微胶囊甲醛去除剂及其制备方法、水性阻尼涂料与流程

1.本发明属于涂料技术领域，尤其涉及一种微胶囊甲醛去除剂及其制备方法、水性阻尼涂料。


背景技术：

2.民用建筑室内环境常受到各种噪声的干扰，其中来自上部楼板的干扰，特别是楼板撞击声的干扰在许多建筑中普遍存在，住宅建筑中尤为严重。gb 50118-2010《民用建筑隔声设计规范》对住宅中楼板撞击声隔声性能做出了详细的规定，其中普通住宅楼板的计权标准化撞击声压级要求不大于75db，高要求住宅不大于65db。我国住宅建筑中毛坯或干铺地砖的厚度一般为100～150mm，这种厚度不能满足楼板撞击隔声性能。目前提高楼板隔声性能主要途径为阻尼减振，即在发生振动的薄板上图涂刷或喷涂一层阻尼涂料，把机械振动的能量转变为热能耗散掉，即从声(振)源上有效地控制振动和噪声，从而达到减少噪音的效果，现在使用较多的是水性阻尼涂料，该种涂料是由乳液、无机物填料、功能助剂构成，但其隔声性能仍有待加强。
3.再者，目前住宅建筑中，地面设计主要采用木地板或地砖，其中木地板具有更好的保温性，更加舒适、美观，越来越受到人们青睐。但是在使用木地板过程中，仍然存在一些问题，比如木质地板的撞击噪音更加尖锐，对地面的隔音要求更高，而且，木地板会持续不断释放甲醛，甲醛释放周期长，危害人们身体健康。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种微胶囊甲醛去除剂及其制备方法、水性阻尼涂料，该水性阻尼涂料同时具有优异的隔声性能及除甲醛性能。
5.本发明提供了一种水性阻尼涂料，包括：
[0006][0007][0008]
所述微胶囊甲醛去除剂包括芯材与包裹于芯材外的壁材；
[0009]
所述芯材包括：氨基酸、茶多酚、吸附剂、咪唑类化合物、有机胺类化合物、乳化剂、分散剂与甜杏仁油；
[0010]
所述氨基酸、茶多酚、吸附剂、咪唑类化合物、有机胺类化合物、乳化剂、分散剂与甜杏仁油的质量比为(0.5～3)：(0.5～3)：(1～10)：(0.5～2)：(2～6)：(1～6)：(1～4)：(2
～6)；
[0011]
所述壁材为β-环糊精交联聚合物。
[0012]
优选的，所述氨基酸包括精氨酸与组氨酸；所述精氨酸与组氨酸的质量比为2：(0.5～1.5)。
[0013]
优选的，所述有机胺类化合物选自尿素与三乙醇胺；所述尿素与三乙醇胺的质量比为1：(0.5～1.5)。
[0014]
优选的，所述吸附剂选自竹炭粉；所述吸附剂的粒径为2000～3000目；
[0015]
所述咪唑类化合物选自咪唑；
[0016]
所述乳化剂选自司盘80和/或司盘20；
[0017]
所述分散剂选自聚乙烯醇。
[0018]
优选的，所述氨基酸、茶多酚、吸附剂、咪唑类化合物、有机胺类化合物、乳化剂、分散剂与甜杏仁油的质量比为1.5：1.5：6：1：3：3：2：3。
[0019]
优选的，所述丙烯酸弹性乳液的固含量为30％～50％；所述丙烯酸弹性乳液选自苯丙乳液、纯丙乳液与硅丙乳液中的两种或两种以上；
[0020]
所述成膜助剂选自二丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚与丙二醇单甲醚乙酸酯中的一种或多种；
[0021]
所述无机填料选自漂珠、硅藻土与云母粉中的一种或多种；
[0022]
所述纤维选自木质纤维；所述纤维的长度为18～200μm；长径比为100～150：1。
[0023]
优选的，所述无机填料选自漂珠、硅藻土与云母粉；所述漂珠、硅藻土与云母粉的质量比为(1～3)：(3～5)：(20～30)。
[0024]
