CN109439034B - 一种零voc排放的双组分硅藻泥水性涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种零VOC排放的双组分硅藻泥水性涂料，其特征在于，按重量份数计，由A、B两种组分构成，A组分为0.5‑1份过硫酸钾、30‑40份硅藻泥粉、10‑15份金红石型钛白粉、6‑12份远红外陶瓷粉、45‑75份水、1‑2份流平剂、0.3‑0.6份消泡剂；B组分为6‑12份可交联单体、2‑4份抗菌单体、0.1‑0.3份催化剂、3‑5份水性硬脂酸盐、15‑25份水。本发明具有良好的抗菌和空气净化效果，应用前景广泛。

Description

一种零VOC排放的双组分硅藻泥水性涂料
技术领域
本发明属于建筑涂料技术领域，涉及一种零VOC排放的双组分硅藻泥水性涂料。
背景技术
随着国民经济的快速发展与人民物质生活水平的逐步提高，室内装修日益普及。人一生中三分之二时间在室内度过，现代人生活和工作在室内环境中的时间已达到全天的80％-90％，因此室内环境质量的好坏直接影响人们的身体健康。
硅藻泥是一种以无机胶凝物质为主要粘结材料，硅藻材料为主要功能性填料，配制的干粉状内墙装饰涂覆材料。具有消除甲醛、净化空气、调节湿度、释放负氧离子、防火阻燃、墙面自洁、杀菌除臭等功能。用来替代墙纸和乳胶漆，适用于别墅、公寓、酒店、家居、医院等内墙装饰，但是很多厂家生产的硅藻泥所用的材料匹配极不合理，将硅藻土的表面积都封闭起来，大大缩减了硅藻泥的性能，需要更为合理的配方体系来发展硅藻泥涂料，从而为人们提供更好的装饰材料。
CN201710130255.3公开了一种硅藻泥生物科技水性涂料及其制备方法与应用，该硅藻泥生物科技水性涂料由以下重量份数的成分制备得到：10～30份去离子水，10～25份重钙、10～25份钛白粉、5～20份滑石粉，10～25份丙烯酸乳液或硅丙乳液或聚氨酯乳液，1～25份高岭土、10～30硅藻泥、1～10份天然樟木精油、1～10份生物科技椰子精油、5～25份助剂。该发明产品的生产工艺简单，通过光催化产生负离子，提高水性涂料的综合效用。但是该发明会用到产生VOC排放的丙烯酸乳液或硅丙乳液或聚氨酯乳液。
发明内容
为克服现有技术的缺点和不足，本发明旨在提供一种零VOC排放的双组分硅藻泥水性涂料。
本发明采取以下技术方案，一种零VOC排放的双组分硅藻泥水性涂料，按重量份数计，由A、B两种组分构成：A组分为0.5-1份过硫酸钾、30-40份硅藻泥粉、10-15份金红石型钛白粉、6-12份远红外陶瓷粉、45-75份水、1-2份流平剂、0.3-0.6份消泡剂；B组分为6-12份可交联单体、2-4份抗菌单体、0.1-0.3 份催化剂、3-5份水性硬脂酸盐、15-25份水。
所述的流平剂为聚醚改性有机硅流平剂，所述的消泡剂为有机硅消泡剂。
所述的交联单体为N-羟乙基丙烯酰胺、N-羟丙基丙烯酰胺、N-(2-羟丙基) 甲基丙烯酰胺、N-(1,1-二甲基-3-氧代丁基)丙烯酰胺中的至少一种。
所述的抗菌单体为二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、二乙基二烯丙基氯化铵、丙烯酰氧乙基三乙基氯化铵、N-乙烯基异噻唑-3-酮中的至少一种。
所述的催化剂为硝酸银、焦磷酸亚铁、蔗糖、焦亚硫酸钠、羟基甲亚磺酸钠盐水合物中的至少一种。
所述的水性硬脂酸盐为质量分数为40-50％的硬脂酸盐分散液，所述的硬脂酸盐为硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸钙中的至少一种。
所述的硅藻泥粉、金红石型钛白粉、远红外陶瓷粉的粒径均为1200目。
所述的远红外陶瓷粉由以下方法制备：
(1)混合料粒的制备：按重量份数和重量百分数计，将5-10份过渡金属氧化物、5-10份二氧化硅、5-10份氧化铝、10-15份二氧化铈、50-80份水加入到球磨设备中球磨4-6h，然后加入出料，喷雾造粒，得粒径为20目、含水量10％±2％的料粒；
