CN114163849A - 一种环保建筑用复合涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保建筑用复合涂料及其制备方法，属于环保建材技术领域。环保建筑用复合涂料按重量份计，包括以下组分：硅藻土100～120份、改性淀粉50～60份、改性植物纤维50～60份、去离子水20～50份、珠光粉10～20份、纳米二氧化钛10～20份、丝光沸石粉末5～10份、助剂5～10份。本发明通过硅藻土、改性淀粉、改性植物纤维的设置，利用上述物质的微孔和吸附特点和功能性物质的添加，使得该涂料涂装后有利于吸附和分解室内空气中包括甲醛、苯系物等各种有毒有害物质，并且具有抗菌功能，通过珠光粉和改性植物纤维的添加，让涂料效果的光泽性更好，同时改性植物纤维混合在涂料中能够形成绒面或毛面效果，装饰效果多样化，实用性更好。

Description

一种环保建筑用复合涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种环保建筑用复合涂料及其制备方法，属于环保建材技术领域。
背景技术
随着社会的发展和人们生活水平的提高，人们对家居生活的品质要求越来越高，其中在建筑家居领域完成家居毛坯后对墙体的施工尤为重要，特别是对墙面的涂料选择，随着我国健康环保家居理念的不断发展，人们对绿色家居、空间形象和实用性方面提出了更高的要求，对建筑涂料既要求有功能环保性，又追求个性化的装饰性。在建筑涂料中，传统涂料通常是以树脂、或油、或乳液为主，添加或不添加颜料、填料，添加相应助剂，用有机溶剂或水配制而成的粘稠液体。但是，目前市场上的内墙涂料通过不同颜色仅具备简单的修饰功能，涂料功能性较低，装饰效果方面又较为单调，无法满足人们对于个性化装饰等需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：提供一种环保建筑用复合涂料及其制备方法，它解决了目前市场上涂料功能性较低，装饰效果方面又较为单调，无法满足人们对于个性化装饰等需求的问题。
本发明所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：
一种环保建筑用复合涂料，按重量份计，包括以下组分：硅藻土100～120份、改性淀粉50～60份、改性植物纤维50～60份、去离子水20～50份、珠光粉10～20份、纳米二氧化钛10～20份、丝光沸石粉末5～10份、助剂5～10份。
作为优选实例，所述改性淀粉按重量份计包括去离子水20～50份、淀粉20～30份、氢化松香10～20份、聚乙烯醇5～10份。
作为优选实例，所述改性植物纤维为外层包裹有铜/银离子的植物纤维。
作为优选实例，按重量份计，还包括无机颜料5～8份。
一种环保建筑用复合涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、制备改性淀粉：称取20～30份的淀粉后加入去离子水20～50份，在反应釜中搅拌均匀形成淀粉溶液，在淀粉溶液中加入淀粉酶并维持温度在40～45度，低速搅拌30～40分钟后在淀粉溶液中加入10～20份氢化松香和5～10份聚乙烯醇，对其混合物进行20～30分钟的超声处理，处理完毕后进行离心处理，然后将离心物放入到干燥箱内进行干燥处理，2～3小时后取出得到改性淀粉备用；
步骤二、制备改性植物纤维：将植物纤维在碱性溶液中浸泡至润胀，清洗干燥后将该植物纤维浸泡在0.5～2g/L的盐酸多巴胺水溶液中，加入三羟甲基氨基甲烷盐酸盐调节溶液pH值至7～8，然后加入1%～3%植物纤维质量的铜/银离子进行充分混合，其间通入20～100SCCM的氧气，使多巴胺发生氧化自聚，然后去除植物纤维表面残留的盐酸多巴胺，获得聚多巴胺仿生修饰层，聚多巴胺仿生修饰层内含有铜/银离子，最后将仿生修饰的植物纤维置于烘箱中进行热氧化处理，获得结合牢固且具有高反应活性的聚多巴胺层，得到改性植物纤维备用；
