CN109666392A - 一种具有优异吸波性能的环保型家装涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种具有优异吸波性能的环保型家装涂料，包括以下组分：硅藻土、软磁性材料粉体、水性聚氨酯、去离子水、功能性助剂。本专利提出一种具有优异吸波性能的环保型家装涂料，将金属微粉吸波材料与硅藻土作为主要的功能性填料，配制成膏状的内墙装饰涂覆材料。在满足人们对于天然环保、净化空气、呼吸调湿的基本功能的同时，可以利用金属微粉的吸波性能，吸收家装内各种电子设备所辐射出的不同频段的电磁波，减少电磁污染对人体所造成的影响。

Description

一种具有优异吸波性能的环保型家装涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于材料技术领域，涉及一种具有优异吸波性能的环保型家装涂料及其制备方法。

背景技术

随着科学技术的发展，大量电子产品和家用电器等在人们生活中得到了广泛的普及，例如电脑、彩电、音响、微波炉、电磁灶、移动电话、空调等。但这些电子设备在使用过程中都会辐射出电磁波，会对周围环境造成电磁污染，人体长期处于高电磁辐射的环境中，会对人体造成不同程度的伤害。

现有专利CN106746951A提供了一种防辐射硅藻泥的环保型墙壁材料，主要由硅藻泥、淀粉、天青石粉、重晶石粉、碧玺粉、菱镁矿粉、高龄土和羟丙基甲基纤维素制成。该发明中选用淀粉作为粘结剂，重晶石粉体起到了主要的电磁波吸收作用，其吸波频段受材料本身影响，范围较小，且吸波性能与软磁性材料粉体相比有很大差距。在该发明内，重晶石用量不足原材料总重量的16％，对于不同频段的电磁波的吸收还是有很大的局限和提升空间。

此外，上述专利还具有以下缺点：

(1)电磁波吸收材料的占比较低，对于电磁波的吸收作用有限；

(2)电磁波的吸收频段较窄，不能适用于针对不同频段电磁波的吸收；

(3)选用淀粉作为粘结剂，其粘结性能有限，墙壁材料在复杂环境和长时间后，可能会出现掉粉脱离等现象。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种具有优异吸波性能的环保型家装涂料以及制备该具有优异吸波性能的环保型家装涂料的方法。

技术方案：本发明提供了一种具有优异吸波性能的环保型家装涂料，以重量组分计，包括以下组分：硅藻土20-30份、软磁性材料粉体20-50份、水性聚氨酯40-60份、去离子水10-40份、功能性助剂1-5份。本专利提出一种具有优异吸波性能的环保型家装涂料，将金属微粉吸波材料与硅藻土作为主要的功能性填料，配制成膏状的内墙装饰涂覆材料。在满足人们对于天然环保、净化空气、呼吸调湿的基本功能的同时，可以利用金属微粉的吸波性能，吸收家装内各种电子设备所辐射出的不同频段的电磁波，减少电磁污染对人体所造成的影响。其中，软磁性材料粉体吸波机理主要为磁损耗及涡流损耗，可使电磁能转化为热能，从而很好的吸收包括红外线、可见光在内的电磁波。通过对于微粉直径的控制来调节各种电磁参数，从而改变吸波频带，因此软磁性材料粉体具有吸收频带范围广、吸收率高、温度性能好等优点。此外，硅藻土其具有消除甲醛、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，被称为“会呼吸的环保功能性壁材”。硅藻泥涂料用于替代墙纸和乳胶漆，适用于别墅、公寓、酒店、家居、医院等内饰装饰，应用前景好。

进一步的，上述的具有优异吸波性能的环保型家装涂料，所述功能性助剂包括阻燃剂、增稠剂、消泡剂及润湿剂。

进一步的，上述的具有优异吸波性能的环保型家装涂料，所述阻燃剂包括磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基己基)酯、磷酸三(2-氯乙基) 酯、磷酸三(2，3-二氯丙基)酯、磷酸三(2，3-二溴丙基)酯、Pyrol99；磷酸甲苯-二苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、磷酸(2-乙基己基)- 二苯酯；氯丹酸酐；二溴甲烷、三氯溴甲烷、二氯溴甲烷及八溴二苯基氧化物、五溴乙基苯、四溴双酚A芳香族溴化物及其他卤代物；磷酸三(二溴丙基)酯及卤代环己烷及其衍生物、十溴联苯醚及其衍生物；碲化合物、羟基铝、氢氧化镁、硼酸盐；三嗪及其衍生物、三聚氰胺。