(2)烧结：30MPa的压力下，通过干压成型将步骤(1)中的料粒压制成板，然后在管式窑炉中、弱还原气氛中、1400-1500℃下煅烧5-8h，然后冷却至室温，得致密板；
(3)破碎：致密版经破碎、锆珠球磨48h，过1200目筛，得到所述的远红外陶瓷粉。
步骤(1)所述的过渡金属氧化物、二氧化硅、氧化铝、二氧化铈、水的重量份数比为(5-10)：(5-10)：(5-10)：(10-15)：(50-80)；所述的过渡金属氧化物、二氧化硅、氧化铝、二氧化铈的粒径为800目。
所述的过渡金属氧化物为氧化钪、氧化钕、氧化铒、氧化镱中的至少一种；所述的弱还原气氛为体积分数90％的N2与体积分数10％的H2的均匀混合气。
本发明的制备即将A、B两组分的组成使用不同的分散剂分别分散均匀，然后将分开分别包装备用即得本发明A组分、B组分；使用前半小时，将A、B 混合搅拌均匀，然后通过刷涂或者喷涂方式施于内墙面上。
相对于现有技术，本发明具有以下优点或有益结果：
(1)自制对人体具有保健功能、活血、杀菌作用的释放远红外线的陶瓷粉，并将之用于本发明双组分硅藻泥水性涂料；其释放远红外的机理为：在弱还原气氛烧结过程中二氧化铈转化为Ce2O3晶相，不同粉体之间的晶相相互穿插，形成所述的远红外陶瓷粉，其中Ce3+利用其允许的宽带d-f跃迁高效吸收激发光后，再将能量传递给共掺的Sc3+/Nd3+/Er3+/Yb3+离子，从而使Sc3+/Nd3+/Er3+/Yb3+离子产生很强的远红外线发射；
(2)本发明A、B双组分混合后，通过过硫酸钾-催化剂体系引发交联单体、抗菌单体常温自由基聚合为开孔结构的水凝胶，该水凝胶具有吸水、吸附有害物质的作用，与硅藻泥相辅相成，形成保湿、吸收有害物质的环保、绿色水性涂料；
(3)本发明的各组分为无机物、有机硅类(流平剂、消泡剂)、固体有机物(可交联单体、抗菌单体)，不含乳液(含有残留小分子)等其它成膜物质，在配方上真正零VOC；
(4)所述的硅藻泥水性涂料中含有抗菌单体，在A、B双组分混合后聚合为水凝胶分子链的一部分，即水凝胶分子上具有多个季铵盐离子抗菌基团，本发明具有持久抗菌效果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的一种零VOC排放的双组分硅藻泥水性涂料做进一步的描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。
实施例1
一种远红外陶瓷粉X由以下方法制备：
(1)混合料粒的制备：按重量份数计，将9份氧化钪(800目)、6份二氧化硅(800目)、9份氧化铝(800目)、14份二氧化铈(800目)、70份水加入到球磨设备中球磨6h，然后加入出料，喷雾造粒，得粒径为20目、含水量8％的料粒；
(2)烧结：30MPa的压力下，通过干压成型将步骤(1)中的料粒压制成板，然后在管式窑炉中、弱还原气氛(体积分数90％的N2与体积分数10％的 H2的均匀混合气)中、1500℃下煅烧5h，然后冷却至室温，得致密板；
(3)破碎：致密版经破碎、锆珠球磨48h，过1200目筛，得到所述的远红外陶瓷粉X。
实施例2
一种远红外陶瓷粉Y由以下方法制备：
(1)混合料粒的制备：按重量份数计，将6份过渡金属氧化物、8份二氧化硅(800目)、9份氧化铝(800目)、11份二氧化铈(800目)、60份水加入到球磨设备中球磨5h，然后加入出料，喷雾造粒，得粒径为20目、含水量12％的料粒；
(2)烧结：30MPa的压力下，通过干压成型将步骤(1)中的料粒压制成板，然后在管式窑炉中、弱还原气氛(体积分数90％的N2与体积分数10％的H2的均匀混合气)中、1400℃下煅烧8h，然后冷却至室温，得致密板；
(3)破碎：致密版经破碎、锆珠球磨48h，过1200目筛，得到所述的远红外陶瓷粉Y。
