專利名稱：一種能凈化空氣的環(huán)保涂料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種由可釋放羥基負離子的功能性材料制成，能凈化空氣的環(huán)保涂料，同時，本發(fā)明還涉及該涂料的一種制備方法。
背景技術：
隨著環(huán)保意識的空前增強，人們對室內(nèi)裝修、裝飾材料，尤其是內(nèi)墻涂料安全性的要求也越來越高，為了滿足這種需求，廣大科技工作者的研究領域也在不斷地拓寬。近年來，將可釋放羥基負離子的功能性材料用于室內(nèi)涂料加工正在成為一項最具吸引力的全新課題。采用該種材料不僅不會增加任何環(huán)境污染，相反對室內(nèi)的空氣還具有殺菌、除味，凈化的功能。在《二00二年全國建筑涂料產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略與合作論壇論文集》中，吳英君、陳英坤曾就羥基負離子功能性材料的環(huán)保原理做了全面的研究和分析，并列舉了大量的試驗數(shù)據(jù)，詳見論文集209-213頁。在這些理論成就的推動下，一些羥基負離子功能性材料也在不斷地被挖掘，如黑龍江省嫩江蛋白石頁巖科技開發(fā)有限責任公司開發(fā)的天然蛋白石粉就屬于該類品種。
現(xiàn)有的研究成果雖然為羥基負離子功能性涂料的開發(fā)奠定了重要的基礎，但將這些理論轉(zhuǎn)化為具體的涂料產(chǎn)品，還需對該類涂料加工制備的詳細工藝和具體方法進行更深入的研究，目前關于這些內(nèi)容的報道極為少見，難以滿足生產(chǎn)企業(yè)的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能充分、有效地利用羥基負離子功能性材料資源，性能良好，價格適宜，可釋放羥基負離子，因而能凈化空氣的環(huán)保涂料，并提供一種該涂料的具體制備方法。
本發(fā)明的試驗采用的羥基負離子功能性材料系選用從嫩江蛋白石頁巖科技開發(fā)有限責任公司采購的天然蛋白石粉，該產(chǎn)品的研制者已對其申請了發(fā)明專利，申請?zhí)枮?2147490.7。本發(fā)明的具體實施當然還可以采用其它企業(yè)生產(chǎn)的類似材料。以下以蛋白石粉為例，敘述本發(fā)明產(chǎn)品的具體設計步驟第一是產(chǎn)品的羥基負離子釋放能力的合理設計。本產(chǎn)品的羥基負離子釋放能力是指每立方厘米能釋放羥基負離子的個數(shù)，這個參數(shù)不僅是體現(xiàn)產(chǎn)品功能效果的關鍵指標，同時也決定了羥基負離子釋放材料的使用數(shù)量。目前國內(nèi)尚無此類相關標準可供參考，根據(jù)我們認真分析，并充分考慮到目前室內(nèi)可能達到的污染程度、人們的消費習慣以及經(jīng)濟承受能力，將該參數(shù)確定在1000-2000個/cm3。
第二是確定羥基負離子功能性材料的添加量，添加4％的蛋白石粉負離子釋放量約為500個/cm3。按上述參數(shù)計算，在涂料中的添加量應達到8-16％，這么大的添加量會造成以下問題首先是成本大大增加，蛋白石粉每噸18000元，按上述添加比例，每噸涂料成本最高會增加3000元，顯然有些過高。另外，蛋白石粉色澤灰暗，需要大量的優(yōu)質(zhì)顏料加以掩飾，如添加量過大，要達到理想的涂料顏色也十分困難。
盡管出現(xiàn)了上述問題，做為本發(fā)明環(huán)保涂料的重要性能指標羥基負離子釋放量是絕對不能降低的，這里要解決的關鍵問題是如何使用少量的蛋白石粉，來達到規(guī)定的羥基負離子釋放量。
