一种纳米负离子功能干粉墙衣及其制备方法与流程

本发明属于建筑涂料技术领域，具体涉及一种纳米负离子功能干粉墙衣及其制备方法。

背景技术：

墙衣是继油漆、墙纸等内墙装饰材料之后出现的第三类新型内墙装饰材料，其以天然纤维和人工合成纤维为主要原料，经特殊科学工艺加工而成，具有美观、不含有害挥发物质。

目前市场上现有的墙衣最大的特点就是美观、保温和隔音，随着人们健康意识的不断提升，人们对墙面的装饰材料的要求越来越高，不仅要求美观还要求墙衣具有多种功能，尤其是现在的负离子墙衣，添加的负离子具有释放负氧离子、改善居住环境的功能，受到人们的青睐。但目前市场上的墙衣大多存在易磨损、易干裂、易脱落、无光泽、易着尘、粘附性差等缺点，由于这些缺点的存在，使得墙衣产品虽然美观，功能多样，但是却不能给用户很好的体验。

技术实现要素：

为解决以上技术问题本发明提供了一种纳米负离子功能干粉墙衣，由以下重量份的原料组成：天然纤维85-100份、负离子材料25-40份、水溶植物胶粉40-50份、无机填充料2-6份、无机色粉5-10份、白刚玉粉末10-15份、丙二醇甲醚醋酸酯(pma)20-30份、引发剂5-10份、非离子表面活性剂15-20份、柔顺剂3-8份、整理剂2-5份、防霉剂0.2-0.5份、去离子水80-120份。

优选的，所述纤维是天然纤维和/或人造纤维，所述天然纤维为天然植物纤维和/天然动物纤维，所述天然植物纤维具体为棉纤维、竹碳纤维、木纤维、大豆纤维、棕榈毛、椰果壳中的一种或几种，所述天然动物纤维具体为羊毛纤维、兔毛纤维、蚕丝中的一种或几种；所述人造纤维具体为涤纶、氨纶、腈纶、尼龙、芳纶、维纶、丙纶中的一种或几种。

优选的，所述负离子材料由以下组份组成：锗石20-45份、电气石20-30份、天然水晶盐矿石10-40份、天然海洋石10-20份、蛋白石10-30份、岫岩玉石10-25份、稀土5-10份、六环石5-10份；

优选的，所述负离子材料由以下步骤制备：

s1、将锗石、电气石、天然水晶盐矿石、天然海洋石、蛋白石、岫岩玉石、稀土、六环石混合，在540℃下煅烧3h，冷却至室温，粉碎成粒径为30-60μm的颗粒，加入适量的去离子水搅拌制成为50％的悬浮液，然后用浓度为10％的naoh溶液调节悬浮液ph至8，微波处理2h，微波功率为500w，磁力振荡1h，振荡频率为400hz，再用浓度为10％的hcl溶液调节悬浮液ph至6，微波处理2h，微波功率为500w，超声振荡2h，振荡频率为30khz，最后用浓度为15％的小苏打溶液中和悬浮液ph至7，在1500r/min的转速下离心30min，静置24h，过滤，干燥去除水分至含水率小于1％；

s2将步骤s1制得的矿物原料进行二次煅烧，煅烧温度为650℃，煅烧时间为2小时，冷却至室温，然后在14000r/min的转速下球磨至颗粒粒径为400-500nm，既得负离子材料。

