一种负离子防蚊虫内墙面涂及其制备方法与流程

1.本发明涉及建筑物内侧面涂料，具体的说涉及一种具有释放负离子、驱除蚊虫的负离子防蚊虫内墙面涂及其制备方法。


背景技术：

2.我们知道，建筑的内墙涂料，起着美化建筑的作用，同时可有效保护墙体，延缓潮气、摩擦、光照等外因对墙体造成的不良影响。随着涂料技术的发展，内墙涂料的基本组成已基本定型，基础原材料包括基体乳液或水性树脂、钙粉、钛白粉、高岭土等颜填料，分散剂、润湿剂、消泡剂、ph调节剂、增粘剂、流平剂等助剂等。
3.随着人们生活水平的提高，对于日常生活中使用到的物品和材料也提出了更高的要求，内墙涂料也不例外，在承担基本的装饰和保护作用之外，涂料厂商开始赋予涂料更多的功能，以满足消费者各式各样的需求。如隔热涂料、防火涂料、自清洁涂料、保温涂料、防晒涂料、红外散热涂料等，并且由特殊应用环境的使用，逐渐开始延伸用于普通住宅。
4.空气负离子被誉为“空气维生素”，多种研究表明，负离子具有清新空气，除臭抗菌、增强免疫力等优点，海边、森林等附近居民身体健康情况普遍优于城市长住人员，与所处环境中空气中较高的负离子有很大关系。负离子涂料是将能够产生负离子的有效成分添加在涂料配方中，从而实现在正常室内环境中，无需额外提供热、电等条件下，持续释放负离子，改善室内空气环境。现有的负离子涂料的负离子释放量较小，对人体保健效果差。
5.防蚊虫是日常家居的一个重要课题，如何有效、安全、持久的驱蚊防虫，一直是消费者的诉求，也是科研工作者的努力方向。近年来，在技术人员的不断研发下，驱蚊微胶囊技术已经逐渐成熟，并投入了市场。


技术实现要素：

6.本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种可长效、大量的释放负离子，长久驱蚊、驱蚊效果好，健康环保的负离子防蚊虫内墙面涂及其制备方法。
7.本发明解决上述现有技术的不足所采用的技术方案是：一种负离子防蚊虫内墙面涂，其特征在于包括如下按质量份配比的原料：硅丙乳液300
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600份，水溶性丙烯酸树脂20
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40份，电气石粉60
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100份，绢云母粉60
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100份，锗石粉20
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50份，钛白粉20
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50份，沸石粉10
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30份，驱蚊微胶囊8
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15份，增稠剂4
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8份，消泡剂2
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4份，润湿剂2
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5份，成膜助剂20
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50份，无机杀菌剂2
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6份，水100
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300份。
8.作为优选方案，一种负离子防蚊虫内墙面涂，包括如下按重量份配比的原料：硅丙乳液500份，水溶性丙烯酸树脂30份，电气石粉100份，绢云母粉80份，锗石粉40份，钛白粉35份，沸石粉30份，驱蚊微胶囊15份，增稠剂6份，消泡剂3份，润湿剂3份，成膜助剂35份，无机杀菌剂4份，水200份。
