一种环保健康涂料及其制备方法与流程

1.本发明涉及涂料领域，特别涉及一种环保健康涂料及其制备方法。


背景技术：

2.室内环境包括卧室、办公室、教室活动室和宾馆等等的内部环境，这些室内通常摆放有建材家具，如书桌、椅子和柜子等，室内墙壁上还布设的墙板材料。然而，建材家具及墙板材料都是造成室内环境污染的重要原因。建材生产商在制造家具材料时，使用的超标涂料和油漆等常常含有大量有毒有害成分，包括建材家居所使用的劣质胶水，大量的甲醛及其他有害物质。而家具建材中有害物质的大量释放，会造成恶劣的室内空气污染。
3.由于室内空间与外界隔离，空气不流通或流通性较差，更容易导致室内环境质量的恶化。在室内恶劣的环境下，人们的身体健康也会受到极大的威胁，而营造一个良好的室内环境，对于保护人体健康具有重要现实意义。
4.目前室内环境污染处理的方法主要有以下几种：
5.(1)采用环保建材。在实施装修的过程中，从设计、居室结构和通风状况等因素，以及有害气体的叠加效应，环保建材仍然不能保证居室装修后室内空气质量达标。
6.(2)以活性炭、竹炭为吸附材料，将室内环境中的污染物吸附在活性炭、竹炭上，以达到去除污染物的目的。但采用这种方法只是吸附而不是吸收，并不能彻底分解污染物，只能是暂时的捕捉吸附，当室温升高、吸附饱和时，室内将会再次释放甲醛、苯、二甲苯、氨等挥发性有机物气体，形成二次污染。
7.(3)采用吊兰、芦荟等绿色植物来吸附。植物的吸附能力相当有限，如房间内甲醛超标，严重时甚至需要摆放数千盆植物和持续光照才能起一定效果。
8.(4)保持每天通风的方法排出有害气体。甲醛是一种极难挥发的气体，且甲醛密度比空气密度大，易沉淀，即使开窗通风甲醛也很难清除。多数有害物质释放缓慢，长达3～15年，仅仅靠通风是无法在短时间内解决问题的。
9.(5)采用光催化原理去除有害物质。在装饰材料或涂料中添加一些催化剂，利用催化剂的表面活泼性和降低反应的活化能的原理，将一些在常温情况下无法分解的污染物分解以达到净化的目的，但纯净的光触媒粉末由于反应条件苛刻，其并不具有实用性。
10.基于上述分析可见，现有室内环境污染处理的方法多数指标不治本，达不到理想的效果。因此，本领域亟需提出一种环保健康涂料，从源头上控制室内污染源，进行有针对性的防治，改善的居住环境，提高人们的生活质量。


技术实现要素：

11.本发明的目的是提出一种环保健康涂料，其本身环保无害，且具有杀菌、除臭和防霉等功效；可从根源上帮助房间内家具、家居用品分解苯、tvoc和甲醛等有害污染物，实现长期净化室内空气；还具有高粘接强度和附着力，实用性强。
12.实现本发明目的的技术方案是：
13.一种环保健康涂料，包括以下重量份数的组分：精纯蒙脱石粉10
‑
15份；精纯六环石粉12
‑
23份；碳酸钙晶须15
‑
25份；硅藻土15
‑
25份；绢云母10
‑
20份；白炭黑2
‑
5份；银离子0.1
‑
0.3份；光触媒2
‑
3份；纤维素0.3
‑
0.4份。
14.本发明中各原料的功效如下：
15.光触媒：能有效地降解空气中有毒有害气体如甲醛等，高效净化空气；同时，能够有效杀灭多种细菌，并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理。
16.精纯蒙脱石：具有良好的增稠性、触变性、悬浮稳定性、高温稳定性、润滑性、成膜性，耐水性及化学稳定性，能够使涂料产生触变性，便于储存和施工。
