一种可释放负离子的无机干粉涂料及其制备方法与流程

1.本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种可释放负离子的无机干粉涂料及其制备方法。


背景技术：

2.随着人们生活水平提高，对环境、日常用品等的环保要求越来越高。涂料行业的发展也趋向于环保型方向。大多数人的每一天大部分时间都是在室内度过的，人们对于室内空气的质量也愈加关注，评价室内空气质量的第一指标就是负离子的含量；负离子可以作用于人体的上呼吸道粘膜，提高腺体的分泌功能；可以改善肺的换气功能，是吸氧功能和二氧化碳的排出量增加。负离子进入到血液后，可以提高血流量的携氧功能，净化血液；其还能促进人体新陈代谢，提高人体免疫力，消除疲劳恢复体力。因此，负离子涂料因用而生，其为一种先进的环境友好功能涂料，性能优异，绿色生态，具有森林功能，广泛适用于家庭、学校、医院、高档公寓和饮食操作间等环境的涂装。负离子主要是通过电、化学和物理等三方面的作用，即通过电性中和作用、化学反应和物理吸附等而实现净化空气的目的，具有延缓衰老、促进血液循环和新陈代谢、改善睡眠、增强免疫力、清新空气、除菌除臭的功效。
3.中国专利申请cn1011225278a公开一种负离子粉末涂料，能够有效释放出负离子，但是其中大量用到了有机树脂，不仅导致了使用成本过高，而且涂料的化学性质不稳定，耐磨及耐热效果差；这种涂料在使用的时候涂膜干燥所需要的时间较长，从而使得施工的工期过长；另外该涂料的表面性能及附着力较差。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种可释放负离子的无机干粉涂料，通过采用本发明中的原料制得无机干粉涂料相对传统的有机粉涂料更环保、无挥发性voc，防毒阻燃，可有持久释放负离子和高效抗菌的内墙涂料，能够起到净化室内空气的作用；同时，通过添加多种无机材料粉，减少了有机树脂的用量，降低了涂料的成本，制得的无机干粉涂料化学性质稳定、耐磨、耐热、表面性能和附着力好、能使涂膜缩短干燥时间。
5.本发明的另一目的在于提供一种可释放负离子的无机干粉涂料的制备方法，该制备方法简单，操作控制方便，利于工业化生产，同时可有效克服以往常规固化土固化过程中存在的弊端。
6.本发明的目的通过下述技术方案实现：一种可释放负离子的无机干粉涂料，包括如下重量百分比的原料：
7.a)主料：水泥10-50％、碳酸钙35-40％、石英砂15-20％、石灰石10-15％；
8.b)辅料：硫酸钙晶须1.5-2％、膨润土0.3-0.5％、缓凝剂0.05-0.1％、负离子粉1.5-2.0％、催化剂0.05-0.1％、消泡剂0.05-0.1％、硅酸镁铝0.2-0.3％、玻化微珠0.05-0.1％。
9.优选的，所述无机干粉涂料包括如下重量百分比的原料：
10.a)主料：水泥15-50％、碳酸钙35-40％、石英砂15-20％、石灰石10-15％；
11.b)辅料：硫酸钙晶须1.5-2％、膨润土0.3-0.5％、缓凝剂0.05-0.1％、负离子粉1.5-2.0％、催化剂0.05-0.1％、消泡剂0.05-0.1％、硅酸镁铝0.2-0.3％、玻化微珠0.05-0.1％。
12.更优选的，所述负离子粉为电气石份；所述水泥的细度为380-420目。
13.相对传统的有机涂料采用有机合成树脂作为粘接料，本发明中无机干粉涂料采用纯矿物无机硅酸盐作为涂料的粘接剂，无机干粉涂料更环保、无挥发性voc，防毒阻燃，可有持久释放负离子和高效抗菌的内墙涂料，能够起到净化室内空气的作用；同时，通过添加多种无机材料粉，减少了有机树脂的用量，降低了涂料的成本，制得的无机干粉涂料化学性质稳定、耐磨、耐热、表面性能和附着力好、能使涂膜缩短干燥时间。其中采用采用纯矿物无机硅酸盐作为涂料的粘接剂代替以往采用有机合成树脂作为粘接料可避免存在的弊端，而所采用的电气石是一类有na、al、mg、b、fe等元素组成的天然硅酸盐矿物、它具有天然的电极性、压电性和热电性。当它受到外界能量激励时，即受外力作用或受热时，在晶体二端会产生正、负电荷分离，形成电位差，其电位差可高达百万电子伏特，足以使表面吸附水分或空气产生电离，而瞬间放电，h2o h
