CN113149587A - 具有除醛抗菌功能的石膏基内墙饰面砂浆、及其制备、使用方法 - Google Patents

具有除醛抗菌功能的石膏基内墙饰面砂浆、及其制备、使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于石膏砂浆技术领域，提供了一种具有除醛和抗菌二合一功能的石膏基内墙饰面砂浆的制备与使用方法。包括建筑石膏30％～90％，除醛抗菌组分5％‑10％，砂0～30％，玻化微珠0～20％，白水泥0～5％，硅藻土0～30％，石灰石粉末0～50％，滑石粉0～20％，保水剂0.1％～0.6％，可再分散乳胶粉0～3％，缓凝剂0.01％～0.5％，颜料0～5％，其它功能性添加剂0～2％。本发明制备的内墙石膏基饰面砂浆具有强度高，硬度好，耐沾污性好，耐水性好，可直接用湿布清洁，遇水不粉化的特点，能制作各种艺术纹理效果，表面无需再批刮腻子和涂刷乳胶漆，可作内墙饰面材料广泛应用于各种建筑内墙装饰场景。并且除醛抗菌功能快速高效、长效持久。

Description

具有除醛抗菌功能的石膏基内墙饰面砂浆、及其制备、使用 方法
技术领域
本发明涉及属于石膏砂浆技术领域，提供了一种具有除醛和抗菌二合一功能的石膏基内墙饰面砂浆及其制备与使用方法。
背景技术
内墙饰面砂浆是由无机胶凝材料、可分散乳胶粉、骨料、颜料以及各种外加剂等通过预混合干拌制成，直接施工应用于墙面面层，无需再涂刷乳胶漆，具有优良的环保性能而得到广泛应用。石膏作为一种会呼吸的无机胶凝材料，用其制备的石膏基内墙饰面砂浆近年来受到市场的格外青睐。石膏基内墙饰面砂浆因具有强度高、硬度高、耐水性好、耐沾污性好、可用湿布清洁等优良性能越来越多地在内墙装饰中得到应用。但目前市面上尚没有一种能够高效除醛和抗菌二合一功能的石膏基内墙饰面砂浆产品。
发明内容
本发明针对以上现有技术中存在的缺陷，提供了一种具有除醛和抗菌二合一功能的石膏基内墙饰面砂浆的制备与使用方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种内墙石膏基饰面砂浆，它是由以下重量百分比的原料组成：
建筑石膏30％～90％，除醛抗菌组分5％-10％，砂0～30％，玻化微珠0～20％，白水泥0～5％，硅藻土0～30％，石灰石粉末0～50％，滑石粉0～20％，保水剂 0.1％～0.6％，可再分散乳胶粉0～3％，缓凝剂0.01％～0.5％，颜料0～5％，其它功能性添加剂0～2％。
进一步，所述除醛抗菌组分为抗菌单原子锌铜复合催化剂和除醛单原子银催化剂的混合材料。
进一步，所述抗菌单原子锌铜复合催化剂制备方法如下：(1)选择粒径 5000-6000目的纳米碳酸钙作为前驱体，添加0.5％-1％的甲酸溶液进行表面刻蚀，机械搅拌24h，用水洗至中性，80-110℃干燥12h除去水分，固体在球磨机研磨30min，得到载体粉末；(2)选择乙酰丙酮铜和乙酰丙酮锌作为金属前驱体，将15-20g/L的乙酰丙酮铜和乙酰丙酮锌(Cu：Zn＝2：1)混合溶液(水：乙醇＝7：3)加入步骤(1)中的改性处理后的纳米碳酸钙中，其中所含金属金属与载体的质量比为5:100-15:100，所得溶液在80-90℃下100r/min搅拌24h，随后将溶剂蒸干，固体在球磨机充分研磨20-40min；(3)将步骤(2)中固体粉末在氩气条件下600-900℃煅烧6-8h，煅烧过程中乙酰丙酮配体发生碳化，高温下具有强还原性的碳小分子，将邻域的Cu2+和Zn2+还原为单原子Cu和单原子Zn，得到具有抗菌功能的单原子锌铜复合催化剂。
