CN109776055B

CN109776055B - 一种多功能环保沸石硅藻泥内墙涂料

Info

Publication number: CN109776055B
Application number: CN201910260618.4A
Authority: CN
Inventors: 姜华军; 唐淳
Original assignee: Feijia Suzhou Environmental Protection New Materials Co ltd
Current assignee: Feijia Suzhou Environmental Protection New Materials Co ltd
Priority date: 2019-04-02
Filing date: 2019-04-02
Publication date: 2021-07-20
Anticipated expiration: 2039-04-02
Also published as: CN109776055A

Abstract

本发明提供一种多功能环保沸石硅藻泥内墙涂料，所述涂料由下列重量份的原料制成：沸石粉45‑60份、硅藻土1‑5份、白水泥7‑12份、灰钙粉5‑10份、双飞粉5‑10、滑石粉5‑10份、胶粉0.6‑1.2份、重钙粉6‑12份、纤维素0.3‑0.8份、石英砂粉6‑10份。所述的多功能环保沸石硅藻泥内墙涂料通过所包含的多种特定的组分，各个组分之间发挥了协同增效作用，进而使得该涂料产品除了具有较好的吸附和分解甲醛等有害气体的功能，还具备净化空气、调湿防霉、防火阻燃的功效。

Description

一种多功能环保沸石硅藻泥内墙涂料

技术领域

本发明属于室内墙面装修用的绿色建材领域，具体涉及一种多功能环保沸石硅藻泥内墙涂料。

背景技术

在建筑材料领域中，内墙涂料是室内墙面装修必须使用的材料。长期以来，内外墙涂层装饰与保护主要采用乳胶漆，而乳胶漆是一种水性涂料，其有害物质主要是挥发性有机化合物(VOC)和游离甲醛，两者都会刺激人的皮肤和眼睛，损害神经、造血等系统，严重危害人体健康，尤其不适宜用在儿童及老年人的居住环境。据世界卫生组织(WTO)的报告，现代人类68％的疾病很大一部分都与室内空气污染有关。来自中国室内环境监测中心的数据，我国每年因室内空气污染引起的死亡人数高达11.1万。

随着消费者对家庭装修内墙涂料的认知和要求不断提升，追求健康内墙涂料的需求日益高涨。硅藻土是由生长在海、湖中的植物遗骸堆积，经过数百万年变迁而形成，其本身并不具有有机化合物(VOC)和游离甲醛。此外，硅藻土表面有无数细孔，可吸附空气中的异味，具有调湿、除臭、隔热、防止细菌生长等功能。硅藻土涂料的开发应用不仅不会对环境造成污染，它还会使居住环境条件得以改善，尤其是湿度环境的改善。但硅藻土也存在着分子筛结构数量不稳定，比表面积不足够大且在较大范围内波动，不够稳定，以及需要通过后添加化学分解剂来实现净化功能等缺陷。

目前，已知的硅藻泥涂料产品中，虽然也存在沸石的成分，但主要是以硅藻泥为主要成分存在的，比如现有文献1公开了一种生态型硅藻泥装饰壁材。该技术方案以硅藻泥为主要成分，沸石仅作为一种配方以起到改善吸放湿和净化空气的功能，并未以沸石为主要成分来发挥作用。

现有文献2公开了一种硅藻土活性涂料及制备方法，包括去离子水、消泡剂、分散剂、润湿剂、成膜助剂、纳米粉体伴侣、改性硅藻土、电气石、其他功能材料、粘结剂、其他功能助剂。这种配方的缺点是含助剂，不为零VOC排放，不宜用于儿童及老人居住环境。

现有文献3公开了一种无胶硅藻泥建材，成分包括硅藻土、膨润土、高岭土、活性白土、石英砂、海泡石、碳酸钙、麦饭石粉、纳米二氧化钛粉、纤维、凹凸棒土、羟丙基甲基纤维素、颜料。该文献对于去除甲醛等小分子有机物采用材料为纳米二氧化钛。纳米二氧化钛在紫外线照射情况下可以催化分解甲醛，但因室内紫外线少，去除污染效果并不明显，加之纳米二氧化钛在粉体混合生产加工，成品干粉加水搅拌，喷涂施工，施工完成，均会存在直接进入空气中或微观脱落进入室内，很易进入人体及环境造成不良影响，故存在一定的负面影响。

