專利名稱：一種多功能硅藻泥的制作方法
技術領域：
本發明涉及建筑涂料技術領域，具體說是涉及到一種建筑物內墻裝飾用多功能硅藻泥。
背景技術：
當今，低碳環保、節能減排是世界各個國家經濟可持續發展的基本準則。隨著社會的發展及生活水平的提高，人們的環保和健康意識明顯增強，對居住環境的舒適度和安全性要求越來越高。室內溫度、空氣相對濕度、空氣質量是居住舒適度的重要環境參數。當室內溫度為20-23°C、相對濕度為50-60%、V0C含量低、負離子含量高時，人體感覺舒適，有益健康。為了實現建筑節能，利用相變潛熱來實現能量的儲存和利用，有利于開發環保節能型的相變復合材料，是近年來材料科學和能源利用領域一個十分活躍的科學前沿。相變儲能微膠囊是一種定形相變材料，對太陽能、工業廢熱、生活余熱具有吸收-儲存-釋放功能，從而達到調控周圍環境溫度的目的。調濕材料具有自律性調節濕度功能，開發應用調濕材料對節約能源、改善環境舒適性、促進生態環境具有重要意義。目前在建筑領域中應用的硅藻泥，一般都具有調濕、凈化空氣、隔音等性能，但不具備抗菌防霉和自動調溫性能。盡快研制出一種自動調溫、控溫、吸濕放濕、抗菌防霉、釋放負離子、去除有害氣體、生態環保等多功能的硅藻泥涂料，是本技術領域中當前急需研究解決的重要任務。
發明內容
本發明的目的在于提供一種自動調溫控溫、吸濕放濕、抗菌防霉、清新空氣、釋放負離子、隔音降噪、生態環保的多功能硅藻泥。本發明的另一個目的是提供多功能硅藻泥的制備方法。為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案:一種多功能硅藻泥，是以醋酸乙烯酯一乙烯共聚乳液(VAE)與硅溶膠按質量比1:1混合復配物為基料成膜物，以硅藻土為調濕填料，以高分子吸水性樹脂為調濕劑，以相變儲能微膠囊為蓄能調溫填料，以負離子抗菌添加劑為抗菌防霉材料，在多種助劑的配合下，用常規涂料生產設備攪拌混合制備而成；多功能硅藻泥中的各組分構成如下:
去離子水35-40
硅溶膠/VAE復配乳液15-20
桂藻土25-35 相變儲能微膠囊 5-10
負離子抗菌添加劑1-1.5
羥乙基纖維素0.2-0.3
高分子吸水性樹脂0.2-0.4
分散劑 50400.5-0.7
潤濕劑 X-4050.1-0.2
多功能助劑AMP-950.1-0.2
消泡劑 AlO0.2-0.3
殺菌劑 LXE0.1-0.2 以上各組分計量單位以質量分數/%計；多功能硅藻泥制備工藝如下:A.硅溶膠/VAE復配乳液的制備:a.將醋酸乙烯酯一乙烯共聚乳液(VAE)用AMP-95調pH值至9_9.5 ；b.硅溶膠改性:將硅溶膠加入攪拌罐中，中速攪拌下加入0.15份十二烷基磺酸鈉和0.15份潤濕劑X-405，再加0.5份硅烷偶聯劑及消泡劑，攪拌分散30min，再靜置24h ；c.按質量比1:1的比例，在攪拌下將改性硅溶膠加入VAE乳液中，攪拌混合均勻，調體系PH值=9-9.5，制成硅溶膠/VAE乳液復合成膜物；B.相變儲能微膠囊的制備:d.將50份水加入反應釜中，攪拌中加入9份海藻酸鈉和2.4份殼聚糖，逐漸升溫至60°C，溶解后保溫待用；e.將相變溫度為23°C的石蠟39份加入反應釜中，升溫至60_70°C攪拌熔融成液體，保溫待用；f.氯化鈣1.5份加入5份水中溶解成溶液,待用；將第d步驟制備成的海藻酸鈉和殼聚糖混合水溶液加入分散罐中，在1500r/min攪拌下，徐徐加入第e步驟制成的熔融石臘,高速分散15min,變慢速攪拌,在500r/min下緩慢加入氯化鈣水溶液，攪拌中交聯6h，濾去水分成濾餅，在60°C下烘干成相變儲能微膠囊粉體，平均粒徑0.3mm，相變潛熱103.lj/g ；C.