CN109133720A - 一种硅藻泥干粉涂料及其制备方法 - Google Patents

一种硅藻泥干粉涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种硅藻泥干粉涂料是以质量份数计的如下原料配制而成：复合硅藻土10‑35份，滑石粉10‑30份，重钙粉10‑40份，高岭土15‑50份，聚乙烯醇胶粉(PVA)2‑9份，可再分散胶粉10‑25份，纤维素醚0.6‑1.5份，钛白粉5‑10份，负氧离子释放剂4份。上述涂料在粉刷后能够迅速吸收并去除室内的甲醛等挥发性有机污染物，并且保持持久去除能力，具有室内净化效果好、应用广泛的特点。

Description

一种硅藻泥干粉涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑装饰材料技术领域，特别是一种硅藻泥涂料及其制备方法。
背景技术
硅藻泥涂料是以硅藻土为主要成分的功能性壁材，它是由硅藻土矿经煅烧、磨粉后添加骨料、抗裂纤维、填料和粘结剂等材料形成的。由于硅藻土具有微孔结构，其孔隙率高达90％以上，这种结构具有良好的吸附性能，能够净化空气，还具有防火阻燃、吸音降噪等功效，因此，作为墙纸和乳胶漆的替代产品，硅藻泥涂料正在被广泛应用于别墅、酒店、家居等建筑的内墙装饰。
目前建筑装修材料和家具大多释放甲醛、苯、氨等对人体极为有害的物质，对于这些污染物采用开窗通风、放置吸附剂等方法不能有效去除。现有的硅藻泥产品是在配方中加入纳米二氧化钛，因其具有良好的光催化活性，在紫外线照射下能够分解并消除甲醛等污染物。但是作为光触媒的纳米二氧化钛只有在有阳光照射的情况下才能发挥分解有害物质的作用，而硅藻泥涂料用于室内时，阳光很少有机会照射到，不能有效发挥光触媒的分解作用；并且甲醛等有害物质被硅藻泥涂料吸附后会堆积在硅藻泥的空隙内，成为新的污染源。因此研发一种新型的消除室内污染的装饰材料已经成为当前紧迫的课题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服已有技术之缺陷，提供一种硅藻泥干粉涂料及其制备方法，涂料使用后能够迅速吸收并去除室内的甲醛等挥发性有机污染物，并且保持持久去除能力，具有室内净化效果好、应用广泛的特点。
本发明所述技术问题是以下述技术方案实现的：
一种硅藻泥干粉涂料，所述涂料是以质量份数计的如下原料配制而成：复合硅藻土10-35份，滑石粉10-30份，重钙粉10-40份，高岭土15-50份，聚乙烯醇胶粉(PVA)2-9份，可再分散胶粉10-25份，纤维素醚0.6-1.5份，钛白粉5-10份。
上述硅藻泥干粉涂料，所述复合硅藻土包括硅藻土和活性除醛剂，活性除醛剂为纳米级磷酸二氧化钛，硅藻土和纳米级磷酸二氧化钛的加入比例为30-200:1。
上述硅藻泥干粉涂料，所述涂料还包括负氧离子释放剂，所述负氧离子释放剂为负载有红外可见光光触媒的氧化铁或氧化锌，负氧离子释放剂加入量为3-5份。
上述硅藻泥干粉涂料，所述可再分散胶粉包括聚丙烯酸酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的一种或两种混合。
上述硅藻泥干粉涂料，所述涂料是以质量份数计的如下原料配制而成：硅藻土20份，纳米级磷酸二氧化钛0.3份，滑石粉18份，重钙粉20份，高岭土25份，PVA胶粉5份，可再分散胶粉15份，纤维素醚1.2份，钛白粉8份，负氧离子释放剂4份。
上述硅藻泥干粉涂料的制备方法，包括如下步骤：
a.将纳米级磷酸二氧化钛加入到去离子水中，加入分散剂，超声分散30-40分钟，制成纳米磷酸二氧化钛溶液；
b.取硅藻土分散于去离子水中，在高速分散机中边搅拌边逐滴加入纳米磷酸二氧化钛溶液，滴加完后继续搅拌2-3小时，形成均匀浆液，放入干燥箱中干燥成粉末，制成复合硅藻土；
c.在干粉搅拌机中加入配方中的滑石粉、重钙粉和高岭土等原料，再加入步骤b制得的复合硅藻土，搅拌至混合均匀，得到硅藻泥干粉涂料。
