、重钙粉30%、煅烧高岭土20%、硅砂10%、增稠剂2%、木质纤维2%、可分散胶粉4%、减水剂2%。将称取的各组分加入高速分散机内并以250 r/min搅拌2h后得到混均的干粉；按混匀的干粉与水的质量比为1:0.8加水搅拌30 min，搅拌速度控制在1000 r/min，得到的浆体即可进行施工。
实施例22：以总重量1kg为准，按以下确定的质量配比称取各组分：复合功能材料40%、重钙粉25%、煅烧高岭土15%、硅砂10%、增稠剂2%、木质纤维2%、可分散胶粉4%、减水剂2%。将称取的各组分加入高速分散机内并以300 r/min搅拌2h后得到混均的干粉；按混匀的干粉与水的质量比为1:1加水搅拌25 min，搅拌速度控制在1200 r/min，得到的浆体即可进行施工。
实施例24：以总重量1kg为准，按以下确定的质量配比称取各组分：复合功能材料50%、重钙粉20%、煅烧高岭土10%、硅砂10%、增稠剂2%、木质纤维2%、可分散胶粉4%、减水剂2%。将称取的各组分加入高速分散机内并以400 r/min搅拌1.5 h后得到混均的干粉；按混匀的干粉与水的质量比为1:1.2加水搅拌20 min，搅拌速度控制在1500 r/min，得到的浆体即可进行施工。
对实施例1-12中制备的室内壁材分别进行以下检测：
（1）依据标准JC/T1074-2008《室内空气净化功能墙面涂覆材料净化性能》，进行甲醛净化效率检测和甲醛净化效果持久性检测；
（2）依据标准JC/T2002-2009《建筑材料吸放湿性能测试方法》，进行调湿材料的吸湿性、放湿性检测；
（3）依据标准JC/T2040-2010《负离子功能建筑室内装饰材料》，进行空气中负离子释放量的检测；
（4）依据标准GB18582-2008《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》，进行挥发性有机化合物含量、游离甲醛含量、可溶性重金属含量的检测；
（5）依据标准GB/T21866-2008《抗菌涂料（漆膜）抗菌性测定法和抗菌效果》，进行抗菌性能测试。
检测结果显示实施例1-24中制备的室内壁材的各项指标均达到甚至优于国家标准要求，在甲醛净化效率和甲醛净化效果持久性上均达到了国家II类产品标准，而且施工性上刮涂无障碍，抗裂性上干燥后无裂纹，在耐水性上无气泡、无开裂、无掉粉，是一种优质环保的室内壁材产品。
上述实施例并非是对本发明的限制，本领域相关的普通技术人员，在不脱离本发明的基本发明构思和范围的情况内，还可以想的多种变型或替代，所有等同的技术方案也应该包含在本发明的保护范围内。本发明的专利保护范围以权利要求的限定为准。

Claims (9)

1.一种调湿抗菌净化空气释放负离子的复合多功能室内壁材，主要包括复合功能材料、填料和助剂，所述复合功能材料为ZnO/TiO2/电气石/多孔矿物复合材料；所述填料包括重钙粉、煅烧高岭土和硅砂；所述助剂包括可分散胶粉、增稠剂、木质纤维和减水剂；各组分的质量配比为：复合功能材料30-50%、重钙粉20-30%、煅烧高岭土10-20%、硅砂5-10%、可分散胶粉2-4%、增稠剂1-2%、木质纤维1-2%、减水剂1-2%。
2.根据权利要求1所述的一种调湿抗菌净化空气释放负离子的复合多功能室内壁材，其特征在于：所述复合功能材料为ZnO/TiO2/电气石/海泡石/硅藻土复合材料，按照如下工艺步骤制备：（1）按质量配比硅藻土20-40%、海泡石 20-40%、超细电气石粉10-20%、纳米TiO2粉体5-10%、纳米ZnO粉体5-10%分别称取各原料备用；（2）将称取的纳米TiO2粉体、纳米ZnO粉体和超细电气石粉加入水中并充分搅拌分散，配制成质量浓度为2-4%的悬浮液；（3）将称取的海泡石和硅藻土加入悬浮液中，搅拌混合1-2h后进行过滤；（4）过滤产物经烘干后，在300-400℃下煅烧1-2h，即得到ZnO/TiO2/电气石/海泡石/硅藻土复合材料。
