一种释放负离子耐磨涂料及其制备方法与流程

本发明属于涂料组合物，具体地，涉及一种释放负离子耐磨涂料及其制备方法。

背景技术：

1、随着生活水平的快速提升，环境污染越来越严重，自然与健康已成为人们无上的追求，人们对与自己日常生活紧密相关的住宅提出了新的设想与新的要求，追求健康、绿色、舒适的住宅，成为人们生活的基本愿望。健康、绿色的住宅空间体现在住宅和住宅环境以及居住行为上的一种生活模式，它不仅包括与居住相关联的物理量值，如温度、湿度、通风换气、噪声、光和空气质量等，其中，空气中的负离子浓度被列为衡量空气质量好坏的一个重要参数；学者研究表明，负离子对动物体内多个系统有促进作用，对大约30多种疾病有抑制和辅助治疗作用，尤其在生物研究保健功能领域功能显著，因此在医学上称其为“空气维生素”。

2、日常生活中产生负离子的方法有许多，如通过超声波发生晶片使液态水变为气态水，在此过程中雾化产生负离子；工业中将交流电压转变为超高的直流电压，然后通过尖端放电电解空气产生负离子；自然现象中的各种射线、雷电和暴雨等使大气层发生电离产生负离子原理都类似尖端放电；植物的光合作用和树顶的尖端放电相结合在一定条件下可以发生光电效应，电离空气产生负离子；山中瀑布水分子从山顶坠落，会在重力作用下高速运行进而发生裂解和气化产生负离子；在负离子的研究过程中，发现了电气石具有永久电极，可以产生百万电子伏特的静电，能够电解空气产生负离子，这就引发了负离子粉研究的高潮，进而推出了一系列的负离子产品，主要有负离子陶瓷、负离子涂料和负离子纺织品等；但是，这些负离子产生产品的负离子释放量不高，一般都难以达到或者勉强达到1500个/cm3清新空气的标准。

技术实现思路

1、为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明的目的在于提供一种释放负离子耐磨涂料及其制备方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种释放负离子耐磨涂料，按照重量计包括：

4、重质碳酸钙50-70份、海藻泥10-16份、铸石粉6-8份、负离子发生剂6.5-9份、羧基纤维素1.2-1.8份和可再分散胶粉1.5-2份；

5、所述负离子发生剂由以下方法制备：

6、步骤a1：将硅烷偶联剂kh580和乙醇溶液氮气保护下混合，调节ph值为4.5-5.0，室温下搅拌水解，之后加入超微电气石粉超声分散，搅拌状态下缓慢调节ph至中性，控制整体分散偶联时间为3-4h，硅烷偶联剂kh580水解后与电气石粉缩合，在其表面接枝含硫基团，之后离心取沉淀干燥，制成偶联功能微粉；

7、进一步地，超微电气石粉、硅烷偶联剂kh580和乙醇溶液的用量比为50g：2.4-2.8ml：200-250ml，乙醇溶液的浓度为35％，水解时间为40-60min。

8、步骤a2：将偶联功能微粉超声分散于去离子水形成均匀的悬浊液，高速搅拌状态下缓慢加入氯化铁溶液，之后在室温下静置陈化12h，偶联功能微粉表面接枝的含硫基团与三价铁螯合，在表层富集三价铁，去除上清液取沉淀压滤，制成富铁功能微粉；

9、进一步地，偶联功能微粉、氯化铁溶液和去离子水的用量比为50g：8-10ml：140-160ml，氯化铁溶液的浓度为20％。

10、步骤a3：将富铁功能微粉和去离子水混合，升温至55-65℃，施加20khz超声分散同时滴加氨水调节ph值为8.0-8.5，富铁功能微粉表层三价铁初步水解形成微凝胶，再加入氯化铈和硝酸锆的溶解液，设置搅拌速率为300-350rpm，继续升温至88-95℃，缓慢滴加氢氧化钠溶液至ph值为10.0，静置3-4h，对反应液抽滤，取滤饼洗涤干燥，制成复合前驱体；

11、进一步地，富铁功能微粉、氯化铈、硝酸锆和去离子水的用量比为50g：1.7-2.5g：0.3-0.5g：180-220ml，氨水的浓度为8％，氢氧化钠溶液的浓度为4.5％。