实施例3
一种远红外陶瓷粉Z由以下方法制备：
(1)混合料粒的制备：按重量份数计，将5份氧化钪(800目)、5份二氧化硅(800目)、5份氧化铝(800目)、10份二氧化铈(800目)、50份水加入到球磨设备中球磨4h，然后加入出料，喷雾造粒，得粒径为20目、含水量8％的料粒；
(2)烧结：30MPa的压力下，通过干压成型将步骤(1)中的料粒压制成板，然后在管式窑炉中、弱还原气氛(体积分数90％的N2与体积分数10％的 H2的均匀混合气)中、1400℃下煅烧5h，然后冷却至室温，得致密板；
(3)破碎：致密版经破碎、锆珠球磨48h，过1200目筛，得到所述的远红外陶瓷粉Z。
实施例4
一种远红外陶瓷粉M由以下方法制备：
(1)混合料粒的制备：按重量份数计，将10份氧化钪(800目)、10份二氧化硅(800目)、10份氧化铝(800目)、15份二氧化铈(800目)、80份水加入到球磨设备中球磨5h，然后加入出料，喷雾造粒，得粒径为20目、含水量 12％的料粒；
(2)烧结：30MPa的压力下，通过干压成型将步骤(1)中的料粒压制成板，然后在管式窑炉中、弱还原气氛(体积分数90％的N2与体积分数10％的 H2的均匀混合气)中、1500℃下煅烧5h，然后冷却至室温，得致密板；
(3)破碎：致密版经破碎、锆珠球磨48h，过1200目筛，得到所述的远红外陶瓷粉M。
实施例5
一种零VOC排放的双组分硅藻泥水性涂料，其特征在于，按重量份数计，由A、B两种组分构成：A组分为0.5份过硫酸钾、30份硅藻泥粉(1200目)、10 份金红石型钛白粉(1200目)、6份远红外陶瓷粉X(1200目)、45份水、1份聚醚改性有机硅流平剂、0.3份有机硅消泡剂；B组分为6份N-羟乙基丙烯酰胺、2份二甲基二烯丙基氯化铵、0.1份羟基甲亚磺酸钠盐、3份质量分数为50％的硬脂酸钙分散液、15份水。
实施例6
一种零VOC排放的双组分硅藻泥水性涂料，其特征在于，按重量份数计，由A、B两种组分构成：A组分为1份过硫酸钾、40份硅藻泥粉(1200目)、15 份金红石型钛白粉(1200目)、12份远红外陶瓷粉Y(1200目)、75份水、2份聚醚改性有机硅流平剂、0.6份有机硅消泡剂，B组分为12份N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺、4份丙烯酰氧乙基三乙基氯化铵、0.3份焦亚硫酸钠、5份质量分数为40％的硬脂酸镁分散液、25份水。
实施例7
一种零VOC排放的双组分硅藻泥水性涂料，其特征在于，按重量份数计，由A、B两种组分构成：A组分为0.8份过硫酸钾、32份硅藻泥粉(1200目)、 12份金红石型钛白粉(1200目)、11份远红外陶瓷粉Z(1200目)、50份水、 1.2份聚醚改性有机硅流平剂、0.5份有机硅消泡剂，B组分为10份N-(2-羟丙基) 甲基丙烯酰胺、3份丙烯酰氧乙基三乙基氯化铵、0.15份焦亚硫酸钠、4份质量分数为40％的硬脂酸镁分散液、16份水。
实施例8
一种零VOC排放的双组分硅藻泥水性涂料，其特征在于，按重量份数计，由A、B两种组分构成：A组分为0.6份过硫酸钾、36份硅藻泥粉(1200目)、 14份金红石型钛白粉(1200目)、7份远红外陶瓷粉M(1200目)、60份水、1.6 份聚醚改性有机硅流平剂、0.4份有机硅消泡剂，B组分为8份N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺、2.5份丙烯酰氧乙基三乙基氯化铵、0.2份焦亚硫酸钠、3.5份质量分数为40％的硬脂酸镁分散液、22份水。
实施例5-8的制备即将A、B两组分的组成使用不同的分散剂分别分散均匀，然后将分开分别包装备用即的本发明A组分、B组分；使用前半小时，将A、B 混合搅拌均匀，然后通过刷涂或者喷涂方式施于水泥板表面；相同条件下将市售硅藻泥涂料(对比例)刷于同材质水泥板表面.