亟待提供一种与目前市场上的硅藻泥选用的硅藻土在净化性能方面有着巨大差异，解决了现有室内墙面装修涂料对甲醛吸附不充分的问题的新型室内涂料。

现有技术文献：

现有文献1：公开号为CN103613328A的专利文献

现有文献2：公开号为CN102229771A的专利文献

现有文献3：公开号为CN102633475A的专利文献

发明内容

本发明的目的是提供一种多功能环保沸石硅藻泥内墙涂料，所述涂料由下列重量份的原料制成：沸石粉45-60份、硅藻土1-5份、白水泥7-12份、灰钙粉5-10份、双飞粉5-10、滑石粉5-10份、胶粉0.6-1.2份、重钙粉6-12份、纤维素0.3-0.8份、石英砂粉6-10份，沸石粉及上述原料混合物的含水率都必须低于5％。优选地，所述白水泥用的是425型号白水泥。

本发明的目的是按如下的技术方案实现的。一种多功能环保沸石硅藻泥内墙涂料，其中所述沸石粉的制备方法包括如下步骤：

(1)选择沸石原矿石，通过天然日晒至少48小时，降低所述沸石原矿石的含水率达至少低于5％；

(2)使用粉碎机或者球磨机将所述沸石原矿石粉碎至小颗粒；

(3)通过磨粉机将所述小颗粒加工至400目以上且1000目以下的所述沸石粉，优选地，所述沸石粉的平均粒径425目。

本发明的一个优选方案是提供一种多功能环保沸石硅藻泥内墙涂料，所述的硅藻土、白水泥、灰钙粉、双飞粉、滑石粉、重钙粉、纤维素、石英砂粉为细度达到300目以上且500目以下。

本发明的另一个优选方案是提供一种多功能环保沸石硅藻泥内墙涂料，其中所述的胶粉必须是矿物胶粉，优选细度为400目。

本发明的所述多功能环保沸石硅藻泥内墙涂料的制备方法，包括如下步骤：

(1)分别称取各组分备用；

(2)在干净的搅拌机中依次加入沸石粉、白水泥、灰钙粉、双飞粉、硅藻土、滑石粉、重钙粉和石英砂粉，以480转/分钟的转速搅拌5分钟；

(3)在搅拌机中加入胶粉和纤维素粉，以480转/分钟的转速再搅拌30分钟；

(4)充分搅拌均匀后静置2小时；

(5)进行灌装打包得到成品。

天然沸石粉取自于火山岩形成的沸石矿，通过技术手段粉碎、研磨成400目以上且1000目以下的细粉，并将内含水份控制在5％以下方可使用。沸石的主要成分为氧化铝和硅酸盐。氧化铝有很强的吸附气体功能，将异臭、TVOC分子吸附到沸石表面和孔道中。硅酸盐有很强的除湿功能，因此其湿度调节功能非常出色。除此以外，沸石是一种火山岩，其成分中含有具有催化降解甲醛和其他TVOC作用的贵金属(如：铂Pt、钛Ti等)。沸石为多孔结构，超细孔径分布均匀，赋予沸石具有很大的比表面积，用来吸附空气中的异味和有害物质。同时沸石粉对包括大肠杆菌、沙门氏菌等在内的多种细菌具有极强的抗菌和杀菌作用，以及很强的防腐防霉功能。

重钙粉具有耐候、保色、防毒等作用，不仅可以降低生产成本，还可以增加产品的韧性和强度。

纤维素具有良好的透气性、瞬间吸水性、较强的耐磨性和良好的染色性等特性，同时又具有抗菌、抑菌、除蜗和抗紫外线功能。其抗菌效果是任何人工添加化学物质所无法比拟的，并且具有天然、环保、持久等优点。