12、步骤a4：将复合前驱体在120-150℃干燥30-40min，之后升温至550-580℃保温焙烧1.5-2h，再升温至850-880℃保温焙烧1.2-1.6h，冷却后打散，制成负离子发生剂。

13、一种释放负离子耐磨涂料的制备方法，包括如下步骤：

14、步骤s1：将重质碳酸钙、海藻泥、铸石粉、负离子发生剂、羧基纤维素和可再分散胶粉混合均匀，制成复合粉料；

15、步骤s2：将复合粉料与水按照粉水比为1:0.42-0.48搅拌混合，制成释放负离子耐磨涂料。

16、本发明的有益效果：

17、本发明制备出一种负离子发生剂，由具有释放负离子功能的电气石粉为原料，通过硅烷偶联剂kh580处理，在表面接枝含硫基团，之后通过螯合作用在表层富集三价铁，再由三价铁的水解在表层形成具有吸附作用的微凝胶，捕捉铈和锆离子，在碱性环境下转化成微纳结构的氢氧化物附着在电气石微粒表面，通过焙烧分解和碳化，形成孔隙状铈和锆的氧化物包覆电气石结构，其中，孔隙状铈和锆氧化具有良好的保水和光催化作用，可有效催化电气石产生负离子；本发明中添加海藻泥复配，使得涂料具有一定吸湿性和透气性，有利于负离子的产生和释放，辅以铸石粉和可再分散胶粉，保证涂料的成膜性和膜层耐磨性；经检测，该涂料48h负离子释放量达到2216-2374个/cm3，相较于现有的电气石掺杂涂料，表现出优异的负离子释放能力，采用丁尼布模拟衣物擦拭，在100次摩擦后，磨损量仅为27-49mg/cm2，具有良好的耐磨性，适用室内装饰。

技术特征：

1.一种释放负离子耐磨涂料，其特征在于，按照重量计包括：

2.根据权利要求1所述的一种释放负离子耐磨涂料，其特征在于，超微电气石粉、硅烷偶联剂kh580和乙醇溶液的用量比为50g：2.4-2.8ml：200-250ml。

3.根据权利要求2所述的一种释放负离子耐磨涂料，其特征在于，乙醇溶液的浓度为35％，水解时间为40-60min。

4.根据权利要求3所述的一种释放负离子耐磨涂料，其特征在于，步骤a2中偶联功能微粉、氯化铁溶液和去离子水的用量比为50g：8-10ml：140-160ml，氯化铁溶液的浓度为20％。

5.根据权利要求4所述的一种释放负离子耐磨涂料，其特征在于，步骤a3中富铁功能微粉、氯化铈、硝酸锆和去离子水的用量比为50g：1.7-2.5g：0.3-0.5g：180-220ml。

6.根据权利要求5所述的一种释放负离子耐磨涂料，其特征在于，氨水的浓度为8％，氢氧化钠溶液的浓度为4.5％。

7.一种释放负离子耐磨涂料的制备方法，其用于制备如权利1-6任一项所述的一种释放负离子耐磨涂料，其特征在于，包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种释放负离子耐磨涂料的制备方法，其特征在于，复合粉料与水的粉水比为1:0.42-0.48。

技术总结
本发明涉及一种释放负离子耐磨涂料及其制备方法，属于涂料组合物技术领域。该涂料按照重量计包括：重质碳酸钙50‑70份、海藻泥10‑16份、铸石粉6‑8份、负离子发生剂6.5‑9份、羧基纤维素1.2‑1.8份和可再分散胶粉1.5‑2份；其中，负离子发生剂以电气石粉为芯，通过螯合吸附、转化焙烧分解形成孔隙状铈和锆的氧化物包覆结构，具有良好的保水和光催化作用，且辅以海藻泥提高涂料的吸湿性和透气性，有利于负离子的产生和释放，经检测，该涂料48h负离子释放量达到2216‑2374个/cm3，达到优质清新空气标准。

技术研发人员：邓科洹,孙大东
受保护的技术使用者：常州天瑞新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13