进一步，所述除醛单原子银催化剂制备方法如下：(1)将2mol/L的硝酸锰溶液滴加入1mol/L的硝酸铁溶液中(Fe：Mn＝5：2)，搅拌3h；(2)加入碳酸钠或碳酸氢钠，在30min内升温至60℃继续搅拌3h,随后降至室温，滴加 0.01mol/L的硝酸银溶液，其中Ag：(Fe+Mn)＝1:100-1:150,继续搅拌3h；(3) 静置4h，分离固体颗粒，水洗至中性，80～110℃干燥12h除去水分；(4)将步骤(3)的固体在球磨机研磨30min，得到的粉末在氩气条件下600-750℃煅烧2-4h，5％氢/氩混合气条件下200～300℃还原2h，得到除醛单原子银催化剂。
上述的建筑石膏是由纯度85％以上的天然石膏或烟气脱硫石膏经烘干煅烧后制成，其初凝时间大于等于3min，2h抗折强度大于等于2.0MPa。确保原材料建筑石膏合适用于生产此类产品，凝结时间和强度直接反应出煅烧好的建筑石膏的品质。
为确保用于生产此类饰面砂浆产品的各原材料或添加剂的质量要求，上述的砂为白色机制砂或石英砂，其粒径分布为0.2mm～1.25mm。
上述的玻化微珠，其粒径分布为0.2mm～1.25mm，堆积密度为50g/L～ 150g/L。
上述的白水泥为白色硅酸盐水泥，包括32.5白色硅酸盐水泥、42.5白色硅酸盐水泥或52.5白色硅酸盐水泥中的任意一种或其组合。
上述的硅藻土，其细度(0.2mm方孔筛筛余)为小于等于1％，游离水含量小于等于0.2％。
上述的石灰石粉末白度为80％以上，细度(0.2mm方孔筛筛余)为小于等于1％，游离水含量小于等于0.2％。
上述的滑石粉白度为80％以上，细度(0.2mm方孔筛筛余)为小于等于1％，游离水含量小于等于0.2％。
上述的保水剂为纤维素醚，粘度范围为20000mPa·s～150000mPa·s，包括羟丙基甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟乙基乙基纤维素的一种或其组合。
上述的可再分散乳胶粉为疏水性苯乙烯丙烯酸酯共聚物、醋酸乙烯酯与高级脂肪酸乙烯酯共聚物或醋酸乙烯酯与乙烯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚物中的任意一种或其组合。
上述石膏缓凝剂为葡萄糖酸类及其可溶性盐类石膏缓凝剂、磷酸盐类石膏缓凝剂、蛋白质类石膏缓凝剂的一种或其组合。
上述的颜料为无机颜色，包括(但不限于)金属氧化物、铬酸盐，如氧化铁红、氧化铁黄、氧化铬绿等。
上述的其它功能性添加剂包括(但不限于)引气剂、淀粉醚、润湿分散剂、触变润滑剂、减水剂、憎水剂、聚丙烯纤维、木质纤维素、聚乙烯醇等其中的一种或其组合。
上述材料按照组成配比混合搅拌均匀后装袋制成成品。颜料可在生产混合搅拌时加入，也可在施工应用时加入。施工应用时，将石膏饰面砂浆成品开袋后，加入适量的水中，搅拌至匀质状态，调整好料浆的稠度后，手抹于施工作业墙面上。本材料也可采用机器喷涂方式施工。在材料凝结硬化过程中，可制作出各种艺术纹理效果。
