CN111534133A

CN111534133A - 一种负氧离子无机涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN111534133A
Application number: CN202010590919.6A
Authority: CN
Inventors: 谢哲欣
Original assignee: Sbeckting Xiamen New Building Materials Co ltd
Current assignee: Sbeckting Xiamen New Building Materials Co ltd
Priority date: 2020-06-24
Filing date: 2020-06-24
Publication date: 2020-08-14

Abstract

本发明提供一种负氧离子无机涂料及其制备方法；其中，负氧离子无机涂料，以质量份数计，包括水200‑210份；纤维素醚6‑8份；润湿剂3‑4份；分散剂7‑8份；稳定剂5‑6份；无机涂料多功能助剂10‑12份；消泡剂2‑3份；防霉剂10‑20份；钛白粉100‑150份；煅烧高岭土90‑120份；无机复合填料190‑200份；无机专用乳液50‑70份；纳米无机硅125‑150份；硅酸钾50‑75份；负氧离子矿粉10‑30份。本发明提供的负氧离子无机涂料符合2019年中华人民共和国住房和城乡建设部发布了(建筑内外墙用液体无机涂料)修改稿的标准的液体型无机涂料的要求，符合室内装修材料放射性核素A类标准，且自然持续释放负氧离子。

Description

一种负氧离子无机涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及无机涂料技术领域，特别涉及一种负氧离子无机涂料及其制备方法。

背景技术

无机涂料一直以来没有明确的定义，按形态分为有粉体型和液体型，按照涂料命名的习惯一般是按主要成膜物质来分类，因此无机涂料通常是指以无机材料为主要成膜物质或粘结剂的一类涂料。2019年12月19号，中华人民共和国住房和城乡建设部发布了(建筑内外墙用液体无机涂料)修改稿，明确规定了液态无机涂料以碱金属硅酸盐、硅溶胶等为主要粘结剂，可添加少量高分子有机物，并加入颜料、填料及助剂配制而成的水性液态涂料，内墙液态无机涂料中在250～500℃之间分解的高分子有机物的质量占液态无机涂料的质量的比例≤5％(W/W％)。

空气负氧离子是一种带负电荷的空气微粒，它像食物中的维生素一样，对人的生命活动有着很主要的影响，所以有人称它为空气维生素，有的甚至认为空气负氧离子与长寿有关，称为长寿素。空气中所含有的负氧离子的多少是衡量空气清新的标志之一，根据世界卫生组织确认，空气中的负氧离子在1000-1500个/cm³,被认为是清新的空气，维持健康的基本需要。负氧离子涂料，是一种液态粘稠涂料，用于建筑室内墙墙面，持久释放小粒径生态级空气负氧离子，浓度在3000-20000个/cm³，除甲醛、去烟味、净化空气，有益身体健康。

专利CN108047779A，公开日2019.11.22，公开了一种水性森林负氧离子无机涂料及其制备方法，所述无机涂料包括如下重量份数的原料：羟乙基纤维素0.1份～0.3份；分散剂0.5份～1.0份；钛白粉5.0份～10.0份；超细重质碳酸钙25.0份～30.0份；滑石粉5.0份～10.0份；负氧离子添加剂1.0份～2.0份；净味乳液5.0份～10.0份；无机硅酸盐13.0份～20.0份；粘度稳定剂1.0份～2.0份；消泡剂0.3份～1.0份；去离子水15.0份～35.0份；所述制备方法包括制备羟乙基纤维素液、分散液、负氧离子液、稳定液和成品的步骤。该水性森林负氧离子无机涂料具有持续释放负氧离子、祛除涂料异味、净化空气的特点。

然而，上述专利公开的水性森林负氧离子无机涂料只是冠名无机涂料，没有达到国家住建部的无机涂料(液体)标准，即涂料中高分子有机物含量≤5％(W/W％)。可见目前涂料市场鱼目混杂，大多数冠名无机涂料的产品并没有达到国家住建部的无机涂料(液体)标准。

此外，现有的负氧离子涂料液体，有释放负氧离子的功效，但是大多数存在放射性超标问题。

因此，目前亟待一种放射性符合标准的无机涂料。

发明内容

为解决背景技术提到的目前亟待一种放射性符合标准的无机涂料，本发明提供一种负氧离子无机涂料，以质量份数计，其组分包括：

进一步地，所述负氧离子矿粉包括390-400份电气石轻粉、200-210份稀土氧化物、40-50重稀土氧化物、90-100份重晶石粉、140-150份硅酸盐、40-50份氧化钙和40-50份其它助剂。