硅藻土具有孔隙度大、吸收性强、化学性质稳定、耐磨、耐热等特点，能为涂料提供优异的表面性能、增容和增稠效果以及提高附着力。由于它具有较大的孔体积，能缩短涂膜干燥时间。

白水泥是白色硅酸盐水泥。它与普通硅酸盐水泥不同之处是用含有着色杂质(如氧化铁、氧化锰)少的石灰石和粘土为原料，并用无灰原料(如重油、煤气、天然气)煅烧而成，比普通的硅酸盐水泥标号高，凝固得快。

灰钙粉是以优质生石灰经水化后粉碎而成的细粉，优选细度为325目。其中的成分氢氧化钙能与空气中的二氧化碳反应，生成碳酸钙，有较好的耐水性，是耐水洗涂料常用的优质颜料。

滑石粉是自然界中的滑石矿粉碎成的白色粉末，优选细度为325目，具有滑腻感，在涂料中除起填充料作用外，由于它的特殊性能，还可以使涂料流平性能增强，在耐洗性和硬度方面也有良好的作用。

双飞粉，又称为重钙、重质碳酸钙、老粉，是由天然石灰石经细微粉碎而得。一般选用细度325-400目，乳胶漆中采用800-1200目，白度85％-95％的产品，作填充剂起到增加产品的体积，降低生产成本。

石英砂是天然石英矿石经筛选细微粉碎而成，主要成分为二氧化硅，不溶于酸，但溶解于纯碱溶液中。涂料中利用它的高硬度和透气性好的优点，使外墙腻子、涂料耐磨、耐碰撞、不易开裂。但石英砂不具备多孔结构，比表面积小，吸放湿性能和空气净化性能都很低。

矿物胶粉能够提高改性混合料的粘合性、抗折强度、可塑性、耐磨性及施工性，并且对材料的流动性、触变性以及保水性等没有任何不利影响。胶粉中含有细的矿物质抗结块剂，但不含有任何溶剂、增塑剂与成膜助剂，不含甲醛、二甲苯、汞、铅等有机挥发物和重金属，对人体无毒害，属绿色环保产品。与灰钙粉有较好的相溶性，可起助溶作用，且用于水泥基、石灰基等各种基材中，提高不同基材的粘结强度，提高砂浆弹性，手感滑爽、刮涂性好。

上述组分之间存在协同增效的作用，对多功能环保沸石硅藻泥内墙涂料有效地提升了涂料的性能，使其在吸附降解甲醛和TVOC有害物质、调湿防霉、防火阻燃等方面具有优异的性能。

发明效果

与现有技术相比，本发明的优点在于：所述多功能环保沸石硅藻泥内墙涂料选择了多种特定的组分，各个组分之间发挥了协同增效作用，进而使得该涂料产品除了具有较好的吸附分解甲醛等有害气体的功能，还具备净化空气、调湿防霉、防火阻燃的功效。所选用的沸石粉、硅藻土等均为天然原料，无毒无害，绿色环保，所特有的调湿保温还有助于节省能源消耗，市场前景非常广阔。

具体实施方式

本发明所采用的主要材料为沸石粉，与目前市场上的硅藻泥选用的硅藻土在净化性能方面有着巨大差异。按照中国《硅藻泥装饰壁材》建材行业标准(JC/2177-2013)，硅藻土的比表面积为65㎡/g，这远远低于沸石粉的比表面积(300㎡/g)，在吸附有害物质方面沸石粉的性能要优于硅藻土，具有更多的分子筛结构特征。

在降解甲醛和其他TVOC有害物质方面，沸石的成分中含有具有催化降解甲醛和其他TVOC作用的贵金属(如：铂Pt、钛Ti等)。而硅藻泥需要通过后添加化学分解剂来实现这一功能。硅藻土吸附能力是有限的，且容易饱和，需要进一步与具有光催化性能的光催化剂共同复合使用，从而吸附富集有害物质。

