CN110015907B - 一种净醛装饰石膏板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种净醛装饰石膏板及其制备方法，包括石膏板基板以及涂覆在所述石膏板基板表面的水性涂层；所述石膏板基板包括以下组分：熟石膏粉、净醛剂、硼酸盐、木质素、发泡剂和水；所述水性涂层包含水性涂料，所述水性涂料包括改性沸石。该石膏板可以有效捕捉室内甲醛，进行分解；从而有效地降低室内甲醛浓度，且净醛效果可以长期保持。同时，该石膏板具有良好的调湿功能。

Description

一种净醛装饰石膏板及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种净醛装饰石膏板及其制备方法。

背景技术

随着人们对环保、健康的重视，对功能性石膏板需求越来越多。要求石膏板具有调节室内湿度、净醛等功能。不管是装修材料还是家具饰品等都可能有甲醛的释放。甲醛已经成为我国装修中的主要污染物之一。甲醛对人体危害最严重，潜伏期最长，被称为“室内污染第一杀手”；甲醛是导致新生儿畸形、儿童白血病、青少年记忆力和智力下降的主要原因，被WHO(世界卫生组织)确定为“致癌和致畸性物质”。长期接触低剂量甲醛，能引起慢性中毒，引发呼吸系统、神经系统、生殖系统等疾病。因此甲醛对人类的危害是不容忽视的。由于甲醛释放周期是3-15年，所以除甲醛的石膏板需要达到长期有效去除甲醛的效果。

现有的除甲醛的石膏板中，仅依靠吸附物质，对于甲醛的吸附并不稳定，物理吸附作用不存在明显的针对性，室内空气中很多组分都会和甲醛产生竞争吸附作用，同时存在吸附饱和的问题。吸附不牢固使得甲醛还可能被释放出来，效果难以保证。而在石膏板中通过添加光触媒降解甲醛，对外界条件要求较多，如需要紫外光照射或可见光激发催化活性，而石膏板应用时通常需要进行饰面处理，限制了光催化反应的进行；同时对室内湿度也有要求；因此，在实际应用中，净醛效果也难以保证。

石膏板作为一种绿色的室内装饰装修材料，还可以调节湿度，增加居所的舒适度。装饰石膏板不需再进行饰面处理，就能直接进行应用。净醛石膏板，可以长期、有效地对室内甲醛进行消除，因此净醛装饰石膏板能为人们提供健康、舒适、美观的居住环境。

发明内容

本发明旨在提供一种净醛装饰石膏板，通过在配方中添加一定含量的净醛剂、硼酸盐等组分，结合水性涂料中添加的改性沸石，使得该石膏板可以有效捕捉室内甲醛，进行分解；从而有效地降低室内甲醛浓度，且净醛效果可以长期保持。同时，该石膏板具有良好的调湿功能和优异的力学性能。

根据本发明提供的一种净醛装饰石膏板，包括石膏板基板以及涂覆在所述石膏板基板表面的水性涂层；所述石膏板基板包括以下组分：熟石膏粉、净醛剂、硼酸盐、木质素、发泡剂和水；所述水性涂层包含水性涂料，所述水性涂料添加有1-5％的改性沸石；

所述改性沸石的制备方法为：将天然沸石在20％浓度的盐酸中浸泡5-8h，过滤；350-450℃下灼烧处理1-1.5h，冷却；取20g处理后的沸石置于250ml烧杯中，加入100ml去离子水和50ml浓度为10mmol/L的烷基二甲基苄基铵盐溶液，磁力搅拌3-5h；用去离子水洗净沸石后自然风干，得到所述改性沸石。

其中，所述石膏板基板各组分的含量为：

其中，所述净醛剂包括氨基酸和超支化聚酰胺；

所述氨基酸选自脯氨酸、精氨酸、赖氨酸、丝氨酸、甘氨酸、半胱氨酸盐酸盐中的一种或多种；

所述超支化聚酰胺选自端氨基全脂肪型、全芳香型、脂肪-芳香型超支化聚酰胺的一种或多种。

其中，所述氨基酸为脯氨酸和精氨酸的混合物；所述超支化聚酰胺为端氨基全芳香型超支化聚酰胺。

其中，所述改性沸石的粒径为20-60μm。

其中，所述石膏板基板包括以下组分：

其中，所述石膏板基板包括以下组分：

根据本发明的另一个方面所提供的净醛装饰石膏板的制备方法，包括以下步骤：

将预定重量份的净醛剂、熟石膏粉、硼酸盐、木质素，机械搅拌，得到均匀固体粉末；将预定重量份的发泡剂加入到水中，混合液通过发泡系统发泡后进入搅拌机；将所述均匀固体粉末加入到所述搅拌机，各原料经所述搅拌机充分搅拌制得均匀浆料，所述浆料经挤压成型、凝固、切断、干燥后制得石膏板基板；