除醛抗菌原理：单原子银催化剂能够将空气中游离的甲醛和氧气分子吸附到催化剂的表面，氧分子被解离为强氧化性的氧原子，甲醛具有还原性同时由于催化剂的活化作用，性质变得活泼。氧原子与甲醛分子发生氧化还原反应，形成CO2和H2O，单原子银催化剂反应前后无变化，高效除醛、长效持久。当空气中的细菌和氧分子被吸引到单原子锌铜复合催化剂的表面上时，氧分子被解离为氧原子，细菌表面电子变得不稳定，成为激活状态，氧原子抢夺细菌电子，变成超氧自由基，超氧自由基让细菌的蛋白质表面变得不稳定，加快老化、死亡，单原子锌铜复合催化剂本身无变化，抗菌作用达10年之久。
本发明的有益效果
1)本发明材料作为内墙饰面砂浆直接使用在墙面面层，可制作各种艺术纹理效果，表面无需再批刮腻子和涂刷乳胶漆。
2)本发明材料直接与空气接触，除醛组分能活化空气中氧气与甲醛发生化学反应，生成CO2和H2O，石膏的蜂窝状多孔结构进一步增大了除醛组分与甲醛的接触面积。当空气中细菌随着气流流动接触到材料中的除醛抗菌组分时，被除醛抗菌组分杀灭，能够起到杀灭环境中的细菌的作用。本发明材料除醛抗菌功能快速高效、长效持久。本发明材料除醛抗菌防霉，可广泛应用于居民住宅、办公楼、医院、学校、歌剧院、舞厅、音乐厅、电影院等有抗菌需求的室内装修场所。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1厚层含骨料高效除醛和抗菌二合一功能的内墙石膏基饰面砂浆 (施工厚度5mm)，其组成为：
建筑石膏70.7％，除醛组分3％，抗菌组分2％，石英砂10％，粒径分布为 0.2mm～0.5mm，玻化微珠3％，粒径分布为0.2mm～0.5mm，堆积密度为50g/L～ 80g/L，石灰石粉末5％，纤维素醚HPMC 0.25％，瓦克可再分散乳胶粉7031H 2％，缓凝剂PLAST RETARD PE0.05％，氧化铁红4％(可选)。
本实施例中，上述材料按照组成配比混合搅拌均匀后装袋制成成品。施工应用时，将石膏饰面砂浆成品开袋后，装入砂浆喷涂机器料仓，启动机器，机器自动进水，混料搅拌，调整好料浆的稠度后，喷涂于施工作业面上，辅以手工找平。在材料凝结硬化过程中，可制作出各种艺术纹理效果，表面无需再批刮腻子和涂刷乳胶漆。本实施例中材料不仅在居民住宅、办公楼、医院、学校等场所作内墙饰面材料使用，也可应用于歌剧院、舞厅、音乐厅、电影院等需要消除回声的场所，其制作出的凹凸不平的纹理效果，能有效的消除声音的反射。本材料耐沾污性能优良，耐水性好，可直接采用湿布清洁，不会对墙面艺术纹理效果和色彩造成破坏。
例2薄层无骨料高效除醛和抗菌二合一功能的内墙石膏基饰面砂浆(施工厚度≤5mm)其组成为：
建筑石膏40.52％，除醛组分5％，抗菌组分5％，白水泥3％，硅藻土10％，石灰石粉末30％，纤维素醚HPMC 0.45％，瓦克可再分散乳胶粉7031H 2％，缓凝剂PLAST RETARD PE0.03％，氧化铁黄4％(可选)。
本实施例中，上述材料按照组成配比混合搅拌均匀后装袋制成成品。施工应用时，将石膏饰面砂浆成品开袋后，加入适量的水中，搅拌至匀质状态，调整好料浆的稠度后，使用无气腻子喷涂机，喷涂于施工作业面上，辅以手工找平。在材料凝结硬化过程中，可制作出各种艺术纹理效果，表面无需再批刮腻子和涂刷乳胶漆。本实施例中材料可在居民住宅、办公楼、医院、学校等场所作内墙饰面材料广泛使用。本材料耐沾污性能优良，耐水性好，可直接采用湿布清洁，不会对墙面艺术纹理效果和色彩造成破坏。
实施例3厚层高效除醛和抗菌二合一功能的内墙石膏基饰面砂浆(施工厚度5mm)