优选的，包括消泡剂0.5～1.5重量份；润湿分散剂0.1～1重量份；防霉杀菌剂0.1～1重量份。
[0025]
本发明还提供了一种上述水性阻尼涂料的制备方法，包括：
[0026]
将水、丙烯酸弹性乳液与成膜助剂混合搅拌，然后在搅拌的过程中加入微胶囊甲醛去除剂、无机填料与木质纤维搅拌，得到水性阻尼涂料。
[0027]
本发明还提供了一种微胶囊甲醛去除剂，包括芯材与包裹于芯材外的壁材；
[0028]
所述芯材包括：氨基酸、茶多酚、吸附剂、咪唑类化合物、有机胺类化合物、乳化剂、分散剂与甜杏仁油；
[0029]
所述氨基酸、茶多酚、吸附剂、咪唑类化合物、有机胺类化合物、乳化剂、分散剂与甜杏仁油的质量比为(0.5～3)：(0.5～3)：(1～10)：(0.5～2)：(2～6)：(1～6)：(1～4)：(2～6)；
[0030]
所述壁材为β-环糊精交联聚合物。
[0031]
本发明还提供了一种上述微胶囊甲醛去除剂的制备方法，包括：
[0032]
s1)芯材水溶液制备：将氨基酸、茶多酚、吸附剂、咪唑类化合物与有机胺类化合物在水中混合，得到芯材水溶液；
[0033]
油相制备：将乳化剂、分散剂与甜杏仁油混合加热，得到油相；
[0034]
壁材溶液制备：将β-环糊精交联聚合物与水混合，得到壁材溶液；
[0035]
s2)将芯材水溶液与壁材溶液混合搅拌，加入油相继续搅拌，得到微胶囊甲醛去除剂溶液；
[0036]
s3)将所述微胶囊甲醛去除剂溶液经喷雾干燥后，得到微胶囊甲醛去除剂。
[0037]
本发明提供了一种水性阻尼涂料，包括：丙烯酸弹性乳液30～50重量份；成膜助剂1～6重量份；微胶囊甲醛去除剂5～15重量份；无机填料23～38重量份；纤维1～5重量份；水5～20重量份；所述微胶囊甲醛去除剂包括芯材与包裹于芯材外的壁材；所述芯材包括：氨基酸、茶多酚、吸附剂、咪唑类化合物、有机胺类化合物、乳化剂、分散剂与甜杏仁油；所述氨基酸、茶多酚、吸附剂、咪唑类化合物、有机胺类化合物、乳化剂、分散剂与甜杏仁油的质量比为(0.5～3)：(0.5～3)：(1～10)：(0.5～2)：(2～6)：(1～6)：(1～4)：(2～6)；所述壁材为β-环糊精交联聚合物。与现有技术相比，本发明提供的水性阻尼涂料包括微胶囊甲醛去除剂，该种微胶囊采用氨基酸、茶多酚、吸附剂等为芯材，具有优异的除甲醛性能，可以长效除醛，而且，所述微胶囊甲醛去除剂采用β环糊精交联聚合物做为壁材，其具有两端开口、中空的筒状结构，不仅可以有效捕捉甲醛分子，而且还具有非常优异的吸音功能，声波在通过β环糊精交联聚合物时，其空腔结构中的空气层与声波发生共振，将声能转化为热能，声波逐渐消耗，从而起到吸声的作用，从而使微胶囊甲醛去除剂具有除醛和吸声的双重功能；微胶囊甲醛去除剂与涂料其他组分相互协同配合，进而使水性阻尼涂料同时具有优异的隔声性能与长效除甲醛的性能，并且还具有较强的低温稳定性及耐水性。
具体实施方式
[0038]
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0039]
本发明提供了一种微胶囊甲醛去除剂，包括芯材与包裹于芯材外的壁材；所述芯材包括：氨基酸、茶多酚、吸附剂、咪唑类化合物、有机胺类化合物、乳化剂、分散剂与甜杏仁油；所述氨基酸、茶多酚、吸附剂、咪唑类化合物、有机胺类化合物、乳化剂、分散剂与甜杏仁油的质量比为(0.5～3)：(0.5～3)：(1～10)：(0.5～2)：(2～6)：(1～6)：(1～4)：(2～6)；所述壁材为β-环糊精交联聚合物。
[0040]
本发明以采用氨基酸、茶多酚等为甲醛吸收剂，反应速率快，同时添加本身有着无数的孔隙的吸附剂，吸附剂的气孔可有效地吸附空气中的甲醛。
