WO2021051331A1 - 一种抗菌防霉且能够净化甲醛的纸面石膏板及其制备方法 - Google Patents

一种抗菌防霉且能够净化甲醛的纸面石膏板及其制备方法 Download PDF

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王鹏起
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王莹
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    • C04B38/02—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding chemical blowing agents

Definitions

  • the foaming agent may be selected from any one or more of sodium lauryl sulfate, sodium fatty alcohol polyoxyethylene ether sulfate and sodium ⁇ -alkenyl sulfonate.
  • the ultrasonic conditions may include an ultrasonic power of 2kW to 3kW, a frequency of 20kHz to 30kHz, and a temperature of ultrasonic wet milling of 50°C to 90°C.
  • the drying temperature may be 105° C. to 150° C.
  • the time may be 40 min to 60 min.
  • the conditions of the "water boiling method” may include: grinding the plant antibacterial agent to 100 mesh to 300 mesh; the weight ratio of water to plant antibacterial agent is (15 to 30):1 ; Slow mechanical agitation leaching temperature is 90 °C to 100 °C, mechanical stirring speed is 80r/min to 120r/min, time is 60min to 120min.
  • Step 1 Add pomegranate skin to water, ultrasonic wet grinding at 50°C for 60min (the specific steps are: at 50°C, ultrasonic wet grinding with ultrasonic power of 2kW and ultrasonic frequency of 20kHz for 10min, standing for 5min, and then in the same Carry out ultrasonic wet milling and standing process 3 times under the conditions of 3 times) and then vacuum filter, the filtrate is plant antibacterial liquid, and the filter cake is plant fiber residue;
  • Step 3 Add modified tapioca starch, fatty alcohol polyoxyethylene ether sodium sulfate, plant fiber residue obtained in step 1, and building gypsum powder into the first mixed slurry obtained in step 2, and mechanically mix uniformly to obtain a second mixed material Pulp
  • Comparative Example 2 does not use ultrasonic wet milling method to treat plant antibacterial agents, and the antibacterial effect and durability of Staphylococcus aureus are less than Class II.
  • the gypsum board product of Example 3 has antibacterial effect and durability against Staphylococcus aureus. Both are between Grade I and Grade II, which is significantly higher, indicating that the treatment of plant antibacterial agents by ultrasonic wet milling can make the effective ingredients of the plant antibacterial agents enter the liquid phase, and then be fully utilized and evenly distributed in the gypsum board , Improve the antibacterial effect of gypsum board.

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Abstract

一种抗菌防霉且能够净化甲醛的纸面石膏板及其制备方法。纸面石膏板的制备原料包括以下重量份的各组分：建筑石膏粉100份，多孔矿物材料1至10份，抗菌剂2.1至11份，净醛剂1至3份，改性淀粉0.6至1.2份，发泡剂0.06至0.2份和水70至85份，抗菌剂负载在多孔矿物材料上。