其组成为：
建筑石膏28％，除醛组分3％，抗菌组分4％，石英砂30％，粒径分布为0.5mm～1.0mm，玻化微珠10％，粒径分布为0.5mm～1.0mm，堆积密度为120g/L～150g/L，硅藻土8％，石灰石粉末10％，纤维素醚HPMC 0.5％，瓦克可再分散乳胶粉7031H 1％，缓凝剂PLASTRETARD PE 0.5％，氧化铁红4％，触变润滑剂1％。
本实施例中，上述材料按照组成配比混合搅拌均匀后装袋制成成品。施工应用时，将石膏饰面砂浆成品开袋后，装入砂浆喷涂机器料仓，启动机器，机器自动进水，混料搅拌，调整好料浆的稠度后，喷涂于施工作业面上，辅以手工找平。在材料凝结硬化过程中，可制作出各种艺术纹理效果，表面无需再批刮腻子和涂刷乳胶漆。本实施例中材料不仅在居民住宅、办公楼、医院、学校等场所作内墙饰面材料使用，也可应用于歌剧院、舞厅、音乐厅、电影院等需要消除回声的场所，其制作出的凹凸不平的纹理效果，能有效的消除声音的反射。本材料耐沾污性能优良，耐水性好，可直接采用湿布清洁，不会对墙面艺术纹理效果和色彩造成破坏。
实施例4厚层含骨料高效除醛和抗菌二合一功能的内墙石膏基饰面砂浆 (施工厚度5mm)，其组成为：
建筑石膏77％，除醛组分4％，抗菌组分4％，石英砂2％，粒径分布为0.5mm～1.0mm，玻化微珠2％，粒径分布为0.5mm～1.0mm，堆积密度为120g/L～150g/L，硅藻土2％，石灰石粉末2％，滑石粉2％，纤维素醚HPMC 0.5％，瓦克可再分散乳胶粉7031H 1％，缓凝剂PLAST RETARD PE 0.5％，氧化铁红2％，触变润滑剂 1％。
实施例5厚层含骨料高效除醛和抗菌二合一功能的内墙石膏基饰面砂浆 (施工厚度5mm)，其组成为：
建筑石膏40％，除醛组分2％，抗菌组分3％，石英砂10％，粒径分布为0.8mm～1.2mm，玻化微珠10％，粒径分布为0.8mm～1.2mm，堆积密度为60g/L～80g/L，硅藻土15％，石灰石粉末12％，滑石粉2％，纤维素醚HPMC 0.5％，瓦克可再分散乳胶粉7031H 1％，缓凝剂PLAST RETARD PE 0.5％，氧化铁红2％，触变润滑剂1％。
对比例1，
对比例1与实施例1的区别在于砂浆中无抗菌和除醛组分，全部用建筑石膏替代，其他组分均相同。
对比例2，
对比例2与实施例2的区别在于砂浆中无抗菌和除醛组分，全部用建筑石膏替代，其他组分均相同。
除醛性能测试：
1.检测标准
QB/T 2761-2006室内空气净化产品净化效果测定方法。
2.检测设备
试验舱(1.5m3).空气采样器(2020)、紫外可见分光光度计(752N)。
3.试验步骤
步骤1，按照产品提供的理论涂刷量和施工方法,将样品涂刷到四块 500mm*500mm玻璃板(厚度4mm-6mm)的一个表面,在试验环境中自然干燥24h 后进行试验。
步骤2，将制备好的试验样板和空白玻璃板分别放入样品舱B和空白舱A, 每个舱内放置四块板于样品架上,样板涂刷样品的一面朝向舱中心放置。
步骤3，将一玻璃平皿放入试验舱的底部,密闭试验舱,然后用微量注射器取(3+0.25)μL分析纯甲醛溶液,通过注射孔滴在玻璃平皿内,密闭注射孔。
步骤4，在室内条件下，24h后采集舱内气体并测试其浓度，浓度分别记为CA和CB。采集气体前开启风扇30min,采样时关闭。。