[0041]
在本发明中，所述氨基酸优选包括精氨酸和/或组氨酸，更优选为包括精氨酸与组氨酸；所述精氨酸与组氨酸的质量比优选为2：(0.5～1.5)，更优选为2：(0.8～1.2)，再优选为2：1。
[0042]
所述吸附剂为多孔吸附剂，在本发明中优选为炭质材料，更优选为竹炭粉；所述吸附剂的粒径优选为2000～3000目。
[0043]
所述咪唑类化合物优选为咪唑。
[0044]
所述有机胺类化合物优选为尿素和/或三乙醇胺，更优选为尿素与三乙醇胺；所述尿素与三乙醇胺的质量比为1：(0.5～1.5)。
[0045]
在本发明中，咪唑类化合物与有机胺类化合物可对多孔吸附剂表面进行改性，从而提高吸附剂捕捉甲醛的能力。
[0046]
所述乳化剂为本领域技术人员熟知的油包水型乳化剂即可，并无特殊的限制，本
发明中优选为司盘80和/或司盘20。
[0047]
所述分散剂优选为聚乙烯醇；所述聚乙烯醇的醇解度优选为99％～100％；所述聚乙烯醇的粘度优选为35～43；所述聚乙烯醇优选挥发分:≤5.0，纯度:≥93.5，灰分:≤0.7；所述聚乙烯醇的ph值优选为5～7；在本发明中，最优选地所述聚乙烯醇为内蒙古双欣20-99l。
[0048]
上述组分与甜杏仁油共同构成了微胶囊的芯材成分，所述氨基酸、茶多酚、吸附剂、咪唑类化合物、有机胺类化合物、乳化剂、分散剂与甜杏仁油的质量比优选为(0.5～3)：(0.5～3)：(1～10)：(0.5～2)：(2～6)：(1～6)：(1～4)：(2～6)，更优选为(1～2)：(1～2)：(3～8)：(0.5～1.5)：(2～5)：(2～5)：(1.5～3)：(2～5)，再优选为(1～2)：(1～2)：(5～7)：(0.5～1.5)：(3～4)：(3～4)：(1.5～2.5)：(3～4)，最优选为1.5：1.5：6：1：3：3：2：3。
[0049]
本发明提供的微胶囊甲醛去除剂的壁材为β-环糊精交联聚合物；所述β-环糊精交联聚合物10倍水溶液的电导率优选为12～16μs/cm，更优选为14μs/cm；最优选地，所述β-环糊精交联聚合物为智源生物科技公司生产的聚合β环糊精。
[0050]
所述β-环糊精交联聚合物与芯材的质量比优选为1：(1～3)，更优选为1：(1～2.5)，再优选为1：(1.2～2)，最优选为1：(1.4～1.6)。
[0051]
本发明还提供了一种上述微胶囊甲醛去除剂的制备方法，包括：s1)芯材水溶液制备：将氨基酸、茶多酚、吸附剂、咪唑类化合物与有机胺类化合物在水中混合，得到芯材水溶液；油相制备：将乳化剂、分散剂与甜杏仁油混合加热，得到油相；壁材溶液制备：将β-环糊精交联聚合物与水混合，得到壁材溶液；s2)将芯材水溶液与壁材溶液混合搅拌，加入油相继续搅拌，得到微胶囊甲醛去除剂溶液；s3)将所述微胶囊甲醛去除剂溶液经喷雾干燥后，得到微胶囊甲醛去除剂。其中，所述芯材水溶液、油相与壁材溶液的制备并无先后顺序之分。
[0052]
本发明对所有原料的来源并无特殊的限制，为市售即可；所述氨基酸、茶多酚、吸附剂、咪唑类化合物、有机胺类化合物、乳化剂、分散剂、甜杏仁油与β-环糊精交联聚合物的种类及含量均同上所述，在此不再赘述。
[0053]
将氨基酸、茶多酚、吸附剂、咪唑类化合物与有机胺类化合物在水中混合，得到芯材水溶液；所述氨基酸、茶多酚、吸附剂、咪唑类化合物与有机胺类化合物的总质量与水的质量比优选为(0.5～1)：1，更优选为(0.6～0.8)：1，再优选为0.7：1；在本发明中，优选先将氨基酸、茶多酚、咪唑类化合物与有机胺类化合物在水中混合搅拌，然后缓慢加入吸附剂搅拌，得到芯材水溶液；所述混合搅拌的转速优选为500～800转/min；所述混合搅拌的时间优选为10～30min，更优选为15～25min，再优选为20min；加入吸附剂后搅拌的转速优选为100～300转/min；时间优选为20～50min，更优选为25～40min，再优选为30min。