将所述石膏板基板表面除尘处理，辊涂水性涂料，烘干，制得所述净醛装饰石膏板。

本发明的净醛装饰石膏板包括石膏板基板以及涂覆在石膏板基板表面的水性涂层；

石膏板基板包括以下组分：100重量份熟石膏粉、1-15重量份净醛剂、0.1-1重量份硼酸盐、0.5-2.5重量份木质素、0.01-1重量份发泡剂以及70-90重量份水；水性涂层包含水性涂料，水性涂料添加有1-5％的改性沸石；

改性沸石的制备方法为：将天然沸石在20％浓度的盐酸中浸泡5-8h，过滤；350-450℃下灼烧处理1-1.5h，冷却；取20g处理后的沸石置于250ml烧杯中，加入100ml去离子水和50ml浓度为10mmol/L的烷基二甲基苄基铵盐溶液，磁力搅拌3-5h；用去离子水洗净沸石后自然风干，得到所述改性沸石。

天然沸石对甲醛的吸附并不具有针对性，且吸附容易饱和。本发明对采用以上方法对天然沸石进行改性，吸附针对性增强，可以主动吸附室内的甲醛，提高了吸附效率；并且改性沸石的甲醛吸附量也较未改性前大大增加。添加1-5％的改性沸石可以起到优异的甲醛吸附效果，同时可以避免涂层开裂，使石膏板具有良好的力学性能。改性沸石的粒径为20-60μm，与水性涂料中其他组分可以有比较好的相容性。

净醛剂包括氨基酸和超支化聚酰胺。氨基酸易与甲醛反应，降解甲醛；氨基酸种类选自脯氨酸、精氨酸、赖氨酸、丝氨酸、甘氨酸、半胱氨酸盐酸盐中的一种或多种；优选的，为脯氨酸和精氨酸的混合物。超支化聚酰胺分子量大、性质活泼，同时具有良好的热稳定性，易与甲醛反应，同时生成的产物无毒、稳定。本发明超支化聚酰胺选自端氨基全脂肪型、全芳香型、脂肪-芳香型超支化聚酰胺的一种或多种，优选的，为端氨基全芳香型超支化聚酰胺。

在实验过程中发现，按5:1～8:1比例范围，优选的为6:1加入一定量的氨基酸和超支化聚酰胺的混合物，可以对石膏起到缓凝作用，从而在很大程度上保证了石膏板成型时料浆流动性能，使石膏板生产可控性更好。

在石膏板中添加硼酸盐以及木质素，其目的是为了增加石膏板与水性涂层之间的粘结性，提高石膏板力学性能。同时，与氨基酸以及超支化聚酰胺可以使石膏浆料具备比较好的浆料流动性。发泡剂可以为十二烷基硫酸钠；水可以为中性普通工业用水或地下水。

水性涂料其他组分及比例采用现有常规技术。例如包含：丙烯酸酯单体、水溶性丙烯酸酯预聚物、颜料、助剂等组分。丙烯酸酯单体可以为丙烯酸丁酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸异辛酯等的一种或多种；水溶性丙烯酸酯预聚物为水溶性环氧丙烯酸酯、水性聚氨酯丙烯酸酯、水性不饱和聚酯丙烯酸酯等的一种或多种。

该净醛装饰石膏板的制备方法，主要包括以下步骤：将预定重量份的净醛剂、熟石膏粉、硼酸盐、木质素，机械搅拌，得到均匀固体粉末；将预定重量份的发泡剂加入到水中，混合液通过发泡系统发泡后进入搅拌机；均匀固体粉末加入到所述搅拌机，各原料经搅拌机充分搅拌制得均匀浆料，浆料经挤压成型、凝固、切断、干燥后制得石膏板基板；将石膏板基板表面除尘处理，辊涂水性涂料，烘干，制得净醛装饰石膏板。

