CN107963861A - 新型多功能无机涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及涂料技术领域，具体公开一种新型多功能无机涂料及其制备方法和应用。以所述新型多功能无机涂料干粉质量100％计，包括以下原料组分：光触媒10％～20％；植物萃取物3％～10％；硅藻泥15％～25％；碳酸钙15％～25％；高铝白水泥18％～25％；石英砂16％～22％；淀粉酶0.1％～1.0％。本发明的涂料具有优异的耐水性、耐擦洗性，具有良好的除湿、吸音、保温隔热以及防火功能，而且由于添加了光触媒以及植物萃取物，具有清除甲醛、氨、苯等有害气体的能力以及广谱、高效的杀菌灭菌能力，与此同时，通过硅藻泥和淀粉酶的相互作用，使得保水能力得到极大的增强，有利于对室内空气湿度进行调节。

Description

新型多功能无机涂料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种新型多功能无机涂料及其制备方法和应用。
背景技术
随着经济的发展以及科学技术水平的不断提高，人们的环保意识也不断提高，人们也越来越关注住所的环境质量。
在房屋装饰时，消费者通过使用大量的装修材料来提高生活品质，但是，大量的装修材料也造成室内空气质量不断恶化，并且危害人体健康。恶化的空气尤其会对抵抗力较差的老人、儿童和孕妇产生更大的危害。其中，恶化空气中所含的甲醛对人体健康影响很大，主要对人体黏膜和皮肤有着强烈的刺激作用，高浓度吸入会出现严重的呼吸道刺激和水肿，造成眼刺激、头痛；低浓度吸入可导致持续头疼、无力、失眠等；长期暴露会导致皮炎、肺、肝功能及免疫功能异常，中枢神经系统亦受影响，还可损伤细胞内的遗传物质，是可疑致癌物。故研发能清除甲醛、氨、苯等有害气体及净化空气的健康墙面涂料是内墙涂料的一个方向。
此外，还可以通过室内装饰无害化处理实现室内空气的净化。一般情况下室内装饰无害化处理(除甲醛)，指的是通过一系列的措施在常温下把甲醛、苯等污染物分解为二氧化碳和水，无二次污染，最后以分子状态释放到空气中。当前环境污染物主要有两大类1)气体污染物：甲醛、甲烷、H2S等；2)颗粒物：烟雾、灰尘、废气等。颗粒物等固态悬浮物多为正电荷的离子，空气负离子系带有负电荷的负离子，两者中和，使空气得到净化。
负离子可以去除生活中的体臭、烟味、及腐烂餐余垃圾(三甲胺)等臭气。
通过装饰材料的改进可以实现室内甲醛、氨、苯等有害气体的去除，并且还能实现颗粒物的电荷中和而发生聚沉，但是室内空气干燥的问题无法有效的进行解决。
发明内容
本发明提供一种新型多功能无机涂料及其制备方法，目的在于解决现有室内墙面涂料对甲醛吸附效率低、功能单一等问题。
本发明的另一目的在于提供该新型多功能无机涂料的应用。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种新型多功能无机涂料，以所述新型多功能无机涂料干粉质量100％计，包括以下原料组分：
以及，一种新型多功能无机涂料的制备方法，包括如下步骤：
按照如上所述的新型多功能无机涂料配方分别称取各组分；
将称取的所述光触媒、植物萃取物、碳酸钙、高铝白水泥、石英砂、淀粉酶进行第一次混料及研磨处理，得到第一混合物料；
将称取的所述硅藻泥与所述第一混合物料进行第二次混料处理，得到所述无机涂料干粉，再加入占所述干粉质量15～45％的去离子水，湿混，即可获得无机涂料。
以及，相应地，上述新型多功能无机涂料或上述新型多功能无机涂料的制备方法制备的新型多功能无机涂料在内墙装饰中的应用。
相对于现有技术，本发明提供的新型多功能无机涂料，属于绿色环保产品，具有优异的耐水性、耐擦洗性，具有良好的除湿、吸音、保温隔热以及防火功能，而且由于添加了光触媒以及植物萃取物，具有清除甲醛、氨、苯等有害气体的能力以及广谱、高效的杀菌灭菌能力，与此同时，通过硅藻泥和淀粉酶的相互作用，使得保水能力得到极大的增强，有利于对室内空气湿度进行调节。
本发明提供的新型多功能无机涂料采用上述制备方法，采用两次混料处理的方式，避免了对硅藻泥结构的破坏，有利于保证涂料的保水性能，整个制备方法工艺简单可行，操作简便。