Description

一种抗菌防霉且能够净化甲醛的纸面石膏板及其制备方法 技术领域
本申请涉及但不限于建筑材料领域，尤其涉及一种抗菌防霉且能够净化甲醛的纸面石膏板及其制备方法。
背景技术
中国城市居民有80％以上的时间是在室内度过，随着人民生活水平的提高，人们对室内环境的要求也日益提高。随着居室装饰性、密闭性的提升，一些微生物污染物和挥发性有害气体，如细菌、霉菌、甲醛等，给室内空气环境造成了不良影响。若能制造一种集抗菌、防霉、净化甲醛多种功能于一体的纸面石膏板，作为装饰装修材料应用于室内装修中，将有效改善室内环境质量，保护人体健康。
发明概述
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
本申请提供了一种纸面石膏板及其制备方法，该纸面石膏板不但同时具有抗菌、防霉和净化甲醛的功能，而且对细菌和霉菌的杀灭效果很好，力学强度高、耐火性能好。
本申请提供了一种抗菌防霉且能够净化甲醛的纸面石膏板，所述纸面石膏板的制备原料包括以下重量份的各组分：建筑石膏粉100份、多孔矿物材料1份至10份、抗菌剂2.1份至11份、净醛剂1份至3份、改性淀粉0.6份至1.2份、发泡剂0.06份至0.2份和水70份至85份，所述抗菌剂负载在所述多孔矿物材料上。
在本申请的实施例中，所述抗菌剂可以选自无机抗菌剂、有机抗菌剂和植物抗菌剂中的任意一种或多种。
在本申请的实施例中，所述抗菌剂可以包括：无机抗菌剂1份至5份、 有机抗菌剂0.1份至1份和植物抗菌剂1份至5份。
在本申请的实施例中，所述植物抗菌剂可以选自茶叶、鱼腥草根茎、艾草和石榴皮中的任意一种或多种。
在本申请中，所述植物抗菌剂可以为新鲜的湿品，也可以为经过干燥或炒制后的干品，当采用湿品时，由于其本身还有水分，可适当减少加入水的量，保证石膏料浆在标准稠度范围内即可。
茶叶中的茶多酚具有抗菌作用，使得含有茶多酚的茶叶具有抗菌功能。未经发酵的茶叶，茶多酚的含量较高，因此在本申请的实施例中，所述茶叶优选未经发酵的茶叶。
在本申请的实施例中，所述茶叶可以为绿茶、普洱茶生茶、乌龙茶和白茶中的任意一种或多种。
无机抗菌剂、植物抗菌剂、有机抗菌剂各自具有各自的优势：无机抗菌剂的抗菌效果持久性强、耐高温，但防霉效果较差；植物抗菌剂和有机抗菌剂的抗菌效率高，但持久性较差。当在纸面石膏板中同时添加这三种抗菌剂时，能够使板材的抗菌和防霉效果更加高效、持久、广谱。
在本申请的实施例中，所述无机抗菌剂可以选自ZnO、AgO和CuO中的任意一种或多种。
在本申请的实施例中，所述有机抗菌剂可以选自季铵盐类抗菌剂、有机硅季铵盐抗菌剂和双胍类抗菌剂中的任意一种或多种。
在本申请的实施例中，所述季铵盐类有机抗菌剂可以选自十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵和十六烷基三甲基溴化铵中的任意一种或多种。
多孔矿物材料的孔结构使得其具有良好的吸附性能和离子交换性，使得通过机械搅拌就能将抗菌剂吸附在多孔矿物材料表面，甚至进入多孔矿物材料孔的内部，实现将抗菌剂负载在多孔矿物材料上的目的。另外，多孔矿物材料对净醛剂也有负载作用，通过该负载作用，可以使净醛剂在纸面石膏板中更加均匀地分布，提高板材的整体抗菌和净化甲醛的效果。
在本申请的实施例中，所述多孔矿物材料可以选自硅藻土、沸石、海泡 石、坡缕石中的任意一种或多种。
在本申请的实施例中，所述净醛剂可以为胺类化合物，所述胺类化合物选自二亚乙基三胺、三乙烯四胺、三聚氰胺和尿素中的任意一种或多种。
在本申请的实施例中，所述改性淀粉可以选自改性玉米淀粉、改性大豆淀粉、改性马铃薯淀粉和改性木薯淀粉中的任意一种或多种。
