CN115710114B - 一种竹炭土无机矿物涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及涂料技术领域，具体公开一种竹炭土无机矿物涂料及其制备方法。该竹炭土无机矿物涂料，按质量百分数计算，制备所述竹炭土无机矿物涂料的原料包括白色竹炭粉20~40%、黏土合成粉30~50%、木质素粉末5~15%、负离子粉6~12%、硅酸钠粉末5~10%和钛白粉5~10%。所述黏土合成粉由包括白垩土、赤铁矿、黏土和白蚁泥在内的原料烧制而成。将白色竹炭粉、黏土合成粉、木质素粉末、负离子粉、硅酸钠粉末和钛白粉混合，得到一种粉末态的所述竹炭土无机矿物涂料。该涂料的原料基本为无机成分，加工时不会产生大量的副产物、挥发性溶剂和剩余单体，涂刷后较少挥发有机化合物气体，该涂料还可以吸附和降解甲醛，是一种环保型涂料。

Description

一种竹炭土无机矿物涂料及其制备方法

技术领域

本申请涉及涂料技术领域，更具体地说，涉及一种竹炭土无机矿物涂料，以及该涂料的制备方法。

背景技术

随着社会的发展和人们生活水平的不断提高，人们对自身健康状况和生活质量关注程度逐步提高，人们更向往健康、环保的生活。涂料尤其是室内建筑涂料与人们的生活息息相关，深刻影响着人们的健康。人们普遍要求涂料对环境友好，挥发性有机化合物含量少，不会释放或者极少释放甲醛等会损害健康的气体。

长期以来，有机涂料以其良好的装饰性、品种的多样性和低廉的价格得到了广泛的应用。但是，由于有机类建筑涂料的主要原材料来源于煤、石油、天然气等天然资源，加工时会产生大量的副产物和挥发性溶剂以及剩余单体，既造成了环境污染又浪费了大量的资源。同时，有机涂料涂饰在墙体表面，会散发出大量的挥发性有机化合物，并且有机涂料与外墙形成涂膜，而空气与水分在不透气的内外墙表面运动，不断作用于涂膜，会使墙面涂膜出现空鼓、起泡甚至掉皮脱落的现象。

发明内容

为了改善有机类建筑涂料加工时会产生大量的副产物和挥发性溶剂以及剩余单体，同时，有机涂料涂饰在墙体表面，会散发出大量的挥发性有机化合物气体，既造成了环境污染又浪费了大量的资源的问题，本申请提出一种竹炭土无机矿物涂料。该无机涂料应具备加工时不会产生大量的副产物、挥发性溶剂和剩余单体，涂刷后较少挥发有机化合物气体等优良的综合环保性能。为此，本申请采用了以下技术方案。

第一方面，本申请提供一种竹炭土无机矿物涂料，并采用如下技术方案。

一种竹炭土无机矿物涂料，按质量百分数计算，制备所述竹炭土无机矿物涂料的原料包括：炭化的白色竹炭粉20～40％、黏土合成物30～50％、木质素5～15％、负离子粉6～12％、硅酸钠5～10％和钛白粉5～10％；

所述黏土合成物由白垩土、赤铁矿、黏土和白蚁泥混合烧制而成。

通过采用以上技术方案，白色竹炭粉为白色，符合白色涂料的使用需求，当需要其他颜色时，也可以添加颜料调制成其他颜色。白色竹炭粉具有丰富的微孔，包括尺寸在1～50nm的小孔、50～20nm的中孔和200～500nm的大孔，这些微孔可以吸附甲醛和水分，并成为促进甲醛反应的场所，室温升高后还会释放水分。黏土合成物中，白垩土的主成分为碳酸钙，烧制后得到生石灰，赤铁矿的主要成分为三氧化二铁，具有较强的氧化性，空气中的甲醛被吸附入涂料后，包括被吸附在白色竹炭粉的微孔中，和生石灰、三氧化二铁一起反应，生成了甲酸钙，从而降低了空气中的甲醛含量，起到净化空气的作用。钛白粉可以在光的作用下，催化上述甲醛、生石灰和三氧化二铁的氧化还原反应，提高反应效率。黏土起到黏连各成分的作用，提高了涂料的可塑性。白蚁泥是受到蚁酸腐蚀过后的泥土，具有粘性，但成散化状态，具有防虫效果。该黏土合成物可以黏合竹炭粉，使粉刷后的涂料密实、耐撞击不易脱落。木质素使涂料调浆后变得润滑易施工，使涂墙的涂料具备一定的柔韧性，耐划伤。负离子粉可以释放负离子，涂料涂墙后，在光照下，钛白粉能催化促进氧气结合负离子成为负氧离子，进入空气中，有益于人体健康。硅酸钠可以促进各粉体的分散，还可以提高涂料对墙体的附着力。该涂料的原料基本为无机成分，加工时不会产生大量的副产物、挥发性溶剂和剩余单体，涂刷后较少挥发有机化合物气体，是一种环保的涂料。

可选的，按质量百分数计算，制备所述竹炭土无机矿物涂料的原料包括：白色竹炭粉22～35％、黏土合成物35～45％、木质素7～13％、负离子粉8～10％、硅酸钠7～8％和钛白粉7～8％。