17.精纯六环石粉：六环石发射远红外线、永久发生负离子给涂料增加保健功能。其中，由于远红外线与人体内细胞分子的振动频率接近，“生命光波”渗入体内之后，便会引起人体细胞的原子和分子的共振，透过共鸣吸收，分子之间摩擦生热形成热反应，促使皮下深层温度上升，并使微血管扩张，加速血液循环，有利于清除血管囤积物及体内有害物质，重新使组织复活，促进酵素生成，达到活化组织细胞、防止老化、强化免疫系统能力的目的；负离子与细菌结合后，使细菌产生结构的改变或能量的转移，导致细菌死亡，最终降沉于地面。
18.碳酸钙晶须：添加碳酸钙晶须的体系综合性能好，摩擦系数高，耐磨性能和耐热性能高。碳酸钙晶须既有平移运动,也有旋转运动。粒子的存在阻碍介质的运动,增加分散介质的黏度。体系中分散相粒子的形状不同,对运动产生的阻力也有很大差异。在相同的固体体积情况下,非球形粒子具有更大“有效水力体积”,因而阻力更大,乳液的黏度也较大。
19.硅藻土：硅藻土涂料选用天然绿色材料，非常健康环保，不含任何的甲醛、voc等物质，比起传统的油漆材料环保性能要高出许多。硅藻土还具有强大的物理吸附能力，可以有效去除空气中的游离甲醛、苯、氨、voc等有害物质以及宠物体臭、吸烟、生活垃圾所产生的异味，全面解决室内空气污染，明显改善室内生活环境。此外，硅藻泥具有调节室内湿度的功能，如果室内比较潮湿的话，能够吸收部分水分，在室内比较干燥的时候再释放出来，也能够避免室内出现结露现象。
20.绢云母：抗磨性和耐磨性好；耐热绝缘；难溶于酸碱溶液；化学性质稳定，防锈性能提高，防腐蚀性增强。在涂装过程中，绢云母晶片在漆膜固化前受到表面张力的作用而躺下，自动形成互相平行，而且与漆膜表面也平行的结构。这样的层层排列，其取向正好与腐蚀性物质穿透漆膜的方向相垂直，阻隔作用的发挥最为充分。
21.白炭黑：白炭黑具有触变性能，在涂料中添加少量白炭黑，能使涂料消除液滴沉降现象，提高涂料的强度和延伸率，还可以提高耐磨性和改善材料表面的光洁度。
22.银离子：银离子与细胞接触反应，造成细菌固有成分被破坏或产生功能障碍，导致细菌死亡，无法生长繁殖。其杀菌原理是因为微生物的细胞膜大多数带有负电荷，银离子带正电荷，能够依靠库伦引力牢固吸附在细胞膜上，并且能够进一步穿透细胞壁进入细菌细胞膜内，并与细菌进行巯基反应，使细菌的蛋白质凝固，使蛋白酶丧失活性，导致细菌细胞丧失分裂繁殖能力而死亡。银离子同时能破坏微生物电子传输系统，呼吸系统、物质传输系统。当细菌菌体失去活性后，银离子又会从菌体中游离出来，重复进行杀菌活动，做到持久抗菌的效果。
23.羧甲基纤维素：其具备增稠、黏合、分散化、乳状液、破乳、飘浮、吸附、疑胶、表层活
性、保湿补水、维护胶体溶液等特点。
24.此外，在本发明中各原料的细度如下：
25.组分细度蒙脱石粉3000目精纯六环石粉1000目碳酸钙晶须5
‑
20纳米硅藻土2000目绢云母2000目白炭黑5
‑
20纳米银离子10纳米光触媒50纳米纤维素2000目
26.本发明的另一目的是提出一种环保健康涂料的制备方法，其步骤简单易操作，可量化生产，易于量产和推广。
27.实现本发明另一目的的技术方案是：
28.一种环保健康涂料的制备方法，包括以下步骤：
29.步骤s1，分别制备精纯蒙脱石粉、精纯六环石粉、碳酸钙晶须、硅藻土、绢云母、白炭黑、银离子、光触媒和纤维素，备用；
30.步骤s2，将步骤s1制备得到的精纯蒙脱石粉、精纯六环石粉、碳酸钙晶须、硅藻土和绢云母按照比例混合，搅拌1小时；