在本申请的实施例中，所述发泡剂可以选自十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和α-烯基磺酸钠中的任意一种或多种。
在本申请的实施例中，所述纸面石膏板还可以包括增强剂，并且以所述建筑石膏粉的重量为100份计，所述增强剂的重量为1份至5份。
在本申请的实施例中，所述增强剂可以选自无机纤维中的任意一种或多种。
任选地，所述增强剂选自玻璃纤维和玄武岩纤维中的任意一种或两种。
本申请还提供了如上所述的抗菌防霉且能够净化甲醛的纸面石膏板的制备方法，所述方法包括：
将所述植物抗菌剂与所述水混合，在超声波条件下进行湿磨，然后过滤，滤液为植物抗菌液，滤饼为植物纤维渣；
将所述多孔矿物材料、所述无机抗菌剂、所述有机抗菌剂和所述净醛剂加入所述植物抗菌液中，任选地还加入增强剂，搅拌均匀，得到第一混合料浆；
将所述改性淀粉、所述发泡剂、所述植物纤维渣和所述建筑石膏粉加入所述第一混合料浆中，搅拌均匀得到第二混合料浆；
将所述第二混合料浆平铺在上下护面纸之间，压制成型为湿板；
将所述湿板烘干，得到所述纸面石膏板。
在本申请的实施例中，所述在超声波条件下进行湿磨可以包括：在超声波条件下湿磨5min至10min，静置5min至10min，反复进行超声波条件下的湿磨和静置过程共2次至4次。
在本申请的实施例中，所述超声波条件可以包括超声功率为2kW至 3kW，频率为20kHz至30kHz，超声湿磨的温度为50℃至90℃。
在本申请的实施例中，所述烘干的温度可以为105℃至150℃，时间可以为40min至60min。
在本申请的实施例中，还可以采用“水煮法”对所述植物抗菌剂与所述水进行研磨和过滤处理，包括：将植物抗菌剂研磨后溶于水中，慢速机械搅拌浸取，然后真空过滤，滤液为植物抗菌液，滤饼为植物纤维。
在本申请的实施例中，所述“水煮法”的条件可以包括：将所述植物抗菌剂研磨至100目至300目；水与植物抗菌剂的重量比为(15至30):1；慢速机械搅拌浸取的温度为90℃至100℃，机械搅拌的转速为80r/min至120r/min，时间为60min至120min。
本申请的纸面石膏板及其制备方法具有以下效果：
(1)目前室内净化装饰装修材料存在功能单一的问题，本申请将抗菌、防霉和净化甲醛的功能集于一体，制备出了多功能纸面石膏板；
(2)本申请将抗菌剂负载在多孔矿物材料上，提高了抗菌剂的抗菌和防霉效果；另外，传统单一的抗菌剂存在杀灭范围有限的问题，本申请的纸面石膏板中可以同时添加无机抗菌剂、有机抗菌剂和植物抗菌剂中的两种或三种抗菌剂，可以对多种细菌(例如，革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌等)和霉菌产生良好的杀灭效果；植物抗菌剂还有一定的抗病毒作用。
(3)本申请的纸面石膏板的制备方法采用超声湿磨技术，可以使植物抗菌剂的有效抗菌成分进入液相的植物抗菌液中，液相的植物抗菌液能够与其他原料混合均匀，使得植物抗菌剂的有效抗菌能够得到充分利用并且均匀分布在纸面石膏板中，提高抗菌和防霉效果；与植物抗菌液分离的植物纤维渣被添加到板材中，具有增强纸面石膏板的力学强度的作用；
(4)当纸面石膏板中添加增强剂时，不仅可以进一步提高纸面石膏板的力学强度，还可以提高纸面石膏板的耐火性能。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图概述
附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为本申请实施例的抗菌防霉且能够净化甲醛的纸面石膏板的制备工艺流程图。
详述
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