步骤5，甲醛浓度的测试分析按GB/T 16129采用AHMT分光光度法。
按照以下公式计算甲醛去除率：
X＝(CA－CB)/CA×100％，
式中：
X——甲醛去除率，％；
CA——空白舱24h后甲醛浓度。
CB——样品舱24h后甲醛浓度；
实验结果如下表所示，具有高效净醛功能的石膏基内墙饰面砂浆净醛效率达到99％以上，如下表1所示。
表1甲醛祛除了对比测试结果
Figure RE-GDA0003114272670000091
抗菌性能检测试验
1.抗细菌测试方法：按照GB/T21866-2008标准要求测试。
试验菌种：金黄色葡萄球菌、大肠埃希氏菌
2.抗霉菌测试：
试验菌种：黑曲霉AS3.4463、土曲霉AS3.3935、宛氏拟青霉AS3.4253、绳状青霉AS3.3875、出芽短梗霉AS3.3984、球毛壳霉AS3.4254。
试验条件：时间28天，湿度90％RH，温度28℃。
评价标准：
0级不长，即显微镜下(放大50倍)下观察未见生长。
1级痕迹生长，即肉眼可见生长，但生长覆盖面积小于10％。
2级生长覆盖面积大于10％。
测试结果：
抗细菌性能：
Figure RE-GDA0003114272670000101
抗霉菌性能：
测试样品 长霉等级 长霉程度
实施例1 0级 不长，显微镜下放大50倍下观察未见生长
实施例2 0级 不长，显微镜下放大50倍下观察未见生长
对比例1 1级 肉眼可见生长，但生长覆盖面积小于10％
对比例2 1级 肉眼可见生长，但生长覆盖面积小于10％
从抗菌测试结果可以看出，本发明具有高效净醛功能的石膏基内墙饰面砂浆的抗菌效果远远好于对比例。
本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。

Claims (10)

1.一种具有除醛和抗菌二合一功能的石膏基内墙饰面砂浆，其特征在于，按重量百分比，包括：
建筑石膏30％～90％，除醛抗菌组分5％-10％，砂0～30％，玻化微珠0～20％，白水泥0～5％，硅藻土0～30％，石灰石粉末0～50％，滑石粉0～20％，保水剂0.1％～0.6％，可再分散乳胶粉0～3％，缓凝剂0.01％～0.5％，颜料0～5％，其它功能性添加剂0～2％。
2.根据权利要求1所述的具有除醛和抗菌二合一功能的石膏基内墙饰面砂浆，其特征在于：所述除醛抗菌组分为抗菌单原子锌铜复合催化剂和除醛单原子银催化剂的混合材料。
3.根据权利要求1所述的具有除醛和抗菌二合一功能的石膏基内墙饰面砂浆，其特征在于：所述抗菌单原子锌铜复合催化剂制备方法如下：(1)选择粒径5000-6000目的纳米碳酸钙作为前驱体，添加0.5％-1％的甲酸溶液进行表面刻蚀，机械搅拌24h，用水洗至中性，80-110℃干燥12h除去水分，固体在球磨机研磨30min，得到载体粉末；(2)选择乙酰丙酮铜和乙酰丙酮锌作为金属前驱体，将15-20g/L的乙酰丙酮铜和乙酰丙酮锌(Cu：Zn＝2：1)混合溶液(水：乙醇＝7：3)加入步骤(1)中的改性处理后的纳米碳酸钙中，其中所含金属金属与载体的质量比为5:100-15:100，所得溶液在80-90℃下100r/min搅拌24h，随后将溶剂蒸干，固体在球磨机充分研磨20-40min；(3)将步骤(2)中固体粉末在氩气条件下600-900℃煅烧6-8h，煅烧过程中乙酰丙酮配体发生碳化，高温下具有强还原性的碳小分子，将邻域的Cu2+和Zn2+还原为单原子Cu和单原子Zn，得到具有抗菌功能的单原子锌铜复合催化剂。