本发明优选是阻燃剂为有机氮系阻燃剂，如三嗪及其衍生物、三聚氰胺等氮系阻燃剂为三聚氰胺及其与磷的化合物，主要是三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸和三聚氰胺磷酸酯。氮系阻燃剂一般为白色晶状细粉末，粒径10μm～50μm，容易分散。密度1.5cm～1.7g/cm。氮系阻燃剂有很多优点：高效阻燃；不含卤素；无腐蚀作用，因而减少了机械被腐蚀问题；耐紫外光照；电性能好，在电子电器制品中优势最为明显；不褪色，不喷霜；可回收再利用。阻燃机理为：在燃烧过程中产生膨胀碳层达到隔热、隔氧、防止表面火焰进一步扩散，达到防火、阻燃作用，并且低烟、无毒、无熔滴，是一种高效的环保型阻燃剂。

进一步的，上述的具有优异吸波性能的环保型家装涂料，所述消泡剂包括乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷。

进一步的，上述的具有优异吸波性能的环保型家装涂料，所述润湿剂包括硫酸盐、磺酸盐、脂肪酸或者脂肪酸酯硫酸盐、羧酸皂类、磷酸酯；聚氧乙烯烷基酚醚，聚氧乙烯脂肪醇醚，聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物；硅醇类非离子表面活性剂。

进一步的，上述的具有优异吸波性能的环保型家装涂料，所述增稠剂包括甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素；聚丙烯酸盐，丙烯酸、甲基丙烯酸的均聚物或共聚物乳液；聚氨酯类增稠剂；膨润土、凹凸棒土、硅酸铝。

进一步的，上述的具有优异吸波性能的环保型家装涂料，所述软磁性材料粉体包括铁硅系合金、铁硅铝系合金、镍铁系合金、铁钴系合金、软磁铁氧体、非晶态软磁合金以及超微晶软磁合金粉体。软磁性材料粉体可以根据需要进行选择，其属于磁损耗型吸收剂，依靠磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗等极化机制衰减吸收电磁噪音，具有强吸收，效果好、厚度薄、工作频带宽、重量轻、粘结强度高等特点。此外，作为本发明的一种优选，就粉体材料的颗粒形状而言，片状粉对于电磁波有着更好的吸收效果，同时对于薄片状的磁性材料，可以利用形状各向异性可以突破Snoek极限，可以得到高于极限的磁导率，获得优异的电磁波吸收性能，所以专利优选片状的软磁性材料粉体作为吸波材料。

进一步的，上述的具有优异吸波性能的环保型家装涂料，所述水性聚氨酯单组份水性聚氨酯、双组分水性聚氨酯。水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，工业三废少，更加环保。此外，通过选用不同固含的水性聚氨酯来实现对产品粘稠度的控制。

进一步的，上述的具有优异吸波性能的环保型家装涂料，所述双组分水性聚氨酯由含羟基树脂和多异氰酸酯预聚物两组份组成，涂装后-OH和多异氰酸酯-NCO在常温下交联、固化，形成具有立体网络结构的交联涂膜。双组分聚氨酯具耐磨性、耐化学品、耐溶剂性能好，附着力突出等优点。本专利优选双组分水性聚氨酯，可以通过选用不同固含的水性聚氨酯来实现对产品粘稠度的控制。

本发明还提供一种具有优异吸波性能的环保型家装涂料的制备方法，包括以下步骤：

第一步：将软磁性材料粉体与水性聚氨酯混合，加入湿润剂、消泡剂和增稠剂，搅拌60-120min，搅拌速度70-120r/min，分散均匀获得混合浆料A；

第二步：将硅藻土和阻燃剂加入混合浆料A中，抽真空混合搅拌，搅拌时间120-360min，搅拌速度60-80r/min，充分混合均匀，期间通过添加去离子水来调节混合物粘度，控制粘度范围在 800-2000mpa·s，获得膏状混合物B；

第三步：将上步骤获得的膏状混合物B转移至研磨机，进行研磨处理2-3h，使其均匀细滑，得所述具有优异吸波性能的环保型家装涂料。

本发明所述的具有抗电磁干扰功能和优异导热散热性能的电缆填充条的制备方法，方法合理，制备工艺简单，利于大规模生产。

上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：本发明所述的具有优异吸波性能的环保型家装涂料，将金属微粉吸波材料与硅藻土作为主要的功能性填料，配制成膏状的内墙装饰涂覆材料。在满足人们对于天然环保、净化空气、呼吸调湿的基本功能的同时，可以利用金属微粉的吸波性能，吸收家装内各种电子设备所辐射出的不同频段的电磁波，减少电磁污染对人体所造成的影响。相较于现有专利产品，其具有以下优点：