以下实施例中所采用的原料，如无特别说明，均为普通市售产品。
实施例1
本实施例的纸面石膏板由建筑石膏粉100重量份、沸石5重量份、ZnO 3重量份、十八烷基三甲基氯化铵0.5重量份、干燥的鱼腥草根茎3重量份、二亚乙基三胺2重量份、改性玉米淀粉0.8重量份、十二烷基硫酸钠0.1重量份、玻璃纤维3重量份和水75重量份制备而成。
如图1所示，本实施例的纸面石膏板的制备方法包括：
步骤1：将干燥的鱼腥草根茎加入水中，在90℃下超声波湿磨30min(具体步骤为：在90℃下，以3kW的超声功率、30kHz的超声频率超声波湿磨5min，静置5min，然后再在相同的条件下进行超声波湿磨和静置过程2次)后真空过滤，滤液为植物抗菌液，滤饼为植物纤维渣；
步骤2：将沸石、玻璃纤维、ZnO、十八烷基三甲基氯化铵、二亚乙基三胺加入步骤1得到的植物抗菌液中，机械搅拌15min使混合均匀，得到第一混合料浆；
步骤3：将改性玉米淀粉、十二烷基硫酸钠、步骤1得到的植物纤维渣、建筑石膏粉加入步骤2得到的第一混合料浆中，机械混合均匀，得到第二混合料浆；
步骤4：将步骤3得到的第二混合料浆平铺至上下护面纸之间，压制成型为湿板；
步骤5：将上述湿板在150℃下烘干40min得到9.5mm厚纸面石膏板。
实施例2
本实施例的纸面石膏板由建筑石膏粉100重量份、沸石10重量份、ZnO 5重量份、十八烷基三甲基氯化铵1重量份、干燥的鱼腥草根茎5重量份、二亚乙基三胺3重量份、改性玉米淀粉1.2重量份、十二烷基硫酸钠0.2重量份、玻璃纤维5重量份和水85重量份制备而成。
纸面石膏板的制备方法与实施例1相同。
实施例3
本实施例的纸面石膏板由建筑石膏粉100重量份、硅藻土3重量份、AgO 2重量份、十二烷基二甲基苄基氯化铵0.3重量份、干燥的石榴皮2重量份、三聚氰胺2重量份、改性木薯淀粉0.8重量份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.08重量份、玄武岩纤维2重量份和水72重量份制备而成。
步骤1：将石榴皮加入水中，在50℃下超声波湿磨60min(具体步骤为：在50℃下，以2kW的超声功率、20kHz的超声频率超声波湿磨10min，静置5min，然后再在相同的条件下进行超声波湿磨和静置过程3次)后真空过滤，滤液为植物抗菌液，滤饼为植物纤维渣；
步骤2：将硅藻土、玄武岩纤维、AgO、十二烷基二甲基苄基氯化铵、三聚氰胺加入步骤1得到的植物抗菌液中，机械搅拌20min使混合均匀，得到第一混合料浆；
步骤3：将改性木薯淀粉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、步骤1得到的植物纤维渣、建筑石膏粉加入步骤2得到的第一混合料浆中，机械混合均匀，得到第二混合料浆；
步骤4：将步骤3得到的第二混合料浆平铺至上下护面纸之间，压制成型为湿板；
步骤5：将上述湿板在105℃下烘干60min得到9.5mm厚纸面石膏板。
实施例4
本实施例的纸面石膏板由建筑石膏粉100重量份、海泡石8重量份、CuO 4重量份、十六烷基三甲基溴化铵0.7重量份、干燥的艾草4重量份、尿素3重量份、改性大豆淀粉1.0重量份、α-烯基磺酸钠0.15重量份、玄武岩纤维4重量份和水80重量份制备而成。
步骤1：将艾草加入水中，在70℃下超声波湿磨40min(具体步骤为：在70℃下，以2.5kW的超声功率、25kHz的超声频率超声波湿磨10min，静置10min，然后再在相同的条件下进行超声波湿磨和静置过程1次)后真空过滤，滤液为植物抗菌液，滤饼为植物纤维渣；
步骤2：将海泡石、玄武岩纤维、CuO、十六烷基三甲基溴化铵、尿素加入步骤1得到的植物抗菌液中，机械搅拌20min使混合均匀，得到第一混合料浆；