上述硅藻泥干粉涂料的制备方法，所述分散剂为丁基萘磺酸钠或亚甲基萘磺酸钠，分散剂的加入量为纳米级磷酸二氧化钛质量的0.1％-0.3％。
本发明利用硅藻土多孔性的吸附作用，将挥发性有机污染物吸附到空隙中，通过空隙中的无光触媒-活性除醛剂将甲醛等有害气体分解进行去除，硅藻土高效吸附和活性除醛剂分解去除甲醛，两者相互配合、功能互补，增加了活性除醛剂与有机污染物接触几率，提高去除效率。避免了光触媒需要可见甚至是紫外光才能降解有害物质的问题，具有净化效率高、去除效率持久的优点，因此本涂料更适用于在房间内使用，具有广泛的应用前景。
本发明使用后瞬间吸收并去除室内甲醛、TVOC等有害气体，净化速度快，具有零等待、即刷即住的优点。经测试可瞬间去除墙体附近区域的甲醛，去除率高达100％，同时实现对甲醛等有害气体的持久吸附及分解，24小时以后房间内的甲醛去除率达99％以上。不仅节省了从装修到入住的时间，而且室内环境友好洁净，是真正的绿色环保且具备快速祛除甲醛等有害气体的功能性涂料。
本发明为干粉涂料，施工时现场加水调配后使用，因此不同于传统油漆或乳胶漆，需加入有机溶剂和高分子乳液及其他有机类助剂；运输方便、环保安全。施工简单方面，可喷涂，滚涂。
本发明所含的负离子释放剂能释放带负电荷的离子，具有提高人体免疫力、促进新陈代谢的作用，同时负离子能杀灭有害细菌，进一步提高周围环境的洁净程度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明是以质量份数计的以下组分配制而成：
复合硅藻土10-35份，滑石粉10-30份，重钙粉10-40份，高岭土15-50份，聚乙烯醇胶粉(PVA)2-9份，可再分散胶粉10-25份，纤维素醚0.6-1.5份，钛白粉5-10份。
所述复合硅藻土包括硅藻土和活性除醛剂，硅藻土和活性除醛剂的加入比例为30-200:1(v/v)。其中硅藻土的细度为300-400目，活性除醛剂为纳米级磷酸二氧化钛，粒径优选为1-10纳米。磷酸二氧化钛是纳米级活性物质，能活化空气中氧产生强氧化作用的氢氧自由基，将空气中有害物质，如甲醛，苯系物等分解成无害二氧化碳、水及其他无害物质。不同于常规纳米级二氧化钛需要紫外光条件下才能产生活性，纳米级磷酸二氧化钛在光线较弱或者阳光照射不到的地下室等环境依然具有环保性能，持续去除甲醛等有害物质，长时间保持房间内的净化。由于纳米磷酸二氧化钛通过与氧气接触产生活性，长期暴露在空气中易失活，因此生产过程中需将磷酸二氧化钛包埋在硅藻土的微孔中形成复合硅藻土，有效保持其活性。
重钙粉的细度为800目，其中碳酸钙含量大于75％。滑石粉的细度为800目。滑石粉和重钙粉作为无机填料，能有效提高硅藻泥涂料的强度。高岭土的细度1200目，可提高涂料的可塑性，增强造型后的装饰效果。
可再分散胶粉为水溶性可再分散胶粉，它包括聚丙烯酸酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的一种或两种混合。
纤维素醚包括HPMC(羟丙基甲基纤维素)和HEC(羟乙基纤维素)，两种纤维素配合使用可以提供不同剪切力下的粘度。
硅藻泥干粉涂料的配方中还添加负氧离子释放剂，配方为：复合硅藻土15-30份，滑石粉15-25份，重钙粉10-30份，高岭土20-40份，聚乙烯醇胶粉(PVA)3-6份，可再分散胶粉10-20份，纤维素醚1.0-1.5份，钛白粉5-10份，负氧离子释放剂3-5份。
优选的配方是：硅藻土20份，纳米级磷酸二氧化钛0.3份，滑石粉18份，重钙粉20份，高岭土25份，PVA胶粉5份，可再分散胶粉15份，纤维素醚1.2份，钛白粉8份，负氧离子释放剂4份。
所述负氧离子释放剂为负载有红外可见光光触媒的氧化铁或氧化锌，其中氧化铁或氧化锌等无机氧化物作为红外可见光光触媒的载体，在普通光照下能持续释放负氧离子。
复合硅藻土和无机填料、胶粉、纤维素醚等原料以一定的比例复配，增强了硅藻泥的附着力和柔韧性，提高涂料涂层的综合性能，同时避免胶粉和纤维素醚加入量超过一定比例后，封闭硅藻土多孔结构的状况，保证其对甲醛的吸附作用。