实施例5-8和对比例实干后的性能测试(主要依照标准照GB/T 9756-2009、 JC/T1074-2008)如下表1和表2：
表1乳胶漆的性能表
Figure BDA0001861128030000081
表2：抗菌性能表(GB/T 21866-2008)
Figure BDA0001861128030000082
由表1可以看出，相对于市售硅藻泥涂料，实施例的双组分硅藻泥水性涂料具有更高的耐刷洗次数和甲醛净化效率；由表2可知实施例的抗大肠杆菌率、抗金黄色葡萄球菌率达到99.5％以上；实施例可以给人们的生活、工作、学习提供更加安全、环保的环境。
尽管本发明已作了详细说明并引用了实施例，但对于本领域的普通技术人员，显然可以按照上述说明而做出的各种方案、修改和改动，都应该包括在权利要求的范围之内。

Claims (6)

1.一种零VOC排放的双组分硅藻泥水性涂料，其特征在于，按重量份数计，由A、B两种组分构成：
A组分：0.5-1份过硫酸钾、30-40份硅藻泥粉、10-15份金红石型钛白粉、6-12份远红外陶瓷粉、45-75份水、1-2份流平剂、0.3-0.6份消泡剂；
所述的远红外陶瓷粉由以下方法制备：
（1）混合料粒的制备：将过渡金属氧化物、二氧化硅、氧化铝、二氧化铈、水加入到球磨设备中球磨4-6h，然后加入出料，喷雾造粒，得粒径为20目、含水量10%±2%的料粒；
（2）烧结：30MPa的压力下，通过干压成型将步骤（1）中的料粒压制成板，然后在管式窑炉中、弱还原气氛中、1400-1500℃下煅烧5-8h，然后冷却至室温，得致密板；
（3）破碎：致密版经破碎、锆珠球磨48h，过1200目筛，得到所述的远红外陶瓷粉；
B组分：6-12份可交联单体、2-4份抗菌单体、0.1-0.3份催化剂、3-5份水性硬脂酸盐、15-25份水；所述的交联单体为N-羟乙基丙烯酰胺、N-羟丙基丙烯酰胺、N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺、N-(1,1-二甲基-3-氧代丁基)丙烯酰胺中的至少一种；所述的抗菌单体为二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、二乙基二烯丙基氯化铵、丙烯酰氧乙基三乙基氯化铵、N-乙烯基异噻唑-3-酮中的至少一种；所述的催化剂为硝酸银、焦磷酸亚铁、蔗糖、焦亚硫酸钠、羟基甲亚磺酸钠盐水合物中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种零VOC排放的双组分硅藻泥水性涂料，其特征在于，所述的流平剂为聚醚改性有机硅流平剂；所述的消泡剂为有机硅消泡剂。
3.根据权利要求1所述的一种零VOC排放的双组分硅藻泥水性涂料，其特征在于，所述的水性硬脂酸盐为质量分数为40-50%的硬脂酸盐分散液，所述的硬脂酸盐为硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸钙中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种零VOC排放的双组分硅藻泥水性涂料，其特征在于，所述的硅藻泥粉、金红石型钛白粉、远红外陶瓷粉的粒径均为1200目。
5.根据权利要求1所述的一种零VOC排放的双组分硅藻泥水性涂料，其特征在于，步骤（1）所述的过渡金属氧化物、二氧化硅、氧化铝、二氧化铈、水的重量份数比为（5-10）：（5-10）：（5-10）：（10-15）：（50-80）；所述的过渡金属氧化物、二氧化硅、氧化铝、二氧化铈的粒径为800目。
6.根据权利要求1所述的一种零VOC排放的双组分硅藻泥水性涂料，其特征在于，所述的过渡金属氧化物为氧化钪、氧化钕、氧化铒、氧化镱中的至少一种；所述的弱还原气氛为体积分数90%的N2与体积分数10%的H2的均匀混合气。
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