步骤3：将改性大豆淀粉、α-烯基磺酸钠、步骤1得到的植物纤维渣、建筑石膏粉加入步骤2得到的第一混合料浆中，机械混合均匀，得到第二混合料浆；
步骤4：将步骤3得到的第二混合料浆平铺至上下护面纸之间，压制成型为湿板；
步骤5：将上述湿板在130℃下烘干50min得到9.5mm厚纸面石膏板。
实施例5
本实施例与实施例2的差别仅在于：不添加任何有机抗菌剂。
实施例6
本实施例与实施例2的差别仅在于：不添加任何增强剂。
对比例1
本对比例与实施例2的差别仅在于：不添加多孔矿物材料。
对比例2
本实施例与实施例3的差别仅在于：没有采用超声波湿磨的方法，而是将干燥的鱼腥草根茎预先粉磨至100目至300目后在90℃下搅拌浸取，并真空过滤。
测试上述实施例和对比例制备的纸面石膏板的性能，其中，根据中华人民共和国化工行业标准HG/T 3950-2007“抗菌涂料”测试抗菌和防霉性能，根据中华人民共和国建材行业标准JC/T1074-2008“室内空气净化功能涂覆材料净化性能”测试甲醛净化率，根据中国国家标准GB/T9775-2008“纸面石膏板”测试板材的力学强度。测试结果如表1所示。
表1
Figure PCTCN2019106576-appb-000001
注：长霉等级判定：
0级——不长，即显微镜放大50倍下观察未见生长；
1级——肉眼可见增长，但生长覆盖面积小于10％；
2级——生长覆盖面积不小于10％。
可以看出，本申请实施例1至实施例5的纸面石膏板的纵向和横向断裂载荷均较高，实施例6的纸面石膏板的纵向和横向断裂载荷也满足使用需求；
本申请实施例5的纸面石膏板中不添加任何有机抗菌剂，其抗霉菌性能为1级，满足标准HG/T 3950-2007的要求；与不添加有机抗菌剂的实施例5相比，实施例1至实施例4的板材的抗霉菌性能显著增强，由原来的1级提 高到0级；
与不添加多孔矿物材料的对比例1相比，实施例2的板材的抗菌效果和甲醛净化率较高，说明多孔矿物材料对抗菌剂和净醛剂具有负载作用，并且将抗菌剂和净醛剂负载在多孔矿物材料上可以提高板材的抗菌和甲醛净化效果；
对比例2不采用超声波湿磨法对植物抗菌剂进行处理，对金黄色葡萄球菌的抗菌效果和耐久性能均不足II级，实施例3的石膏板制品对金黄色葡萄球菌的抗菌效果和耐久性能均介于I级与II级之间，明显较高，说明通过超声波湿磨法对植物抗菌剂进行处理可以使植物抗菌剂的有效成分进入液相，进而得到充分利用并均匀分布在石膏板中，提高石膏板的抗菌效果。
本公开内容是本申请实施例的原则的示例，并非对本申请作出任何形式上或实质上的限定，或将本申请限定到具体的实施方案。对本领域的技术人员而言，很显然本申请实施例的技术方案的要素、方法和系统等，可以进行变动、改变、改动、演变，而不背离如上所述的本申请的实施例、技术方案的，如权利要求中所定义的原理、精神和范围。这些变动、改变、改动、演变的实施方案均包括在本申请的等同实施例内，这些等同实施例均包括在本申请的由权利要求界定的范围内。虽然可以许多不同形式来使本申请实施例具体化，但此处详细描述的是本申请的一些实施方案。此外，本申请的实施例包括此处所述的各种实施方案的一些或全部的任意可能的组合，也包括在本申请的由权利要求界定的范围内。在本申请中或在任一个引用的专利、引用的专利申请或其它引用的资料中任何地方所提及的所有专利、专利申请和其它引用资料据此通过引用以其整体并入。
以上公开内容规定为说明性的而不是穷尽性的。对于本领域技术人员来说，本说明书会暗示许多变化和可选择方案。所有这些可选择方案和变化旨在被包括在本权利要求的范围内，其中术语“包括”意思是“包括，但不限于”。
在此完成了对本申请可选择的实施方案的描述。本领域技术人员可认识到此处所述的实施方案的其它等效变换，这些等效变换也为由附于本文的权利要求所包括。