步骤三、在反应器中加入改性淀粉50～60份、改性植物纤维50～60份、去离子水20～50份、珠光粉10～20份、纳米二氧化钛10～20份、丝光沸石粉末5～10份，升温至80～100℃，恒温反应1～2h得到混合料，然后加入硅藻土100～120份和助剂5～10份，在800～1000rpm下混合30～40分钟，得到该环保建筑用复合涂料。
作为优选实例，步骤一中的淀粉选用玉米淀粉、木薯淀粉、糯米淀粉中的任意一种或三种的混合物。
作为优选实例，步骤二中的植物纤维选用麦秸、甘蔗、稻壳、麻纤维、竹纤维中的任意一种。
作为优选实例，步骤三中，加入助剂时同时加入无机颜料5～8份。
作为优选实例，所述纳米二氧化钛的平均粒径为10～30nm，所述丝光沸石粉末的平均粒径为200～300nm。
本发明的有益效果是：
1、本发明通过硅藻土、改性淀粉、改性植物纤维的设置，利用上述物质的微孔和吸附特点和功能性物质的添加，使得该涂料涂装后有利于吸附和分解室内空气中包括甲醛、苯系物等各种有毒有害物质，并且具有抗菌功能。
2、本发明通过珠光粉和改性植物纤维的添加，让涂料效果的光泽性更好，同时改性植物纤维混合在涂料中能够形成绒面或毛面效果，装饰效果多样化，实用性更好。
3、本发明主要配料均选用环保材料，制备工艺绿色环保、低能耗，操作方式简单，生产制备过程中无任何有害有毒的污染排放，做到绿色生产。
具体实施方式
为了对本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
一种环保建筑用复合涂料，按重量份计，包括以下组分：硅藻土100份、改性淀粉50份、改性植物纤维50份、去离子水20份、珠光粉10份、纳米二氧化钛10份、丝光沸石粉末5份、助剂5份；改性淀粉按重量份计包括去离子水20份、淀粉20份、氢化松香10份、聚乙烯醇5份；改性植物纤维为外层包裹有铜/银离子的植物纤维。
一种环保建筑用复合涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、制备改性淀粉：称取20份的淀粉后加入去离子水20份，在反应釜中搅拌均匀形成淀粉溶液，在淀粉溶液中加入淀粉酶并维持温度在40度，低速搅拌30分钟后在淀粉溶液中加入10份氢化松香和5份聚乙烯醇，对其混合物进行20分钟的超声处理，处理完毕后进行离心处理，然后将离心物放入到干燥箱内进行干燥处理，2小时后取出得到改性淀粉备用；
步骤二、制备改性植物纤维：将植物纤维在碱性溶液中浸泡至润胀，清洗干燥后将该植物纤维浸泡在0.5g/L的盐酸多巴胺水溶液中，加入三羟甲基氨基甲烷盐酸盐调节溶液pH值至7，然后加入1%植物纤维质量的铜/银离子进行充分混合，其间通入20SCCM的氧气，使多巴胺发生氧化自聚，然后去除植物纤维表面残留的盐酸多巴胺，获得聚多巴胺仿生修饰层，聚多巴胺仿生修饰层内含有铜/银离子，最后将仿生修饰的植物纤维置于烘箱中进行热氧化处理，获得结合牢固且具有高反应活性的聚多巴胺层，得到改性植物纤维备用；
步骤三、在反应器中加入改性淀粉50份、改性植物纤维50份、去离子水20份、珠光粉10份、纳米二氧化钛10份、丝光沸石粉末5份，升温至80℃，恒温反应1h得到混合料，然后加入硅藻土100份和助剂5份，在800rpm下混合30分钟，得到该环保建筑用复合涂料。
步骤一中的淀粉选用玉米淀粉；步骤二中的植物纤维选用麦秸；纳米二氧化钛的平均粒径为10nm，丝光沸石粉末的平均粒径为200nm。
实施例2
一种环保建筑用复合涂料，按重量份计，包括以下组分：硅藻土110份、改性淀粉55份、改性植物纤维55份、去离子水35份、珠光粉15份、纳米二氧化钛15份、丝光沸石粉末7份、助剂6份；改性淀粉按重量份计包括去离子水35份、淀粉25份、氢化松香15份、聚乙烯醇7份；改性植物纤维为外层包裹有铜/银离子的植物纤维。
一种环保建筑用复合涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、制备改性淀粉：称取25份的淀粉后加入去离子水35份，在反应釜中搅拌均匀形成淀粉溶液，在淀粉溶液中加入淀粉酶并维持温度在40度，低速搅拌35分钟后在淀粉溶液中加入15份氢化松香和7份聚乙烯醇，对其混合物进行25分钟的超声处理，处理完毕后进行离心处理，然后将离心物放入到干燥箱内进行干燥处理，1.5小时后取出得到改性淀粉备用；