31.步骤s3，将步骤s1制备得到的白炭黑、银离子、光触媒和纤维素每隔30分钟按顺序加入一种到步骤s2的混合物中，边混合边搅拌，直至所有材料都投放完毕再搅拌30分钟即可装袋。
32.进一步地，所述步骤s3中按顺序时投放白炭黑、银离子、光触媒和纤维素时，每种材料分成三份，10分钟投放一份。
33.步骤s2中搅拌1小时后在将白炭黑、银离子、光触媒和纤维素采用依次投放且分批次投放的方式可使得所有组分充分混合均匀，保证材料的整体性能。
34.在步骤s1中，所有原料的制备工艺具体如下：
35.光触媒的制备工艺：将钛醇盐ti(or)4溶于溶剂中形成均相溶液，逐滴加入水后，钛醇盐发生水解反应，同时发生失水和失醇缩聚反应，生成1nm左右粒子并形成溶胶，经陈化，溶胶形成三维网络而成凝胶，凝胶在恒温箱中加热以去除残余水份和有机溶剂，得到干凝胶，经研磨后煅烧，除去吸附的羟基和烷基团以及物理吸附的有机溶剂和水，得到纳米tio2光触媒粉体其细度为50纳米。
36.精纯蒙脱石的制备工艺：用对辊式破碎机破碎蒙脱石原矿，使用振动筛筛选粒度在3mm
‑
4mm的矿石，使用烘干温度低于250℃的烘干机将蒙脱石矿石中水分含量降低至≤6％一12％，烘干时间要适宜，可根据实际情况进行确定，以不改变蒙脱石的物理化学性质为标准。利用磨粉机将干燥后的蒙脱石粉磨至0.044—0.077mm，最后采用气流分级机进行分级，在此过程中除去长石、石英等砂质矿物，最终得到纯度高达99％的蒙脱石粉，再通过超细磨粉机加工至3000目。
37.精纯六环石粉的制备工艺：采用内蒙古包头市黄河流域所产六环石矿，色环完整的矿石为优。通过超细磨粉机加工至1000目。选择黄河流域所产的六环石发射红外线的能力和产生负离子的能力更强，进一步增加涂料的保健功能。
38.碳酸钙晶须的制备工艺：通过向ca(oh)2水装料中通入co2气体来实现，在ca(0h)2浆料中，预先加入针状碳酸钙晶种或有利于晶体沿一维方向生长的磷酸系化合物、mg2 盐等晶型控制剂。通过控制ca(0h)2浆料的浓度、反应温度及co2气体的通入速度等气液反应条件合成碳酸钙晶须，长度为5
‑
20纳米。
39.硅藻土的制备工艺：采用吉林长白山地域所产硅藻土原矿，选择长白山所产的硅藻土原料物理吸附能力更前，可以有效去除空气中的游离甲醛、苯、氨、voc等有害物质以及宠物体臭、吸烟、生活垃圾所产生的异味，全面解决室内空气污染，明显改善室内生活环境。硅藻土原矿由铲车装入原矿仓，经仓下的破碎机粉碎到小于60mm。破碎后再经转运皮带将硅藻土运至缓冲仓，经由给料机给入擦洗机。擦洗后的硅藻土矿浆自流入缓冲罐，加入分散剂(六偏磷酸钠)，再将调制好的矿浆泵至分级筛分级。分级除去石英、长石及碎屑等矿物后，再进入离心分选机。分选出硅藻精土再经高梯度磁选机，非磁性矿物再泵至压滤机进行压滤脱水。脱水干燥。滤饼由皮带输送机运至干燥车间，用多功能干燥机进行干燥。最后通过超细磨粉机加工至2000目。
40.绢云母的制备工艺：采用安徽滁州片岩型绢云母矿床，选择安徽滁州片岩型绢云母矿床产的绢云母性能更加，可进一步加强涂料的整体性能。在水介质的条件下，通过轮碾机或捣浆机等作用，分离绢云母与石英，然后利用砂磨机、搅拌磨、振动磨、高压均浆机等超细粉碎设备使颗粒细小化，再利用水力旋流除砂提纯最后通过超细磨粉机加工至2000目。