1)吸波材料粉体的填充量高，电磁波吸收能力强；

2)吸收频段范围宽，可适用于不同频段的电磁波，满足不同的家装需求；

3)采用水性聚氨酯作为粘结剂，在满足环保要求的同时，可以提供更好的粘结效果。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，下面通过描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

一种具有优异吸波性能的环保型家装涂料，以重量组分计，包括以下组分：硅藻土20份、软磁性材料非晶态软磁合金粉体20份、水性聚氨酯40份、去离子水10份、功能性助剂1份，其中阻燃剂二溴甲烷0.2份、增稠剂羧甲基纤维素0.3份、消泡剂聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚0.4份、润湿剂聚氧乙烯烷基酚醚0.1份。

上述具有优异吸波性能的环保型家装涂料的制备方法，包括以下步骤：

第一步：将软磁性材料粉体与水性聚氨酯混合，加入湿润剂、消泡剂和增稠剂，搅拌60min，搅拌速度70r/min，分散均匀获得混合浆料A；

第二步：将硅藻土和阻燃剂加入混合浆料A中，抽真空混合搅拌，搅拌时间120min，搅拌速度60r/min，充分混合均匀，期间通过添加去离子水来调节混合物粘度，控制粘度范围在800mpa·s，获得膏状混合物B；

第三步：将上步骤获得的膏状混合物B转移至研磨机，进行研磨处理2h，使其均匀细滑，得所述具有优异吸波性能的环保型家装涂料。

实施例2

一种具有优异吸波性能的环保型家装涂料，以重量组分计，包括以下组分：硅藻土30份、软磁性材料镍铁系合金粉体50份、水性聚氨酯60份、去离子水40份、功能性助剂5份，其中阻燃剂五溴乙基苯2份、增稠剂甲基丙烯酸的均聚物1份、消泡剂聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚1份、润湿剂聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物1份。

上述具有优异吸波性能的环保型家装涂料的制备方法，包括以下步骤：

第一步：将软磁性材料粉体与水性聚氨酯混合，加入湿润剂、消泡剂和增稠剂，搅拌120min，搅拌速度120r/min，分散均匀获得混合浆料A；

第二步：将硅藻土和阻燃剂加入混合浆料A中，抽真空混合搅拌，搅拌时间360min，搅拌速度80r/min，充分混合均匀，期间通过添加去离子水来调节混合物粘度，控制粘度范围在2000mpa·s，获得膏状混合物B；

第三步：将上步骤获得的膏状混合物B转移至研磨机，进行研磨处理3h，使其均匀细滑，得所述具有优异吸波性能的环保型家装涂料。

实施例3

一种具有优异吸波性能的环保型家装涂料，以重量组分计，包括以下组分：硅藻土25份、片状软磁性材料铁硅铝系合金粉体40份、水性聚氨酯：含羟基树脂25份和多异氰酸酯预聚物25份、去离子水20份、功能性助剂3份。

其中阻燃剂三聚氰胺1份、增稠剂羟乙基纤维素0.5份、消泡剂聚二甲基硅氧烷0.5份、润湿剂聚氧乙烯脂肪醇醚1份

上述具有优异吸波性能的环保型家装涂料的制备方法，包括以下步骤：

第一步：将软磁性材料粉体与水性聚氨酯混合，加入湿润剂、消泡剂和增稠剂，搅拌90min，搅拌速度100r/min，分散均匀获得混合浆料A；

第二步：将硅藻土和阻燃剂加入混合浆料A中，抽真空混合搅拌，搅拌时间240min，搅拌速度70r/min，充分混合均匀，期间通过添加去离子水来调节混合物粘度，控制粘度范围在1000mpa·s，获得膏状混合物B；

第三步：将上步骤获得的膏状混合物B转移至研磨机，进行研磨处理2.5h，使其均匀细滑，得所述具有优异吸波性能的环保型家装涂料。

实施例4

一种具有优异吸波性能的环保型家装涂料，以重量组分计，包括以下组分：硅藻土20份、软磁性材料软磁铁氧体粉体50份、水性聚氨酯50份、去离子水30份、功能性助剂4份，其中阻燃剂磷酸三(2-乙基己基)酯1份、增稠剂硅酸铝1份、消泡剂聚氧丙烯甘油醚 1份、润湿剂磷酸酯1份。

