一种无机纳米持续除醛材料及其制备方法与流程

1.本发明涉及建筑室内装修装饰材料领域，具体涉及一种无机纳米除 醛材料及其制备方法。


背景技术：

2.随着我国经济的腾飞，近些年来建筑业的迅猛发展。我国内外墙建 筑涂料行业正面临着新的发展机遇与挑战，市场需求不断增长，首先城 市化改造的发展给建筑涂料带来了巨大的增长空间，其次是老城区升级 改造也是建筑涂料的新增市场，尤其是随着住宅建设的飞速发展，人们 对舒适生活环境的追求极大地刺激了各类建筑涂料的推广应用。另外， 建筑涂料的发展已经并将继续得到从中央到地方各级政府的大力支持。 近些年来，建设部每年都要召开建筑涂料发展论坛，各地也相继出台了 推广应用建筑涂料的有关政策法规，这为我国建筑涂料行业的发展营造 了良好的外部环境。
3.在建筑涂料中以传统的石油裂解为原料的合成树脂材料，其属于高能耗，高排放，不环保 的粘结物质。与国家节能减排的碳达峰与碳中和的政策不符，因此在建筑涂料行业寻求新的粘 结性物质成为行业发展的焦点。
4.在古代建筑工程中常用碱金属硅酸盐水溶液水分散液，再加入颜料、 填料以制成硅酸盐和硅溶胶无机涂料，具有良好的耐水、耐碱、耐污染、 耐气性能。基于这个原理，近些年来对无机粘结材料的研究成为建筑涂 料的热点。
5.在室内装修方面，装饰材料的发展已涉入多元化、时尚化，个性化、 最重要的是健康化方向发展。无机矿物涂料应势而生，适时而至，其特 点是具有防霉、防火、绝热等功能。