4.根据权利要求1所述的具有除醛和抗菌二合一功能的石膏基内墙饰面砂浆，其特征在于：所述除醛单原子银催化剂制备方法如下：(1)将2mol/L的硝酸锰溶液滴加入1mol/L的硝酸铁溶液中(Fe：Mn＝5：2)，搅拌3h；(2)加入碳酸钠或碳酸氢钠，在30min内升温至60℃继续搅拌3h,随后降至室温，滴加0.01mol/L的硝酸银溶液，其中Ag：(Fe+Mn)＝1:100-1:150,继续搅拌3h；(3)静置4h，分离固体颗粒，水洗至中性，80～110℃干燥12h除去水分；(4)将步骤(3)的固体在球磨机研磨30min，得到的粉末在氩气条件下600-750℃煅烧2-4h，5％氢/氩混合气条件下200～300℃还原2h，得到除醛单原子银催化剂。
5.根据权利要求1所述的具有除醛和抗菌二合一功能的石膏基内墙饰面砂浆，其特征在于：所述玻化微珠，其粒径分布为0.2mm～1.25mm，堆积密度为50g/L～150g/L；所述砂为白色机制砂或石英砂，其粒径分布为0.2mm～1.25mm；所述白水泥为白色硅酸盐水泥，包括32.5白色硅酸盐水泥、42.5白色硅酸盐水泥或52.5白色硅酸盐水泥中的任意一种或其组合；
所述建筑石膏是由纯度85％以上的天然石膏或烟气脱硫石膏经烘干煅烧后制成，所述建筑石膏初凝时间大于等于3min，2h抗折强度大于等于2.0MPa。
6.根据权利要求1所述的具有除醛和抗菌二合一功能的石膏基内墙饰面砂浆，其特征在于：所述硅藻土，0.2mm方孔筛筛余细度为小于等于1％，游离水含量小于等于0.2％；
所述石灰石粉末白度为80％以上，0.2mm方孔筛筛余细度为小于等于1％，游离水含量小于等于0.2％；
所述滑石粉白度为80％以上，0.2mm方孔筛筛余细度为小于等于1％，游离水含量小于等于0.2％。
7.根据权利要求1所述的具有除醛和抗菌二合一功能的石膏基内墙饰面砂浆，其特征在于：所述可再分散乳胶粉为疏水性苯乙烯丙烯酸酯共聚物、醋酸乙烯酯与高级脂肪酸乙烯酯共聚物或醋酸乙烯酯与乙烯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚物中的任意一种或多种。
所述石膏缓凝剂为葡萄糖酸类及其可溶性盐类石膏缓凝剂、磷酸盐类石膏缓凝剂、蛋白质类石膏缓凝剂中的任意一种或多种。
8.根据权利要求1所述的具有除醛和抗菌二合一功能的石膏基内墙饰面砂浆，其特征在于：所述颜料为无机颜色，包括但不限于金属氧化物、铬酸盐，如氧化铁红、氧化铁黄、氧化铬绿，
所述其它功能性添加剂包括但不限于引气剂、淀粉醚、润湿分散剂、触变润滑剂、减水剂、憎水剂、聚丙烯纤维、木质纤维素、聚乙烯醇。
9.一种具有除醛和抗菌二合一功能的石膏基内墙饰面砂浆的制备方法，其特征在于：上述材料按照组成配比混合搅拌均匀后装袋制成成品，其中颜料可在生产混合搅拌时加入，也可在施工应用时加入。
10.一种具有除醛和抗菌二合一功能的石膏基内墙饰面砂浆使用方法，其特征在于，包括步骤：
施工应用时，将石膏饰面砂浆成品开袋后，加入适量的水中，搅拌至匀质状态，调整好料浆的稠度后，手抹于施工作业墙面上，或者采用机器喷涂方式施工，在材料凝结硬化过程中，可制作出艺术纹理效果。
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