另一方面，沸石主要成分之一是硅酸盐，有很强的除湿功能，因此其湿度调节功能也表现的非常出色。

沸石硅藻泥内墙涂料在施工性能方面，不同于添加了树脂胶增加施工性能的硅藻泥，使用矿物胶粉，在不影响施工性能的基础上更加环保。

沸石硅藻泥内墙涂料所有原材料均为无机材料，不燃也不起明火。

本发明所述多功能环保沸石硅藻泥内墙涂料采用多种天然原料组配而成，并且对人体无毒无害，制备方法相对简单，从而具有极大的实际应用价值。不同于添加了树脂胶增加施工性能的硅藻泥，使用矿物胶粉，在不影响施工性能的基础上更加环保，还有利于健康。本发明的内墙涂料可采用常规方法如喷涂、弹涂等将本发明的涂料施工在室内墙面、顶面等，从而实现功能性保护作用，尤其适用于儿童房的装修。

如上所述，本发明提供了多功能环保沸石硅藻泥内墙涂料、制备方法及其用途，与现有技术相比，所述多功能环保沸石硅藻泥内墙涂料通过选择多种特定天然原材料，有效地提升了涂料的性能，使其在吸附降解甲醛和TVOC有害物质、调湿防霉、防火阻燃等方面具有优异的性能，各组分间还出乎意料地显示出协同增效的效果。

下面给出本发明的几个优选的实施例，以显示对多功能环保沸石硅藻泥内墙涂料涂刷后的墙壁的性能效果。这些实施例不构成对本发明的思想和保护范围的任何限制。

本发明的一个实施例提供了一种沸石粉的制备方法，具体包括如下步骤：

(1)可选实施例中，选择来自内蒙古赤峰的沸石原矿石，通过天然日晒48小时，使沸石原矿石的含水率降低至少低于5％；

(2)可选实施例中，使用高速粉碎机或者球磨机将沸石原矿石粉碎至小颗粒；

(3)可选实施例中，通过雷蒙磨粉机将沸石小颗粒加工至400目以上且1000目以下的细粉，细粉的平均粒径425目。

本发明的另一个实施例提供了一种多功能环保沸石硅藻泥内墙涂料的制备方法，具体包括如下步骤：

(1)分别称取各组分备用；

(4)充分搅拌均匀后静置2小时；

(5)进行灌装打包得到成品。

本发明根据上述方法制备多种不同配比的多功能环保沸石硅藻泥内墙涂料，具体包括实施例1-6。

实施例1：

一种多功能环保沸石硅藻泥内墙涂料，所述涂料由下列重量份的原料制成：沸石粉48份、硅藻土3份、白水泥10份、灰钙粉8份、双飞粉8份、滑石粉8份、胶粉0.8份、重钙粉6份、纤维素0.7份、石英砂粉7.5份，且沸石粉及上述原料混合物的含水率均低于5％。

实施例2：

一种多功能环保沸石硅藻泥内墙涂料，所述涂料由下列重量份的原料制成：沸石粉45份、硅藻土1份、白水泥7份、灰钙粉5份、双飞粉5份、滑石粉5份、胶粉0.8份、重钙粉6份、纤维素0.3份、石英砂粉7.5份，且沸石粉及上述原料混合物的含水率均低于5％。

实施例3：

一种多功能环保沸石硅藻泥内墙涂料，所述涂料由下列重量份的原料制成：沸石粉50份、硅藻土2份、白水泥11份、灰钙粉7份、双飞粉6份、滑石粉6份、胶粉0.7份、重钙粉9份、纤维素0.6份、石英砂粉8份，且沸石粉及上述原料混合物的含水率均低于5％。

实施例4：

一种多功能环保沸石硅藻泥内墙涂料，所述涂料由下列重量份的原料制成：沸石粉55份、硅藻土4份、白水泥12份、灰钙粉9份、双飞粉9份、滑石粉6份、胶粉0.6份、重钙粉9份、纤维素0.5份、石英砂粉7份，且沸石粉及上述原料混合物的含水率均低于5％。

实施例5：

一种多功能环保沸石硅藻泥内墙涂料，所述涂料由下列重量份的原料制成：沸石粉57份、硅藻土4份、白水泥11份、灰钙粉8份、双飞粉5份、滑石粉10份、胶粉1.2份、重钙粉12份、纤维素0.8份、石英砂粉10份，且沸石粉及上述原料混合物的含水率均低于5％。