本发明提供的新型多功能无机涂料涂布于室内混凝土、砖墙、批灰以及水泥表面，也可以涂覆于旧墙翻修、埃特板、胶合板、木板的表面，涂覆效果好，不仅具有去除有害气体以及杀菌的作用，还能够有效调节室内空气湿度，也还可以让墙面随时间表现出多样性视觉效果的特点。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种新型多功能无机涂料的配方。
以所述新型多功能无机涂料干粉质量100％计，包括以下原料组分：
其中，在将上述原料进行混合制成涂料时，需要添加适量的去离子水，而去离子水在涂料涂覆干燥后，完全挥发，因此，在本发明中不计入新型多功能涂料的成分里，只作为一种而外的添加成分。在具体实践过程中，可以根据对涂料粘度的需求，加入不同量的去离子水。一般地，加入的去离子水的量占所述干粉总质量的15～45％。
优选地，光触媒为纳米二氧化钛，且所述纳米二氧化钛的粒径为5nm～80nm。本发明涉及的光触媒二氧化钛，是一种新一代的纳米级二氧化钛超微粒子，它不同于普通的光触媒材料(普通的光触媒材料必须在388nm波长以下的紫外光照射才能产生活性氢氧基和活性氧，才具有杀菌分解甲醛等有害气体功能)。本发明所使用的纳米级二氧化钛具有两大独特性能特点，第一是对可见光具有良好的响应特性，对600nm波长以下的光均可催化，即普通日光灯或较弱的光线下即能发生效用，从而保证本发明所提供的涂料在正常的居住和工作环境下均有足够好的净化空气性能表现；第二是具有长效动态净化性质，根据光触媒的作用原理，光触媒在整个治理过程中起催化剂的作用，也就是本发明所提供的纳米级二氧化钛可以不断地吸收光能，把空气中的水和氧气转化成为氢氧根自由基(·OH)和超氧阴离子(O2 ·-)两种活性物质，从而分解甲醛、苯等有害气体，同时还能对细菌进行无害化处理，完成杀菌。因上述光触媒的净化过程中，光触媒本身并没有参入反应，只是充当了中介的职能，并没有被消耗，因此，只要光触媒没有被破坏，只要有水、空气和适当波长的光线，它的净化作用就一直在进行着，实现持续动态净化。
优选地，所述二氧化钛在新型多功能无机涂料中的质量百分含量为10％或15％或20％。
优选地，所述植物萃取物的主要包括植物聚酯类物质、类黄酮分子、氨基酸、单宁类和植物挥发油等。这些物质通过范德华力作用、催化氧化反应、亲核加成反应、路易斯酸碱反应实现对异味分子具有良好的中和、分解、溶解、消除作用，并且可以杀灭病毒，具有光谱和高效性。
优选地，本发明的植物萃取物以丁香或薄荷中的至少一种作为原料进行提取，经过萃取得到。
优选地，所述硅藻泥的粒径为5μm～15μm。
进一步优选地，所述硅藻泥为空心硅藻泥颗粒。空心硅藻泥颗粒可以极大地增大硅藻泥的比表面积和空穴效应，同时提高对水分的吸收以及保持能力，还可以提高除甲醛和净化空气效率。
更进一步地，所述的空心硅藻泥为表面有缺口的空心硅藻泥颗粒或者为表面无缺口的空心硅藻泥颗粒。这里的缺口指的是硅藻泥本身含有的孔隙以外的缺口。换一句话就是本发明所使用的硅藻泥，经过人工改造，使得轻薄的硅藻泥聚集形成空心结构的硅藻泥颗粒，其处理工艺与空心纳米二氧化硅的处理工艺相同。通过改造，使得硅藻泥颗粒具有很好的物理吸附作用，不仅可以提高对有害气体的吸附能力，吸附大分子聚合物，使得甲醛与大分子聚合物接触面积增大，有利于提高甲醛去除效率，还能够提高吸水和保水性能，使得涂刷到内墙表面的涂料在保水和颜色变化方面有了极大的改观。
优选地，所述石英砂的粒径为0.05～0.2mm。优选地，所述碳酸钙为重质碳酸钙，且所述碳酸钙的粒径≤25μm。
优选地，所述高铝白水泥质量百分含量为18％、20％。所述高铝白水泥优选为高强度、高耐久性硅酸盐白水泥。在本发明实施例提供的白水泥质量百分含量范围内，可使该多功能无机涂料的性能达到最优。
在上述新型多功能无机涂料使用过程中，还可以根据色彩装饰的需求，添加适量的色粉，添加的色粉总量不超过所述新型多功能无机涂料总质量的5％。
