CN115260891B - 一种环保型贝壳粉饰面涂料及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种环保型贝壳粉饰面涂料及其制备工艺，涉及建筑涂料技术领域。本发明公开的环保型贝壳粉饰面涂料，是由以下原料组成：贝壳粉、硅烷改性聚氨酯乳液、15wt％聚乙烯醇溶液、硅溶胶、聚谷氨酸、水洗硅藻土、膨胀蛭石、分散剂、防流挂助剂、消泡剂和去离子水，并通过将贝壳粉通过碱液处理后，再连续经由硅溶胶和聚乙烯醇进行改性后，结合硅烷改性聚氨酯乳液等组分混合而成。本发明制备工艺简单，原料易得，成本低廉，制备的涂料环保、吸附性好、分散性好、内部结构稳定牢固，使墙体色泽均匀、无色差、带珠光效果；该涂料具有优异的防水性和粘结性，还具有抗污染、净化空气、抑菌、抗脱落、不变色等优点，延长了涂料的使用寿命。

Description

一种环保型贝壳粉饰面涂料及其制备工艺

技术领域

本发明属于建筑涂料的技术领域，尤其涉及一种环保型贝壳粉饰面涂料及其制备工艺。

背景技术

随着社会进步、科技发展以及人们环保意识的不断增强，人们对房屋装饰装修的要求也越来越高，不仅需要漂亮美观，还要求环保健康。然而，在室内装修过程中，大量使用的油漆、胶合板、皮革、涂料等装修材料中含有多种挥发性有毒气体，严重危害人类的健康，并且传统的饰面涂料(或者内墙涂料)防水性差，其在受潮后，容易滋生细菌，产生脱落、变色等现象，严重影响使用寿命及室内美观，同时也无法对室内的污染空气进行净化处理。

目前，饰面涂料包括液态涂料和粉末涂料，而常规使用的为液态涂料，其主要有丙烯酸乳胶涂料和聚乙烯醇类石灰涂料。这些液态涂料主要是以高分子聚合物为基料，采用各种粘合剂粘合，用钛白粉作为主要颜增料，并加入大量有机溶剂制备而成，其挥发性有机物含量较高，含有有毒有害成分，若长时间处于该环境中，会造成人身体不适；并且液态涂料的功能单一，防水性较差，粘结效果一般，在使用一段时间后，容易脱落、变色等，使用寿命较较短。市场上还有一种新型产品硅藻泥，用于内墙涂料具有优异的粘结效果，且可吸附有毒气体(如甲醛等)，是一种优良的环保涂料，但是原材料稀缺，成本较高，因此，影响该种产品的推广和质量。

贝壳粉是指贝壳经过粉碎研磨制成的粉末，其95％的成分是碳酸钙，含有少量氧化钙、氢氧化钙等钙化物，其本身又为多孔纤维状双螺旋体结构，可以有效去除空气中的游离甲醛、苯、氨等有害物质及因宠物、吸烟、垃圾所产生的异味，净化室内空气。并且，贝壳粉在防火阻燃、调节空气湿度、吸音降噪、防静电及抗菌、抑菌等方面具有非常优异的效果，其吸附性能与硅藻泥几无差别，但其比重更小，因而施工性能更佳，更具质感柔滑的视觉效果。专利CN101774785A公开了一种以贝壳粉为主要成份的内墙涂料，它以贝壳碳酸钙和氧化钙为主要材料，以分散性乳胶粉为粘结剂，添加了纳米二氧化钛和负离子粉体，具有一定的净化空气的效果，但是该涂料体系中各组分能通过简单的组合，体系不稳定，导致其净化效果和粘结效果均不持久，影响最终产品的使用寿命。在施工及使用过程中，涂料净化空气的作用有限且不能持久。专利CN103011682A公开了一种生态贝壳粉无极纳米复合涂料，其将贝壳粉负载二氧化钛和纳米电气石，通过粘合剂进一步胶粘，具有较好的粘结性能和抗菌效果，但是该涂料不防水，在潮湿环境下使用一段时间，易使涂料脱落，影响产品的使用效果和寿命。

发明内容

本发明主要目的是提供了一种环保型贝壳粉饰面涂料及其制备工艺，该制备方法简单，原料易得，成本低廉，制备的涂料环保、吸附性好、分散性好、内部结构稳定牢固，使墙体色泽均匀、无色差、带珠光效果；该涂料具有优异的防水性和粘结性，还具有抗污染、净化空气、抑菌、抗脱落、不变色等优点，延长了涂料的使用寿命。