优选的，所述引发剂为铁盐。

优选的，所述防霉剂为氯化铵。

本发明还提供了一种纳米负离子功能干粉墙衣的制备方法，具体包括一下步骤：

s1、纤维预处理：用生物超微粉碎机对纤维进行超微粉碎至100目；

s2、将纤维、白刚玉粉末、丙二醇甲醚醋酸酯(pma)、引发剂、去离子水进行混合，得到预混原料1；

s3、将预混原料1与水溶植物胶粉、柔顺剂混合，经超声震荡2h，超声频率为30khz，得到中间产物；

s4、将步骤s3制得的中间产物与其他原料充分混合，搅拌15min，加热烘干，最后用粉碎机粉碎至80目，既得成品。

优选的，所述成品在使用时用50-60℃温水冲调，料水比为1∶1-1∶1.5。

天然纤维中的纤维素在铁离子的作用下会与丙二醇甲醚醋酸酯(pma)发生接枝反应，纤维会形成连接牢固的纤维骨架，在接枝的同时，也生成沉积在纤维表面和内部空穴的均聚物，经适当的热处理后，都会对纤维起增塑作用，支链聚合物则起内增塑作用，同时丙二醇甲醚醋酸酯(pma)是一种高聚物的溶剂，并且自身具有极性端和非极性端，这种特性有利于纤维骨架的舒展，能够防止纤维团聚；加入的水溶性植物胶粉，与纤维骨架配合形成网状结构，增强墙衣的整体性，能够抗扭曲和抗变形；墙衣不易出现缺陷和断裂点，可有效防止墙衣脱落，或因墙体潮湿引起的局部断裂。

加入的白刚玉粉末和非离子表面活性剂对纤维素和接枝反应形成的均聚物具有研磨作用，能够防止物料聚集成团，使溶解后的墙衣均匀一致，不结块；本发明提供的纳米负离子功能干粉墙衣使用时现配现用能够与墙体实现较好的连接性，增强墙衣的粘附力；由于墙衣自身的连接性强，硬度高，铺好的墙衣不会出现毛糙，表面光滑，能够有效防止粘附灰尘，保持墙衣的长久清洁。

本发明的成品是干粉状，干粉具有使用方便、运输方便、稳定性高的有点，本发明经烘干筛分处理，粒粒均匀、细腻，材料均匀、颜色一致，并且干燥后的粉末疏松多孔、加水易溶解。本发明的纳米负离子功能干粉墙衣，使用时与40-60℃温水混合，然后用刮板铺平，能够保证墙面的干净、美观、平整、不易着尘。

本发明制得的纳米负离子功能干粉墙衣集净化空气、除异味、抗菌、防霉、释放远红外线、释放负离子等对人体健康有益的功能于一身，大大提高了功能涂料的实用价值。

附图说明

图1三个实施例制得的干粉墙衣的性能测定。

图2本发明实施例3的溶解度和表面粗糙度的测定。

图3本发明实施例3的负氧离子浓度的测定。

图4本发明的墙衣的整体性测定。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更佳清除，下面将对本发明实施例中的方案进行清除完整的描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未知名生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1

本实施例提供的一种纳米负离子功能干粉墙衣，由以下重量份的原料组成：竹炭纤维85份、负离子材料25份、水溶植物胶粉40份、无机填充料2份、无机色粉5份、白刚玉粉末10份、丙二醇甲醚醋酸酯(pma)20份、硫酸铁5份、非离子表面活性剂15份、柔顺剂3份、整理剂2份、氯化铵0.2份、去离子水80份。

其中，负离子材料包括以下原材料，锗石20份、电气石20份、天然水晶盐矿石10份、天然海洋石10份、蛋白石10份、岫岩玉石10份、稀土5份、六环石5份，将负离子原材料混合，在540℃下煅烧3h，冷却至室温，粉碎成粒径为60μm的颗粒，加入适量的去离子水搅拌制成为50％的悬浮液，然后用浓度为10％的naoh溶液调节悬浮液ph至8，微波处理2h，微波功率为500w，磁力振荡1h，振荡频率为400hz，再用浓度为10％的hcl溶液调节悬浮液ph至6，微波处理2h，微波功率为500w，超声振荡2h，振荡频率为30khz，，最后用浓度为15％的小苏打溶液中和悬浮液ph至7，在1500r/min的转速下离心30min，静置24h，过滤，干燥去除水分至含水率小于1％，得矿物原料；