通过采用以上技术方案，白色竹炭粉、黏土合成物和其他成分的配比还影响着涂料的强度和柔韧性，按上述比例配置涂料，涂料涂刷后较为瓷实，强度和柔韧性较好，不容易开裂和脱落。

可选的，按质量百分数计算，制备所述竹炭土无机矿物涂料的原料包括：白色竹炭粉27％、黏土合成物38％、木质素10％、负离子粉9％、硅酸钠8％和钛白粉8％。

通过采用以上技术方案，涂料润滑度较佳，容易施工，涂刷后的效果在一定原料配比范围内达到最佳状态，强度和柔韧性达到最佳状态，不容易开裂和脱落。

可选的，所述黏土合成物的烧制原料的组分为：白垩土6～8份、赤铁矿8～14份、黏土12～22份和白蚁泥4～6份。

通过采用以上技术方案，涂料对甲醛的吸附和反应达到较高的效果，空气中的甲醛含量较低。更进一步优选的，烧制所述黏土合成物的原料中，各成分及其质量份数分别为：白垩土6～7份、赤铁矿8～12份、黏土12～16份和白蚁泥4～5份，涂料吸收和降解甲醛的能力更优。

可选的，所述黏土合成物的烧制原料的组分为：白垩土7份、赤铁矿10份、黏土16份和白蚁泥5份。

通过采用以上技术方案，在一定范围内，包含该黏土合成粉的涂料对甲醛的吸附和反应达到最好的效果，空气中的甲醛含量最低。

第二方面，本申请还提供一种竹炭土无机矿物涂料的制备方法，并采用如下技术方案。

一种竹炭土无机矿物涂料的制备方法，所述方法包括：

将竹秆放入炭化装置之中，竹秆底部悬空，炭化装置底部侧壁开口，并用耐火件封住，加热耐火件，利用耐火件传热到炭化装置内部，使炭化装置内部无明火升温至350～450℃，保温10～15天；移开所述耐火件，通过所述开口无明火传热至炭化装置内部，使炭化装置内部温度均升高至750～850℃，再用耐火件关闭所述开口，继续加热使炭化装置内部无明火保温在750～850℃，保持5～7天；移开耐火件，使炭化装置内部温度升高至1150～1250℃，保持3～5h，然后降温，炭化的竹秆顶部形成白色竹炭，取出白色竹炭，研磨得到白色竹炭粉；分别取白垩土、赤铁矿、黏土和白蚁泥进行混合，在550～650℃条件下烧制2～4天，得到所述黏土合成物；

将所述白色竹炭粉、所述黏土合成物、木质素、负离子粉、硅酸钠和钛白粉进行混合，得到所述竹炭土无机矿物涂料。

通过采用以上技术方案，制备得到了雪白的竹炭粉，竹炭粉具有丰富的微孔，过程工艺不复杂，得到的竹炭粉的颜色和形态俱佳。得到所述黏土合成物可以和甲醛反应，制备工艺简单，在研磨时还可以选择过150目筛，使粉末直径一般小于106μm，直径可以大于白色竹炭粉的粒径，以保持丰富的微孔状态。其中，炭化装置可以是烧窑，耐火件可以是耐火砖。

可选的，所述制备方法还包括：采用干燥的赤土将获得的白色竹炭进行掩埋2～4天，再将掩埋后的白色竹炭进行研磨，得到所述白色竹炭粉。

可选的，所述制备方法还包括：采用干燥的赤土将获得的白色竹炭掩埋2～4天。

通过采用以上技术方案，上述黄赤土可以使用米黄色的黄赤土烧制、造粒，得到干燥的黄赤土颗粒，具有较高的导热性，导热性比一般的土壤强。将干燥的黄赤土覆盖在刚取出的所述两部分白色竹炭上，可以快速进行保温和导温，使白色竹炭各部分温度保持一致，使得白色竹炭各部分的颜色保持一致，而米黄色的黏土则变成了深米黄色。黄赤土的作用还包括可以吸附白色竹炭上的未被高温去除的黏状物，使白色竹炭各部分的颜色均一。

可选的，将掩埋后的白色竹炭进行研磨并过200目筛，得到所述白色竹炭粉。

通过采用以上技术方案，过200目筛，得到的粉体直径小于75μm，在该粒径下，涂料粉刷的较为顺畅，粉刷后的涂料密实，干燥后较为密实。

可选的，所述制备方法还包括：在所述取出白色竹炭之后，将剩余的黑色竹炭无明火保温在750～850℃，保持5～7天；再将炭化装置内部温度升高至1150～1250℃，保持3～5h，然后降温，取出白色竹炭，重复烧制黑色竹炭以制取白色竹炭。