[0054]
将乳化剂、分散剂与甜杏仁油混合加热，得到油相；所述混合加热的温度优选为50℃～90℃，更优选为60℃～80℃，再优选为70℃；所述混合加热的时间优选为20～50min，更优选为20～40min，再优选为30min；所述混合搅拌的转速优选为500～800转/min。
[0055]
将β-环糊精交联聚合物与水混合，得到壁材溶液；所述β-环糊精交联聚合物与水的质量比优选为1：(2～5)，更优选为1：(3～4)；所述混合的转速优选为500～800转/min；所述混合的时间优选为20～50min，更优选为20～40min，再优选为30min。
[0056]
将芯材水溶液与壁材溶液混合搅拌；所述混合搅拌的转速优选为500～800转/
min；所述混合搅拌的时间优选为20～50min，更优选为20～40min，再优选为30min。
[0057]
然后加入油相继续搅拌得到微胶囊甲醛去除剂溶液；所述继续搅拌的转速优选为2000～2500转/min；所述继续搅拌的时间优选为1～4h，更优选为2～3h。
[0058]
将所述微胶囊甲醛去除剂溶液经喷雾干燥后，优选冷却，得到微胶囊甲醛去除剂。
[0059]
本发明提供的微胶囊甲醛去除剂采用β环糊精交联聚合物做为壁材，β环糊精交联聚合物分子量大，成膜性高，包埋效果好，而且，其分子呈上宽下窄、两端开口、中空的筒状结构，具有很强的吸附性能，可以很好的捕捉空气中的甲醛分子；采用氨基酸、茶多酚等做为甲醛吸收剂，反应速率快，竹炭炭质本身有着无数的孔隙，这种炭质气孔能有效地吸附空气中的甲醛。甲醛去除剂微胶囊在喷雾干燥过程中，会在壁材表面形成裂缝和孔隙通道，竹炭与氨基酸、茶多酚等芯材物质通过这些孔隙通道扩散到周围，β环糊精交联聚合物将空间中游离的甲醛分子捕捉，随即与氨基酸等物质发生反应，通过不断的循环上述过程，从而起到去除甲醛的效果。
[0060]
本发明还提供了一种水性阻尼涂料，包括：
[0061][0062]
所述微胶囊甲醛去除剂包括芯材与包裹于芯材外的壁材；
[0063]
所述芯材包括：氨基酸、茶多酚、吸附剂、咪唑类化合物、有机胺类化合物、乳化剂、分散剂与甜杏仁油；
[0064]
所述氨基酸、茶多酚、吸附剂、咪唑类化合物、有机胺类化合物、乳化剂、分散剂与甜杏仁油的质量比为(0.5～3)：(0.5～3)：(1～10)：(0.5～2)：(2～6)：(1～6)：(1～4)：(2～6)；
[0065]
所述壁材为β-环糊精交联聚合物。
[0066]
本发明对所有原料的来源并没有特殊的限制，为市售或自制均可，其中，所述微胶囊甲醛去除剂同上所述，在此不再赘述。
[0067]
本发明提供的水性阻尼涂料以丙烯酸弹性乳液为成膜物质；所述丙烯酸弹性乳液的含量优选为35～50重量份，更优选为40～50重量份；所述丙烯酸弹性乳液的固含量优选为30％～50％，更优选为35％～50％，再优选为40％～50％，最优选为47％～48％；所述丙烯酸弹性乳液优选为苯丙乳液、纯丙乳液与硅丙乳液中的两种或两种以上；所述纯丙乳液、硅丙乳液与苯丙乳液的质量比优选为3：(1～1.5)：(0～1)；在本发明提供的实施例中，所述丙烯酸弹性乳液具体为质量比为3：1的纯丙乳液与硅丙乳液；质量比为3：1.5的纯丙乳液与硅丙乳液；质量比为3：1：1的纯丙乳液、硅丙乳液与苯丙乳液。
[0068]