上述硅藻泥干粉涂料的制备方法是按照如下步骤进行的：
a.将纳米级磷酸二氧化钛加入到去离子水中，加入分散剂，超声分散30-40分钟，制成纳米磷酸二氧化钛溶液；
所述分散剂为丁基萘磺酸钠或亚甲基萘磺酸钠；分散剂的加入量为纳米级磷酸二氧化钛质量的0.1％-0.3％。
b.取硅藻土分散于去离子水中，在高速分散机中边搅拌边逐滴加入纳米磷酸二氧化钛溶液，滴加完后继续搅拌2-3小时，形成均匀浆液，放入干燥箱中干燥成粉末，此时纳米磷酸二氧化钛包埋在硅藻土的空隙中，形成具有活性的复合硅藻土；
纳米磷酸二氧化钛比表面积大，易自发形成团聚体，不方便使用，加入分散剂可使纳米磷酸二氧化钛均匀分布于硅藻土孔道内，有利于提高纳米磷酸二氧化钛在硅藻土中的分散性和稳定性。
c.在干粉搅拌机中加入滑石粉、重钙粉和高岭土等原材料，再加入步骤b制得的复合硅藻土，搅拌至混合均匀，得到硅藻泥干粉涂料产品。
实施例
用于制备硅藻泥干粉涂料的配方中各组分的质量份数如表1所示。
表1实施例中硅藻泥干粉涂料各组分的配比
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
硅藻土 20 15 30 25
磷酸二氧化钛 0.3 0.1 0.8 0.6
滑石粉 18 10 25 12
重钙粉 20 18 35 30
高岭土 25 20 50 45
聚乙烯醇胶粉 5 2 6 8
可再分散胶粉 15 12 20 25
纤维素醚 1.2 0.8 1.5 1.0
钛白粉 8 5 9 6
负氧离子释放剂 4 3 5 0
实施例1
硅藻泥干粉涂料的制备方法为：
将0.3kg纳米磷酸二氧化钛加入到1L去离子水中，加入0.6g丁基萘磺酸钠，超声分散30分钟，制成纳米磷酸二氧化钛溶液。将20kg硅藻土和30L去离子水加入高速分散机中分散，然后边搅拌边逐滴加入纳米磷酸二氧化钛溶液，滴加完后继续搅拌2小时，形成均匀浆液，放入干燥箱中干燥成粉末，制成复合硅藻土。
将18kg滑石粉、20kg重钙粉、25kg高岭土、5kg PVA胶粉、10kg聚丙烯酸酯胶粉、5kg乙烯-醋酸乙烯酯胶粉、0.6kg HPMC、0.6kg HEC、8kg钛白粉和4kg负氧离子释放剂加入到干粉搅拌机中，再加入制得的复合硅藻土，充分搅拌1小时至混合均匀，得到硅藻泥干粉涂料产品即样品1。
将1kg样品1放置于密封箱中铺开，3小时后用负氧离子检测仪测试，检测结果为4632个/m3。
实施例2
硅藻泥干粉涂料的制备方法为：
将0.1kg纳米磷酸二氧化钛加入到0.5L去离子水中，加入0.3g亚甲基萘磺酸钠，超声分散40分钟，制成纳米磷酸二氧化钛溶液。将15kg硅藻土和25L去离子水加入高速分散机中分散，边搅拌边逐滴加入纳米磷酸二氧化钛溶液，滴加完后继续搅拌2.5小时，形成均匀浆液，放入干燥箱中干燥成粉末，制成复合硅藻土。将10kg滑石粉、18kg重钙粉、20kg高岭土、2kg PVA胶粉、6kg聚丙烯酸酯胶粉、6kg乙烯-醋酸乙烯酯胶粉、0.4kg HPMC、0.4kg HEC、5kg钛白粉和3kg负氧离子释放剂加入到干粉搅拌机中，加入复合硅藻土，搅拌1.5小时至混合均匀，得到硅藻泥干粉涂料产品即样品2。
用实施例1的方法检测负氧离子的含量，检测结果为3768个/m3。
实施例3
硅藻泥干粉涂料的制备方法为：
将0.8kg纳米磷酸二氧化钛加入到1.5L去离子水中，加入1.0g亚甲基萘磺酸钠，超声分散35分钟，制成纳米磷酸二氧化钛溶液。将30kg硅藻土和45L去离子水加入高速分散机中分散，边搅拌边逐滴加入纳米磷酸二氧化钛溶液，滴加完后继续搅拌3小时，形成均匀浆液，放入干燥箱中干燥成粉末，制成复合硅藻土。将25kg滑石粉、35kg重钙粉、50kg高岭土、6kg PVA胶粉、20kg乙烯-醋酸乙烯酯胶粉、0.8kg HPMC、0.8kg HEC、9kg钛白粉和5kg负氧离子释放剂加入到干粉搅拌机中，再加入复合硅藻土，搅拌2小时，得到硅藻泥干粉涂料产品即样品3。