通过采用以上技术方案，制备得到较多的白色竹炭，提高了资源的利用率。重复制备的白色竹炭的洁白度和立体形态比初次取得的白色竹炭略差。

可选的，于得到的所述竹炭土无机矿物涂料中加水，进行搅拌，得到浆状的竹炭土无机矿物涂料。

通过采用以上技术方案，不需要使用有机溶剂，粉刷后基本不挥发性有机气体，较为环保。

综合以上所述，本申请至少具备以下有益效果：

白色竹炭粉具有丰富的微孔，可以吸附甲醛和水分，并成为促进甲醛反应的场所。黏土合成物中的生石灰和三氧化二铁，可以和空气中的甲醛被反应而生成甲酸钙，净化了空气。钛白粉可以在光的作用下，催化甲醛、生石灰和三氧化二铁的氧化还原反应，提高反应效率。白色竹炭粉的微孔可以作用电子传递的通道，起到促进上述反应的作用。

负离子粉可以释放负离子，涂料涂墙后，在光照下，钛白粉能催化促进氧气结合负离子成为负氧离子，进入空气中，有益于人体健康。

该涂料的原料基本为无机成分，加工时不会产生大量的副产物、挥发性溶剂和剩余单体，涂刷后较少挥发有机化合物气体，是一种环保的涂料。

本申请采用无明火、阶梯升温来加热竹秆，使之炭化在表面获得白炭，并将剩余的黑炭重复加热白炭化，制备得到了白色竹炭，提高了材料的利用率。

具体实施方式

以下通过竹炭土无机矿物涂料的制备方法的几种实施例和对比例，对本申请的方案进行进一步说明。

以下实施例和对比例使用的负离子粉，选用石家庄竹中科技有限公司生产的负离子粉。

实施例1

将竹秆放入烧窑之中，底部悬空，烧窑底部侧壁开口，并用耐火砖封住，外温设置为500℃，以加热耐火砖，利用耐火砖传热到烧窑内部，使烧窑内部无明火升温至400℃，保温12天；打开耐火砖并保持0.5H，通过开口无明火传热至烧窑内部，先传热至烧窑内顶部和底部，再传热至烧窑中部，使烧窑内部温度均升高至800℃；用耐火砖关闭开口，继续加热使烧窑内部无明火保温在800℃，保持6天；打开耐火砖，使烧窑内部温度升高至1200℃，保持4h，然后降温，炭化的竹秆顶部形成白色竹炭，悬空的竹炭中有一部分落入烧窑底部，落入烧窑底部的竹炭上表面也为白色竹炭，取出这两部分白色竹炭，研磨得到白色竹炭粉。

按质量份数计算，取白垩土7份、赤铁矿10份、黏土16份和白蚁泥5份于600℃烧制3天，再磨成粉末，得到黏土合成粉。

按质量百分比例计算，取白色竹炭粉27％、黏土合成粉38％、木质素粉末10％、负离子粉9％、硅酸钠粉末8％和钛白粉8％混合，得到一种粉末态的竹炭土无机矿物涂料。

上述温度为过程控制温度，实际可以有±20℃的波动。

实施例2

本实施例2和实施例1采用基本相同的方案，唯一的区别在于，在取出两部分白色竹炭后，还立即使用干燥的黄赤土掩埋3天，然后再如同实施例1的将白色竹炭研磨得到白色竹炭粉。

实施例2得到的白色竹炭粉颜色均一雪白，而实施例1得到的白色竹炭粉的颜色表面有发黄现象。实施例2得到的白色竹炭粉的颜色均一度优于实施例1得到的白色竹炭粉，这主要是因为：其一、炭化后的竹炭还残留有不能被高温解离的黏状物，而黄赤土可以吸附这些黏状物，使白色竹炭颜色和形态均一；其二、黄赤土具有高导热性(显著高于一般的黏土)和吸附效应，将其覆盖在刚取得白色竹炭上，能均匀导热，使白色竹炭各部分温度较为均衡，因而其颜色也较为均衡。而实施例1中，取出的白色竹炭没有使用黄赤土掩埋，表面降温较快，内外温度不均，还残留有黏状物，故而产生表面和内里颜色不均现象。

实施例3

本实施例3和实施例2采用基本相同的方案，唯一的区别在于，将白色竹炭研磨时还过200目筛，得到白色竹炭粉。

将研磨后得到的白色竹炭粉过200目筛，控制了粉末的粒径，然后同样将白色竹炭粉、黏土合成粉、木质素粉末、负离子粉、硅酸钠粉末和钛白粉混合，得到一种粉末态的竹炭土无机矿物涂料。

最后将粉末态的竹炭土无机矿物涂料加水调成浆料，刷墙时较为顺滑，刷墙干燥后，涂料层瓷实强度高。本实施例3使用200目筛过滤白色竹炭粉，相比于实施例2的未过筛以及其他实施例过其他目数筛，本实施例3的涂料涂墙后的密实度和强度达到较佳状态，还可以防控内墙氡气的释放。