所述成膜助剂的含量优选为3～6重量份，更优选为4～6重量份；所述成膜助剂优选为二丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚与丙二醇单甲醚乙酸酯中的一种或多种。
[0069]
所述微胶囊甲醛去除剂的含量优选为5～15重量份；在本发明提供的实施例中，所述微胶囊甲醛去除剂的含量具体为5重量份、10重量份、15重量份或2重量份。
[0070]
所述无机填料的含量优选为25～35重量份，更优选为30～35重量份，再优选为31～33重量份；所述无机填料优选为漂珠、硅藻土与云母粉中的一种或多种，更优选为漂珠、硅藻土与云母粉；所述漂珠、硅藻土与云母粉的质量比优选为(1～3)：(3～5)：(20～30)，更优选为(1～2)：(3～5)：(20～30)；在本发明提供的实施例中，所述漂珠、硅藻土与云母粉的质量比具体为2：4：25、1：5：25、1：4：20或1：3：30；所述漂珠的粒径优选为80～200目；所述硅藻土的粒径优选为300～500目；所述云母粉的粒径优选为1000～1500目，更优选为1200～1300目，再优选为1250目。
[0071]
所述纤维的含量优选为1～4重量份，更优选为2～3重量份；所述纤维优选为木质纤维；所述纤维的长度优选为18～200μm；所述纤维的长径比优选为100～150：1。
[0072]
为提高涂料的分散性能，优选还包括0.1～1重量份的润湿分散剂；其含量更优选为0.1～0.6重量份，再优选为0.2～0.4重量份；所述润湿分散剂优选为byk-190。
[0073]
为提高涂料的稳定性，优选还包括0.1～1重量份的防霉杀菌剂；在本发明中，其含量更优选为0.1～0.6重量份，再优选为0.2～0.4重量份；所述防霉杀菌剂的种类优选为中联邦s-1232、f115其中一种。
[0074]
本发明提供的水性阻尼涂料优选还包括0.5～1.5重量份的消泡剂；在本发明中其含量更优选为0.5～1重量份，再优选为0.6重量份；所述消泡剂优选为有机硅消泡剂，更优选为毕克byk088、道康宁afe1410与粤万z3157中的一种或多种。
[0075]
本发明提供的水性阻尼涂料中水的含量优选为6～16重量份。
[0076]
本发明提供的水性阻尼涂料包括微胶囊甲醛去除剂，该种微胶囊采用氨基酸、茶多酚、吸附剂等为芯材，具有优异的除甲醛性能，可以长效除醛，而且，所述微胶囊甲醛去除剂采用β环糊精交联聚合物做为壁材，其具有两端开口、中空的筒状结构，不仅可以有效捕捉甲醛分子，而且还具有非常优异的吸音功能，声波在通过β环糊精交联聚合物时，其空腔结构中的空气层与声波发生共振，将声能转化为热能，声波逐渐消耗，从而起到吸声的作用，从而使微胶囊甲醛去除剂具有除醛和吸声的双重功能；微胶囊甲醛去除剂与涂料其他组分相互协同配合，进而使水性阻尼涂料同时具有优异的隔声性能与长效除甲醛的性能，并且还具有较强的低温稳定性及耐水性。
[0077]
本发明还提供了一种上述水性阻尼涂料的制备方法，包括：将水、丙烯酸弹性乳液与成膜助剂混合搅拌，然后在搅拌的过程中加入微胶囊甲醛去除剂、无机填料与木质纤维搅拌，得到水性阻尼涂料。
[0078]
在本发明中，先优选将丙烯酸弹性乳液、成膜助剂、分散剂与防霉杀菌剂加入水中混合搅拌；所述混合搅拌的转速优选为500～600转/min；所述混合搅拌的时间优选为10～60min，更优选为20～50min，再优选为30～40min。
[0079]
然后在搅拌过程中缓慢加入微胶囊甲醛去除剂、无机填料与木质纤维搅拌；所述搅拌的转速优选为300～500转/min；所述搅拌的时间优选为0.5～2h，更优选为0.8～1.5h，再优选为1h。