+
+oh-，当水分子电离的h+离子被电气石的负极吸引、电中和而生成h原子，h
+
+e＝h。由于h原子体积小、质量轻，容易在电气石表面逃逸，释放到大气层中，而剩下的oh-离子可与水分子结合生成羟基水oh-+h2o h3o
2-分子，或二个羟基脱去一份水成负氧离子2oh-＝h2o+o-，释放到空气中成为负氧离子；而硫酸钙晶须具有高强、坚韧、耐热、耐磨、防腐、绝缘、导电、减振、阻燃性能，可辅助提升涂料的综合性能；而所采用的碳酸钙可增强涂膜沉积性和渗透性，碳酸钙的面朝候性好，具有耐磨损、低电解液含量、ph值稳定效应、可提高耐腐蚀性能和涂料的流变性等；另外，硅酸镁铝作为悬浮触变增稠剂，添加在涂料中可充分悬浮涂料粉体，降低有机物的用量，改善涂料的流平性。
14.优选的，所述水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及复合硅酸盐水泥中的至少一种。
15.优选的，所述催化剂为四针状氧化锌晶须或纳米二氧化钛。
16.本发明中的催化剂采用上述具体物质，其中采用纳米二氧化钛对可见光具有良好的响应特性，对600nm波长以下的光均可催化，即普通日光灯或较弱的光线下即能发生效用，从而保证本发明所提供的涂料在正常的居住和工作环境下均有足够好的净化空气性能表现；还具有长效动态净化性质，根据光触媒的作用原理，光触媒在整个治理过程中起催化剂的作用，也就是本发明所提供的纳米级二氧化钛可以不断地吸收光能，把空气中的水和氧气转化成为氢氧根自由基(
·
oh)和超氧阴离子(o2
·-)两种活性物质，从而分解甲醛、苯等有害气体，同时还能对细菌进行无害化处理，完成杀菌。因上述催化剂的净化过程中，催化剂本身并没有参入反应，只是充当了中介的职能，并没有被消耗，因此，只要催化剂没有被破坏，只要有水、空气和适当波长的光线，它的净化作用就一直在进行着，实现持续动态净化；而四针状氧化锌晶须因其独特的立体四针状三维结构，很容易实现在基体材料中的均匀分布，从而各向同性地改善材料的物理性能，同时赋予材料多种独特的功能特性，如耐磨、增强、减振、防滑、降噪、吸波、抗老化、抗静电、抗菌等性能，利用四针状氧化锌晶须作为非光触型甲醛分解催化剂，不仅可以起到分解甲醛的作用，还可以改善涂料的耐磨、抗静
电、耐污等性能。
17.优选的，所述消泡剂为改性聚硅氧烷或有机硅聚醚复合消泡剂。
18.优选的，所述缓凝剂为柠檬酸盐或磷酸盐。
19.本发明中采用的上述具体缓凝剂能推迟水泥水化反应，从而延长粉涂料的凝结时间，使新拌粉涂料较长时间保持塑性，方便施工，提高施工效率，同时对粉涂料后期各项性能不会造成不良影响。
20.本发明还提了一种可释放负离子的无机干粉涂料的制备方法，通过如下步骤制得：
21.s1、按照重量份称取缓凝剂、硫酸钙晶须、膨润土、消泡剂、硅酸镁铝和玻化微珠，将所称取的原料加入反应釜中混合搅拌30-40min，得到混合物a，备用；
22.s2、按照重量份，将负离子粉和催化剂加入反应釜中混合搅拌均匀，得到负离子复合粉体，备用；
23.s3、按照重量份，将水泥、碳酸钙、石英砂、石灰石以及经步骤s1中制得的混合物a和步骤s2中得到的负离子复合粉体加入反应釜中混合搅拌40-60min，得到可释放负离子的无机干粉涂料。
24.本发明的有益效果在于：本发明的可释放负离子的无机干粉涂料更环保、无挥发性voc，防毒阻燃，可有持久释放负离子和高效抗菌的内墙涂料，能够起到净化室内空气的作用；同时，通过添加多种无机材料粉，减少了有机树脂的用量，降低了涂料的成本，制得的无机干粉涂料化学性质稳定、耐磨、耐热、表面性能和附着力好、能使涂膜缩短干燥时间。
25.本发明一种可释放负离子的无机干粉涂料的制备方法简单，操作控制方便，利于工业化生产，同时可有效克服以往常规固化土固化过程中存在的弊端。