為了解決這個問題，我們需對蛋白石粉釋放羥基負離子的機理進行分析由于蛋白石粉晶體結構的不對稱，其自身能形成永久性電極，并在材料表面形成永久性的靜電場，H2O分子一旦接觸到釋放電子e-的該材料后，H2O分子立即發(fā)生輕微的電解，形成帶正電的H+和帶負電的OH-，H+與電子e-結合成無害的氫分子釋放到空氣中，余下的OH-與周圍的H2O分子結合成H3O2-或水合H2O·OH-離子，這些堿性負離子釋放后游離在空氣中，完成其獨有的清新、凈化空氣的特殊功能。
通過上述分析我們可知，蛋白石粉釋放羥基負離子的數(shù)量或釋放速度取決于其所形成靜電場的場強，如果設法使該靜電場的強度增大，必然會增加羥基負離子的釋放數(shù)量，因此選擇一種能有效增加該靜電場強度的化學物質(zhì)是十分重要的，我們將該化學物質(zhì)稱為負離子增效劑。
第三是負離子增效劑的選擇。根據(jù)相關知識，負離子增效劑其粒子表面也應具有大量的缺陷態(tài)結構，并帶有大量的極性電荷，顯示出很強的蓄能作用，不僅能對蛋白石粉晶體形成的永久性電極有激活作用，還能增加其靜電場的強度，從而增加羥基負離子的釋放數(shù)量，按照這種要求，我們對可做為負離子增效劑的材料進行了認真的篩選，最終確定采用納米SiO2無機復合體，該材料盡管人們以往也經(jīng)常使用，但將其用于增加羥基負離子的釋放量的應用尚屬首次。
采用納米SiO2無機復合體為負離子增效劑配制成涂料，我們進行了以下負離子釋放量試驗。

從試驗數(shù)據(jù)可知，選用0.08-0.2％的負離子增效劑可以顯著增加蛋白石粉釋放羥基負離子的數(shù)量。按照這種添加比例，實現(xiàn)本發(fā)明羥基負離子釋放的同一指標蛋白石粉的需要量可減少50％以上，扣除負離子增效劑的費用，成本至少可降低1000元，效果是十分明顯的。
第四是產(chǎn)品各組分配比的確定，依據(jù)上述試驗，我們確定了以下本發(fā)明中各組分的重量百分比顏料5-20％填充料10-20％潤濕劑0.1-0.5％羥基負離子功能性材料預混合液10-25％增稠劑0.1-3％分散劑0.2-1.5％ 消泡劑0.2-1％防凍劑0.2-3.5％殺菌劑0.1-0.5％ 納米SiO2無機復合體0.08-0.20％成膜助劑0.2-3％ 合成乳液10-40％多功能助劑0.1-1.0％ 無離子水20-40％其中羥基負離子功能性材料預混合液的成份及重量百分比為40％聚丙烯酸鈉8-10％10％六偏磷酸鈉16-20％羥基負離子功能性材料 35-40％丙二醇10-12％增白劑1-2％其余為無離子水。
上述原料組分中，顏料、填充料、消泡劑、殺菌劑、防凍劑、分散劑均可選用現(xiàn)有公知的優(yōu)質(zhì)品種。增稠劑可選用現(xiàn)有的纖維素類、締合型和堿溶脹型品種，潤濕劑可選用PE-100或NP-10，成膜助劑可選用2.2.4-三甲基-1.3-戊二醇單異丁酸酯，多功能助劑可選用2-氨基-2甲基-1-醇。
本發(fā)明產(chǎn)品的制備方法中較為重要的是蛋白石粉或其它類型的羥基負離子功能性材料的添加方式和添加步驟。如果按常規(guī)工藝加入蛋白石粉類材料，所制備產(chǎn)品的羥基負離子釋放濃度僅為100-500個/cm3，作用顯然沒有得到很好的發(fā)揮。其主要原因是這種簡單的混合由于蛋白石粉類材料與其它物料共同研磨，其功能結構會遭到破壞，不利于粉晶電極的極化和靜電場的充分形成。為解決這一問題，可先將蛋白石粉預混合在分散劑聚丙烯酸鈉和六偏磷酸鈉中，采用上述重量配比制成預混合液。其具體制備方法是按所述比例將無離子水、丙二醇、10％六偏磷酸鈉投入分散缸中，攪拌均勻，然后緩慢加入蛋白石粉類羥基負離子功能性材料，再加入聚丙烯酸鈉，分散10分鐘后，加入增白劑，再分散20-30分鐘，至均勻膏狀即成。
本發(fā)明產(chǎn)品的制備方法如下1、按所述的比例稱取各組分原料，先將無離子水放入高速分散機中，加入增稠劑分散20分鐘，再放入顏料、填充料、潤濕劑、分散劑、消泡劑、防凍劑、成膜助劑、殺菌劑、進行高速分散，20-30分鐘后再進入砂磨機研磨，待細度≤40μm后即制成漆漿。
2、將合成乳液加入中和缸中，再把計量好的多功能助劑緩慢加入，使合成乳液PH值為9.0-9.3，然后送入調(diào)配缸中。