9.进一步的，本发明中包含（按重量份配比的）ph调节剂1
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5份。可将产品ph调节至7
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8。
10.进一步的，本发明中所述的驱蚊微胶囊为含有总质量60%以上的活性组分的缓释型微胶囊。
11.进一步的，本发明中所述的驱蚊微胶囊中含有活性组分包括至少50%以上的除虫菊素、桉叶提取物、艾叶提取物等天然植物提取液中的至少一种。
12.所述的驱蚊微胶囊中含有活性组分包括避蚊胺、避蚊酯、除虫菊酯等驱蚊剂中的至少一种。
13.本发明中所述的沸石粉粒径为325
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1250目。
14.本发明中所述的的消泡剂为矿物油消泡剂；所述的增稠剂为聚氨酯增稠剂；所述的ph调节剂为amp
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95；所述的无机抗菌剂为纳米锌抗菌剂；所述的驱蚊微胶囊可以是选择驱蚊制剂个性化制备，也可以选用市面上常见的驱蚊微胶囊，如安徽美科迪智能微胶囊科技有限公司生产的驱蚊微胶囊、常州美胜生物材料有限公司的天然驱蚊微胶囊。
15.一种负离子防蚊虫内墙面涂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：s1、负离子功能粉体超细化处理：按比例选取各种原料，将钛白粉和锗石粉加入溶解1%分散剂的3倍于粉体质量的水中，用搅拌机在500 r/min转速下搅拌20 min得浆料，将浆料转入砂磨机中，使用0.4
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0.6 mm直径的锆珠，珠料比8:1，设置转速2500 r/min，研磨至粉体粒径d90＜1 μm，结束研磨，得到浆料j1；将电气石粉和绢云母粉加入溶解1%分散剂的3倍于粉体质量的水中，用搅拌机在500 r/min下搅拌20 min后，将浆料与浆料j1混合后，转入砂磨机中进行砂磨，使用0.4
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0.6 mm直径的锆珠，珠料比8:1，设置转速2500 r/min，研磨至粉体粒径d90＜1 μm，结束研磨，得到浆料j2；设置喷雾干燥器进风温度为200 ℃，待温度升温至200 ℃后，用蠕动泵将浆料j2泵入到喷雾干燥器中，蠕动泵转速设置为15.0 rpm，进行喷雾干燥，得到负离子功能粉体f1；s2：水溶性丙烯酸树脂、增稠剂预溶解：将增稠剂溶解于其质量10倍的水中、混合均匀，加入水溶性丙烯酸树脂，用搅拌机在300 r/min转速下搅拌混合均匀，得到混合液h1待用；s3：向搅拌机内加入剩余的水（按比例选取的水去除用于溶解增稠剂的水后为剩余的水），搅拌机在300 r/min的转速下，按顺序向搅拌机内的水中加入润湿剂、负离子功能粉体f1、沸石粉、一半量的消泡剂，无机抗菌剂；然后搅拌机提高转速至1600 r/min，高速搅拌30
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45 min，使粉体在水中分散均匀，得到浆料j3；s4：搅拌机降低转速至500 r/min，向浆料j3中按顺序加入驱蚊微胶囊、硅丙乳液、成膜助剂、剩余的消泡剂，搅拌20 min后，加入混合液h1，搅拌均匀、得到半成品浆料j4；s5：搅拌机在300 r/min的转速下，向半成品浆料j4中加入ph调节剂，将半成品浆料j4的ph值调至7
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8，使用200目滤网过滤得到成品。
16.粉体研磨过程中使用的分散剂为澳达水性陶瓷分散剂ad8098。