实施例4

和实施例3相比，本实施例4变更了原料配比，并增加重复利用黑炭制取白炭的步骤。

将竹秆放入烧窑之中，底部悬空，烧窑底部侧壁开口，并用耐火砖封住，外温设置为500℃，以加热耐火砖，利用耐火砖传热到烧窑内部，使烧窑内部无明火升温至400℃，保温12天；打开耐火砖并保持0.5H，通过开口无明火传热至烧窑内部，先传热至烧窑内顶部和底部，再传热至烧窑中部，使烧窑内部温度均升高至800℃；用耐火砖关闭开口，继续加热使烧窑内部无明火保温在800℃，保持6天；打开耐火砖，使烧窑内部温度升高至1200℃，保持4h，然后降温，炭化的竹秆顶部形成白色竹炭，悬空的竹炭中有一部分落入烧窑底部，落入烧窑底部的竹炭上表面也为白色竹炭，取出这两部分白色竹炭，立即使用干燥的黄赤土掩埋3天，研磨并过200目筛，得到白色竹炭粉。

在所述取出这两部分白色竹炭之后，将剩余的黑色竹炭无明火保温在800℃，保持6天；再将烧窑内部温度升高至1200℃，保持4h，然后降温，取出竹炭顶部和底部竹炭上表面的白色竹炭，重复烧制黑色竹炭以制取白色竹炭，对制取的白色竹炭立即使用干燥的黄赤土掩埋3天，研磨并过200目筛，得到白色竹炭粉，将每次制备的白色竹炭粉混合。

按质量份数计算，取白垩土8份、赤铁矿14份、黏土21份和白蚁泥6份于600℃烧制3天，再磨成粉末，得到黏土合成粉。

按质量百分比例计算，取白色竹炭粉20％、黏土合成粉49％、木质素粉末5％、负离子粉6％、硅酸钠粉末10％和钛白粉10％混合，得到一种粉末态的竹炭土无机矿物涂料。

上述温度为过程控制温度，实际可以有±20℃的波动。

实施例5

和实施例3相比，本实施例5变更了原料配比，并增加重复利用黑炭制取白炭的步骤。

将竹秆放入烧窑之中，底部悬空，烧窑底部侧壁开口，并用耐火砖封住，外温设置为500℃，以加热耐火砖，利用耐火砖传热到烧窑内部，使烧窑内部无明火升温至400℃，保温12天；打开耐火砖并保持0.5H，通过开口无明火传热至烧窑内部，先传热至烧窑内顶部和底部，再传热至烧窑中部，使烧窑内部温度均升高至800℃；用耐火砖关闭开口，继续加热使烧窑内部无明火保温在800℃，保持6天；打开耐火砖，使烧窑内部温度升高至1200℃，保持4h，然后降温，炭化的竹秆顶部形成白色竹炭，悬空的竹炭中有一部分落入烧窑底部，落入烧窑底部的竹炭上表面也为白色竹炭，取出这两部分白色竹炭，立即使用干燥的黄赤土掩埋3天，研磨并过200目筛，得到白色竹炭粉。

在所述取出这两部分白色竹炭之后，将剩余的黑色竹炭无明火保温在800℃，保持6天；再将烧窑内部温度升高至1200℃，保持4h，然后降温，取出竹炭顶部和底部竹炭上表面的白色竹炭，重复烧制黑色竹炭以制取白色竹炭，对制取的白色竹炭立即使用干燥的黄赤土掩埋3天，研磨并过200目筛，得到白色竹炭粉，将每次制备的白色竹炭粉混合。

按质量份数计算，取白垩土6份、赤铁矿8份、黏土12份和白蚁泥4份于600℃烧制3天，再磨成粉末，得到黏土合成粉。

按质量百分比例计算，取白色竹炭粉38％、黏土合成粉30％、木质素粉末10％、负离子粉12％、硅酸钠粉末5％和钛白粉5％混合，得到一种粉末态的竹炭土无机矿物涂料。

上述温度为过程控制温度，实际可以有±20℃的波动。

实施例6

和实施例3相比，本实施例6增加重复利用黑炭制取白炭的步骤。

将竹秆放入烧窑之中，底部悬空，烧窑底部侧壁开口，并用耐火砖封住，外温设置为500℃，以加热耐火砖，利用耐火砖传热到烧窑内部，使烧窑内部无明火升温至400℃，保温12天；打开耐火砖并保持0.5H，通过开口无明火传热至烧窑内部，先传热至烧窑内顶部和底部，再传热至烧窑中部，使烧窑内部温度均升高至800℃；用耐火砖关闭开口，继续加热使烧窑内部无明火保温在800℃，保持6天；打开耐火砖，使烧窑内部温度升高至1200℃，保持4h，然后降温，炭化的竹秆顶部形成白色竹炭，悬空的竹炭中有一部分落入烧窑底部，落入烧窑底部的竹炭上表面也为白色竹炭，取出这两部分白色竹炭，立即使用干燥的黄赤土掩埋3天，研磨并过200目筛，得到白色竹炭粉。

在所述取出这两部分白色竹炭之后，将剩余的黑色竹炭无明火保温在800℃，保持6天；再将烧窑内部温度升高至1200℃，保持4h，然后降温，取出竹炭顶部和底部竹炭上表面的白色竹炭，重复烧制黑色竹炭以制取白色竹炭，对制取的白色竹炭立即使用干燥的黄赤土掩埋3天，研磨并过200目筛，得到白色竹炭粉，将每次制备的白色竹炭粉混合。