用实施例1的方法检测负氧离子的含量，检测结果为5563个/m3。
实施例4
按照表1的原料配比和实施例1的方法制备硅藻泥干粉涂料，用实施例1的方法检测负氧离子的含量，检测结果为12个/m3。
效果例除甲醛试验
样品1：取实施例1制备的硅藻泥涂料1kg，按照质量比1:1.8的比例加水1.8kg，搅匀成泥状，平涂在试板上，涂布厚度2.5mm，自然风干。样品2和3取实施例2和3的硅藻泥涂料，制备过程同样品1。
对照品：用纳米二氧化钛替代纳米磷酸二氧化钛，其余材料及制备方法同实施例1，制成的二氧化钛硅藻泥涂料按上述步骤制成涂料试板。
试验步骤：试验在密闭的试验箱内进行，箱内放入甲醛分析仪。放入吸收有相同体积的福尔马林的棉球，10分钟后放入涂布有样品或对照品的涂料试板，开始计时。按一定时间测定并记录甲醛的残余含量，试验结果如表2所示。
表2不同硅藻泥涂料去除甲醛的测试结果 单位mg/m3
初始浓度 1分钟 1小时 24小时 48小时 48小时去除率
样品1 1.32 0.20 0.15 0.01 0.00 100％
样品2 1.25 0.36 0.22 0.04 0.01 99.2％
样品3 1.28 0.15 0.07 0.01 0.00 100％
对照品 1.30 0.85 0.69 0.56 0.42 67.7％
对照品+紫外照射 1.36 0.63 0.43 0.31 0.23 83％
由上表可以看出，本发明三个实施例产品的1天和2天的除甲醛效果达到99％以上，远高于对照品在没有光照射情况下的甲醛去除率，同时也比对照品在有紫外线照射时甲醛去除率高出17％，因此，含有活性除醛剂的硅藻泥干粉涂料较含有光触媒-纳米二氧化钛的硅藻泥涂料具有良好的去除甲醛等有害物质的能力。

Claims (7)

1.一种硅藻泥干粉涂料，其特征在于，所述涂料是以质量份数计的如下原料配制而成：复合硅藻土10-35份，滑石粉10-30份，重钙粉10-40份，高岭土15-50份，聚乙烯醇胶粉(PVA)2-9份，可再分散胶粉10-25份，纤维素醚0.6-1.5份，钛白粉5-10份。
2.根据权利要求1所述的硅藻泥干粉涂料，其特征在于，所述复合硅藻土包括硅藻土和活性除醛剂，活性除醛剂为纳米级磷酸二氧化钛，硅藻土和纳米级磷酸二氧化钛的加入比例为30-200:1。
3.根据权利要求2所述的硅藻泥干粉涂料，其特征在于，所述涂料还包括负氧离子释放剂，所述负氧离子释放剂为负载有红外可见光光触媒的氧化铁或氧化锌，负氧离子释放剂加入量为3-5份。
4.根据权利要求2所述的硅藻泥干粉涂料，其特征在于，所述可再分散胶粉包括聚丙烯酸酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的一种或两种混合。
5.根据权利要求4所述的硅藻泥干粉涂料，其特征在于，所述涂料是以质量份数计的如下原料配制而成：硅藻土20份，纳米级磷酸二氧化钛0.3份，滑石粉18份，重钙粉20份，高岭土25份，PVA胶粉5份，可再分散胶粉15份，纤维素醚1.2份，钛白粉8份，负氧离子释放剂4份。
6.一种权利要求1所述的硅藻泥干粉涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a.将纳米级磷酸二氧化钛加入到去离子水中，加入分散剂，超声分散30-40分钟，制成纳米磷酸二氧化钛溶液；
b.取硅藻土分散于去离子水中，在高速分散机中边搅拌边逐滴加入纳米磷酸二氧化钛溶液，滴加完后继续搅拌2-3小时，形成均匀浆液，放入干燥箱中干燥成粉末，制成复合硅藻土；
c.在干粉搅拌机中加入配方中的滑石粉、重钙粉和高岭土等原料，再加入步骤b制得的复合硅藻土，搅拌至混合均匀，得到硅藻泥干粉涂料。
7.根据权利要求6所述的硅藻泥干粉涂料的制备方法，其特征在于，所述分散剂为丁基萘磺酸钠或亚甲基萘磺酸钠，分散剂的加入量为纳米级磷酸二氧化钛质量的0.1％-0.3％。
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