17.本发明制得的内墙面涂料中，电气石与绢云母具有电离空气中水分子和氧气分子，从而达到释放负离子的作用。这种作用是长期有效的，因此，本发明的涂料，可以达到持续释放负离子的作用。同时，绢云母封闭性好，耐老化性好，可以提高涂料层的力学性能及
耐候性；锗石粉和钛白粉分别是具有热活性和光活性的半导体材料，锗原子核周围有32个电子，最外侧轨道上的4个电子做不规则运动，一旦温度上升，最外侧轨道上的一个电子就会因受刺激而离轨；同样，钛白粉的成分二氧化钛在自然光中的紫外光作用下，能够吸收光子，增加电子转移能力，可增强电气石电离能力。
18.电气石、绢云母的释放负离子的能力以及锗石、二氧化钛的光活性、热活性均在超细状态、尤其是粒径达到纳米级时，会表现更为优异，因此，本发明中所用到的这四种粉体，将四种粉体混合超细研磨，可以形成半导体材料包覆电气石粉的微纳米结构，达到更好的功能协同效果。
19.沸石内部具有微孔结构，可以极大增大材料的比表面积，能够增大涂料层与空气中水和氧气分子的接触面积，促进电离，增加负离子释放量。同时，孔道结构的存在，便于涂料层内部的驱蚊微胶囊的有效成分的散发，提高驱蚊虫效果。
20.电气石具有永久电极性，使其表面在几十微米的范围内存在107v/m的电场强度，可以使水分子电解，提高其（水分子）界面活性，降低水分子缔合度，减小分子间团簇，活化水分子，增强分子的溶解力和渗透力。
21.本发明将电气石被增强的电离能力与驱蚊胶囊的防蚊虫功能结合，利用电气石的这种特性，提高涂料层内部水分子及驱蚊胶囊内的活性组分（防蚊虫组分）的分子活性，提高其渗透性，提升活性组分的释放能力，与沸石的微孔结构结合，产生较好的驱蚊作用。
具体实施例
22.为便于对本发明的理解，下面列举本发明的具体实施例，做进一步阐述：实施例1一种负离子防蚊虫内墙面涂，包括如下按质量份配比的原料：硅丙乳液300份，水溶性丙烯酸树脂40份，电气石粉80份，绢云母粉100份，锗石粉20份，钛白粉（锐钛型）50份，沸石粉10份，驱蚊微胶囊12份，增稠剂5份，消泡剂2份，润湿剂2份，成膜助剂20份，无机杀菌剂2份，水120份。驱蚊微胶囊为安徽美科迪智能微胶囊科技有限公司生产的驱蚊微胶囊。
23.上述负离子防蚊虫内墙面涂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：s1、负离子功能粉体超细化处理：按比例选取各种原料，将50份钛白粉（锐钛型）和20份锗石粉加入溶解有2.1份澳达水性陶瓷分散剂ad8098的210份水中，用搅拌机在500 r/min转速下搅拌20 min得浆料，将浆料转入砂磨机中，使用0.4
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0.6 mm直径的锆珠，珠料比8:1，设置转速2500 r/min，研磨40 min后每隔5 min取样测试粒径，研磨至粉体（钛白粉和锗石粉）粒径d90＜1 μm，结束研磨，得到浆料j1。将80份电气石粉和100份绢云母粉加入溶解有5.4份澳达水性陶瓷分散剂ad8098的540份水中，用搅拌机在500 r/min下搅拌20 min后，将浆料与浆料j1混合后，转入砂磨机中进行砂磨，使用0.4
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0.6 mm直径的锆珠，珠料比8:1，设置转速2500 r/min，研磨40 min后每隔5 min取样测试粒径，研磨至粉体（电气石粉和绢云母粉）粒径d90＜1 μm，结束研磨，得到浆料j2。设置喷雾干燥器进风温度为200 ℃，待温度升温至200 ℃后，用蠕动泵将浆料j2泵入到喷雾干燥器中，蠕动泵转速设置为15.0 rpm，进行喷雾干燥，得到负离子功能粉体f1。
24.s2：水溶性丙烯酸树脂、增稠剂预溶解：将5份增稠剂溶解于50份水中、混合均匀，加入40份水溶性丙烯酸树脂，用搅拌机在300 r/min转速下搅拌混合均匀，得到混合液h1待用；s3：向搅拌机的物料混合桶内加入70份的水，搅拌机在300 r/min的转速下，按顺序向搅拌机的物料混合桶内的水中加入2份润湿剂、负离子功能粉体f1、10份的粒径在350
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650目的沸石粉、1份消泡剂，2份无机抗菌剂；然后搅拌机提高转速至1600 r/min，高速搅拌30
