专利名称：释放微量元素负离子防电磁波灭虫杀菌仿瓷纳米内墙涂料的制作方法
技术领域：
本发明释放微量元素负离子防电磁波灭虫杀菌仿瓷纳米内墙涂料，是属于建筑装潢纳米材料改性涂料配制生产技术领域。
背景技术：
涂料是与国民经济产业部门配套的工程材料。宇宙与海洋的开发、航空航天、新能源与可再生资源、生活工作、学习空间、造船工业、信息新材料等为主的高科技产业的发展，经济的腾飞，人们生活水平的不断提高，对涂料提出更高的性能要求。尽管涂料工作者坚持不懈地应对挑战，但涂料性能的改进速度远远落后于社会发展的需要。几十年以前，涂料学者和配方设计师就知道涂料材料的粒子尺寸对涂膜性能有影响，对涂膜的性能、材料粒子越小越好，如粒子尺寸小到IOOmm以下的乳液是较好的成膜物，为建筑涂料提供优良的颜料分散性和附着力，如聚氨酯分散体用于水性涂料就得到满意的性能，改性涂料用的纳米材料较多，如纳米二氧化硅是通过溶胶、凝胶技术制备的功能性二氧化硅SiO2，溶胶是一种单分散、非聚集态、低粘度的透明材料，它是由烷氧基硅或其水解物产生的。其成线步骤如下步骤1 水解M (OR) x+nH20——M (OR) 4——η (OH) n+nR0H。这里，M代表金属离子，可以是si、Ti、a 等。步骤2 缩聚反应，用四乙基原硅酸酯(烷氧基硅)作为起始材料。(RO) 3-S i -0H+H0-S i - (OH) 3-(RO) 3"Si-O-Si-(OR) 3+H20 ；(RO) 3-S i -0R+H0-S i - (OR) 3-(RO) 3_S i -O-S i - (OR) 3+R0H。以上步骤用溶胶一凝胶技术，这些溶胶本身原位热缩合成和其他合适的官能性低聚物，大分子缩合形成硅氧烷网络，可赋予涂料许多新的性能功效，纳米二氧化硅SiO2,如果通过合适的办法引入涂料体系中，这对提高涂料的涂膜硬度，提高保光、保色度，并降低气体渗透性、抗磨消耗、抗划伤、抗沾污的性能，可以达到传统的镶木地板的10倍。用二氧化钛纳米粒子TiA于涂料中，由于它们超细的尺寸和较高的表面积，能有效地阻滞涂膜开裂和有利于提高涂膜的韧性的作用，减少涂膜的孔隙率，从而增加涂膜的耐久性，同时T^2的涂料能使表面产生过氧化自由基和羟基自由基的氧化作用，可以将空气的污染物(如CO和NOx)转化为无害物，以TW2为基础的复合光催化涂料有利雨水的冲刷，有自洁、抗菌、抑菌作用。
发明内容
用纳米级微粒渗入涂料，用有机/无机材料制成复合改进性涂料为生产涂料推入一个新的阶段，将为涂料的性能效用提高到几倍或十几倍的可能。因为纳米科技可以在分子水平上实现有机/无机材料的复合，可将纳米材料的奇特效应引入涂料的分子中，从而产生意外的奇特效果。纳米材料和有机聚合物复合的方法包括物理共混，插层和原位聚合，溶胶一凝胶法。物理共混法一般是将纳米粉体经过表面处理或预制成稳定分散的浆料，直接分散于有机成膜物中，是将表面结构材料引入多元体系涂料中，各组分协同作用， 改进涂料的性能效用。又如Ti02、Si02、ai0、Fe203、i^304、Al203等都极强的吸附紫外线和电磁波屏蔽的功能。