Claims (15)

  1. 一种抗菌防霉且能够净化甲醛的纸面石膏板，所述纸面石膏板的制备原料包括以下重量份的各组分：建筑石膏粉100份、多孔矿物材料1份至10份、抗菌剂2.1份至11份、净醛剂1份至3份、改性淀粉0.6份至1.2份、发泡剂0.06份至0.2份和水70份至85份，所述抗菌剂负载在所述多孔矿物材料上。
  2. 根据权利要求1所述的纸面石膏板，其中，所述抗菌剂选自无机抗菌剂、有机抗菌剂和植物抗菌剂中的任意一种或多种。
  3. 根据权利要求1或2所述的纸面石膏板，其中，所述抗菌剂包括：无机抗菌剂1份至5份、有机抗菌剂0.1份至1份和植物抗菌剂1份至5份。
  4. 根据权利要求2或3所述的纸面石膏板，其中，所述植物抗菌剂选自茶叶、鱼腥草根茎、艾草和石榴皮中的任意一种或多种。
  5. 根据权利要求2至4中任一项所述的纸面石膏板，其中，所述无机抗菌剂选自ZnO、AgO和CuO中的任意一种或多种。
  6. 根据权利要求2至5中任一项所述的纸面石膏板，其中，所述有机抗菌剂选自季铵盐类抗菌剂、有机硅季铵盐抗菌剂和双胍类抗菌剂中的任意一种或多种。
  7. 根据权利要求1至6中任一项所述的纸面石膏板，其中，所述多孔矿物材料选自硅藻土、沸石、海泡石、坡缕石中的任意一种或多种。
  8. 根据权利要求1至7中任一项所述的纸面石膏板，其中，所述净醛剂为胺类化合物，所述胺类化合物选自二亚乙基三胺、三乙烯四胺、三聚氰胺和尿素中的任意一种或多种。
  9. 根据权利要求1至8中任一项所述的纸面石膏板，其中，所述改性淀粉选自改性玉米淀粉、改性大豆淀粉、改性马铃薯淀粉和改性木薯淀粉中的任意一种或多种。
  10. 根据权利要求1至9中任一项所述的纸面石膏板，其中，所述发泡剂选自十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和α-烯基磺酸钠中的任意一种或多种。
  11. 根据权利要求1至10中任一项所述的纸面石膏板，还包括增强剂，并且以所述建筑石膏粉的重量为100份计，所述增强剂的重量为1份至5份。
  12. 根据权利要求11所述的纸面石膏板，其中，所述增强剂选自无机纤维中的任意一种或多种，任选地，选自玻璃纤维和玄武岩纤维中的任意一种或两种。
  13. 根据权利要求3至12中任一项所述的纸面石膏板的制备方法，所述方法包括：
    将所述植物抗菌剂与所述水混合，在超声波条件下进行湿磨，然后过滤，滤液为植物抗菌液，滤饼为植物纤维渣；
    将所述多孔矿物材料、所述无机抗菌剂、所述有机抗菌剂和所述净醛剂加入所述植物抗菌液中，任选地还加入增强剂，搅拌均匀，得到第一混合料浆；
    将所述改性淀粉、所述发泡剂、所述植物纤维渣和所述建筑石膏粉加入所述第一混合料浆中，搅拌均匀得到第二混合料浆；
    将所述第二混合料浆平铺在上下护面纸之间，压制成型为湿板；
    将所述湿板烘干，得到所述纸面石膏板。
  14. 根据权利要求13所述的方法，其中，所述在超声波条件下进行湿磨包括：在超声波条件下湿磨5min至10min，静置5min至10min，反复进行超声波条件下的湿磨和静置过程共2次至4次；任选地，所述超声波条件包括超声功率为2kW至3kW，频率为20kHz至30kHz，超声湿磨的温度为50℃至90℃。
  15. 根据权利要求13或14所述的方法，其中，所述烘干的温度为105℃至150℃，时间为40min至60min。
PCT/CN2019/106576 2019-09-19 2019-09-19 一种抗菌防霉且能够净化甲醛的纸面石膏板及其制备方法 WO2021051331A1 (zh)

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