多功能硅藻泥的制備將去離子水加入分散罐中，攪拌中加入高吸水性樹脂、增稠劑溶解均勻，加入分散齊 、潤濕劑、消泡劑等助劑，再加入復合乳液成膜物攪拌混合均勻，加入硅藻土、相變儲能微膠囊粉體攪拌均勻成稠漿狀硅藻泥，經振動篩過濾、裝桶，制成多功能硅藻泥。本發明配方中原材料的選擇及其機理:1.成膜物的選擇:成膜物是影響硅藻泥涂層物理性能和環保性能的首要因素。用作硅藻泥的成膜物，其涂膜要求有較高的透氣性、粘結強度、耐水性、柔韌性和低VOC含量。聚合物與水接觸時，水分子與聚合物中的-O-、-S-、-N-等形成氫鍵，增強了吸濕能力。聚合物的極性越大，吸水能力越強，而非極性聚合物吸濕量幾乎為零，分子鏈上極性基團的種類和數量決定了吸濕能力；吸濕強度也與聚合物結構有關，分子越規整越不利于吸濕；膜的致密程度也會影響涂膜的吸濕能力，連續性越好，膜越致密，越不利于水分滲透，連續性越差，毛細作用越強，越利于水分子滲透。醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液(VAE)，具有極性強、粘結強度高、吸濕性好、耐水性優、柔性佳等特點，由于不含APEO和甲醛，醋酸乙烯殘留單體極低(< 0.05% ), Tg和MFFT低，無需添加成膜助劑可自行成膜，并且具有極低VOC含量，適于作硅藻泥的成膜物。單純乳液型涂料的調濕性不是很理想，在VAE乳液中加入無機成膜物硅溶膠，二者質量比為1:1時，涂膜的附著力和吸濕量均提高I倍。這是因為調濕涂料中添加適量硅溶膠，改善了涂膜的透水透氣、防腐、耐水性。由于VAE乳液與硅溶膠相容性較差，二者直接混合復配易出現相分離和后增稠現象，因此必須對二者分別進行改性處理。首先將VAE乳液的PH值由6調至9-9.5，使其與硅溶膠的PH值接近；其次用表面活性劑和硅烷偶聯劑對硅溶膠的細粒子進行包覆處理，使硅烷偶聯劑中的無機偶聯基團(R0)m-與硅溶膠中帶羥基SiO2膠粒表面產生交聯或吸附，使偶聯劑和表面活性劑以單分子層或多分子層的形式在SiO2粒子表面形成保護膜，從而消弱了納米SiO2粒子的表面能和吸附力，改善二者混合后的相容性、親合性及穩定性。2.相變儲能材料的選擇相變儲能材料，是指在一定的溫度范圍內，利用材料本身的相變或者結構變化，向環境自動吸收或釋放潛熱，從而達到調節環境溫度的一類物質，目前，常用的相變儲能材料有無機物和有機物兩大類，本發明制備的相變儲能微膠囊粉體為有機物材料，是利用海藻酸鈉和殼聚糖為復合載體材料(壁材)、復配石蠟(熔點23°C )為相變材料(芯材)、氯化鈣為交聯劑，通過海藻酸鈉陰離子和二價鈣離子螯合物形成空間網絡大分子，將石蠟固定在三維網絡中，形成密封性好、內部為空間網狀結構的核-殼相變儲能微珠，其芯壁質量比為3: 1，具有蓄能性能好、物化性能穩定、熱工性能好、相變溫度可調節、可加工成定形相變材料等優點。其調溫機理是:當室內溫度高于相變儲能材料的相變溫度(23°C )時，相變材料由固態轉變為液態的過程中，吸收空氣傳導熱和基層的蓄熱，并將熱能儲存起來，由此降低室內溫度，同時減少熱能通過墻體向外傳導，具有等效熱阻作用；當環境溫度低于相變材料的相對溫度(23°C)時，相變材料由液態轉變為固態，又將吸收儲存的熱能釋放出來，從而調節室內溫度，減少溫差變化的幅度。3.調濕材料的選擇調濕材料是一種依靠自身的吸放濕性能 ，感應所調空間空氣濕度的變化，通過對空氣中水分的吸附與解吸來自動調節密閉空間的濕度，目前開發的調濕材料有:硅膠、無機鹽類、有機高分子類和復合型調濕材料。本發明選用無機礦物硅藻土和有機高分子吸水性樹脂復合作吸濕材料。