为了实现本发明的目的，本发明提供了一种环保型贝壳粉饰面涂料，是由以下重量份数的原料组成：贝壳粉70～90份、硅烷改性聚氨酯乳液15～20份、15wt％聚乙烯醇溶液10～20份、硅溶胶10～15份、聚谷氨酸5～10份、水洗硅藻土5～10份、膨胀蛭石5～7份、分散剂1～3份、防流挂助剂1～3份、消泡剂1～2份和去离子水50～70份。

进一步的，所述贝壳粉为粒径不大于15μm的煅烧贝壳粉。

进一步的，所述硅烷改性聚氨酯乳液为赢创的

8081。

进一步的，所述水洗硅藻土的粒径小于45μm。

进一步的，所述分散剂为三聚磷酸钠、三乙基己基磷酸、三乙醇胺、纤维素衍生物中的任意一种或者两种的组合物。

进一步的，所述防流挂助剂为聚酰胺防沉蜡Dowsen W－902。

进一步的，所述消泡剂为聚醚类消泡剂或有机硅消泡剂。

本发明还提供了一种环保型贝壳粉饰面涂料的制备工艺，具体包括以下步骤：

(1)预处理：将贝壳粉置于10wt％NaOH溶液中，浸泡6～8h，然后用蒸馏水清洗2～3次，真空干燥12h，得预处理贝壳粉；

(2)往上述预处理贝壳粉加入硅溶胶和1/3质量份数的去离子水，升温至70℃，搅拌30～45min，再加入15wt％聚乙烯醇溶液，搅拌1～1.5h，冷却至常温，得改性贝壳粉；

(3)将水洗硅藻土、膨胀蛭石和分散剂混合均匀，再加入硅烷改性聚氨酯乳液和改性贝壳粉，搅拌15～20min，然后加入聚谷氨酸、防流挂助剂、消泡剂和剩余的2/3质量份数的去离子水，混合均匀，即得所述环保型贝壳粉饰面涂料。

进一步的，所述步骤(1)中的10wt％NaOH溶液的加入量为贝壳粉质量的2倍。

本发明取得了以下有益效果：

1、本发明的饰面涂料中以天然的贝壳粉为主要材料，其他组分均为无毒且不产生有毒气体的物质，本身具有吸附、分解室内有毒气体的功能，同时具有施工简单的特点，施工时只需与水兑成一定比例并混合均匀即可。

2、本发明的制备工艺中预处理的贝壳粉不易团结，将预处理贝壳粉经硅溶胶处理，使贝壳粉的孔隙中填充了纳米二氧化硅粒子，进一步增大了贝壳粉的比表面积，同时提高了贝壳粉的防水性和粘结性，通过进一步加入聚乙烯醇溶液，使改性后的贝壳粉可在水中溶解，并增强了贝壳粉的分散性和粘结效果。

3、本发明硅烷改性聚氨酯乳液的加入，提高了涂料的耐候性、防水性和粘结强度；水洗硅藻土的加入，增强了涂料的吸附效果，提高了涂料抑菌、抗菌作用以及粘结强度，还能调节环境湿度，使涂料不易变质而脱落；膨胀蛭石内部有多微孔，有较高的层电荷数，具有较高的阳离子交换容量和较强的阳离子交换吸附能力，可持久释放负氧离子，提高了涂料抗污染、净化空气、抑菌杀毒的能力，还提高了涂料的粘结性能；聚谷氨酸的加入，提高涂料内部各组分的结合力，可使涂料内部结构稳定存在，并提高了涂料的粘结性能；防流挂助剂的加入，增强了涂料体系的分散稳定性，并使涂料在施工过程不易产生流挂现象。

4、本发明的制备工艺简单，原料环保易得，成本低廉，并且具有优异的耐碱、耐洗刷、耐高低温、抑菌抗菌、耐水和粘结性，且遮盖效果好、施工稳定、施工效果好、抗流挂性好，又具有较好的吸附甲醛等有害气体的功能，是绿色环保的饰面涂料；本发明涂料的外表呈现珠光色，色泽均匀，可达到艺术质感效果。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合具体实施例对本发明的环保型贝壳粉饰面涂料予以说明。