将步骤s1制得的矿物原料进行二次煅烧，煅烧温度为650℃，煅烧时间为2小时，冷却至室温，然后在14000r/min的转速下球磨至颗粒粒径为500nm，既得负离子材料，取制备好的负离子材料25份用于制备纳米负离子功能干粉墙衣。

纳米负离子功能干粉墙衣的制备方法，包括以下步骤：

s1、纤维预处理：用生物超微粉碎机对纤维进行超微粉碎至100目；

s2、将纤维、白刚玉粉末、丙二醇甲醚醋酸酯(pma)、引发剂、去离子水进行混合，得到预混原料1；

s3、将预混原料1与水溶植物胶粉、柔顺剂混合，经超声震荡2h，超声频率为30khz，得到中间产物；

s4、将步骤s3制得的中间产物与其他原料充分混合，搅拌15min，加热烘干，最后用粉碎机粉碎至80目，既得成品。

实施例2

本实施例提供的一种纳米负离子功能干粉墙衣，由以下重量份的原料组成：竹炭纤维、棉纤维、蚕丝、羊毛纤维、涤纶共100份(其中竹炭纤维40份、棉纤维20份、蚕丝10份、羊毛纤维20份、涤纶10份)、负离子材料40份、水溶植物胶粉50份、无机填充料6份、无机色粉10份、白刚玉粉末15份、丙二醇甲醚醋酸酯(pma)30份、硫酸铁10份、非离子表面活性剂20份、柔顺剂8份、整理剂5份、氯化铵0.5份、去离子水120份。

其中，负离子材料包括以下原材料，锗石45份、电气石30份、天然水晶盐矿石40份、天然海洋石20份、蛋白石30份、岫岩玉石25份、稀土10份、六环石10份，将负离子原材料混合，在540℃下煅烧3h，冷却至室温，粉碎成粒径为30μm的颗粒，加入适量的去离子水搅拌制成为50％的悬浮液，然后用浓度为10％的naoh溶液调节悬浮液ph至8，微波处理2h，微波功率为500w，磁力振荡1h，振荡频率为400hz，再用浓度为10％的hcl溶液调节悬浮液ph至6.5，微波处理2h，微波功率为500w，超声振荡2h，振荡频率为30khz，最后用浓度为15％的小苏打溶液中和悬浮液ph至7，在1500r/min的转速下离心30min，静置24h，过滤，干燥去除水分至含水率小于1％，得矿物原料；

将步骤s1制得的矿物原料进行二次煅烧，煅烧温度为650℃，煅烧时间为2小时，冷却至室温，然后在14000r/min的转速下球磨至颗粒粒径为500nm，既得负离子材料，取制备好的负离子材料40份用于制备纳米负离子功能干粉墙衣。

纳米负离子功能干粉墙衣的制备方法，包括以下步骤：

s1、纤维预处理：用生物超微粉碎机对纤维进行超微粉碎至100目；

s2、将纤维、白刚玉粉末、丙二醇甲醚醋酸酯(pma)、引发剂、去离子水进行混合，得到预混原料1；

s3、将预混原料1与水溶植物胶粉、柔顺剂混合，经超声震荡2h，超声频率为30khz，得到中间产物；

s4、将步骤s3制得的中间产物与其他原料充分混合，搅拌15min，加热烘干，最后用粉碎机粉碎至80目，既得成品。

实施例3

本实施例提供的一种纳米负离子功能干粉墙衣，由以下重量份的原料组成：棉纤维90份、负离子材料35份、水溶植物胶粉45份、无机填充料4份、无机色粉8份、白刚玉粉末12份、丙二醇甲醚醋酸酯(pma)25份、硫酸铁8份、非离子表面活性剂18份、柔顺剂6份、整理剂3份、氯化铵0.4份、去离子水100份。