具体实施方式
26.为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
27.实施例1
28.一种可释放负离子的无机干粉涂料，包括如下重量百分比的原料：
29.a)主料：水泥10％、碳酸钙35％、石英砂15％、石灰石10％；
30.b)辅料：硫酸钙晶须1.5％、膨润土0.3％、缓凝剂0.05％、负离子粉1.5％、催化剂0.05％、消泡剂0.05％、硅酸镁铝0.2％、玻化微珠0.05％。
31.所述水泥为硅酸盐水泥，所述水泥的细度为380目。
32.所述负离子粉为电气石份。
33.所述催化剂为纳米二氧化钛。
34.所述消泡剂为改性聚硅氧烷，所述改性聚硅氧烷采用惠州市艾克新材料有限公司生产的5300消泡剂。
35.所述缓凝剂为柠檬酸盐，所述柠檬酸盐采用ixazomib柠檬酸盐。
36.所述可释放负离子的无机干粉涂料通过如下步骤制得：
37.s1、按照重量份称取缓凝剂、硫酸钙晶须、膨润土、消泡剂、硅酸镁铝和玻化微珠，将所称取的原料加入反应釜中混合搅拌30min，得到混合物a，备用；
38.s2、按照重量份，将负离子粉和催化剂加入反应釜中混合搅拌均匀，得到负离子复合粉体，备用；
39.s3、按照重量份，将水泥、碳酸钙、石英砂、石灰石以及经步骤s1中制得的混合物a和步骤s2中得到的负离子复合粉体加入反应釜中混合搅拌40min，得到可释放负离子的无机干粉涂料。
40.实施例2
41.一种可释放负离子的无机干粉涂料，包括如下重量百分比的原料：
42.a)主料：水泥20％、碳酸钙36％、石英砂16％、石灰石11％；
43.b)辅料：硫酸钙晶须1.6％、膨润土0.35％、缓凝剂0.06％、负离子粉1.6％、催化剂0.06％、消泡剂0.06％、硅酸镁铝0.23％、玻化微珠0.06％。
44.所述水泥为硅酸盐水泥，所述水泥的细度为390目。
45.所述负离子粉为电气石份。
46.所述催化剂为纳米二氧化钛。
47.所述消泡剂为有机硅聚醚复合消泡剂，所述有机硅聚醚复合消泡剂采用sxp-107有机硅聚醚复合消泡剂。
48.所述缓凝剂为磷酸盐，所述磷酸盐采用磷酸盐提供的型号为djlsn-4154的磷酸盐。
49.所述可释放负离子的无机干粉涂料通过如下步骤制得：
50.s1、按照重量份称取缓凝剂、硫酸钙晶须、膨润土、消泡剂、硅酸镁铝和玻化微珠，将所称取的原料加入反应釜中混合搅拌33min，得到混合物a，备用；
51.s2、按照重量份，将负离子粉和催化剂加入反应釜中混合搅拌均匀，得到负离子复合粉体，备用；
52.s3、按照重量份，将水泥、碳酸钙、石英砂、石灰石以及经步骤s1中制得的混合物a和步骤s2中得到的负离子复合粉体加入反应釜中混合搅拌45min，得到可释放负离子的无机干粉涂料。
53.实施例3
54.一种可释放负离子的无机干粉涂料，包括如下重量百分比的原料：
55.a)主料：水泥30％、碳酸钙37％、石英砂17％、石灰石12％；
56.b)辅料：硫酸钙晶须1.7％、膨润土0.4％、缓凝剂0.08％、负离子粉1.7％、催化剂0.08％、消泡剂0.08％、硅酸镁铝0.25％、玻化微珠0.08％。
57.所述水泥为硅酸盐水泥，所述水泥的细度为400目。
58.所述负离子粉为电气石份。
59.所述催化剂为纳米二氧化钛。
60.所述消泡剂为改性聚硅氧烷，所述改性聚硅氧烷采用惠州市艾克新材料有限公司生产的5300消泡剂。
61.所述缓凝剂为柠檬酸盐，所述柠檬酸盐采用ixazomib柠檬酸盐。
62.所述可释放负离子的无机干粉涂料通过如下步骤制得：
63.s1、按照重量份称取缓凝剂、硫酸钙晶须、膨润土、消泡剂、硅酸镁铝和玻化微珠，将所称取的原料加入反应釜中混合搅拌35min，得到混合物a，备用；
64.s2、按照重量份，将负离子粉和催化剂加入反应釜中混合搅拌均匀，得到负离子复合粉体，备用；