41.白炭黑的制备工艺：将四氯化硅原料送至精馏塔精馏后，在蒸发器中加热蒸发，并以干燥、过滤后的空气为载体，送至合成水解炉。四氯化硅在高温下气化(火焰温度1000～1800℃)后，与一定量的氢和氧(或空气)在1800℃左右的高温下进行气相水解；然后经旋风分离器收集，再送入脱酸炉，用含氮空气吹洗气相二氧化硅至ph值为4～6即为成品，细度为5
‑
20纳米。
42.银离子的制备工艺：以硝酸银为银源，聚乙烯醇为稳定剂，在超声震荡的空化作用下，反应体系中先形成近球形的纳米银团簇，随着超声时间的增长，这些大小均匀的银团簇自组装成树枝状的有序结构，通过控制超声时间来控制纳米银的聚集态细度为10
‑
30纳米。
43.羧甲基纤维素的制备工艺：羧甲基纤维素又为羧甲基纤维素钠，其以纤维素为原料，采用两步法制备。先将纤维素进行碱化，纤维素与氢氧化钠反应后生成碱纤维素，然后将碱纤维素与氯乙酸反应生成羧甲基纤维素钠。
44.本发明的有益效果在于：
45.(1)本发明所采用的蒙脱石粉、精纯六环石粉、碳酸钙晶须、硅藻土、绢云母、白炭黑、银离子、光触媒、纤维素、均为环保无醛材料，上述材料经过科学搭配后作为环保健康涂料。涂料本身环保无害，且具有杀菌、除臭和防霉等功效。
46.(2)本发明没有使用化学胶黏剂，完全依靠蒙脱石粉的天然粘黏特征粘结成形；精纯六环石粉可产产生对身体有益的负离子，有益健康的同时与光触媒一同可分解甲醛、tvoc、苯等室内污染物；同时银离子让室内墙壁做到持久抗菌效果，实现长期净化室内空气。
47.(3)本发明的涂料还具有高粘接强度和附着力，实用性强。
48.(4)本发明的制备方法步骤简单易操作，可量化生产，易于量产和推广。
具体实施方式
49.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他实施例，都属于本发明保护的范围。
50.实施例1
51.一种环保健康涂料，包括以下重量份数的组分：精纯蒙脱石粉10份；精纯六环石粉12份；碳酸钙晶须15份；硅藻土15份；绢云母10份；白炭黑2份；银离子0.1份；光触媒2份；纤维素0.3份。
52.实施例2
53.一种环保健康涂料，包括以下重量份数的组分：精纯蒙脱石粉11份；精纯六环石粉15份；碳酸钙晶须18份；硅藻土18份；绢云母12.5份；白炭黑2.5份；银离子0.15份；光触媒2.2份；纤维素0.32份。
54.实施例3
55.一种环保健康涂料，包括以下重量份数的组分：精纯蒙脱石粉12.5份；精纯六环石粉17.5份；碳酸钙晶须20份；硅藻土20份；绢云母15份；白炭黑3.5份；银离子0.2份；光触媒2.5份；纤维素0.35份。
56.实施例4
57.一种环保健康涂料，包括以下重量份数的组分：精纯蒙脱石粉12.5份；精纯六环石粉15份；碳酸钙晶须20份；硅藻土20份；绢云母15份；白炭黑3.5份；银离子0.2份；光触媒2.5份；纤维素0.35份。
58.实施例5
59.一种环保健康涂料，包括以下重量份数的组分：精纯蒙脱石粉12.5份；精纯六环石粉17.5份；碳酸钙晶须20份；硅藻土20份；绢云母15份；白炭黑3.5份；银离子0.2份；光触媒2.2份；纤维素0.35份。
60.实施例6
61.一种环保健康涂料，包括以下重量份数的组分：精纯蒙脱石粉13.5份；精纯六环石粉20份；碳酸钙晶须22.5份；硅藻土22.5份；绢云母17.5份；白炭黑4份；银离子0.25份；光触媒2.75份；纤维素0.38份。