进一步地，所述负氧离子矿粉为pH值为7～9。

进一步地，所述负氧离子矿粉为4000目的纳米白色粉末。

进一步地，所述水为去离子水。

进一步地，所述无机复合填料为硅酸盐复合填料。

进一步地，所述无机专用乳液的MFT＜5℃。

进一步地，所述消泡剂为矿物油类消泡剂。

本发明还包括一种上述的负氧离子无机涂料的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、在搅拌状态下，将水和负氧离子矿粉混匀，并持续搅拌至均匀，得到负氧离子混合液；

步骤二、往步骤一中的负氧离子混合液中添加涂料稳定剂，调节pH至7～9，持续搅拌，获得稳定的负氧离子混合液；

步骤三、在搅拌状态下，往步骤二中的负氧离子混合液添加纤维素醚、分散剂、润湿剂、稳定剂，搅拌均匀得到分散液；

步骤四、在搅拌状态下，往步骤三中的分散液添加钛白粉、煅烧高岭土、无机复合填料、纤维素醚、无机专用乳液、消泡剂，搅拌均匀得到稳定液；

步骤五、在搅拌状态下，往步骤四中的稳定液添加纳米无机硅、硅酸钾、无机涂料多功能助剂、消泡剂、防霉剂，搅拌均匀得到初品液；

步骤六、将步骤五中的初品液调整粘度，搅拌均匀，过滤后得到成品。

进一步地，步骤六中采用水调整初品液的粘度。

与现有技术相比，本发明提供的负氧离子涂料具有如下优点：

1、负氧离子无机涂料是符合2019年中华人民共和国住房和城乡建设部发布了(建筑内外墙用液体无机涂料)修改稿的标准的液体型无机涂料。

2、负氧离子无机涂料通过选择和合成负为纳米级负氧离子矿粉，具有低放射性高浓度释放负氧离子，解决普遍性释放负氧离子涂料放射性超标问题，符合室内装修材料放射性核素A类标准。

3、负氧离子无机涂料将带正负电极的天然矿粉研磨成4000目的粉末，均匀分布在涂刷涂料的墙面上，利用“压电晶体法”的原理，自然持续释放负氧离子，是一种环保健康养生的功能性涂料。

此外，本发明采用的负氧离子矿粉相比于负氧离子添加剂更具优势，具体：

1、合成的负氧离子矿粉含有无机压电晶体材料，具有永久电极，同等重量矿粉可以含有更多的正负极，可以通过压电晶体法，与普通的水，空气中的水分子接触后，就能产生瞬间放电电离效应，将水分子电解为H-和OH-，H-与合成负氧离子矿粉释放的电子结合而被中和成H原子，而OH-与其他水分子结合，可以连续生成羟基负离子HO-，形成负氧离子。此外，负氧离子矿粉中含有放射性物质，通过放射性物质产生空气负氧离子。负氧离子矿粉结合压电晶体法和放射性材料的各自优势获得具有低放射性高浓度释放负氧离子的效果。

2、合成负氧离子矿粉比负氧离子添加剂放射性更低、更安全：合成负氧离子矿粉主要成分为电气石、微含量含钙镧铈元素的稀土矿和氧化钙，电气石是一种硼硅酸盐矿物，是一种以含硼为特征的铝、铁、钠、镁、锂的环状结构硅酸盐矿物，摩氏硬度7～7.5，比重2.98～3.20。电气石其本质就是石头没有辐射。含钙镧铈元素的稀土矿粉有很低放射性，只是作为辅助性材料。符合国家标准的涂料A类产品的放射性要求。

而目前市场上的负氧离子添加剂存在诸多不足，例如，专利申请号CN106904979A中可释放负氧离子的添加剂由独居石、沸石、麦饭石和托玛琳制成。独居石是一种酸性岩浆岩和变质岩中较常见的副矿物。独居石为单斜晶系，晶体为板状或柱状，因经常呈单晶体而得名。放射性很高，由于矿石中钍元素放射性偏高，对环境有害，好多国家如巴西，印度等国已禁采。

3、合成负氧离子矿粉含有白色铅粉和重晶石粉末等辐抗射材料，金属铅和重晶石可以地阻挡X射线和放射性射线，是很好防辐射材料，降低合成负氧离子矿粉的放射性，在同等重量矿粉具有更低的放射性，可以释放更多的负氧离子。

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，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中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作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。

本发明实施例及对比例采用的试剂说明如下：

纤维素醚：HS100000YP2；

润湿剂：CROSFECT-202；

分散剂：CROSFECT-3500；

稳定剂：CROSFECT-CS1

无机涂料多功能助剂：信守SS1；

消泡剂：矿物油类消泡剂；

钛白粉：R699；

煅烧高岭土：4000目；

无机复合填料：硅酸盐复合填料；

无机专用乳液：BASF净味乳液；

纳米无机硅：S308；

硅酸钾：CROSFECT-K100；

需要说明的是，实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行，所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市场购买获得的常规产品。