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45 min，使粉体（负离子功能粉体f1、沸石粉）在水中分散均匀，得到浆料j3；s4：搅拌机降低转速至500 r/min，向搅拌机内的浆料j3中按顺序加入12份的驱蚊微胶囊、300份硅丙乳液、20份成膜助剂、1份消泡剂，搅拌20 min后，向搅拌机内加入混合液h1，搅拌均匀、得到半成品浆料j4；s5：搅拌机在300 r/min的转速下，向搅拌机内的半成品浆料j4中加入1份amp
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95，将半成品浆料j4的ph值调至7
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8，以保证体系稳定性；使用200目滤网过滤掉杂质、包装得到成品。
25.实施例2一种负离子防蚊虫内墙面涂，包括如下按重量份配比的原料：硅丙乳液500份，水溶性丙烯酸树脂30份，电气石粉100份，绢云母粉80份，锗石粉40份，钛白粉（锐钛型）35份，沸石粉30份，驱蚊微胶囊15份，增稠剂6份，消泡剂3份，润湿剂3份，成膜助剂35份，无机杀菌剂4份，水200份。所述的驱蚊微胶囊为含有总质量85%的活性组分的缓释型微胶囊；驱蚊微胶囊中含有活性组分包括60%的除虫菊素、20%的桉叶提取物、20%的艾叶提取物。
26.上述负离子防蚊虫内墙面涂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：s1、负离子功能粉体超细化处理：按比例选取各种原料，将35份钛白粉（锐钛型）和40份锗石粉加入溶解有2.25份澳达水性陶瓷分散剂ad8098的225份水中，用搅拌机在500 r/min转速下搅拌20 min得浆料，将浆料转入砂磨机中，使用0.4
‑
0.6 mm直径的锆珠，珠料比8:1，设置转速2500 r/min，研磨40 min后每隔5 min取样测试粒径，研磨至粉体（钛白粉和锗石粉）粒径d90＜1 μm，结束研磨，得到浆料j1。将100份电气石粉和80份绢云母粉加入溶解有5.4份澳达水性陶瓷分散剂ad8098的540份水中，用搅拌机在500 r/min下搅拌20 min后，将浆料与浆料j1混合后，转入砂磨机中进行砂磨，使用0.4
‑
0.6 mm直径的锆珠，珠料比8:1，设置转速2500 r/min，研磨40 min后每隔5 min取样测试粒径，研磨至粉体（电气石粉和绢云母粉）粒径d90＜1 μm，结束研磨，得到浆料j2。设置喷雾干燥器进风温度为200 ℃，待温度升温至200 ℃后，用蠕动泵将浆料j2泵入到喷雾干燥器中，蠕动泵转速设置为15.0 rpm，进行喷雾干燥，得到负离子功能粉体f1。
27.s2：水溶性丙烯酸树脂、增稠剂预溶解：将6份增稠剂溶解于60份水中、混合均匀，加入30份水溶性丙烯酸树脂，用搅拌机在300 r/min转速下搅拌混合均匀，得到混合液h1待用；s3：向搅拌机的物料混合桶内加入140份的水，搅拌机在300 r/min的转速下，按顺序向搅拌机的物料混合桶内的水中加入3份润湿剂、负离子功能粉体f1、30份的粒径在500
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800目的沸石粉、1.5份消泡剂，4份无机抗菌剂；然后搅拌机提高转速至1600 r/min，高速搅
拌30
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45 min，使粉体（负离子功能粉体f1、沸石粉）在水中分散均匀，得到浆料j3；s4：搅拌机降低转速至500 r/min，向搅拌机内的浆料j3中按顺序加入15份的驱蚊微胶囊、500份硅丙乳液、35份成膜助剂、1.5份消泡剂，搅拌20 min后，向搅拌机内加入混合液h1，搅拌均匀、得到半成品浆料j4；s5：搅拌机在300 r/min的转速下，向搅拌机内的半成品浆料j4中加入2份amp
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95，将半成品浆料j4的ph值调至7