现在随着人们高科技日新月异的高速发展，各式各样的科技产品、家用电器走进了人们生活中，这一切大大的提高了人们的工作效率，改善了人们的生活，但是也给人们健康带来了伤害，甚至严重的伤害，造成了继水污染、空气污染、噪声污染之后的第四大污染，即电磁波辐射污染，或叫电子雾的污染，高压线、变电站、电台、电视台、雷达站、电磁发射台、电子仪器、医疗设备、CT、X线、办公设备自动化、电脑、复印机、微波炉、收音机、电视机、空调等等，它们工作时都会产生各种频率的电磁波，充斥着您生活的空间和房间，无色、无味、又无形，摸不着，看不到，它可以穿透包括人体在内的任何物质，对人体造成污染， 对人体健康造成伤害，长时间暴露在超过国家规定的安全的辐射剂量下的人体，体内细胞会大面积的杀伤、杀死，导致人体生病，甚至死亡，因此防止电磁波辐射污染是我国广大科技工作者急于解决的重大课题。麦饭石和电气石都是一种成份与结构极为复杂的天然矿石、麦饭石以硅酸、氧化铝为主要成份，还有人体所必需的镓( 、锗Ge、硒％、锶Sr、钒V、锌Si、铜Cu、钼Mo、铬Cr、 镍Ni、铌Nb、钽I1a、钴Co、锡Sn、铕Fu、锘^ 、钨W等，而产生的有害元素砷As、汞Hg、铅Pb、 铀U、钍Th等含量极低，不能构成对人体的伤害。实验结果表明，麦饭石溶出性能好，遇水能很快释放出钙Ca、镁Mg、钾K、钠Na、锶Sr、硒k、锌Si、碘I、偏硅酸等元素和矿物质，并能吸附水中对动物有害的重金属铅1 、砷As、汞Hg、镉Cd及硫化氢等臭味气体，同时吸附大肠杆菌、病毒等微生物及其他有机物质，能有效地排除人体内的毒性物质，具有健脾胃、保肝脏、抗疲劳、调节新陈代谢、增强血液循环、提高免疫力及抵抗疾病的能力等生物学效应， 同时对利尿、高血压、高血糖、心血管疾病、动脉硬化、冠心病都有很好的治疗作用，更重要的是纳米麦饭石加入涂料中，能很好的吸收紫外线、吸收电磁波，因为麦饭石中的主要成份是二氧化硅SiO2、二氧化钛TiO2、三氧化二铝Al2O3、三氧化二铁!^e2O3等都是很好的电磁波屏蔽材料，均有很强的吸收电磁波的能力，同时电气石是一种天然负离子发生器，它有两个重要的特性，即热电性和压电性，在涂料渗入电气石纳米超细粉后，在一定的温度、阳光、压力、微风，甚至是非常微小的作用下，能引起负离子晶体之间高达LOXlO6ev静电电热差， 从而形成电场、高电压，使电场中的空气电离，被击中的电子通过电气石纳米微细粉末两端所具有的永久正、负极性，与普通的水、空气中的水分子，或皮肤表面的水分子接触后，就会产生瞬时放电电离效应，将水分子电解为H+和0H_。H+与电气石纳米微粉末释放出的电子结合，被中和成H原子，而Off与其他水分子结合，可连续生成羟基负离子H302_。现今由于环境污染产生大量的正离子，使空气中的负离子明显减少，人们希望改善室居和工作环境中的空气质量，享受到大自然浓度是空气负离子，人体的自然防卫只能对付大颗粒的烟尘，而对于低于1 2 μ m的纳米微颗粒就无能为力了。因为这些小颗粒能顺利进入肺泡引起人体各种疾病。涂料中负离子在空气中呈“Z”字形移动，很容易给细菌、 病毒、灰尘、烟雾微粒、以及空气中的水滴等输送负电荷，电荷能中和空气中的微尘埃、细菌、病毒、烟雾等物质，与这些微粒聚集成团后落到地面，使污染空气转化为新鲜清洁的空气，从而净化空气，改善室居及工作环境的空气质量。空气负离子是对人体健康非常有益的物质，被称为“空气中的维生素”、“长寿素”，当人体将空气的负离子吸入肺部时，能刺激神经系统产生良好的效应。经血液循环把这些负离子输送全身各组织中，能改善心肌功能，增强心肌营养和细胞代谢，提高免疫力，增强抵抗疾病的能力，促进健康，当人吸入一定浓度的空气负离子，能调节人体神经系统功能，促进人体血液循环，使人精力充沛，健康长寿，所以百岁以上的老人大都是生活在高山、田野、乡村、海边，就是因为那里的空气无污染，负离子多,海边、森林瀑布边负离子含量50000 20000个/cm3，郊外田野5000 50000个/cm3 ；绿色公园800 2000个/cm3 ；城市住宅房间20 50个/cm3 ；封闭的空调房间0 10个/cm3。如果人生活在海边、森林、瀑布区、郊外田野，使人能吸入相当量的空气负离子，也能驱除治疗哮喘、高血压、高血糖、冠心病等多种中老年性疾病。下面结合实施例子对本发明进一步说明实施例1 ①氯醋丙麦石纳米乳液配方重量配比％①氯乙烯13. 6%