负氧离子矿粉I由所述负氧离子矿粉包括400份电气石轻粉、200份稀土氧化物、50重稀土氧化物、100份重晶石粉、150份硅酸盐、50份氧化钙和50份其它助剂制成，呈白色，目数为4000目，其主要元素组成如表1所示：

表1

实施例1

步骤一、在搅拌状态下，将100份去离子水和10份负氧离子矿粉I混匀，并持续搅拌至均匀，得到负氧离子混合液，搅拌机转速500r/min，搅拌时间10min；

步骤二、往步骤一中的负氧离子混合液中添加涂料稳定剂(酸碱调节试剂)，调节pH值至7.5，持续搅拌，获得稳定的负氧离子混合液，搅拌机转速500r/min，搅拌时间10min；

步骤三、在搅拌状态下，往步骤二中的负氧离子混合液添加3份纤维素醚、7份分散剂、3份润湿剂、5份稳定剂，搅拌均匀得到分散液，搅拌机转速500r/min，搅拌时间10min；

步骤四、在搅拌状态下，往步骤三中的分散液添加100份钛白粉、90份煅烧高岭土、190份无机复合填料、3份纤维素醚、50份无机专用乳液、1份消泡剂，搅拌均匀得到稳定液，搅拌机转速1200r/min，搅拌时间40min；

步骤五、在搅拌状态下，往步骤四中的稳定液添加125份纳米无机硅、50份硅酸钾、10份无机涂料多功能助剂、1份消泡剂、10份防霉剂，搅拌均匀得到初品液，搅拌机转速800r/min，搅拌时间15min；

步骤六、将步骤五中的初品液加入100份去离子水，搅拌机转速500r/min，搅拌时间5min，过滤后得到成品。

实施例2

步骤二、往步骤一中的负氧离子混合液中添加涂料稳定剂(酸碱调节试剂)，调节pH值至8.5，持续搅拌，获得稳定的负氧离子混合液，搅拌机转速500r/min，搅拌时间10min；

对比例1

市售的负氧离子涂料。

对比例2

步骤一、在搅拌状态下，将150份去离子水和70份负氧离子添加剂混匀，并持续搅拌至均匀，得到负氧离子混合液，搅拌机转速500r/min，搅拌时间2min；

步骤二、在搅拌状态下，往步骤一中的负氧离子混合液添加3份纤维素醚、7份分散剂、3份润湿剂、5份稳定剂，搅拌均匀得到分散液，搅拌机转速500r/min，搅拌时间10min；

步骤三、在搅拌状态下，往步骤二中的分散液添加100份钛白粉、90份煅烧高岭土、190份无机复合填料、3份纤维素醚、50份无机专用乳液、1份消泡剂，搅拌均匀得到稳定液，搅拌机转速1200r/min，搅拌时间40min；

步骤四、在搅拌状态下，往步骤三中的稳定液添加25份纳米无机硅、50份硅酸钾、10份无机涂料多功能助剂、1份消泡剂、10份防霉剂，搅拌均匀得到初品液，搅拌机转速800r/min，搅拌时间15min；

步骤五、将步骤四中的初品液加入60份去离子水，搅拌机转速500r/min，搅拌时间5min，过滤后得到成品。

对比例3

步骤三、在搅拌状态下，往步骤二中的分散液添加100份钛白粉、90份煅烧高岭土、190份无机复合填料、3份纤维素醚、50份无机专用乳液、1份消泡剂，混合后的物料开始变黏稠，呈胶状，难以搅拌，无法继续加工，停止制作。

对比例4

步骤二、往步骤一中的负氧离子混合液中添加涂料稳定剂(酸碱调节试剂)，调节pH值至5，持续搅拌，获得稳定的负氧离子混合液，搅拌机转速500r/min，搅拌时间10min；

步骤四、在搅拌状态下，往步骤三中的分散液添加100份钛白粉、90份煅烧高岭土、190份无机复合填料、3份纤维素醚、50份无机专用乳液、1份消泡剂，混合后的物料出现部分胶状块，搅拌难度大，无法继续加工，停止制作。

对比例5

步骤二、往步骤一中的负氧离子混合液中添加涂料稳定剂(酸碱调节试剂)，调节pH值至10，持续搅拌，获得稳定的负氧离子混合液，搅拌机转速500r/min，搅拌时间10min；

步骤四、在搅拌状态下，往步骤三中的分散液添加100份钛白粉、90份煅烧高岭土、190份无机复合填料、3份纤维素醚、50份无机专用乳液、1份消泡剂，混合后的物料变粘稠，呈胶状，无法继续加工，停止制作。