按质量份数计算，取白垩土7份、赤铁矿10份、黏土16份和白蚁泥5份于600℃烧制3天，再磨成粉末，得到黏土合成粉。

按质量百分比例计算，取白色竹炭粉27％、黏土合成粉38％、木质素粉末10％、负离子粉9％、硅酸钠粉末8％和钛白粉8％混合，得到一种粉末态的竹炭土无机矿物涂料。

上述温度为过程控制温度，实际可以有±20℃的波动。

实施例7

本实施例相比于实施例3，只变更了原料配比。

将竹秆放入烧窑之中，底部悬空，烧窑底部侧壁开口，并用耐火砖封住，外温设置为500℃，以加热耐火砖，利用耐火砖传热到烧窑内部，使烧窑内部无明火升温至400℃，保温12天；打开耐火砖并保持0.5H，通过开口无明火传热至烧窑内部，先传热至烧窑内顶部和底部，再传热至烧窑中部，使烧窑内部温度均升高至800℃；用耐火砖关闭开口，继续加热使烧窑内部无明火保温在800℃，保持6天；打开耐火砖，使烧窑内部温度升高至1200℃，保持4h，然后降温，炭化的竹秆顶部形成白色竹炭，悬空的竹炭中有一部分落入烧窑底部，落入烧窑底部的竹炭上表面也为白色竹炭，取出这两部分白色竹炭，立即使用干燥的黄赤土掩埋3天，研磨并过200目筛，得到白色竹炭粉。

按质量份数计算，取白垩土8份、赤铁矿10份、黏土16份和白蚁泥5份于600℃烧制3天，再磨成粉末，得到黏土合成粉。

按质量百分比例计算，取白色竹炭粉22％、黏土合成粉39％、木质素粉末13％、负离子粉10％、硅酸钠粉末8％和钛白粉8％混合，得到一种粉末态的竹炭土无机矿物涂料。

上述温度为过程控制温度，实际可以有±20℃的波动。

实施例8

本实施例相比于实施例3，变更了原料配比，增加了重复利用黑炭制取白炭的步骤。

将竹秆放入烧窑之中，底部悬空，烧窑底部侧壁开口，并用耐火砖封住，外温设置为500℃，以加热耐火砖，利用耐火砖传热到烧窑内部，使烧窑内部无明火升温至400℃，保温12天；打开耐火砖并保持0.5H，通过开口无明火传热至烧窑内部，先传热至烧窑内顶部和底部，再传热至烧窑中部，使烧窑内部温度均升高至800℃；用耐火砖关闭开口，继续加热使烧窑内部无明火保温在800℃，保持6天；打开耐火砖，使烧窑内部温度升高至1200℃，保持4h，然后降温，炭化的竹秆顶部形成白色竹炭，悬空的竹炭中有一部分落入烧窑底部，落入烧窑底部的竹炭上表面也为白色竹炭，取出这两部分白色竹炭，立即使用干燥的黄赤土掩埋3天，研磨并过200目筛，得到白色竹炭粉。

在所述取出这两部分白色竹炭之后，将剩余的黑色竹炭无明火保温在800℃，保持6天；再将烧窑内部温度升高至1250℃，保持4h，然后降温，取出竹炭顶部和底部竹炭上表面的白色竹炭，重复烧制黑色竹炭以制取白色竹炭，对制取的白色竹炭立即使用干燥的黄赤土掩埋3天，研磨并过200目筛，得到白色竹炭粉，将每次制备的白色竹炭粉混合。

按质量份数计算，取白垩土7份、赤铁矿9份、黏土15份和白蚁泥5份于600℃烧制3天，再磨成粉末，得到黏土合成粉。

按质量百分比例计算，取白色竹炭粉35％、黏土合成粉36％、木质素粉末7％、负离子粉8％、硅酸钠粉末7％和钛白粉7％混合，得到一种粉末态的竹炭土无机矿物涂料。

上述温度为过程控制温度，实际可以有±20℃的波动。

实施例9

本实施例相比于实施例3，变更了原料配比，增加了重复利用黑炭制取白炭的步骤，还变更了制程温度参数。

将竹秆放入烧窑之中，底部悬空，烧窑底部侧壁开口，并用耐火砖封住，外温设置为550℃，以加热耐火砖，利用耐火砖传热到烧窑内部，使烧窑内部无明火升温至450℃，保温15天；打开耐火砖并保持0.5H，通过开口无明火传热至烧窑内部，先传热至烧窑内顶部和底部，再传热至烧窑中部，使烧窑内部温度均升高至850℃；用耐火砖关闭开口，继续加热使烧窑内部无明火保温在850℃，保持7天；打开耐火砖，使烧窑内部温度升高至1250℃，保持5h，然后降温，炭化的竹秆顶部形成白色竹炭，悬空的竹炭中有一部分落入烧窑底部，落入烧窑底部的竹炭上表面也为白色竹炭，取出这两部分白色竹炭，立即使用干燥的黄赤土掩埋4天，研磨并过200目筛，得到白色竹炭粉。