本发明实施例中使用的贝壳粉选取粒径为2000目的煅烧贝壳粉；硅烷改性聚氨酯乳液选取赢创的

8081；防流挂助剂选取聚酰胺防沉蜡Dowsen W－902；水性硅藻土选自广东森大的SD－803#；消泡剂选自赢创的TEGO AIREX 902W。

实施例1

一种环保型贝壳粉饰面涂料的制备工艺，按质量份数计，具体步骤如下：

(1)预处理：将70份贝壳粉置于140份10wt％NaOH溶液中，浸泡6h，然后用蒸馏水清洗2次，真空干燥12h，得预处理贝壳粉；

(2)往上述预处理贝壳粉加入10份硅溶胶和17份去离子水，升温至70℃，搅拌30min，再加入10份15wt％聚乙烯醇溶液，搅拌1h，冷却至常温，得改性贝壳粉；

(3)将10份水洗硅藻土、7份膨胀蛭石和3份羟丙基甲基纤维素混合均匀，再加入20份硅烷改性聚氨酯乳液和改性贝壳粉，搅拌20min，然后加入10份聚谷氨酸、1份防流挂助剂、消泡剂和34份去离子水，混合均匀，即可。

实施例2

一种环保型贝壳粉饰面涂料的制备工艺，按质量份数计，具体步骤如下：

(1)预处理：将90份贝壳粉置于180份10wt％NaOH溶液中，浸泡8h，然后用蒸馏水清洗3次，真空干燥12h，得预处理贝壳粉；

(2)往上述预处理贝壳粉加入15份硅溶胶和23份去离子水，升温至70℃，搅拌45min，再加入20份15wt％聚乙烯醇溶液，搅拌1.5h，冷却至常温，得改性贝壳粉；

(3)将5份水洗硅藻土、5份膨胀蛭石和1份三乙基己基磷酸混合均匀，再加入15份硅烷改性聚氨酯乳液和改性贝壳粉，搅拌20min，然后加入5份聚谷氨酸、3份防流挂助剂、2份消泡剂和46份去离子水，混合均匀，即可。

实施例3

一种环保型贝壳粉饰面涂料的制备工艺，按质量份数计，具体步骤如下：

(1)预处理：将80份贝壳粉置于160份10wt％NaOH溶液中，浸泡7h，然后用蒸馏水清洗3次，真空干燥12h，得预处理贝壳粉；

(2)往上述预处理贝壳粉加入12份硅溶胶和20份去离子水，升温至70℃，搅拌30min，再加入15份15wt％聚乙烯醇溶液，搅拌1.5h，冷却至常温，得改性贝壳粉；

(3)将8份水洗硅藻土、6份膨胀蛭石和3份纤维素乙酸丁酸酯混合均匀，再加入18份硅烷改性聚氨酯乳液和改性贝壳粉，搅拌30min，然后加入8份聚谷氨酸、2份防流挂助剂、1.5份消泡剂和40份去离子水，混合均匀，即可。

实施例4

一种环保型贝壳粉饰面涂料的制备工艺，按质量份数计，具体步骤如下：

(1)预处理：将75份贝壳粉置于150份10wt％NaOH溶液中，浸泡8h，然后用蒸馏水清洗3次，真空干燥12h，得预处理贝壳粉；

(2)往上述预处理贝壳粉加入15份硅溶胶和20份去离子水，升温至70℃，搅拌45min，再加入18份15wt％聚乙烯醇溶液，搅拌1.5h，冷却至常温，得改性贝壳粉；

(3)将7份水洗硅藻土、5份膨胀蛭石和2份纤维素乙酸丁酸酯混合均匀，再加入15份硅烷改性聚氨酯乳液和改性贝壳粉，搅拌30min，然后加入6份聚谷氨酸、1.5份防流挂助剂、1份消泡剂和40份去离子水，混合均匀，即可。

对比例1

一种环保型贝壳粉饰面涂料的制备工艺，按质量份数计，具体步骤如下：将75份贝壳粉置于150份10wt％NaOH溶液中，浸泡8h，然后用蒸馏水清洗3次，真空干燥12h，得预处理贝壳粉；将预处理贝壳粉、15份硅溶胶、18份15wt％聚乙烯醇溶液、7份水洗硅藻土、5份膨胀蛭石、2份纤维素乙酸丁酸酯、15份硅烷改性聚氨酯乳液、6份聚谷氨酸、1.5份防流挂助剂、1份消泡剂和60份去离子水加入到搅拌器中，搅拌3h，即可。

对比例2

本对比例2中的贝壳粉饰面涂料的制备工艺与实施例4中相同，具体参照实施例4，不同的是，本对比例2中未加入硅溶胶和15wt％聚乙烯醇溶液，即未对预处理贝壳粉进行改性，直接将预处理贝壳粉投入到步骤(3)中使用，替代了改性贝壳粉。