采用本发明技术方案的净醛装饰石膏板，在长期净醛、调节室内湿度、力学性能方面明显优于现有技术产品。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本发明的净醛装饰石膏板包括石膏板基板以及涂覆在石膏板基板表面的水性涂层；

石膏板基板包括以下组分：100重量份熟石膏粉、1-15重量份净醛剂、0.1-1重量份硼酸盐、0.5-2.5重量份木质素、0.01-1重量份发泡剂以及70-90重量份水；水性涂层包含水性涂料，水性涂料添加有1-5％的改性沸石；

改性沸石的制备方法为：将天然沸石在20％浓度的盐酸中浸泡6h，过滤；400℃下灼烧处理1h，冷却；取20g处理后的沸石置于250ml烧杯中，加入100ml去离子水和50ml浓度为10mmol/L的烷基二甲基苄基铵盐溶液，磁力搅拌4h；用去离子水洗净沸石后自然风干，得到改性沸石。改性沸石的粒径为20-60μm。

氨基酸选自脯氨酸、精氨酸、赖氨酸、丝氨酸、甘氨酸、半胱氨酸盐酸盐中的一种或多种，优选的，为脯氨酸和精氨酸的混合物。

超支化聚酰胺选自端氨基全脂肪型、全芳香型、脂肪-芳香型超支化聚酰胺的一种或多种，优选的，为端氨基全芳香型超支化聚酰胺。

下面列出净醛装饰石膏板各组分及其含量的具体实施例。

实施例

将1-15重量份的净醛剂、100重量份熟石膏粉、0.1-1重量份硼酸盐、0.5-2.5重量份木质素，机械搅拌，得到均匀固体粉末；将0.01-1重量份的发泡剂加入到70-90重量份水中，混合液通过发泡系统发泡后进入搅拌机；将均匀固体粉末加入到搅拌机，各原料经搅拌机充分搅拌制得均匀浆料，浆料经挤压成型、凝固、切断、干燥后制得石膏板基板；将石膏板基板表面除尘处理，辊涂水性涂料，烘干，制得净醛装饰石膏板。

表1列出了本发明的部分实施例数据。需要指出的是，表1数据为挑选出的实验过程中的部分数据，本发明的实施例并不局限于以下数据。

表1净醛装饰石膏板配方实施例

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6	实施例7
								熟石膏粉	100	100	100	100	100	100	100
氨基酸	1	3.5	5.4	1	6.4	10	13
								超支化聚酰胺	0.5	0.7	0.9	0.2	0.8	3	2
硼酸盐	0.1	0.4	0.6	0.8	0.2	0.5	1
								木质素	0.5	2	1.5	1	1.8	2	2.5
发泡剂	0.05	0.3	0.5	0.8	0.9	0.2	1
								水	90	82	80	75	73	86	70

测试例

测试例1

分别测试了水性涂料中1空白组(未添改性沸石)、2添加天然沸石组以及3添加改性沸石组的石膏板的甲醛吸附情况。在1m³封闭腔室中预先滴入甲醛，测得初始甲醛浓度为2mg/m³，分别放入长宽均为0.5m的9.5mm厚石膏板，分别检测随着时间变化，腔室内48h内的甲醛浓度的变化。具体测试结果见表2。石膏板的其他组分含量均相同。

表2空白组和实验组的甲醛浓度变化

甲醛浓度(mg/m<sup>3</sup>)	12h	24h	48h
				1	1.93	1.89	1.87
2	1.91	1.88	1.85
				3	1.66	1.45	1.23

通过表1数据可以看出在水性涂料中添加了改性沸石的第3组的石膏板在除甲醛效果上明显高于空白组以及添加天然沸石的石膏板。

测试例2

下边就各实施例中的净醛装饰石膏板的净醛效果做测试分析。在1m³腔室中，甲醛加入量为3μL，每天持续滴入甲醛，放入长宽均为0.5m的9.5mm厚石膏板，分别检测1-10d内的腔室内甲醛浓度。具体数据如表2所示。表3中数据单位为mg/m³。