在所述取出这两部分白色竹炭之后，将剩余的黑色竹炭无明火保温在850℃，保持7天；再将烧窑内部温度升高至1250℃，保持3h，然后降温，取出竹炭顶部和底部竹炭上表面的白色竹炭，重复烧制黑色竹炭以制取白色竹炭，对制取的白色竹炭立即使用干燥的黄赤土掩埋4天，研磨并过200目筛，得到白色竹炭粉，将每次制备的白色竹炭粉混合。

按质量份数计算，取白垩土7份、赤铁矿12份、黏土21份和白蚁泥5份于600℃烧制3天，再磨成粉末，得到黏土合成粉。

按质量百分比例计算，取白色竹炭粉26％、黏土合成粉45％、木质素粉末7％、负离子粉8％、硅酸钠粉末7％和钛白粉7％混合，得到一种粉末态的竹炭土无机矿物涂料。

上述温度为过程控制温度，实际可以有±20℃的波动。

实施例10

本实施例相比于实施例3，变更了原料配比，增加了重复利用黑炭制取白炭的步骤，还变更了制程温度参数。

将竹秆放入烧窑之中，底部悬空，烧窑底部侧壁开口，并用耐火砖封住，外温设置为420℃，以加热耐火砖，利用耐火砖传热到烧窑内部，使烧窑内部无明火升温至350℃，保温10天；打开耐火砖并保持1H，通过开口无明火传热至烧窑内部，先传热至烧窑内顶部和底部，再传热至烧窑中部，使烧窑内部温度均升高至750℃；用耐火砖关闭开口，继续加热使烧窑内部无明火保温在750℃，保持5天；打开耐火砖，使烧窑内部温度升高至1150℃，保持3h，然后降温，炭化的竹秆顶部形成白色竹炭，悬空的竹炭中有一部分落入烧窑底部，落入烧窑底部的竹炭上表面也为白色竹炭，取出这两部分白色竹炭，立即使用干燥的黄赤土掩埋2天，研磨并过200目筛，得到白色竹炭粉。

在所述取出这两部分白色竹炭之后，将剩余的黑色竹炭无明火保温在750℃，保持5天；再将烧窑内部温度升高至1250℃，保持3h，然后降温，取出竹炭顶部和底部竹炭上表面的白色竹炭，重复烧制黑色竹炭以制取白色竹炭，对制取的白色竹炭立即使用干燥的黄赤土掩埋2天，研磨并过200目筛，得到白色竹炭粉，将每次制备的白色竹炭粉混合。