对比例3

本对比例3中的贝壳粉饰面涂料的制备工艺与实施例4中相同，具体参照实施例4，不同的是，本对比例3中未加入烷改性聚氨酯乳液。

对比例4

本对比例4中的贝壳粉饰面涂料的制备工艺与实施例4中相同，具体参照实施例4，不同的是，本对比例4中未加入水洗硅藻土。

对比例5

本对比例5中的贝壳粉饰面涂料的制备工艺与实施例4中相同，具体参照实施例4，不同的是，本对比例5中未加入聚谷氨酸。

对本发明实施例1-4和对比例1-5的贝壳粉饰面涂料的强度、粘结性能、空气净化性能、抗菌性能等进行测试，检测结果如下表1所示。

依据JC/T1074－2021《室内空气净化材料功能涂覆材料净化性能》所规定的标准方式对所制备得到的涂料的净化效果进行测试，通过测定日光灯下密闭空间实验前和24小时后的甲醛浓度而计算得出最终的甲醛清除率，具体计算如下：甲醛清除率(％)＝(初始甲醛浓度－24小时后甲醛浓度)/初始甲醛浓度×100％。最终清除结果如表1所示。

按照GB/T21866－2008《抗菌涂料抗菌性测定法和抗菌效果》的标准规定的贴膜法测试本发明各个涂料的抗菌效果(大肠杆菌)，实验结果见表1所示。

表1贝壳粉饰面涂料的性能检测结果

	抗压强度/MPa	粘结强度/MPa	耐水性	甲醛清除率/％	抗菌率/％
						实施例1	13.7	1.48	168h无异常	99.74	99.78
实施例2	12.5	1.52	168h无异常	99.87	99.82
						实施例3	14.9	1.56	168h无异常	99.56	99.86
实施例4	15.3	1.61	168h无异常	99.91	99.92
						对比例1	8.2	0.56	56h无异常	72.58	86.74
对比例2	9.1	0.93	72h无异常	98.68	98.55
						对比例3	10.2	1.18	96h无异常	97.47	96.58
对比例4	10.6	1.25	168h无异常	90.90	91.36
						对比例5	11.3	1.28	168h无异常	99.35	99.65

从表1的结果可以看出，按照本发明的方法制得的环保型贝壳粉饰面涂料，具有优异的力学强度、粘结强度、耐水性、净化有毒气体和抗菌的效果。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种环保型贝壳粉饰面涂料，其特征在于，是由以下重量份数的原料组成：贝壳粉70～90份、硅烷改性聚氨酯乳液15～20份、15wt%聚乙烯醇溶液10～20份、硅溶胶10～15份、聚谷氨酸5～10份、水洗硅藻土5～10份、膨胀蛭石5～7份、分散剂1～3份、防流挂助剂1～3份、消泡剂1～2份和去离子水50～70份；

所述环保型贝壳粉饰面涂料的制备工艺具体包括以下步骤：

（1）预处理：将贝壳粉置于10wt%NaOH溶液中，浸泡6～8h，然后用蒸馏水清洗2～3次，真空干燥12h，得预处理贝壳粉；

（2）往上述预处理贝壳粉加入硅溶胶和1/3质量份数的去离子水，升温至70℃，搅拌30～45min，再加入15wt%聚乙烯醇溶液，搅拌1～1.5h，冷却至常温，得改性贝壳粉；

（3）将水洗硅藻土、膨胀蛭石和分散剂混合均匀，再加入硅烷改性聚氨酯乳液和改性贝壳粉，搅拌15～20min，然后加入聚谷氨酸、防流挂助剂、消泡剂和剩余的2/3质量份数的去离子水，混合均匀，即得所述环保型贝壳粉饰面涂料。

2.根据权利要求1所述的环保型贝壳粉饰面涂料，其特征在于，所述贝壳粉为粒径不大于15μm的煅烧贝壳粉。

3.根据权利要求1所述的环保型贝壳粉饰面涂料，其特征在于，所述硅烷改性聚氨酯乳液为赢创的SILIKOPUR® 8081。

4.根据权利要求1所述的环保型贝壳粉饰面涂料，其特征在于，所述水洗硅藻土的粒径小于45µm。

5.根据权利要求1所述的环保型贝壳粉饰面涂料，其特征在于，所述分散剂为三聚磷酸钠、三乙基己基磷酸、三乙醇胺、纤维素衍生物中的任意一种或者两种的组合物。

6.根据权利要求1所述的环保型贝壳粉饰面涂料，其特征在于，所述防流挂助剂为聚酰胺防沉蜡Dowsen W-902。

7.根据权利要求1所述的环保型贝壳粉饰面涂料，其特征在于，所述消泡剂为聚醚类消泡剂或有机硅消泡剂。

8.根据权利要求1所述的环保型贝壳粉饰面涂料，其特征在于，所述步骤（1）中的10wt%NaOH溶液的加入量为贝壳粉质量的2倍。