3.根据权利要求1所述的一种调湿抗菌净化空气释放负离子的复合多功能室内壁材，其特征在于：所述复合功能材料为ZnO/TiO2/电气石/海泡石/硅藻土复合材料，按照如下工艺步骤制备：（1）按质量配比硅藻土20-40%、海泡石 20-40%、超细电气石粉5-10%、TiOSO4粉末10-15%、ZnSO4粉末10-15%配制混合粉体，按液固比40-50:1向混合粉体内加水并充分搅拌均匀；（2）向溶液内缓慢滴入质量浓度10%的稀氨水调节溶液pH并快速搅拌溶液，直到溶液的pH值为6-7；（3）将得到的沉淀物进行过滤并用水洗涤，然后进行烘干；（4）将烘干后产物在400-500℃下煅烧2-3h，即得到ZnO/TiO2/电气石/海泡石/硅藻土复合材料。
4.根据权利要求1所述的一种调湿抗菌净化空气释放负离子的复合多功能室内壁材，其特征在于：所述复合功能材料为ZnO/TiO2/电气石/凹凸棒石/硅藻土复合材料，按照如下工艺步骤制备：（1）按质量配比硅藻土20-40%、凹凸棒石 20-40%、超细电气石粉10-20%、纳米TiO2粉体5-10%、纳米ZnO粉体5-10%分别称取各原料备用；（2）将称取的纳米TiO2粉体、纳米ZnO粉体和超细电气石粉加入水中并充分搅拌分散，配制成质量浓度为3-5%的悬浮液；（3）将称取的凹凸棒石和硅藻土加入悬浮液中，搅拌混合1-2h后进行过滤；（4）过滤产物经烘干后，在300-400℃下煅烧1-2h，即得到ZnO/TiO2/电气石/凹凸棒石/硅藻土复合材料。
5.根据权利要求1所述的一种调湿抗菌净化空气释放负离子的复合多功能室内壁材，其特征在于：所述复合功能材料为ZnO/TiO2/电气石/凹凸棒石/硅藻土复合材料，按照如下工艺步骤制备：（1）按质量配比硅藻土20-40%、凹凸棒石 20-40%、超细电气石粉5-10%、TiOSO4粉末10-15%、ZnSO4粉末10-15%配制混合粉体，按液固比30-40:1向混合粉体内加水并充分搅拌均匀；（2）向溶液内缓慢滴入质量浓度10%的稀氨水调节溶液pH并快速搅拌溶液，直到溶液的pH值为6-7；（3）将得到的沉淀物进行过滤并用水洗涤，然后进行烘干；（4）将烘干后产物在400-500℃下煅烧2-3h，即得到ZnO/TiO2/电气石/凹凸棒石/硅藻土复合材料。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种调湿抗菌净化空气释放负离子的复合多功能室内壁材，其特征在于：所述海泡石为细丝纤维结构，纯度超过90%，粒度为325-500目；所述凹凸棒石为棒状或针状纤维结构，纯度超过90%，粒度为325-500目；所述硅藻土纯度超过90%，粒度为325-500目；所述超细电气石粉纯度超过90%，粒度为0.1-1μm；所述纳米TiO2粉体为锐钛型，粒度为10-50 nm；所述纳米ZnO粉体粒度为10-50 nm。
7.根据权利要求1-5任一项所述的一种调湿抗菌净化空气释放负离子的复合多功能室内壁材，其特征在于：所述重钙粉的粒度为500-800目，白度不低于90%；所述煅烧高岭土的粒度为800-1250目，白度不低于90%；所述硅砂的粒度为80-200目，SiO2含量超过95%。
8.根据权利要求1-5任一项所述的一种调湿抗菌净化空气释放负离子的复合多功能室内壁材，其特征在于：所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素中的任意一种；所述木质纤维的直径为5-25um，长度为3-6mm；所述可分散胶粉为乙烯/醋酸乙烯酯共聚物和/或丙烯酸共聚物；所述减水剂为聚羧酸类减水剂。
9.根据权利要求1-5任一项所述的一种调湿抗菌净化空气释放负离子的复合多功能室内壁材，其特征在于：实际施工过程中，各组份按质量配比加入高速分散机内以200-500 r/min搅拌1-2h后得到混均的干粉；按混匀的干粉与水的质量比为1:0.8-1.2加水搅拌20-30min，搅拌速度控制在1000-1500 r/min，得到的浆体即可进行施工。
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