实施例6：

一种多功能环保沸石硅藻泥内墙涂料，所述涂料由下列重量份的原料制成：沸石粉60份、硅藻土5份、白水泥12份、灰钙粉10份、双飞粉10份、滑石粉10份、胶粉1.2份、重钙粉12份、纤维素0.8份、石英砂粉10份，且沸石粉及上述原料混合物的含水率均低于5％。

比较例1

采用市售硅藻泥涂料，其成分为：硅藻土20份、白水泥30份、双飞粉25份，灰钙粉10份、石英粉10份、滑石粉5份、胶粉0.5份。

比较例2

除了采用硅藻土46份、白水泥7份、灰钙粉5份、双飞粉5份、滑石粉5份、胶粉0.8份、重钙粉6份、纤维素0.3份、石英砂粉7.5份作为原料，合成所述涂料。

涂布墙壁的基材为耐水腻子，要求基材平整、无空鼓、无裂纹，基材湿度<10％。

拌料步骤：1.使用量杯按规定比例准备清水。1千克上述实施例粉体需要加0.7升清水。2.向桶内添加沸石涂料和足量清水，用电动搅拌机搅拌均匀后静置5分钟。3.施工前需再次搅拌3-5分钟，搅拌越是均匀，材料的施工性越好。

涂布方法：先使用准备好的涂料抹平，待涂料完全干燥后，再用涂料进行喷涂，待面层8成干时，用收光抹刀轻压，使机理成不规则扁平状。涂布的平均厚度为1mm。

依据JC/T1074-2008《室内空气净化功能涂覆材料净化性能》测定所述涂料的甲醛净化性能和净化效果持久性指标。所得产品按照使用功能分为I类和II类，I类表示为具有装饰功能的涂覆材料，II类为不具有装饰功能喷涂材料。其中甲醛净化性能≥75％为I类、≥80％为II类，净化效果持久性≥60％为I类，≥65％为II类。I类依据JC/T1074-2008要求，产品净化功能应符合上述指标要求。

在试验环境为:温度为(21℃)，湿度为(52％)的条件下，对上述具体实施例进行试验，试验结果如表1所示：

表1.甲醛净化性能及净化效果持久性试验结果表

试样名称	甲醛净化性能(％)	甲醛净化效果持久性(％)*
			实施例1	93	74
实施例2	91	72
			实施例3	92	72
实施例4	88	68
			实施例5	89	70
实施例6	89	72
			比较例1	56	45
比较例2	77	58

根据表1可以看出，本发明的产品甲醛净化性能平均为90.33％，属于II类；甲醛净化效果持久性平均为71.33％，属于II类，符合产品净化功能的要求。

沸石硅藻泥涂料因含有多孔、大比表面积，因而具有好的吸湿性和放湿性，减少空气中的水蒸气在涂层表面的停留，避免表面产生细菌霉菌的滋生环境。依据JC/T2177-2013《硅藻泥装饰壁材》以及JC/T 2082-2011《建筑用调湿功能内饰材料》规定测试所述涂料的吸湿量、放湿量性能、体积含湿比率、平均体积含湿量共四个指标。经检验，若全部检验项目均符合JC/T2082-2011《建筑用调湿功能内饰材料》规定的技术指标，则判定具有调湿功能。当有一项不合格时，允许从备份样品进行不合格项目复检，如该项仍不合格，则判定为该产品调湿功能不合格，当有两项以上不合格时。则判定为该产品调湿功能不合格。即如果涂层厚度为1mm～3mm的装饰材料及制品，在要求3h吸湿量≥20×10^-3kg/m²，6h吸湿量≥27×10^- ³kg/m²，12h吸湿量≥35×10^-3kg/m²，24h吸湿量≥40；24h放湿量≥70％吸湿量；体积含湿比率≥0.19kg/m²；平均体积含湿量≥8kg/m²。

对实施例1、比较例1、2进行测试，具体试验结果如表2所示：

表2：吸湿量、放湿量性能、体积含湿比率、平均体积含湿量试验结果表

(注：测试样品厚度为2mm。)