表3各实施例石膏板的净醛效果

由表2数据可以看到，各实施例中的净醛装饰石膏板24h有效率高达90％以上；并且随着甲醛的持续滴入，净醛装饰石膏板净醛效果可以长期保持。

测试例3

同时，还对本发明的净醛装饰石膏板(9.5mm)的力学性能进行了相关检测。分别测试了净醛装饰石膏板初始制备完成时的力学性能，同时也对净醛装饰石膏板的力学性能进行了测试。初始力学性能数据具体如表4所示(参照标准GB/T9775-2008)。

表4各实施例石膏板的力学性能

以上可以看出，本发明的净醛装饰石膏板不仅净醛效果优异，并且石膏板的力学性能远高于国家标准。

综上，本发明所涉及的净醛装饰石膏板通过在配方中添加一定含量的净醛剂、硼酸盐等组分结合水性涂料中添加的改性沸石，使得该石膏板可以有效捕捉室内甲醛，进行分解；从而有效地降低室内甲醛浓度，且净醛效果可以长期保持，可持续降解甲醛30-40年。同时，该石膏板具有良好的调湿功能和优异的力学性能。

最后应说明的是：在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种净醛装饰石膏板，其特征在于，包括石膏板基板以及涂覆在所述石膏板基板表面的水性涂层；

所述石膏板基板包括以下组分：熟石膏粉、净醛剂、硼酸盐、木质素、发泡剂和水；所述水性涂层包含水性涂料，所述水性涂料添加有1-5%的改性沸石；

所述改性沸石的制备方法为：将天然沸石在20%浓度的盐酸中浸泡5-8h，过滤；350-450℃下灼烧处理1-1.5h，冷却；取20g处理后的沸石置于250mL烧杯中，加入100mL去离子水和50mL浓度为10mmol/L的烷基二甲基苄基铵盐溶液，磁力搅拌3-5h；用去离子水洗净沸石后自然风干，得到所述改性沸石；

所述石膏板基板各组分的含量为：

熟石膏粉 100重量份；

净醛剂 1-15重量份；

硼酸盐 0.1-1重量份；

木质素 0.5-2.5重量份；

发泡剂 0.01-1重量份；

水 70-90重量份；

所述净醛剂包括氨基酸和超支化聚酰胺，比例范围为5:1~8:1。

2.如权利要求1所述的净醛装饰石膏板，其特征在于，

所述氨基酸选自脯氨酸、精氨酸、赖氨酸、丝氨酸、甘氨酸中的一种或多种；

所述超支化聚酰胺选自端氨基全脂肪型、全芳香型、脂肪-芳香型超支化聚酰胺的一种或多种。

3.如权利要求2所述的净醛装饰石膏板，其特征在于，所述氨基酸为脯氨酸和精氨酸的混合物；所述超支化聚酰胺为端氨基全芳香型超支化聚酰胺。

4.如权利要求1所述的净醛装饰石膏板，其特征在于，所述改性沸石的粒径为20-60μm。

5.如权利要求1所述的净醛装饰石膏板，其特征在于，所述石膏板基板包括以下组分：

熟石膏粉 100重量份；

净醛剂 6.3重量份；

硼酸盐 0.6重量份；

木质素 1.5重量份；

发泡剂 0.5重量份；

水 80重量份。

6.如权利要求1所述的净醛装饰石膏板，其特征在于，所述石膏板基板包括以下组分：

熟石膏粉 100重量份；

净醛剂 7.2重量份；

硼酸盐 0.2重量份；

木质素 1.8重量份；

发泡剂 0.9重量份；

水 73重量份。

7.如权利要求1-6任一项所述的净醛装饰石膏板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将预定重量份的净醛剂、熟石膏粉、硼酸盐、木质素，机械搅拌，得到均匀固体粉末；将预定重量份的发泡剂加入到水中，混合液通过发泡系统发泡后进入搅拌机；将所述均匀固体粉末加入到所述搅拌机，各原料经所述搅拌机充分搅拌制得均匀浆料，所述浆料经挤压成型、凝固、切断、干燥后制得石膏板基板；

将所述石膏板基板表面除尘处理，辊涂水性涂料，烘干，制得所述净醛装饰石膏板。