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8，以保证体系稳定性；使用200目滤网过滤掉杂质、包装得到成品。
28.实施例3一种负离子防蚊虫内墙面涂，包括如下按质量份配比的原料：硅丙乳液600份，水溶性丙烯酸树脂20份，电气石粉60份，绢云母粉60份，锗石粉30份，钛白粉（锐钛型）20份，沸石粉20份，驱蚊微胶囊8份，增稠剂8份，消泡剂4份，润湿剂4份，成膜助剂40份，无机杀菌剂5份，水160份。驱蚊微胶囊为安徽美科迪智能微胶囊科技有限公司生产的驱蚊微胶囊。
29.上述负离子防蚊虫内墙面涂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：s1、负离子功能粉体超细化处理：按比例选取各种原料，将20份钛白粉（锐钛型）和30份锗石粉加入溶解有1.5份澳达水性陶瓷分散剂ad8098的150份水中，用搅拌机在500 r/min转速下搅拌20 min得浆料，将浆料转入砂磨机中，使用0.4
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0.6 mm直径的锆珠，珠料比8:1，设置转速2500 r/min，研磨40 min后每隔5 min取样测试粒径，研磨至粉体（钛白粉和锗石粉）粒径d90＜1 μm，结束研磨，得到浆料j1。将60份电气石粉和60份绢云母粉加入溶解有3.6份澳达水性陶瓷分散剂ad8098的360份水中，用搅拌机在500 r/min下搅拌20 min后，将浆料与浆料j1混合后，转入砂磨机中进行砂磨，使用0.4
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0.6 mm直径的锆珠，珠料比8:1，设置转速2500 r/min，研磨40 min后每隔5 min取样测试粒径，研磨至粉体（电气石粉和绢云母粉）粒径d90＜1 μm，结束研磨，得到浆料j2。设置喷雾干燥器进风温度为200 ℃，待温度升温至200 ℃后，用蠕动泵将浆料j2泵入到喷雾干燥器中，蠕动泵转速设置为15.0 rpm，进行喷雾干燥，得到负离子功能粉体f1。
30.s2：水溶性丙烯酸树脂、增稠剂预溶解：将8份增稠剂溶解于80份水中、混合均匀，加入20份水溶性丙烯酸树脂，用搅拌机在300 r/min转速下搅拌混合均匀，得到混合液h1待用；s3：向搅拌机的物料混合桶内加入80份的水，搅拌机在300 r/min的转速下，按顺序向搅拌机的物料混合桶内的水中加入4份润湿剂、负离子功能粉体f1、20份的粒径在850
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1150目的沸石粉、2份消泡剂，5份无机抗菌剂；然后搅拌机提高转速至1600 r/min，高速搅拌30
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45 min，使粉体（负离子功能粉体f1、沸石粉）在水中分散均匀，得到浆料j3；s4：搅拌机降低转速至500 r/min，向搅拌机内的浆料j3中按顺序加入8份的驱蚊微胶囊、600份硅丙乳液、40份成膜助剂、2份消泡剂，搅拌20 min后，向搅拌机内加入混合液h1，搅拌均匀、得到半成品浆料j4；s5：搅拌机在300 r/min的转速下，向搅拌机内的半成品浆料j4中加入3份amp
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95，将半成品浆料j4的ph值调至7
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8，以保证体系稳定性；使用200目滤网过滤掉杂质、包装得到成品。
31.对比例1除了将锗石粉与钛白粉替换为同等质量的重钙粉外，其余配方组分、含量及制备方法均与实施例1相同。
32.对比例2除了将锗石粉替换为同等质量的重钙粉外，其余配方组分、含量及制备方法均与实施例1相同。
33.对比例3除了将钛白粉替换为同等质量的重钙粉外，其余配方组分、含量及制备方法均与实施例1相同。
34.对比例4除了将电气石粉、锗石粉、钛白粉替换为同等质量的重钙粉外，其余配方组分、含量及制备方法均与实施例1相同。
35.对比例5除了将沸石粉替换为同等质量的重钙粉外，其余配方组分、含量及制备方法均与实施例1相同。