技术实现要素：

6.本发明的目的是制备一种高效的无机持续高效除醛、防火绝热、防 霉防藻型环保内墙涂料，并且提供工艺简单、制作方便的制备方法。
7.本发明提供的技术方案之一如下：
8.一种无机纳米持续除醛材料，包含以下质量份的成分：水20
‑
30，纤 维素0.1
‑
0.3，消泡剂0.1
‑
0.2，分散剂0.3
‑
0.6，润湿剂0.3
‑
0.6，钛白粉20
‑
25， 高岭土5
‑
10，重钙10
‑
15，改性无机杂化树脂30
‑
40，成膜助剂0.1
‑
1，丙 二醇0.1
‑
1。
9.所述改性无机杂化树脂采用有机胺(
‑‑
ch2‑
nh2)和有机硅树脂 (
‑‑
si
‑
o
‑
si
‑
)在120℃
‑
180℃的条件下，加入引发剂作用得到氨基有机硅 树脂(
‑‑
ch2‑
nh
‑
si
‑
o
‑‑
)，然后氨基有机硅树脂和无机树脂在80℃
‑
120℃ 的条件下，加入乳化剂作用得到无机杂化树脂。改性无机杂化树脂中引 入氨类集团，该基团能持续有效地和环境中的甲醛发生反应，从而达到 持续分解环境中甲醛的作用。
10.所述纤维素为羟乙基纤维素，所述消泡剂为有机硅消泡剂；所述分 散剂为铵盐分散剂；所述润湿剂为非离子表面活性剂。
11.所述钛白粉为金红石钛白粉；所述高岭土为煅烧高岭土；所述重钙 为重质碳酸
钙。金红石型钛白粉作为白色颜料，具有高分散、高耐候性、 高遮盖力，稳定性极佳；煅烧高岭土是由硬质高岭土经多次研磨及高温 煅烧而成，失去结晶水形成蓬松的多孔片状结构，具有独特的高活性、 高白度、高分散和高遮盖等性能优势；重质碳酸钙增加产品体积、降低 成本，改善加工性能：调节粘度、流变性能，提高产品的稳定性，还提 高了耐热性、消光性、耐磨性、阻燃性、白度、光泽度等物理性能。
12.所述成膜助剂为2，2，4
‑
三甲基
‑
1，3
‑
戊二醇单异丁酸酯，2，2， 4
‑
三甲基
‑
1，3
‑
戊二醇单异丁酸酯用于涂料时具有良好的树脂相溶性，粘 滞性和低污染等特性，用它作为成膜助剂配制成的涂料，具有良好的流 平性和抗流挂性，具有较好的展色性。
13.一种无机纳米持续除醛材料的制备方法，包括以下步骤：
14.1)反应釜中安装有分散搅拌桨，在反应釜中加入水、消泡剂、分散 剂、润湿剂和纤维素中速分散15
‑
25分钟，分散至浆状物；
15.2)提高分散搅拌桨的转速至高速，缓慢加入钛白粉、高岭土和重钙 高速分散20
‑
30分钟，制成浆料；
16.3)降低分散搅拌桨的转速至低速，缓慢加入改性无机杂化树脂、成 膜助剂与丙二醇低速分散均匀，制成成品无机除醛涂料。
17.所述高速是指分散搅拌桨的转速大于8000转/分钟。
18.所述中速是指分散搅拌桨的转速大于4000
‑
5000转/分钟。
19.所述低速是指分散搅拌桨的转速小于500转/分钟。
20.所述钛白粉、高岭土和重钙粉料加入速度低于25kg/分钟，所述改性 无机杂化树脂、成膜助剂与丙二醇加入量低于500ml/分钟。
21.本发明的有益效果：
22.改性无机杂化树脂采用有机胺和有机硅树脂在引发剂作用下得到氨 基有机硅树脂，氨基有机硅树脂和无机树脂在乳化剂作用下得到无机杂 化树脂；不仅保留了无机胺的无机特性，所制得的无机涂料具有颜色持 久性好、粘结性强、耐水和耐碱性能好、耐污染、透气性好、防火a级 等特征；经无机杂化改性后，加入颜填料，使得涂料涂覆到墙面上能形 成连续致密的涂料膜；又引入氨类基团，该基团能持续有效的分解环境 中的甲醛，该膜不仅具有良好的防霉防藻、防火绝热功能，更能具有持 续的除醛功能，其除醛效率大于95％，甲醛净化效果持久性90％，是一 款健康环保的室内装修装饰的材料，具有十分广泛的应用前景。此外， 本发明提供的生产制作工艺简单，能够规模性量产。
具体实施方式
23.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面对本技术实 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 本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例，基于本技术中的实施例， 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，都应当属于本技术保护的范围。
24.下面结合具体实施方式、实施例对本发明内容进行详细说明：
25.本发明采用改性无机杂化树脂作为成膜物质，金红石钛白粉、高岭 土、重钙作为颜填料物质制备的颜色持久性、粘结性强、耐水和耐碱性 能好、耐污染、透气性好、防火a级的无机除醛室内装饰材料，恰好满 足市场的需求。
26.实施例一
27.一种无机纳米持续除醛材料，包括以下组分及相应的质量份：水 22.5，纤维素0.2，消泡剂0.2，分散剂0.5，润湿剂0.6，钛白粉25，高 岭土10，重钙10，改性无机杂化树脂30，成膜助剂0.6，丙二醇0.4；
28.上述一种无机纳米持续除醛材料的制备方法，包括以下步骤：
29.1)反应釜中安装有分散搅拌桨，在反应釜中加入水、消泡剂、分散 剂、润湿剂和纤维素，反应釜中分散搅拌桨在转速大于4000
‑
5000转/分 钟的状态下中速分散20分钟，分散至浆状物；
30.2)提高分散搅拌桨的转速，缓慢加入钛白粉、高岭土和重钙，反应 釜中分散搅拌桨在转速大于8000转/分钟的状态下高速分散30分钟，制 成浆料；
31.3)降低分散机的转速至中速，缓慢加入改性无机杂化树脂、成膜助 剂与丙二醇，反应釜中分散搅拌桨在转速不高于500转/分钟的状态下低 速分散，制成成品无机除醛涂料。
32.实施例二
33.一种无机纳米持续除醛材料，包括以下组分及相应的质量份：水25， 纤维素0.2，消泡剂0.2，分散剂0.5，润湿剂0.6，钛白粉20，高岭土7.5， 重钙10，改性无机杂化树脂35，成膜助剂0.6，丙二醇0.4；
34.上述一种无机纳米持续除醛材料的制备方法，包括以下步骤：
35.1)反应釜中安装有分散搅拌桨，在反应釜中加入水、消泡剂、分散 剂、润湿剂和纤维素，反应釜中分散搅拌桨在转速大于4000
‑
5000转/分 钟的状态下中速分散20分钟，分散至浆状物；
36.2)提高分散搅拌桨的转速，缓慢加入钛白粉、高岭土和重钙，反应 釜中分散搅拌桨在转速大于8000转/分钟的状态下高速分散30分钟，制 成浆料；
37.3)降低分散机的转速至中速，缓慢加入改性无机杂化树脂、成膜助 剂与丙二醇，反应釜中分散搅拌桨在转速不高于500转/分钟的状态下低 速分散，制成成品无机除醛涂料。
38.实施例三
39.一种无机纳米持续除醛材料，包括以下组分及相应的质量份：水30， 纤维素0.2，消泡剂0.2，分散剂0.5，润湿剂0.6，钛白粉22，高岭土5， 重钙15，改性无机杂化树脂40，成膜助剂0.6，丙二醇0.4；
40.上述一种无机纳米持续除醛材料的制备方法，包括以下步骤：
41.1)反应釜中安装有分散搅拌桨，在反应釜中加入水、消泡剂、分散 剂、润湿剂和纤维素，反应釜中分散搅拌桨在转速大于4000
‑
5000转/分 钟的状态下中速分散20分钟，分散至浆状物；
42.2)提高分散搅拌桨的转速，缓慢加入钛白粉、高岭土和重钙，反应 釜中分散搅拌桨在转速大于8000转/分钟的状态下高速分散30分钟，制 成浆料；
43.3)降低分散机的转速至中速，缓慢加入改性无机杂化树脂、成膜助 剂与丙二醇，反应釜中分散搅拌桨在转速不高于500转/分钟的状态下低 速分散，制成成品无机除醛涂料。
44.本发明所制备的无机纳米持续除醛材料的实验数据均远远超过gb/t9756
‑
2018《合成树脂乳液内墙涂料》面漆的优等品标准及内墙底漆 标准和hj2537
‑
2014《环境标志产品技术要求水性涂料》内墙涂料光泽 (60
°
≤10
°
面漆)标准要求。
[0045][0046]
本发明各实施例的无机纳米持续除醛材料，耐刷洗高达30000次， 28天霉菌为0，并且防火a级，voc含量极低，苯系物及甲醛含量几乎 检测不到，同时，由于运用了改性无机杂化树脂，引入氨类基团，该基 团能持续有效的分解环境中的甲醛，达到甲醛净化效率95％以上，持续 净化甲醛率大于90％，是一款健康环保的室内装修装饰的材料，具有十 分广泛的应用前景。
[0047]
尽管已经描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解 为：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，可以对这些实施例进行多 种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。