步骤二、制备改性植物纤维：将植物纤维在碱性溶液中浸泡至润胀，清洗干燥后将该植物纤维浸泡在1g/L的盐酸多巴胺水溶液中，加入三羟甲基氨基甲烷盐酸盐调节溶液pH值至7.5，然后加入2%植物纤维质量的铜/银离子进行充分混合，其间通入70SCCM的氧气，使多巴胺发生氧化自聚，然后去除植物纤维表面残留的盐酸多巴胺，获得聚多巴胺仿生修饰层，聚多巴胺仿生修饰层内含有铜/银离子，最后将仿生修饰的植物纤维置于烘箱中进行热氧化处理，获得结合牢固且具有高反应活性的聚多巴胺层，得到改性植物纤维备用；
步骤三、在反应器中加入改性淀粉55份、改性植物纤维55份、去离子水35份、珠光粉15份、纳米二氧化钛15份、丝光沸石粉末7份，升温至90℃，恒温反应1.5h得到混合料，然后加入硅藻土110份和助剂7份，在900rpm下混合35分钟，得到该环保建筑用复合涂料。
步骤一中的淀粉选用木薯淀粉；步骤二中的植物纤维选用甘蔗；纳米二氧化钛的平均粒径为20nm，丝光沸石粉末的平均粒径为250nm。
实施例3
一种环保建筑用复合涂料，按重量份计，包括以下组分：硅藻土120份、改性淀粉60份、改性植物纤维60份、去离子水50份、珠光粉20份、纳米二氧化钛20份、丝光沸石粉末10份、助剂10份；改性淀粉按重量份计包括去离子水50份、淀粉30份、氢化松香20份、聚乙烯醇10份；改性植物纤维为外层包裹有铜/银离子的植物纤维。
一种环保建筑用复合涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、制备改性淀粉：称取30份的淀粉后加入去离子水50份，在反应釜中搅拌均匀形成淀粉溶液，在淀粉溶液中加入淀粉酶并维持温度在45度，低速搅拌40分钟后在淀粉溶液中加入20份氢化松香和10份聚乙烯醇，对其混合物进行30分钟的超声处理，处理完毕后进行离心处理，然后将离心物放入到干燥箱内进行干燥处理，2小时后取出得到改性淀粉备用；
步骤二、制备改性植物纤维：将植物纤维在碱性溶液中浸泡至润胀，清洗干燥后将该植物纤维浸泡在2g/L的盐酸多巴胺水溶液中，加入三羟甲基氨基甲烷盐酸盐调节溶液pH值至8，然后加入3%植物纤维质量的铜/银离子进行充分混合，其间通入100SCCM的氧气，使多巴胺发生氧化自聚，然后去除植物纤维表面残留的盐酸多巴胺，获得聚多巴胺仿生修饰层，聚多巴胺仿生修饰层内含有铜/银离子，最后将仿生修饰的植物纤维置于烘箱中进行热氧化处理，获得结合牢固且具有高反应活性的聚多巴胺层，得到改性植物纤维备用；
步骤三、在反应器中加入改性淀粉60份、改性植物纤维60份、去离子水50份、珠光粉20份、纳米二氧化钛20份、丝光沸石粉末10份，升温至100℃，恒温反应2h得到混合料，然后加入硅藻土120份和助剂10份，在1000rpm下混合40分钟，得到该环保建筑用复合涂料。
步骤一中的淀粉选用玉米淀粉、木薯淀粉、糯米淀粉1:1:1的混合物；步骤二中的植物纤维选用竹纤维；纳米二氧化钛的平均粒径为30nm，丝光沸石粉末的平均粒径为300nm。
上述实施例1-3中，助剂包括消泡剂、乳化剂、流平剂、成膜助剂或增稠剂等，目的是帮助该涂料混合成型，根据本技术领域的公知常识常规选择即可，还可根据实际装饰需要添加无机颜料，进行颜色改变。
将上述实施例1-3进行甲醛净化测试（检验依据按照JC/T 1074-2008《室内空气净化功能涂覆材料净化性能》）、挥发性有机物质测试（检测依据的标准为JC/T 1074-2008《室内空气净化功能涂覆材料净化性能》）和防霉菌性能测试（检测依据的标准为JC/T 1074-2008《室内空气净化功能涂覆材料净化性能》），结果如表1所示：
标准要求或单位 实施例1 实施例2 实施例3
甲醛净化性能 ≥75% 85% 87% 89%
甲醛净化效果持久性 ≥60% 65% 67% 70%
VOC含量 g/L 未检出 未检出 未检出