65.s3、按照重量份，将水泥、碳酸钙、石英砂、石灰石以及经步骤s1中制得的混合物a和步骤s2中得到的负离子复合粉体加入反应釜中混合搅拌50min，得到可释放负离子的无机干粉涂料。
66.实施例4
67.一种可释放负离子的无机干粉涂料，包括如下重量百分比的原料：
68.a)主料：水泥40％、碳酸钙39％、石英砂18％、石灰石14％；
69.b)辅料：硫酸钙晶须1.8％、膨润土0.45％、缓凝剂0.09％、负离子粉1.8％、催化剂0.09％、消泡剂0.09％、硅酸镁铝0.28％、玻化微珠0.09％。
70.所述水泥为硅酸盐水泥，所述水泥的细度为410目。
71.所述负离子粉为电气石份。
72.所述催化剂为四针状氧化锌晶须。
73.所述消泡剂为有机硅聚醚复合消泡剂，所述有机硅聚醚复合消泡剂采用sxp-107有机硅聚醚复合消泡剂。
74.所述缓凝剂为磷酸盐，所述磷酸盐采用磷酸盐提供的型号为djlsn-4154的磷酸盐。
75.所述可释放负离子的无机干粉涂料通过如下步骤制得：
76.s1、按照重量份称取缓凝剂、硫酸钙晶须、膨润土、消泡剂、硅酸镁铝和玻化微珠，将所称取的原料加入反应釜中混合搅拌38min，得到混合物a，备用；
77.s2、按照重量份，将负离子粉和催化剂加入反应釜中混合搅拌均匀，得到负离子复合粉体，备用；
78.s3、按照重量份，将水泥、碳酸钙、石英砂、石灰石以及经步骤s1中制得的混合物a和步骤s2中得到的负离子复合粉体加入反应釜中混合搅拌55min，得到可释放负离子的无机干粉涂料。
79.实施例5
80.一种可释放负离子的无机干粉涂料，包括如下重量百分比的原料：
81.a)主料：水泥50％、碳酸钙40％、石英砂20％、石灰石15％；
82.b)辅料：硫酸钙晶须2％、膨润土0.5％、缓凝剂0.1％、负离子粉2.0％、催化剂0.1％、消泡剂0.1％、硅酸镁铝0.3％、玻化微珠0.1％。
83.所述水泥为硅酸盐水泥，所述水泥的细度为420目。
84.所述负离子粉为电气石份。
85.所述催化剂为纳米二氧化钛。
86.所述消泡剂为有机硅聚醚复合消泡剂，所述有机硅聚醚复合消泡剂采用sxp-107有机硅聚醚复合消泡剂。
87.所述缓凝剂为柠檬酸盐，所述柠檬酸盐采用ixazomib柠檬酸盐。
88.所述可释放负离子的无机干粉涂料通过如下步骤制得：
89.s1、按照重量份称取缓凝剂、硫酸钙晶须、膨润土、消泡剂、硅酸镁铝和玻化微珠，将所称取的原料加入反应釜中混合搅拌40min，得到混合物a，备用；
90.s2、按照重量份，将负离子粉和催化剂加入反应釜中混合搅拌均匀，得到负离子复合粉体，备用；
91.s3、按照重量份，将水泥、碳酸钙、石英砂、石灰石以及经步骤s1中制得的混合物a和步骤s2中得到的负离子复合粉体加入反应釜中混合搅拌60min，得到可释放负离子的无机干粉涂料。
92.对实施例3中制得无机干粉涂料的性能按照中华人民共和国建筑行业标准jc/t1016-2006《材料负离子发生量的测试方法》进行测试，并按照中华人民共和国国家标准gb18582-2008《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》进行voc含量的检测。经检测，负离子释放量达到1340个/s.cm2以上，并且不产生voc、重金属、苯、甲醛等有害物质，具有优异的环保特征；
93.对实施例3中制得无机干粉涂料涂敷成膜，将涂膜放入容器，在容器中加入一定量的配置好的甲醛溶液，密封后打开白炽灯开始光照，然后每隔一定时间用甲醛检测仪测定容器内甲醛的含量，从而得出二氧化钛涂料光催化降解甲醛的作用效果：经检测甲醛初始浓度(ppm)为2761.23，光照8h后甲醛浓度(ppm)为360.38，光照12h后甲醛浓度(ppm)为121.48；
94.将实施例3中制得无机干粉涂料分别涂覆在4个厚度为1mm的木板上，然后将涂覆后的木板剪成10
×
10mm小块试样，采用摇晃法，分别将相应的小块试样放入8个分别装有浓度为2
×