其中石英砂和碳酸钙均为填料，主要是提高施工性和扩展艺术效果。高铝水泥主要是提高成膜性和色粉的相溶性，更容易展现丰富多彩的艺术效果。同时，上述几种填料也利用本身多孔材料特性，可以加强吸附性和除湿性。如：耐擦洗性能提高到1000次以上，达到内墙涂料优等品要求；吸湿量24h由45g/m2提高到55g/m2，效果明显。
本发明使用的淀粉酶具有提高保水能力和施工性，延长开放时间。在本发明实施例提供的淀粉酶质量百分含量范围内，可使该多功能无机涂料的保水性能达到最优。而且相对不加淀粉酶产品，表干时间有2h提高4h，有利于施工性和可操作性，特别是在做艺术效果施工时。
本发明提供的新型多功能无机涂料，属于绿色环保产品，具有优异的耐水性、耐擦洗性，具有良好的除湿、吸音、保温隔热以及防火功能，而且由于添加了光触媒以及植物萃取物，具有清除甲醛、氨、苯等有害气体的能力以及广谱、高效的杀菌灭菌能力，与此同时，通过硅藻泥和淀粉酶的相互作用，使得保水能力得到极大的增强，有利于对室内空气湿度进行调节。
相应地，在上述实施例提供的新型多功能无机涂料配方的基础上，本发明实施例还进一步提供该新型多功能无机涂料的制备方法。
在一实施例中，该新型多功能无机涂料的制备方法具体包含如下步骤：
步骤S01、按照如上所述的新型多功能无机涂料配方分别称取各组分；
步骤S02、将称取的所述光触媒、植物萃取物、碳酸钙、高铝白水泥、石英砂、淀粉酶进行第一次混料及研磨处理，得到第一混合物料；
步骤S03、将称取的所述硅藻泥与所述第一混合物料进行第二次混料处理，得到所述无机涂料干粉，再加入占所述干粉质量15～45％的去离子水，湿混，即可获得无机涂料。
具体地，上述步骤S01称取的新型多功能无机涂料配方组分如上文所述新型多功能无机涂料的配方组分，出于节约篇幅考虑，在此不再赘述。
上述步骤S02中，第一次混料处理并且进行研磨处理，使得光触媒、植物萃取物、碳酸钙、高铝白水泥、石英砂、淀粉酶分散均匀，并且无团聚现象。
优选地，所述第一次混料处理的搅拌速度均为200～300rpm，混料时间均为30～45min。
上述步骤S03中，将步骤S02得到的第一混合物料与硅藻泥进行混料处理，没有研磨过程，避免研磨时硅藻泥结构发生改变甚至被破坏从而降低其比表面积以及保水性能。
优选地，所述第二次混料处理的搅拌速度均为200～300rpm，混料时间均为30～45min。
对应地，由于本发明实施例提供的新型多功能无机涂料由于同时具有杀菌、除气以及保水等功能，可以涂布于室内混凝土、砖墙、批灰以及水泥表面，也可以涂覆于旧墙翻修、埃特板、胶合板、木板的表面，涂覆效果好，不仅具有去除有害气体以及杀菌的作用，还能够有效调节室内空气湿度，此外，还能使得墙面随时间表现出多样性视觉效果。
以下通过多个实施例来举例说明上述新型多功能无机涂料及其制备方法。
实施例1
一种新型多功能无机涂料及其制备方法。其中，新型多功能无机涂料干粉按照质量100％计，包括以下组分：
该新型多功能无机涂料的制备方法包括如下步骤：
步骤S01.按照实施例1提供的新型多功能无机涂料配方，称取7kg纳米二氧化钛、3kg植物萃取物、25kg硅藻泥、17kg碳酸钙、25kg高铝白水泥、22kg石英砂、1kg淀粉酶；
步骤S02.将称取的所述光触媒、植物萃取物、碳酸钙、高铝白水泥、石英砂、淀粉酶进行第一次混料及研磨处理，得到第一混合物料，搅拌速度为300rpm，搅拌45min；
步骤S03.将称取的所述硅藻泥与所述第一混合物料进行第二次混料处理，搅拌速度为300rpm，搅拌30min，得到无机涂料干粉；
步骤S04.加入占所述干粉质量25％的去离子水，湿混，搅拌速度为500rpm，搅拌60min，得到所述无机涂料。
为节约篇幅，实施例2～11列于表1中，其制备方法与实施例1相同。
表1实施例1～11的原料配方
为了验证本发明提供的实施例1～11的新型多功能无机涂料的涂刷效果，将实施例1～11得到的新型多功能无机涂料涂覆于内墙表面，并按照硅藻泥装饰壁材标准(JC/T2177-2013)进行检测，测试结果如表2及表3所示。
表2实施例1～7的测试结果
表3实施例8～11的测试结果