上述具有优异吸波性能的环保型家装涂料的制备方法，包括以下步骤：

第一步：将软磁性材料粉体与水性聚氨酯混合，加入湿润剂、消泡剂和增稠剂，搅拌60min，搅拌速度120r/min，分散均匀获得混合浆料A；

第二步：将硅藻土和阻燃剂加入混合浆料A中，抽真空混合搅拌，搅拌时间300min，搅拌速度60r/min，充分混合均匀，期间通过添加去离子水来调节混合物粘度，控制粘度范围在2000mpa·s，获得膏状混合物B；

第三步：将上步骤获得的膏状混合物B转移至研磨机，进行研磨处理2h，使其均匀细滑，得所述具有优异吸波性能的环保型家装涂料。

实施例5

将实施例1-4制备的具有优异吸波性能的环保型家装涂料与市售样涂料涂覆在10cm*10cm面积大小的泡沫板上，烘干固化后，测试其吸波损耗，吸波损耗的测试标准参考GB/T 26118.3-2010。

测试其数据结果如下：

由上述测试结果可以看出，本发明所述的具有优异吸波性能的环保型家装涂料具有很强的吸波性能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有优异吸波性能的环保型家装涂料，其特征在于：以重量组分计，包括以下组分：硅藻土20-30份、软磁性材料粉体20-50份、水性聚氨酯40-60份、去离子水10-40份、功能性助剂1-5份。

2.根据权利要求1所述的具有优异吸波性能的环保型家装涂料，其特征在于：所述功能性助剂包括阻燃剂、增稠剂、消泡剂及润湿剂。

3.根据权利要求2所述的具有优异吸波性能的环保型家装涂料，其特征在于：所述阻燃剂包括磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基己基)酯、磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三(2，3-二氯丙基)酯、磷酸三(2，3-二溴丙基)酯、Pyrol99；磷酸甲苯-二苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、磷酸(2-乙基己基)-二苯酯；氯丹酸酐；二溴甲烷、三氯溴甲烷、二氯溴甲烷及八溴二苯基氧化物、五溴乙基苯、四溴双酚A芳香族溴化物及其他卤代物；磷酸三(二溴丙基)酯及卤代环己烷及其衍生物、十溴联苯醚及其衍生物；碲化合物、羟基铝、氢氧化镁、硼酸盐；三嗪及其衍生物、三聚氰胺。

4.根据权利要求2所述的具有优异吸波性能的环保型家装涂料，其特征在于：所述消泡剂包括乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷。

5.根据权利要求2所述的具有优异吸波性能的环保型家装涂料，其特征在于：所述润湿剂包括硫酸盐、磺酸盐、脂肪酸或者脂肪酸酯硫酸盐、羧酸皂类、磷酸酯；聚氧乙烯烷基酚醚，聚氧乙烯脂肪醇醚，聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物；硅醇类非离子表面活性剂。

6.根据权利要求2所述的具有优异吸波性能的环保型家装涂料，其特征在于：所述增稠剂包括甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素；聚丙烯酸盐，丙烯酸、甲基丙烯酸的均聚物或共聚物乳液；聚氨酯类增稠剂；膨润土、凹凸棒土、硅酸铝。

7.根据权利要求1所述的具有优异吸波性能的环保型家装涂料，其特征在于：所述软磁性材料粉体包括铁硅系合金、铁硅铝系合金、镍铁系合金、铁钴系合金、软磁铁氧体、非晶态软磁合金以及超微晶软磁合金粉体。

8.根据权利要求1所述的具有优异吸波性能的环保型家装涂料，其特征在于：所述水性聚氨酯单组份水性聚氨酯、双组分水性聚氨酯。

9.根据权利要求8所述的具有优异吸波性能的环保型家装涂料，其特征在于：所述双组分水性聚氨酯由含羟基树脂和多异氰酸酯预聚物两组份组成。

10.一种具有优异吸波性能的环保型家装涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步：将软磁性材料粉体与水性聚氨酯混合，加入湿润剂、消泡剂和增稠剂，搅拌60-120min，搅拌速度70-120r/min，分散均匀获得混合浆料A；

第二步：将硅藻土和阻燃剂加入混合浆料A中，抽真空混合搅拌，搅拌时间120-360min，搅拌速度60-80r/min，充分混合均匀，期间通过添加去离子水来调节混合物粘度，控制粘度范围在800-2000mpa•s，获得膏状混合物B；

第三步：将上步骤获得的膏状混合物B转移至研磨机，进行研磨处理2-3h，使其均匀细滑，得所述具有优异吸波性能的环保型家装涂料。