36.对比例6除了将驱蚊胶囊替换为同等质量的重钙粉外，其余配方组分、含量及制备方法均与实施例1相同。
37.分别取实施例1
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实施例3和对比例均1
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对比例6制得的负离子防蚊虫内墙面涂300g，均匀涂覆在50 cm*50 cm的石棉板上，在通风阴凉处自然风干7天，制成测试用石棉板。
38.将测试用石棉板分别放置于一个100 cm*100 cm*100 cm的玻璃实验舱中，实验舱放置在可照射到阳光处，舱内保持空气湿度60
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65%，温度23
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25 ℃，进行涂层的负离子释放效率测试。24h后使用aic
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1000负离子检测仪进行负离子释放量测试，在实验舱内距离涂层10 cm处，每2 min计数，计算10次计数的平均值取整作为涂层负离子释放量数据，进行平行对比。
39.将测试用石棉板分别水平放置于一个100 cm*100 cm*100 cm的玻璃实验舱底部中央，实验舱放置在可照射到阳光处，舱内保持空气湿度60
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65%，温度23
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25 ℃，在实验舱的上、前、后、左、右五个侧面上均开10 cm*10 cm的方孔，实验舱内壁上贴放8片粘蚊纸，将实验舱均匀布置在同一个栽种绿植的5 m*5 m*2 m(长宽高分别为5m、5m、2m)的舱内，并在舱内放200只蚊子，48 h和96 h后分别计数粘蚊纸上蚊子数量。
40.各实施例及对比例测试结果如下：
通过以上对比例和实施例可以看出，本发明的负离子防蚊虫内墙面涂，负离子释放量可达600个/cm3，能够有效改善室内环境。蚊子的活动范围大多在小实验舱外，本发明具备良好的驱蚊效果。
41.通过实施例1和对比例1数据比较可发现，超细化处理后的锗石粉和tio2能够有效激发电气石释放负离子的能力，结合对比例2和对比例3，二者的激发能力有协同效应，比单一组分激发更加有效；通过实施例1和对比例1、对比例4数据对比可发现，电气石的永久电极在电解周边水分子，形成负离子的同时，同样可以活化驱蚊微胶囊中的活性组份的分子活性，达到更好的驱蚊效果；通过实施例1和对比例5数据对比可发现，沸石粉的加入，引入了微孔道结构，增大了涂层表面积，电气石与水分子接触概率增大，提高了负离子释放量。同时，微孔道结构使涂层内部的驱蚊微胶囊中的活性组份更容易迁移到涂层表面，提高了涂层的驱蚊效果。
42.本发明选用安全无毒副作用的天然矿石原料为永久性负离子释放源，并通过锗石(锗晶体里的原子排列与金刚石一样，硬而且脆，锗化学性质稳定)、二氧化钛对其功能进行增强，同时，通过微胶囊缓释技术，将驱蚊虫功能添加到涂料配方中，通过沸石在涂层内部构建微孔道结构，便于涂层内部负离子和驱蚊组分的有效释放，从而得到一种不需外加能量即可在自然光、热条件下，长久释放负离子，营造类似森林、海边的室内空气环境，同时墙体力学性能达标，兼具驱赶蚊虫，驱蚊效果佳的内墙面涂。相比常见的负离子涂料，本发明不含高放射性等有风险组分，同时，激活组分相比于稀土化合物，原料成本低廉易得，具备广泛的应用基础。驱蚊组分采用微胶囊包裹，配合微孔道释放的结构，既保证了驱蚊功能的长效性，又保证了内部组分的高效释放，同时，电气石的微电极结构，能够活化驱蚊微胶囊内有效活性组分的分子活性，提高其渗透性和扩散性，提高其作用效果。
43.以上所述的仅是本发明的实施示例，本发明不限于以上实施例，本领域技术人员在不脱离本发明的主旨和构思的前提下，直接导出或联想到的其他变化和改进，应当认为
包含在本发明的保护范围之内。