62.实施例7
63.一种环保健康涂料，包括以下重量份数的组分：精纯蒙脱石粉15份；精纯六环石粉23份；碳酸钙晶须25份；硅藻土25份；绢云母20份；白炭黑5份；银离子0.3份；光触媒3份；纤维素0.4份。
64.实施例8
65.一种环保健康涂料的制备方法，包括以下步骤：
66.步骤s1，分别制备精纯蒙脱石粉、精纯六环石粉、碳酸钙晶须、硅藻土、绢云母、白
炭黑、银离子、光触媒和纤维素，备用；
67.步骤s2，将步骤s1制备得到的精纯蒙脱石粉、精纯六环石粉、碳酸钙晶须、硅藻土和绢云母按照比例混合，搅拌1小时；
68.步骤s3，将步骤s1制备得到的白炭黑、银离子、光触媒和纤维素每隔30分钟按顺序加入一种到步骤s2的混合物中，边混合边搅拌，直至所有材料都投放完毕再搅拌30分钟即可装袋。
69.将实施例1
‑
7使用实施例8中的方法制作成涂料产品。
70.经检测，本发明实施例中的涂料平均测试结果如表1所示，根据表1可见，本发明中的涂料平均测试结果均能够达到本领域的技术标准。
71.表1本发明实施例中的涂料技术指标平均测试结果表
[0072][0073]
在其他条件均相同的基础上，将实施例1
‑
7使用实施例8中的方法制作成涂料产品与对比产品(市售普通涂料)做对比试验，24小时后对各个实施例进行检测，并采用《jct2188
‑
2013室内空气净化吸附材料净化性能》标准进行测试，每小时测量一次，最终取平均值，涂料参数测量结果具体如表2所示。
[0074]
表2涂料参数测量结果表
[0075][0076]
在表2中，pm
10
浓度和tvoc浓度为日平均值，其中，pm
10
浓度的室内空气质量参考标准值为0.1mg/m3,tvoc浓度的室内空气质量参考标准值为≤0.6mg/m3。
[0077]
根据表2整体来看，本发明中实施例1
‑
实施例7中的产品性能均优于对比产品，实施例3
‑
实施例5中的综合性能明显优于其他实施例，而实施例3
‑
实施例5中，实施例3的性能
最佳，因此，本发明将实施例3作为本发明的最佳实施例。经分析认为，精纯六环石粉和光触媒配合可一同分解甲醛、tvoc、苯等室内污染物，且在实施例3的比例下(即精纯六环石粉17.5份，光触媒2.5份)效果最好，在此比例下，甲醛净化率高达98％。实施例3中特定数量份的精纯六环石粉和光触媒配合其他特定数量份的组分可起到良好的杀菌效果，以及实现室内有害气体和其他有害物质的有效分解，根据表2可知，在实施例3的产品杀菌率高达99.4％，pm
10
和tvoc的日平均浓度分别为0.02mg/m3和0.25mg/m3，所产生的有害物质和气体明显低于室内空气质量参考标准值。
[0078]
本发明可从根源上帮助房间内家具、家居用品分解苯、tvoc和甲醛等有害污染物，实现长期净化室内空气；且本身环保无害，且具有杀菌、除臭和防霉等功效，实用性强。且在实际应用中，所产生的有害气体及物质远远低于室内空气质量标准所要求值，可进一步保证人们的身体健康。
[0079]
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步地的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方法而已，并不用于限制本发明，凡是在本发明的主旨之内，所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。