[0080]
在本发明中搅拌后优选还加入消泡剂，继续搅拌，脱除涂料内的气泡，即可得到水性阻尼涂料；所述继续搅拌的转速优选为100～200转/min；所述继续搅拌的时间优选为5～
20min，更优选为5～10min。
[0081]
本发明还提供了一种上述水性阻尼涂料作为建筑楼板水性阻尼涂料的应用。
[0082]
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种微胶囊甲醛去除剂及其制备方法、水性阻尼涂料行详细描述。
[0083]
以下实施例中所用的试剂均为市售。
[0084]
实施例1
[0085]
1.1芯材溶液制备：精氨酸1份，组氨酸0.5份，尿素2份，咪唑1份，茶多酚1.5份，三乙醇胺1份加入到20份纯水中机械搅拌800转/min，搅拌20min，缓慢加入竹炭粉(粒径为2000目)6份，200转/min，搅拌30min，即可得到所需芯材溶液；
[0086]
1.2壁材溶液制备：取15份β环糊精交联聚合物加入到45份纯水中，500转/min机械搅拌1h，得到所需壁材溶液；
[0087]
1.3油相制备：称取甜杏仁油3份，司盘80 3份，聚乙烯醇2份，加热到70℃，600转/min机械搅拌30min得到所需油相；
[0088]
1.4将芯材溶液加入到壁材溶液中，600转/min机械搅拌30min，加入油相，提高机械搅拌转速到2000转/min，继续搅拌2h，即可得到微胶囊甲醛去除剂溶液；
[0089]
1.5将甲醛去除剂微胶囊溶液通过喷雾干燥器干燥，冷却后制得微胶囊甲醛去除剂。
[0090]
实施例2～7及对比例1
[0091]
按照表1的组分组成，将规定量纯水加入到搅拌釜中，并依次加入规定量的丙烯酸乳液、成膜助剂、分散剂、防霉杀菌剂，开启搅拌机，搅拌30min，搅拌机转速600转/min；在搅拌过程中依次缓慢加入实施例1中得到的微胶囊甲醛去除剂，漂珠，硅藻土，云母粉，木质纤维，搅拌时间1h，搅拌机转速400转/min；加入消泡剂，继续缓慢搅拌10min，搅拌转速100-200转/min，脱除涂料内气泡，即可得到建筑楼板水性阻尼涂料。
[0092]
对实施例2～7及对比例1中得到的建筑楼板水性阻尼涂料的性能进行检测，得到结果见表2。
[0093]
所述纯丙乳液为山东汇锦精细化工有限公司生产，牌号108869，固含量47％；
[0094]
所述苯丙乳液为中石化生产，牌号998a，固含量48％；
[0095]
所述硅丙乳液为中石化生产，牌号996ad，固含量48％；
[0096]
所述聚乙烯醇为内蒙古双欣20-99l醇解度:99.0-100.0粘度:35.0-43.0挥发分:≤5.0纯度:≥93.5灰分:≤0.7ph值:5～7；
[0097]
云母粉粒径为1250目；
[0098]
木质纤维的长度为18～200μm；长径比为100～150：1；
[0099]
漂珠的粒径为80～200目；
[0100]
硅藻土的粒径为300～500目；
[0101]
消泡剂为有机硅消泡剂毕克byk088；
[0102]
防霉杀菌剂为中联邦s-1232。
[0103]
表1实施例2～7及对比例1涂料的组成
[0104][0105]
表2实施例2～7及对比例1中涂料的性能检测结果
[0106][0107][0108]
甲醛去除率测试方法：常温(20℃)相对湿度(50
±
10)％，测试24h甲醛去除率，测试方法依照《jc/t1074-2008室内空气净化功能涂覆材料净化性能》。
[0109]
损耗系数测试方法：gb/t 18258-2000，dma热分析法。