按质量份数计算，取白垩土6份、赤铁矿10份、黏土14份和白蚁泥5份于650℃烧制4天，再磨成粉末，得到黏土合成粉。

按质量百分比例计算，取白色竹炭粉30％、黏土合成粉35％、木质素粉末12％、负离子粉9％、硅酸钠粉末7％和钛白粉7％混合，得到一种粉末态的竹炭土无机矿物涂料。

在粉末态的所述竹炭土无机矿物涂料中加水进行搅拌，得到一种浆状的竹炭土无机矿物涂料。

上述温度为过程控制温度，实际可以有±20℃的波动。

对比例1

本对比例1采用和实施例6基本相同的方案，唯一的区别在于，本对比例1未添加白垩土，区别部分具体如下：

按质量份数计算，取赤铁矿10份、黏土16份和白蚁泥5份于600℃烧制3天，再磨成粉末，得到黏土合成粉。

按相对质量比例计算，取白色竹炭粉27％、黏土合成粉31％、木质素粉末10％、负离子粉9％、硅酸钠粉末8％和钛白粉8％混合，得到一种粉末态的竹炭土无机矿物涂料。

对比例2

本对比例2采用和实施例6基本相同的方案，唯一的区别在于，本对比例2未添加赤铁矿，区别部分具体如下：

按质量份数计算，取白垩土7份、黏土16份和白蚁泥5份于600℃烧制3天，再磨成粉末，得到黏土合成粉。

按相对质量比例计算，取白色竹炭粉27％、黏土合成粉28％、木质素粉末10％、负离子粉9％、硅酸钠粉末8％和钛白粉8％混合，得到一种粉末态的竹炭土无机矿物涂料。

对比例3

本对比例3采用和实施例6基本相同的方案，唯一的区别在于，本对比例3未添加白色竹炭粉，区别部分具体如下：

按质量百分比例计算，取黏土合成粉38％、木质素粉末10％、负离子粉9％、硅酸钠粉末8％和钛白粉8％混合，得到一种粉末态的竹炭土无机矿物涂料。

对比例4

本对比例4采用和实施例6基本相同的方案，唯一的区别在于，本对比例4未添加钛白粉，区别部分具体如下：

按质量百分比例计算，取白色竹炭粉27％、黏土合成粉38％、木质素粉末10％、负离子粉9％和硅酸钠粉末8％混合，得到一种粉末态的竹炭土无机矿物涂料。

对比例5

本对比例5采用和实施例6基本相同的方案，唯一的区别在于，本对比例5未添加负离子粉，区别部分具体如下：

按质量百分比例计算，取白色竹炭粉27％、黏土合成粉38％、木质素粉末10％、硅酸钠粉末8％和钛白粉8％混合，得到一种粉末态的竹炭土无机矿物涂料。

对比例6

本对比例6采用和实施例6基本相同的方案，唯一的区别在于，本对比例6未添加木质素粉末，区别部分具体如下：

按质量百分比例计算，取白色竹炭粉27％、黏土合成粉38％、负离子粉9％、硅酸钠粉末8％和钛白粉8％混合，得到一种粉末态的竹炭土无机矿物涂料。

对比例7

本对比例7采用和实施例6基本相同的方案，唯一的区别在于，本对比例7未添加硅酸钠粉末，区别部分具体如下：

按质量百分比例计算，取白色竹炭粉27％、黏土合成粉38％、木质素粉末10％、负离子粉9％和钛白粉8％混合，得到一种粉末态的竹炭土无机矿物涂料。

试验例

将实施例1～10和对比例1～7得到的粉末态竹炭土无机矿物涂料，其配比如下表1。

表1实施例1～10和对比例1～7制备的涂料配比

将实施例1～10和对比例1～7得到的粉末态竹炭土无机矿物涂料分别加20％(质量比)水调成浆料，涂刷在室内墙壁并在相同的室内温度(20-35℃)下自然干燥，涂刷厚度均为2mm，涂刷后使用甲醛检测仪持续10天测试室内空气，未检测出甲醛。其中，本申请使用的甲醛检测仪的厂家为思乐智，型号为MEF500，也可以采用其他检测仪来测试甲醛。

取实施例1～10得到的粉末态竹炭土无机矿物涂料分别加水调成浆料，按照GB/T9279-2007国家检测标准进行划痕测试，实施例1～10均能通过划痕测试，相对而言，实施例4和5测试的划痕略大于其他实施例，原因在于白色竹炭粉、黏土合成粉和其他成分的配比不够优，导致抗划伤性能略有降低。

取实施例1～10得到的粉末态竹炭土无机矿物涂料分别加水调成浆料，按照GB/T23988-2009国家检测标准进行落砂法耐磨测试，实施例1～10均能通过耐磨测试，相对而言，实施例4和5测试的耐磨性略小于其他实施例，原因在于白色竹炭粉、黏土合成粉和其他成分的配比不够优，导致耐磨性能略有降低。

将实施例1～10和对比例1～7得到的粉末态竹炭土无机矿物涂料分别加20％(质量比)水调成浆料，涂刷在17间同等状况的室内墙壁，涂刷厚度均为2mm，并在相同的室内温度(20-35℃)下自然干燥2天，分别将17件同一批次生产的相同规格大小的木制沙发对应搬入17个室内，封闭室内并连续10天测试室内空气甲醛含量，结果如下表2。

表2实施例1～10和对比例1～7的涂料刷墙后测试室内甲醛含量

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从表2可以看出，应用实施例1～10的涂料刷墙，可以吸附室内的甲醛，对比例1～7的涂料对甲醛也有吸附作用，实施例1～10降甲醛的作用明显强于对比例1～7的涂料，主要是因为白垩土中的生石灰和磁铁矿可以和甲醛反应生成甲酸钙，并且白色竹炭粉的微孔提供了电子传输的通道，作为反应场所具有促进反应作用，钛白粉在光的照射下，也可以催化该反应的进行，从而能显著降低室内甲醛含量。对比例1～3缺乏生石灰、磁铁矿或者白色竹炭粉，该反应不能顺利进行，但依靠白色竹炭粉的微孔对甲醛也有一定的吸附作用，从而也能在短期内降低室内甲醛含量。对比例4缺乏钛白粉，反应效率有所下降。对比例5～7缺少负离子粉、木质素粉末或者硅酸钠粉末，也有较好的降甲醛作用，但降甲醛作用受到一定影响，降甲醛作用稍微弱于实施例1～10的方案，表明这些成分添加在本申请的涂料中，配合其他成分也有一定的促进将甲醛作用。

从表2可以看出，应用实施例1～3的涂料刷墙后吸附室内甲醛的效果，实施例3优于实施例2优于实施例1，主要是因为实施例3相比于实施例2多了研磨白色竹炭时过200目筛的步骤，使得白色竹炭粉粒直径小于75μm，粉刷后的涂料密实，并且白色竹炭粉保留了丰富的微孔，这些微孔可以吸附甲醛和促进甲醛反应。实施例2相比于实施例1增加了赤土掩埋生产出的白色竹炭的步骤，赤土可以吸附白色竹炭上的未被高温去除的黏状物，使白色竹炭各部分的颜色均一，也提高了竹炭粉吸附甲醛的功能。

从表2可以看出，实施例6相比于实施例3，吸附甲醛效果有所下降，主要是实施例6重复利用黑炭制取白炭的吸附甲醛效果不如首次制取的白炭吸附甲醛效果。

从表2可以看出，实施例4和实施例5相比于实施例6，吸附甲醛效果有所下降，主要是原料配比所带来的差异。实施例4吸附甲醛的效果优于实施例5，表明白色竹炭粉不是加越多越好。