②醋酸乙烯13. 6%
③丙烯酸丁酯7. 8%
④麦饭石纳米粉1. 9%
⑤电气石纳米粉1. 9%
⑥十六烷基硫酸钠1. 6%
⑦烷基酚聚氧乙烯(10)醚0. 2%
⑧聚甲基丙烯酸钠0. 2%
⑨过硫酸铵0. 2%
⑩碳酸氢钠0. 1%
17
◎ Al2O3(
◎水
56. 3%o
实施例2 氯醋丙麦石共聚物纳米乳液涂料配方重量配比％①氯醋丙麦石纳米乳液，即实施例156. 7%
②聚乙烯醇11. 3%
③二氧化钛纳米粉TW28. 5%
④二氧化硅纳米粉SW28. 5%
⑤云母纳米粉4. 5%
⑥麦饭石纳米粉1.5%
⑦电气石纳米粉1.3%
⑧滑石粉1.7%
⑨六偏磷酸钠0.2%
⑩磷酸三丁酯0.06% 磷酸三钠 0.04%;◎水 5.7%。制备方法
(1)氯醋丙麦石纳米乳液制备
制备乳液必须在不锈钢或搪瓷反应釜中进行，由于氯乙烯是气体，加入单体前应先密闭反应釜，通过入氮气试压，检查密封性，按配方向反应釜中加水，同时加入少量碳酸氢钠调正水的PH值至7. 5 8.0，再加入聚甲基丙烯酸钠和烷基酚聚氧乙烯(10)醚，关闭反应釜，通入氮气试压。在4X IO5Pa的压力下试压15min，抽真空，然后加入醋酸乙烯、丙烯酸丁酯、麦饭石、电气石纳米粉、十六烷基硫酸钠，同时加入2/3的过硫酸铵，通入氯乙烷气体，开动搅拌机搅拌30min，氯乙烷加入量的控制可用减量法进行，釜内混合液均勻乳化，这时反应釜内压力控制在2X 105 左右，向釜内夹层通入蒸气加热，开始加热至40°C，即停气，釜内混合液靠釜壁余热继续升温至60°C时反应开始，反应会非常激烈，放出大量热气， 此时改用向釜内夹层送冷水冷却，控制釜内温度为70 75°C，防止反应过于激烈，釜内压力随因温度升高而升高，达到5X IO5Pa,引发剂有强氧剂的过硫酸铵开始只加入2/3，也是为了控制反应，不要过于激烈，保持上述温度继续反应2 3h，由于氯乙烯气体逐步消耗， 釜内压力下降到1.5X105Pa以下时，此时补加剩下的1/3过硫酸铵，再向夹层通入蒸气加热，使釜内料液温度升至80°C，继续反应1 1. 5h，釜内温度先是随温度升高而升高，后来逐渐下降至1.5X IO5Pa以下，反应基本完成。最后打开阀门排气，待釜内温度下降至40°C 以下放出共聚乳液，乳液为白色液体，固体含量约为36% 39%，装桶50kg/桶，阴凉处存放，PH值为5 6。(2)用氯醋丙麦石共聚物纳米乳液涂料配方制备制备乳液涂料配备涂料的乳液PH值必需是5 6，用磷酸三钠调正其PH值至7 8，再按配方将二氧化钛纳米粉TiO2、二氧化硅纳米粉SiO2、云母纳米粉、麦饭石纳米粉、电气石纳米粉、滑石粉、六偏磷酸钠和水加热砂磨机搅拌均勻，然后加入氯醋丙麦石共聚物纳米乳液，搅拌混勻，再加入聚乙烯醇溶液(10%浓度)，充分搅拌研磨，最后加入磷酸三丁酯消泡，并经过过筛后即得成品，涂料用塑料桶装桶，50kg/桶，阴凉处存放。适用本涂料应用广泛，用于金属、塑料及建筑上内外墙的涂装。