其中，负离子材料包括以下原材料，锗石30份、电气石25份、天然水晶盐矿石25份、天然海洋石15份、蛋白石20份、岫岩玉石15份、稀土8份、六环石8份，将负离子原材料混合，在540℃下煅烧3h，冷却至室温，粉碎成粒径为50μm的颗粒，加入适量的去离子水搅拌制成为50％的悬浮液，然后用浓度为10％的naoh溶液调节悬浮液ph至8，微波处理2h，微波功率为500w，磁力振荡1h，振荡频率为400hz，再用浓度为10％的hcl溶液调节悬浮液ph至6.5，微波处理2h，微波功率为500w，超声振荡2h，振荡频率为30khz，最后用浓度为15％的小苏打溶液中和悬浮液ph至7，在1500r/min的转速下离心30min，静置24h，过滤，干燥去除水分至含水率小于1％，得矿物原料；

将步骤s1制得的矿物原料进行二次煅烧，煅烧温度为650℃，煅烧时间为2小时，冷却至室温，然后在14000r/min的转速下球磨至颗粒粒径为450nm，既得负离子材料，取制备好的负离子材料35份用于制备纳米负离子功能干粉墙衣。

纳米负离子功能干粉墙衣的制备方法，包括以下步骤：

s1、纤维预处理：用生物超微粉碎机对纤维进行超微粉碎至100目；

s2、将纤维、白刚玉粉末、丙二醇甲醚醋酸酯(pma)、引发剂、去离子水进行混合，得到预混原料1；

s3、将预混原料1与水溶植物胶粉、柔顺剂混合，经超声震荡2h，超声频率为30khz，得到中间产物；

s4、将步骤s3制得的中间产物与其他原料充分混合，搅拌15min，加热烘干，最后用粉碎机粉碎至80目，既得成品。

实验1

对三个实施例制得的干粉墙衣的负离子浓度、溶解速率和粗糙度进行测定，测定结果如图1，其中三种干粉均用55℃的温水冲调。其中需要说明的是在市场上没有找到与本发明同类的干粉状墙衣，因此本发明采用的市场产品为市场上购得的天作负离子墙衣，并且经调查市面上的墙衣多为表面粗糙，因此粗糙度不可计；粗糙度为每平方米墙衣表面突出的纤维的个数。因此，本发明制得的纳米负离子功能干粉墙衣，具有表面光滑、不毛躁，能够有效防止粘附灰尘，保持墙衣的长久清洁，且溶解速度快、负离子浓度远大于市面上的负离子墙衣。

实验2

由实验1可知，本发明提供的3个实施例中的最佳实施例是实施例3，因此对实施例3制得干粉墙衣的溶解度进行测定，取本发明的成品粉10份，分别加入等量20℃、30℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、70℃、80℃、90℃的温水，测定溶解速度、结块数量、颜色是否均一等参数，测定结果如图2；结果显示温度在50-60℃之间，成品粉具有较好的溶解性，并且颜色均一，当温度超过60℃时，尤其是90℃时，成品粉的粘度增大，反而不利于粉体的溶解和分散。本发明提供的纳米负离子功能干粉墙衣，在50-60℃的范围内，溶解速度快、无结块、并且颜色均一稳定，整体效果好。

实验3

对实施例3制备的干粉墙衣的负氧离子浓度进行测定，用本发明的纳米负离子功能干粉制备墙衣，每天测定其负离子浓度，测定结果如图3，由图2可以看出本发明提供的纳米负离子功能干粉墙衣，不仅释放负离子的能力强而且可以持续释放负离子，并能够稳定在一定的范围内。

实验4

对本发明提供的3个实施例的整体性情况进行测定，测定参数和结果如图4。其中平均变色面积比为本发明的墙衣的变色面积与天作墙衣变色面积的比值；平均霉变面积比为本发明的墙衣的霉变面积与天作墙衣霉变面积的比值；平均龟裂面积比为本发明的墙衣的龟裂面积与天作墙衣龟裂面积的比值；平均脱落面积比为本发明的墙衣的脱落面积与天作墙衣脱落面积的比值；由对比结果可以看出，增强墙衣的整体性、抗扭曲和抗变形性能大幅度由于市场产品；本发明的墙衣不易出现缺陷和断裂点，可有效防止墙衣脱落。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。