抗菌性能 0级 0 0 0
抗菌耐久性能 ≤1级 0 0 0
（备注：检验结果达到0级，即显微镜放大50倍下观察，未见霉菌生长）
表1
综上得知，本发明甲醛净化力强，纳米二氧化钛和丝光沸石粉末在阳光照射下产生强氧化性的物质（如羟基自由基、氧气等），并且可用于分解有机化合物、部分无机化合物、细菌及病毒等，从而能够有效地降解空气中有毒有害气体如甲醛等，高效净化空气；
防霉菌效果好，纳米二氧化钛和丝光沸石粉末产生强氧化性的物质，同时改性植物纤维附着的铜/银离子通过使蛋白质凝固来破坏细胞结构，使细胞灭活，从而起到良好的防霉菌效果；
装饰效果好，珠光粉显著提升该涂料的光泽度，同时植物纤维与硅藻土复合叠加，具有独特的纹理感和面料感，不含挥发性有机物等有害物质，既具有居家实用性，又具有时尚美观、差异化的装饰性，利于满足人们对个性化装饰的多样需求。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种环保建筑用复合涂料，其特征在于：按重量份计，包括以下组分：硅藻土100～120份、改性淀粉50～60份、改性植物纤维50～60份、去离子水20～50份、珠光粉10～20份、纳米二氧化钛10～20份、丝光沸石粉末5～10份、助剂5～10份。
2.根据权利要求1所述的一种环保建筑用复合涂料，其特征在于：所述改性淀粉按重量份计包括去离子水20～50份、淀粉20～30份、氢化松香10～20份、聚乙烯醇5～10份。
3.根据权利要求1所述的一种环保建筑用复合涂料，其特征在于：所述改性植物纤维为外层包裹有铜/银离子的植物纤维。
4.根据权利要求1所述的一种环保建筑用复合涂料，其特征在于：按重量份计，还包括无机颜料5～8份。
5.一种环保建筑用复合涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、制备改性淀粉：称取20～30份的淀粉后加入去离子水20～50份，在反应釜中搅拌均匀形成淀粉溶液，在淀粉溶液中加入淀粉酶并维持温度在40～45度，低速搅拌30～40分钟后在淀粉溶液中加入10～20份氢化松香和5～10份聚乙烯醇，对其混合物进行20～30分钟的超声处理，处理完毕后进行离心处理，然后将离心物放入到干燥箱内进行干燥处理，2～3小时后取出得到改性淀粉备用；
步骤二、制备改性植物纤维：将植物纤维在碱性溶液中浸泡至润胀，清洗干燥后将该植物纤维浸泡在0.5～2g/L的盐酸多巴胺水溶液中，加入三羟甲基氨基甲烷盐酸盐调节溶液pH值至7～8，然后加入1%～3%植物纤维质量的铜/银离子进行充分混合，其间通入20～100SCCM的氧气，使多巴胺发生氧化自聚，然后去除植物纤维表面残留的盐酸多巴胺，获得聚多巴胺仿生修饰层，聚多巴胺仿生修饰层内含有铜/银离子，最后将仿生修饰的植物纤维置于烘箱中进行热氧化处理，获得结合牢固且具有高反应活性的聚多巴胺层，得到改性植物纤维备用；
步骤三、在反应器中加入改性淀粉50～60份、改性植物纤维50～60份、去离子水20～50份、珠光粉10～20份、纳米二氧化钛10～20份、丝光沸石粉末5～10份，升温至80～100℃，恒温反应1～2h得到混合料，然后加入硅藻土100～120份和助剂5～10份，在800～1000rpm下混合30～40分钟，得到该环保建筑用复合涂料。
6.根据权利要求5所述的环保建筑用复合涂料的制备方法，其特征在于：步骤一中的淀粉选用玉米淀粉、木薯淀粉、糯米淀粉中的任意一种或三种的混合物。
7.根据权利要求5所述的环保建筑用复合涂料的制备方法，其特征在于：步骤二中的植物纤维选用麦秸、甘蔗、稻壳、麻纤维、竹纤维中的任意一种。
8.根据权利要求5所述的环保建筑用复合涂料的制备方法，其特征在于：步骤三中，加入助剂时同时加入无机颜料5～8份。
9.根据权利要求5所述的环保建筑用复合涂料的制备方法，其特征在于：所述纳米二氧化钛的平均粒径为10～30nm，所述丝光沸石粉末的平均粒径为200～300nm。
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