实施例3 杀虫灭菌纳米银仿瓷涂料重量配比％①聚乙烯醇2.0%;②聚丙烯酰胺0.2%;③硫酸钆10% ；④氢氧化钙0.3%;⑤二氧化钛TiA1. 0% ；⑥二氧化硅SiR1. 5% ；⑦滑石粉；⑧纳米Ag0. 2% ；⑨三氯杀虫酯15% ；⑩水34.8%。制备方法(1)将水和聚乙烯醇加到反应釜中，加热至90°C，搅拌30min后，再加入聚丙烯酰胺搅拌均勻后待用；(2)将硫酸钆、氢氧化钙、二氧化钛TiO2、二氧化硅SiO2、纳米Ag用少量水搅拌均勻后待用；(3)将步骤⑴制得的溶液放入搅拌机中，再将步骤(2)制得的溶液倒入上述搅拌机中，搅拌反应30min后，将三氯杀虫酯、滑石粉一起加入搅拌机中，共同混合再搅拌30min,即制得白色涂料。若需要彩色仿瓷仿壁纸的涂料，可根据需要添加各种色浆。功效本涂料加入纳米银，它对目前所知的任何病菌、病毒都能杀死，在实验室内尚未发现任何一种微生物、细菌、病毒在6min内不能被银杀死，而且银能杀死650种致病生物菌，纳米银渗入涂料，它的元素分子很小，经风化释放在空气中给空气消毒、净化；三氯杀虫酯名乙基醋酸酯，对蚊蝇有很好的杀灭作用，适用宾馆、饭店、家用室居内、装潢及工作办公室内涂用。动物实验1、动物健康中国家兔，体重1. 5kg 2. Okg ；健康wistar大鼠，体重200g 300g ；健康豚鼠，体重200g 300g，以上动物雌雄各半，均由南通大学动物实验场提供。2、乳液涂料①氯醋丙麦石纳米乳液；②氯醋丙麦石共聚物纳米乳液涂料；③杀虫灭菌纳米银仿瓷涂料。3、实验方法(1)皮肤刺激实验取健康家兔12只，雌雄各半，三组涂料各3只，对照组3只，实验前24h用8%硫酸钠淀粉糊脱去家兔春脊两侧毛发，每侧脱毛液约100cm2，分笼喂着，各用①、②、③乳液涂料涂抹，对照组用70%酒精涂抹，用一层油布二层纱布覆盖包括固定6小时后，重复涂抹一次，24h后取下固定，用湿纱布洗去乳液，涂料分别于0h、lh、Mh、48h、7 后观察乳液或涂料涂抹部位是否有红肿、红斑、水泡、水肿现象出现。结果观察7 后未见家兔脊椎两侧红斑、水泡、现象出现，证明本乳液涂料对皮肤无刺激反应。(2)皮肤急性毒性实验取健康wistar大鼠20只，雌雄各半，分为四组，每组5只，同法涂抹前24h用上述方法脱去大鼠脊椎两侧毛发，脱毛范围为2cmX 3cm2，分别用①、②、③乳液2ml涂抹，对照组用70%酒精涂抹，固定Mh后取下固定，用湿纱布洗去乳液或涂料，如水洗有困难，可用75%酒精擦洗，然后分别于0h、lh、24h、4 i、7ai后观察动物的体重，取头、取面及取出各脏器，置福尔马林液中作病理结果，切片未见异常反应及病变。在实验过程中，动物活性情况好，进食正常，甚至体重也增加了，除杀虫灭菌纳米银仿瓷涂料用的鼠开始24h活动有些缓慢，以后仍然很活跃。(3)皮肤过敏实验取健康无皮损的豚鼠20只，雌雄各半，方法同上，三组实验涂抹接触后，2处、4他、7池后未见任何反应，背部毛发很快生出，也未见任何异常。结果乳液及三种涂料对动物无致病病性反应。对内室涂有氯醋丙麦石纳米乳液、氯醋丙麦石共聚物纳米乳液涂料和杀虫灭菌纳米银仿瓷涂料的临时建筑用房共10间，面积23m2/间，两种涂料各在内墙涂5间，每间共住6人，共60人，年龄21 63岁，平均年龄45岁，均男性，其中有哮喘者8人，占13. 3% ；高血压者15人，占25% ；高血糖者5人，占8. 3% ；早博心悸4人，占6. 7% ；免疫低下常有感冒者8人，占13. 