根据以上测试条件，同样对比较例1、2进行测试，结果如下：

根据表2，可以获知实施例1吸湿量4个时间段均符合数值要求，吸湿量分别为21.8、29.6、38.5和45.1，体积含湿比率为1.206，平均体积含湿量为49.05。上述4个指标均符合相应厚度涂层的指标，所述沸石硅藻泥涂料具有调湿功能。

沸石硅藻泥涂料具有好的吸湿性和放湿性，减少空气中的水蒸气在涂层表面的停留，避免表面产生细菌霉菌的滋生环境，但在长期使用过程中因涂层孔道中吸附有大量的水蒸气，极易出现霉变问题，故防霉性能和防霉耐久性能是上述涂料重要的指标。依据JC/T2177-2013《硅藻泥装饰壁材》以及HG/T3950-2007《抗菌涂料》附录B规定测试所述涂料的抗霉菌、抗霉菌耐久性能指标。

沸石硅藻泥涂料的防霉菌性能要求抗霉菌性能。试验将一定量的孢子悬液喷在待测样品和培养基上，在温度28摄氏度，相对湿度90％RH以上的条件下培养28天，通过直接观测长霉程度来评价抗菌涂料的长霉等级。结果如表3所示：

表3.防霉性能、抗霉菌耐久性能试验结果表

比较例1、2采用如上表3同样的条件测试防霉性能和抗霉菌耐久性，结果如下：

根据表3可知，依据规定实施例1-6每种样品5个平行中以3个以上的同等级为该样品的长霉登记，可知防霉性能为0级，抗霉菌耐久性也为0级，适用于抗菌性能高的场所。

建筑材料及制品的燃烧性能等级分为A不燃材料、B1难燃材料、B2可燃材料、B3易燃材料。依据GB8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》规定测试所述涂料防火性能，具体试验结果如表4所示：

表4：防火性能试验结果表

比较例1、2采用如上表4同样的条件测试防火性能，结果如下：

根据表4可知，炉内温升小于30℃，质量损失率小于50％，持续燃烧时间为0秒，总热值小于2.0MJ/kg，依据平板状建筑材料及制品的燃烧性能等级和分级判据，可认定为A级，属于不燃材料，具有防火阻燃的作用。

以上对本发明所提供的一种多功能环保沸石硅藻泥内墙涂料进行了详尽介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，对本发明的变更和改进将是可能的，而不会超出附加权利要求所规定的构思和范围，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种多功能环保沸石硅藻泥内墙涂料，其特征在于由下列重量份的原料制成：沸石粉45-60份、硅藻土1-5份、白水泥7-12份、灰钙粉5-10份、双飞粉5-10、滑石粉5-10份、矿物胶粉0.6-1.2份、重钙粉6-12份、纤维素0.3-0.8份、石英砂粉6-10份，所述的硅藻土、白水泥、灰钙粉、双飞粉、滑石粉、重钙粉、纤维素、石英砂粉的细度为300目以上500目以下，且所述沸石粉及上述原料混合物的含水率均低于5%，

其中所述沸石粉的制备方法包括如下步骤：

（1）选择沸石原矿石，通过天然日晒至少48小时，降低所述沸石原矿石的含水率到低于5%；

（2）使用粉碎机或者球磨机将所述沸石原矿石粉碎至小颗粒；

（3）通过磨粉机将所述小颗粒加工至细粉的平均粒径425目的所述沸石粉。

2.根据权利要求1所述的多功能环保沸石硅藻泥内墙涂料的制备方法，包括如下步骤：

（1）分别称取各组分备用；

（2）在干净的搅拌机中依次加入沸石粉、白水泥、灰钙粉、双飞粉、硅藻土、滑石粉、重钙粉和石英砂粉，以480转/分钟的转速搅拌5分钟；

（3）在搅拌机中加入矿物胶粉和纤维素，以480转/分钟的转速再搅拌30分钟；

（4）充分搅拌均匀后取出静置2小时；

（5）进行灌装打包得到成品。