从上表1、2及2中可知，上述实施例1～4均表现出了优异的耐水性、耐擦洗性，具有良好的除湿、吸音、保温隔热以及防火功能，而且由于添加了光触媒以及植物萃取物，具有清除甲醛、氨、苯等有害气体的能力以及广谱、高效的杀菌灭菌能力，与此同时，通过硅藻泥和淀粉酶的相互作用，使得保水能力得到极大的增强，有利于对室内空气湿度进行调节。
而实施例6由于添加的硅藻泥为中空硅藻泥，向涂覆于该涂料表面喷洒水分后，可以维持2h不干燥。
将实施例6、7、8和实施例9制得的涂料，按照相同的涂覆工艺、涂覆厚度以及涂覆面积涂覆于相同基材表面，喷洒相同量的自来水后，测量和观察发现：实施例6增重达到80％，实施例7增重50％，实施例8几乎无保水性能，水分直接流挂，挥发，实施例9仅增重20％，并且实施例6经过2h才恢复涂料干燥时的颜色，实施例7仅经过不到0.8h即恢复涂料干燥时的颜色，实施例8经过0.5小时即恢复涂料干燥时的颜色，而实施例9仅0.95h就恢复涂料干燥时的颜色。说明空心硅藻泥颗粒相对于其他类型的硅藻泥具有更好的保水性能，能很好的维持喷水后的颜色，进而维持室内空气湿度，有利于保持墙体湿润的色彩并且能够释放较高的负氧离子，让人心情舒畅。因此，实施例6的涂料非常适用于北方冬天的内墙以及南方夏天的内墙装饰中，也适用于接待亲朋好友的客厅墙体装饰。同时，涂料中包含硅藻泥相对于不含有硅藻泥也具有更好的保水性能。总体上，上述无机涂料的保水性能大小排序为：包含空心硅藻泥颗粒+淀粉酶＞包含实心硅藻泥+淀粉酶＞包含实心硅藻泥＞包含淀粉酶。
实施例10、11则几乎无杀菌效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型多功能无机涂料，其特征在于：以所述新型多功能无机涂料干粉质量100％计，包括以下原料组分：
2.如权利要求1所述的新型多功能无机涂料，其特征在于：所述光触媒为纳米二氧化钛，所述二氧化钛的粒径为5nm～80nm。
3.如权利要求1所述的新型多功能无机涂料，其特征在于：所述硅藻泥粒径为5μm～15μm。
4.如权利要求3所述的新型多功能无机涂料，其特征在于：所述硅藻泥为空心的硅藻泥颗粒。
5.如权利要求1所述的新型多功能无机涂料，其特征在于：所述空心的硅藻泥颗粒为表面有缺口的空心硅藻泥颗粒或者为表面无缺口的空心硅藻泥颗粒。
6.如权利要求1～2任一所述的新型多功能无机涂料，其特征在于：所述植物萃取物为以丁香或薄荷中的至少一种为原料经过萃取得到。
7.如权利要求1～2任一所述的新型多功能无机涂料，其特征在于：所述石英砂的粒径为0.05～0.2mm；和/或所述碳酸钙的粒径≤25μm。
8.一种新型多功能无机涂料的制备方法，其特征在于：至少包括以下步骤：
按照权利要求1～7任一所述的新型多功能无机涂料配方分别称取各组分；
将称取的所述光触媒、植物萃取物、碳酸钙、高铝白水泥、石英砂、淀粉酶进行第一次混料及研磨处理，得到第一混合物料；
将称取的所述硅藻泥与所述第一混合物料进行第二次混料处理，得到所述无机涂料干粉，再加入占所述干粉质量15～45％的去离子水，湿混，即可获得无机涂料。
9.如权利要求8所述的新型多功能无机涂料的制备方法，其特征在于：所述第一次混料处理及二次混料处理的搅拌速度均为200～300rpm，混料时间均为30～45min。
10.如权利要求1～7任一项所述的新型多功能无机涂料或由权利要求8～9所述的新型多功能无机涂料的制备方法制备的新型多功能无机涂料在内墙装饰中的应用。
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Assignee: CHINA PAINT (XINFENG) Co.,Ltd.

Assignor: CHINA PAINTS (SHENZHEN) Co.,Ltd.

Contract record no.: X2021440020001

Denomination of invention: Multifunctional inorganic coating and its preparation and Application

Granted publication date: 20200911

License type: Common License

Record date: 20210108