实施例7相比于实施例3，变更了原料配比，吸附甲醛效率有所降低。实施例8相比于实施例3，变更了原料配比，增加了重复利用黑炭制取白炭的步骤，吸附甲醛效率进一步降低。实施例9和实施例10，相比于实施例3，变更了原料配比和制程温度参数，增加了重复利用黑炭制取白炭的步骤，吸附甲醛效率有所降低。

在测试甲醛的同时，还测试了空气中的负氧含量，测试仪器为邯郸市腾宇电子科技有限公司生产的空气负氧离子检测仪，型号是FM-W-FL。检测结果如下表3。

表3实施例1～10和对比例1～7的涂料刷墙后测试室内负氧离子含量

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从表3可以看出，对比例5未添加负离子粉，对比例4未添加钛白粉，测试的负氧含量均比其他方案低。

对比例6未添加木质素粉末，其在刷墙时，相比其他方案而言，不够顺滑，不利于施工。

对比例7未添加硅酸钠粉末，在将粉末态竹炭土无机矿物涂料分别加水调成浆料时，粉末结块现象比其他方案严重，不利于调浆。

综上所述，本申请的涂料中，由于白色竹炭粉具有丰富的微孔，可以吸附甲醛和水分，并成为促进甲醛反应的场所。黏土合成粉中的生石灰和三氧化二铁，可以和空气中的甲醛被反应而生成甲酸钙，净化了空气。白色竹炭粉的微孔可以作用电子传递的通道，起到促进上述反应的作用。钛白粉可以在光的作用下，催化甲醛、生石灰和三氧化二铁的氧化还原反应，提高反应效率。该涂料的原料基本为无机成分，加工时不会产生大量的副产物、挥发性溶剂和剩余单体，涂刷后较少挥发有机化合物气体，是一种环保的涂料，比较符合人类对环保型涂料的需求。

以上所述仅是本申请的优选实施例，本申请的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本申请思路下的技术方案均属于本申请的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为落入本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种竹炭土无机矿物涂料，其特征在于，按质量百分数计算，制备所述竹炭土无机矿物涂料的原料包括：炭化的白色竹炭粉20~40%、黏土合成物30~50%、木质素5~15%、负离子粉6~12%、硅酸钠5~10%和钛白粉5~10%；

所述黏土合成物由白垩土6~8份、赤铁矿8~14份、黏土12~22份和白蚁泥4~6份混合烧制而成。

2.根据权利要求1所述的竹炭土无机矿物涂料，其特征在于，按质量百分数计算，制备所述竹炭土无机矿物涂料的原料包括：白色竹炭粉22~35%、黏土合成物35~45%、木质素7~13%、负离子粉8~10%、硅酸钠7~8%和钛白粉7~8%。

3.根据权利要求2所述的竹炭土无机矿物涂料，其特征在于，按质量百分数计算，制备所述竹炭土无机矿物涂料的原料包括：白色竹炭粉27%、黏土合成物38%、木质素10%、负离子粉9%、硅酸钠8%和钛白粉8%。

4.根据权利要求1所述的竹炭土无机矿物涂料，其特征在于，所述黏土合成物的烧制原料的组分为：白垩土7份、赤铁矿10份、黏土16份和白蚁泥5份。

5.一种如权利要求1-4任意一项所述的竹炭土无机矿物涂料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

将竹秆放入炭化装置之中，竹秆底部悬空，炭化装置底部侧壁开口，并用耐火件封住，加热耐火件，利用耐火件传热到炭化装置内部，使炭化装置内部无明火升温至350~450℃，保温10~15天；移开所述耐火件，通过所述开口无明火传热至炭化装置内部，使炭化装置内部温度均升高至750~850℃，再用耐火件关闭所述开口，继续加热使炭化装置内部无明火保温在750~850℃，保持5~7天；移开耐火件，使炭化装置内部温度升高至1150~1250℃，保持3~5h，然后降温，炭化的竹秆顶部形成白色竹炭，取出白色竹炭，研磨得到白色竹炭粉；

分别取白垩土、赤铁矿、黏土和白蚁泥进行混合，在550~650℃条件下烧制2~4天，得到所述黏土合成物；

将所述白色竹炭粉、所述黏土合成物、木质素、负离子粉、硅酸钠和钛白粉进行混合，得到所述竹炭土无机矿物涂料。

6.根据权利要求5所述的竹炭土无机矿物涂料的制备方法，其特征在于，采用干燥的赤土将获得的白色竹炭掩埋2~4天。

7.根据权利要求6所述的竹炭土无机矿物涂料的制备方法，其特征在于，将掩埋后的白色竹炭进行研磨并过200目筛，得到所述白色竹炭粉。

8.根据权利要求5所述的竹炭土无机矿物涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：在所述取出白色竹炭之后，将剩余的黑色竹炭无明火保温在750~850℃，保持5~7天；再将炭化装置内部温度升高至1150~1250℃，保持3~5h，然后降温，取出白色竹炭，重复烧制黑色竹炭以制取白色竹炭。

9.根据权利要求5所述的竹炭土无机矿物涂料的制备方法，其特征在于，于得到的所述竹炭土无机矿物涂料中加水，进行搅拌，得到浆状的竹炭土无机矿物涂料。