105cfu/mml的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的摇晃瓶内，在摇晃速度为250转/分的条件下，摇晃4小时，然后对细菌溶液进行测试：大肠杆菌的杀死率为99.9％，黄金色葡萄球菌的杀死率为99.8％。
95.通过上述测试说明本发明中的可释放负离子的无机干粉涂料更环保、无挥发性voc，防毒阻燃，可有持久释放负离子和高效抗菌的内墙涂料，能够起到净化室内空气的作用。
96.上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种可释放负离子的无机干粉涂料，其特征在于：包括如下重量百分比的原料：a)主料：水泥10-50％、碳酸钙35-40％、石英砂15-20％、石灰石10-15％；b)辅料：硫酸钙晶须1.5-2％、膨润土0.3-0.5％、缓凝剂0.05-0.1％、负离子粉1.5-2.0％、催化剂0.05-0.1％、消泡剂0.05-0.1％、硅酸镁铝0.2-0.3％、玻化微珠0.05-0.1％。2.根据权利要求1所述的一种可释放负离子的无机干粉涂料，其特征在于：所述无机干粉涂料包括如下重量百分比的原料：a)主料：水泥15-50％、碳酸钙35-40％、石英砂15-20％、石灰石10-15％；b)辅料：硫酸钙晶须1.5-2％、膨润土0.3-0.5％、缓凝剂0.05-0.1％、负离子粉1.5-2.0％、催化剂0.05-0.1％、消泡剂0.05-0.1％、硅酸镁铝0.2-0.3％、玻化微珠0.05-0.1％。3.根据权利要求1所述的一种可释放负离子的无机干粉涂料，其特征在于：所述水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及复合硅酸盐水泥中的至少一种。4.根据权利要求1所述的一种可释放负离子的无机干粉涂料，其特征在于：所述水泥的细度为380-420目。5.根据权利要求1所述的一种可释放负离子的无机干粉涂料，其特征在于：所述负离子粉为电气石份。6.根据权利要求1所述的一种可释放负离子的无机干粉涂料，其特征在于：所述催化剂为四针状氧化锌晶须或纳米二氧化钛。7.根据权利要求1所述的一种可释放负离子的无机干粉涂料，其特征在于：所述消泡剂为改性聚硅氧烷或有机硅聚醚复合消泡剂。8.根据权利要求1所述的一种可释放负离子的无机干粉涂料，其特征在于：所述缓凝剂为柠檬酸盐或磷酸盐。9.一种如权利要求1-8任一项所述可释放负离子的无机干粉涂料的制备方法，其特征在于：通过如下步骤制得：s1、按照重量份称取缓凝剂、硫酸钙晶须、膨润土、消泡剂、硅酸镁铝和玻化微珠，将所称取的原料加入反应釜中混合搅拌30-40min，得到混合物a，备用；s2、按照重量份，将负离子粉和催化剂加入反应釜中混合搅拌均匀，得到负离子复合粉体，备用；s3、按照重量份，将水泥、碳酸钙、石英砂、石灰石以及经步骤s1中制得的混合物a和步骤s2中得到的负离子复合粉体加入反应釜中混合搅拌40-60min，得到可释放负离子的无机干粉涂料。

技术总结
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种可释放负离子的无机干粉涂料及其制备方法，包括如下重量百分比的原料：水泥10-50％、碳酸钙35-40％、石英砂15-20％、石灰石10-15％、硫酸钙晶须1.5-2％、膨润土0.3-0.5％、缓凝剂0.05-0.1％、负离子粉1.5-2.0％、催化剂0.05-0.1％、消泡剂0.05-0.1％、硅酸镁铝0.2-0.3％、玻化微珠0.05-0.1％。本发明的无机干粉涂料相对传统的有机粉涂料更环保、无挥发性VOC，防毒阻燃，可有持久释放负离子和高效抗菌的内墙涂料，能够起到净化室内空气的作用；同时，通过添加多种无机材料粉，减少有机树脂的用量，降低了涂料的成本。料的成本。


技术研发人员：侯金良 陈迎东 苏应擎 黄矿卫
受保护的技术使用者：广东宇仙彩涂釉环保材料有限公司
技术研发日：2023.06.15
技术公布日：2023/8/5