3、將研磨后的漆漿加入調(diào)配缸中，攪拌均勻后，再加入羥基負離子功能性材料預混合液，同時加入負離子增效劑，攪拌均勻后，過濾包裝。
本發(fā)明有益效果是提供了一種新型功能性環(huán)保涂料及其制備方法，經(jīng)檢測產(chǎn)品，噴涂干燥后能均勻、緩慢地釋放充足的羥基負離子，不僅顏色純正，色彩艷麗，更給人以滿目清秀，空氣清新，心曠神怡的全新感覺。由于采用了負離子增效劑，可大大減少了羥基負離子功能性材料的用量，使其功能也得到了最充分的挖掘，顯著地降低了產(chǎn)品的成本。產(chǎn)品制做方法科學合理，保證了產(chǎn)品功能的最佳發(fā)揮。
具體實施例方式
以下為本發(fā)明的具體實施例及其功能效果

權利要求
1.一種能凈化空氣的環(huán)保涂料，含有羥基負離子功能性材料，其特征是該涂料的組成及重量百分比為顏料 5-20％ 填充料 10-20％潤濕劑 0.1-0.5％羥基負離子功能性材料預混合液 10-25％ 增稠劑 0.1-3％分散劑 0.2-1.5％消泡劑 0.2-1％防凍劑 0.2-3.5％殺菌劑 0.1-0.5％納米SiO2無機復合體 0.08-0.2％成膜助劑 0.2-3％合成乳液 10-40％多功能助劑 0.1-1.0％無離子水 20-40％其中羥基負離子功能性材料預混合液的成份及重量百分比為40％聚丙烯酸鈉8-10％10％六偏磷酸鈉16-20％羥基負離子功能性材料 35-40％丙二醇10-12％增白劑1-2％其余為無離子水。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種能凈化空氣的環(huán)保涂料，其特征是所述的潤濕劑為PE-100。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種能凈化空氣的環(huán)保涂料，其特征是所述的潤濕劑為NP-10。
4.一種制備權利要求所述的能凈化空氣的環(huán)保涂料的制備方法，其特征是(1)羥基負離子功能性材料預混合液的制備按所述比例將無離子水、丙二醇、10％六偏磷酸鈉投入分散缸中，攪拌均勻，然后緩慢加入羥基負離子功能性材料，再加入聚丙烯酸鈉，分散10分鐘后，加入增白劑，再分散20-30分鐘，至均勻膏狀即成；(2)能凈化空氣的環(huán)保涂料的制備方法A、按所述的比例稱取各組分原料，先將無離子水放入高速分散機中，加入增稠劑分散20分鐘，再放入顏料、填充料、潤濕劑、分散劑、消泡劑、防凍劑、成膜助劑、殺菌劑、進行高速分散，20-30分鐘后再進入砂磨機研磨，待細度≤40μm后即制成漆漿；B、將合成乳液加入中和缸中再把計量好的多功能助劑緩慢加入，使合成乳液PH值為9.0-9.3，然后送入調(diào)配缸中；C、將研磨后的漆漿加入調(diào)配缸中，攪拌均勻后，再加入羥基負離子功能性材料預混合液，同時加入負離子增效劑，攪拌均勻后，過濾包裝。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種能凈化空氣的環(huán)保涂料及其制備方法，該涂料采用了羥基負離子功能性材料，同時還使用了負離子增效劑，其有益效果是經(jīng)驗測產(chǎn)品噴涂干燥后能均勻、緩慢地釋放充足的羥基負離子，不僅顏色純正，色彩艷麗，更給人以滿目清秀，空氣清新，心曠神怡的全新感覺，由于采用了負離子增效劑，不僅大大減少了羥基負離子功能性材料的用量，其功能也得到了最充分的挖掘，顯著地降低了產(chǎn)品的成本，產(chǎn)品制做方法科學合理，保證了產(chǎn)品功能的最佳發(fā)揮。
文檔編號C09D133/02GK1640965SQ200410000879
公開日2005年7月20日 申請日期2004年1月7日 優(yōu)先權日2004年1月7日
發(fā)明者李 學, 孫雅茹, 梁勝偉, 李雨虹 申請人:李 學