对比例6

对比例采用的是负氧离子矿粉II由400份电气石轻粉、200份稀土氧化物、50份氧化钙和50份其它助剂制成，目数为4000目；

步骤一、在搅拌状态下，将100份去离子水和10份负氧离子矿粉II混匀，并持续搅拌至均匀，得到负氧离子混合液，搅拌机转速500r/min，搅拌时间10min；

步骤四、在搅拌状态下，往步骤三中的分散液添加100份钛白粉、90份煅烧高岭土、190份无机复合填料、3份纤维素醚、50份无机专用乳液、1份消泡剂，出现絮状物体，搅拌均匀得到稳定液，搅拌机转速2000r/min，搅拌时间70min；

对于上述实施例1-2及对比例1-6的产品进行检测，测试项目包括：

高分子有机含量检测：按照《建筑内外墙液态无机涂料》(修改稿)附录A的方法进行检测；

水蒸气透过率检测:JG/T309-2011；

耐霉菌性检测GB/T1741-2007；

燃烧性能检测：GB 8624-2012；

挥发性有机化合物(VOC)含量检测：GB/T 23986；

游离甲醛含量检测：GB/T 34683；

苯、甲苯、乙苯、二甲苯含量检测：GB/T 23990；

可溶性重金属含量检测：GB/T 23991；

放射性检测：GB6566-2010；

负氧离子空气浓度检测：采用负氧离子仪器对制作的面漆试板进行检测。

其测试结果如表2所示：

表2

注：表中-表示无检测结果。

根据表2的检测结果，可知本发明实施例1和实施例2获得的负氧离子无机涂料，符合2019年中华人民共和国住房和城乡建设部发布了(建筑内外墙用液体无机涂料)修改稿的标准的液体型无机涂料的要求，而且该负氧离子无机涂料放射性低，产生的负氧离子空气浓度达到3000-4000个/cm³。

此外，与对比例2相比，本发明实施例采用的是特制的负氧离子矿粉I，对比例2采用的是负氧离子添加剂，对比例2产生的负氧离子空气浓度低于实施例，且对比例2的放射性超标。

与对比例3相比，本发明实施例采用的是特制的负氧离子矿粉I且在步骤二调节pH值至7～9，对比例3虽然也是采用负氧离子矿粉I，但是未对负氧离子混合液进行pH值调节，导致对比例3在步骤三中混合的物料开始变黏稠，呈胶状，难以搅拌，无法继续加工。

与对比例4相比，对比例4采用负氧离子矿粉I，但是在步骤二中负氧离子混合液pH调节至5，导致在步骤四中混合后的物料出现部分胶状块，搅拌难度大，无法获得合格产品。

与对比例5相比，对比例5采用负氧离子矿粉I，但是在步骤二中负氧离子混合液pH调节至10，导致在步骤四中混合后的物料变粘稠，呈胶状，无法继续加工

与对比例6相比，对比例6采用的是由60份电气石、20份稀土和10份氧化钙混合制成的负氧离子矿粉II，步骤二中负氧离子混合液pH调节至7.5，但是在步骤四中，加入钛白粉、煅烧高岭土、无机复合填料、纤维素醚、无机专用乳液、消泡剂后，会出现絮状物体，延长搅拌时间，加快搅拌转速可以消除絮状物体。

由此可知，本发明通过添加特定的负氧离子矿粉，且在制备方法中调节负氧离子混合液pH值至7～9，可以使得加工无异常出现。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims

1.一种负氧离子无机涂料，其特征在于，以质量份数计，其组分包括：

2.根据权利要求1所述的负氧离子无机涂料，其特征在于，所述负氧离子矿粉包括390-400份电气石轻粉、200-210份稀土氧化物、40-50重稀土氧化物、90-100份重晶石粉、140-150份硅酸盐、40-50份氧化钙和40-50份其它助剂。

3.根据权利要求1所述的负氧离子无机涂料，其特征在于，所述负氧离子矿粉为pH值为7～9。

4.根据权利要求1所述的负氧离子无机涂料，其特征在于，所述负氧离子矿粉为4000目的纳米白色粉末。

5.根据权利要求1所述的负氧离子无机涂料，其特征在于，所述水为去离子水。

6.根据权利要求1所述的负氧离子无机涂料，其特征在于，所述无机复合填料为硅酸盐复合填料。

7.根据权利要求1所述的负氧离子无机涂料，其特征在于，所述无机专用乳液的MFT＜5℃。

8.根据权利要求1所述的负氧离子无机涂料，其特征在于，所述消泡剂为矿物油类消泡剂。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的负氧离子无机涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述的负氧离子无机涂料的制备方法，其特征在于，步骤六中采用水调整初品液的粘度。