3%，有病者共40人，占66. 7%。住在涂有上述两种涂料的临时建筑房，四个月后又哮喘的8人中有5人未发，其余3人仅发2次，而且比以前轻；高血压者15人中有11人的血压有不同程度的下降，其余4人头晕症状减轻；高血糖5人中有3人血糖浮动没有以前大，其余2人不明显；早博心悸4人在这里住了 4个月，心悸、早博未发生，觉得心里舒畅；免疫低下常有感冒者8人感冒次数减少了，觉得有力，不像以前一受冻就感冒，可能内墙释放的微量元素负离子增强了人体的免疫力，吸附电磁波，使电磁波对人体伤害减少了，体内元素平衡了，抵抗疾病的能力提高了，这与世界卫生组织统计全世界亚健康是人群中占75%相符。使用这种渗有微量元素、麦饭石、电气石等纳米粉粒混合共聚物涂料的建筑内墙装潢，确实能促进健康，改善、提高亚健康人群的身体质量，值得推广。
权利要求
1.释放微量元素负离子防电磁波灭虫杀菌仿瓷纳米内墙涂料，其特征氯醋丙麦石纳米乳液配方重量配比％①氯乙烯10 17% ；②醋酸乙烯10 17% ；③丙烯酸丁酯5 10% ；④麦饭石纳米粉0. 5 ^ 3. 5% ；⑤电气石纳米粉0. 5 ^ 3. 5% ；⑥十六烷基硫酸钠1 3% ；⑦烷基酚聚氧乙烯(10)0. 1 --0. 3%⑧聚甲基丙烯酸钠0. 1 ^ 0. 3% ；⑨过硫酸铵0. 1 ^ 0. 3% ；⑩碳酸氢钠0. 05 0. 15% ； Fe^2O30.9 2. 7%;◎ Al2O30. 5 1. 3% ；◎水50 63%。
2.根据权利要求1所述，释放微量元素负离子防电磁波灭虫杀菌仿瓷纳米内墙涂料， 其特征是氯醋丙麦石共聚物纳米乳液涂料配方重量配比％①氯醋丙麦石纳米乳液，即实施例150 63% ；②聚乙烯醇8 14%;③ニ氧化钛纳米粉TW25 13% ；④ニ氧化硅纳米粉SW25 13% ；⑤云母纳米粉2 7%;⑥麦饭石纳米粉1 2%;⑦电气石纳米粉1 1.6%;⑧滑石粉0.8 2. 5%;⑨六偏磷酸钠0.1 0.3%;⑩磷酸三丁酯0. 04 0. 08 % ；◎磷酸三钠0.02 0.06%;◎水3 8%。
3.根据权利要求2所述，释放微量元素负离子防电磁波灭虫杀菌仿瓷纳米内墙涂料， 其特征是杀虫灭菌纳米银仿瓷涂料重量配比％①聚乙烯醇1 3%;②聚丙烯酰胺0.1 0.3%;③硫酸钆5 15%;④氢氧化钙0.2 0.4%;⑤ニ氧化钛TiO20. 5 1. 5% ；⑥ニ氧化硅SW21 2%;⑦滑石粉30 40%;⑧纳米Ag0.1 0.3%;⑨三氯杀虫酯10 20%;⑩水30 40%。
全文摘要
本发明释放微量元素负离子防电磁波灭虫杀菌仿瓷纳米内墙涂料，是属于建筑装潢纳米材料改性涂料配制生产技术领域。涂料是与国民经济产业部门配套的工程材料，随着高科技产业的发展、经济的腾飞、生活水平的提高，人们对室居条件、工作空间、空气质量要求更严，因此对建筑用的内墙涂料多功能化能促进人体健康的要求更高。本发明是利用麦饭石多孔性，能溶出释放多种微量元素，尤其磁性氧化亚铁Fe2O3含量高，吸磁性好，并有神奇的净水杀菌作用的TiO2、SiO2等成份，添加纳米银、三氯杀虫酯、天然的负离子发生器、纳米电气石等共聚物混合制成纳米内墙涂料，它不但能不断释放有益人体健康的微量元素负离子，吸附电磁波污染，还能杀虫灭菌、净化空气。
文档编号C09D5/32GK102391705SQ20111026183
公开日2012年3月28日 申请日期2011年9月1日 优先权日2011年9月1日
发明者丁一, 成进学 申请人:丁一