硅藻土是單細胞低等水生植物硅藻的遺骸堆積而成的，是一種含水二氧化硅礦物，經特殊處理提純、磨細后，成為一種密度小，質輕松散、多微孔結構粉末，孔隙率達85 %以上，比表面積達53.8萬/ (cm2/g)，飽和吸濕量達16 %，具有較大的孔容(1.34mg/g)和內比表面積。高吸水性樹脂由丙烯酸、丙烯酰胺、交聯劑N，N-亞甲基雙丙烯酰胺經引發劑過硫酸鉀引發反應而成，具有吸濕膨脹、放濕還原、高吸水、高放水、高增稠和水分遷移等性能。4.抗菌劑的選擇在硅藻泥制備的過程中，加入適量抗菌劑，便成為抗菌防霉硅藻泥。本發明選用的是負離子抗菌添加劑，是一種含負離子的晶體物質與無機抗霉劑相結合的功能型材料。其晶體所帶的負離子與空氣中帶正電荷的有毒有害氣體及細菌等相遇時便發生中和、包覆沉降；分散在涂膜中的負離子素晶體，每個顆粒周圍都形成一個微電場，細菌、微生物在電場電流作用下進行分解；分散在涂膜中的無機抗菌劑，在水和光的作用下溶出金屬離子或產生強氧化和分解能力的超氧離子自由基和羥基自由基，將細菌中的有機物氧化成C02、H2O等，起到殺菌作用。將I %質量份負離子抗菌添加劑添加到蓄能調濕硅藻泥中，使其即具有調溫調濕性能，又具有殺菌防霉、釋放負離子、祛除有害氣體、清新空氣等性能。本發明經過檢測，其性能如下表:多功能硅藻泥的性能表
權利要求
1.一種多功能硅藻泥，以醋酸乙烯酯一乙烯共聚乳液(VAE)與硅溶膠按質量比1:1混合復配物為成膜物，以硅藻土為調濕填料，以高分子吸水性樹脂為調濕劑，以相變儲能微膠囊粉體為蓄能調溫填料，以負離子抗菌添加劑為抗菌防霉材料，在多種助劑的配合下，用常規涂料生產設備攪拌混合制備而成； 多功能硅藻泥中的各組分構成如下: 去離子水35-40硅溶膠/VAE復配乳液15-20硅藻土25-35 相變儲能微膠囊粉體5-10 負離子 抗菌添加劑1-1.5 羥乙基纖維素0.2-0.3 高分子吸水性樹脂0.2-0.4 分散劑 50400.5-0.7潤濕劑 X-4050.1-0.2 多功能助劑AMP-950.1-0.2消泡劑 AlO0.2-0.3殺菌齊IJ LXE0.1-0.2 以上各組分計量單位以質量分數/%計。
2.如權利要求1所述多功能硅藻泥的制備方法:其工藝步驟如下: 多功能硅藻泥制備工藝如下: 硅溶膠/VAE復配乳液的制備: a.將醋酸乙烯酯一乙烯共聚乳液用AMP-95調pH值至9-9.5 ； b.硅溶膠改性:將硅溶膠加入攪拌罐中，中速攪拌下加入0.15份十二烷基磺酸鈉和0.15份潤濕劑X-405，再加0.5份硅烷偶聯劑及消泡劑，攪拌分散30min，再靜置24h ； c.按質量比1:1的比例，在攪拌下將改性硅溶膠加入醋酸乙烯酯一乙烯共聚乳液中，攪拌混合均勻，調體系PH值=9-9.5，制成硅溶膠乳液成膜物； 相變儲能微膠囊粉體的制備: d.將50份水加入反應釜中，攪拌中加入9份海藻酸鈉和2.4份殼聚糖，逐漸升溫至60°C，溶解后保溫待用； e.將相變溫度為23°C的石蠟39份加入反應釜中，升溫至60_70°C攪拌熔融成液體，保溫待用； f.氯化鈣1.5份加入5份水中溶解成溶液，待用；將第d步驟制備成的海藻酸鈉和殼聚糖混合水溶液加入分散罐中，在1500r/min攪拌下，徐徐加入第e步驟制成的熔融石蠟，高速分散15min,變慢速攪拌,在500r/min下緩慢加入氯化韓水溶液,攪拌中交聯6h,濾去水分成濾餅，在60°C下烘干成相變儲能微膠囊粉體,平均粒徑0.3mm,相變潛熱103.lj/g ；多功能硅藻泥的制備: G.將去離子水加入分散罐中，攪拌中加入高吸水性樹脂、增稠劑溶解均勻，加入分散齊IJ、潤濕劑、 消泡劑等助劑，再加入硅溶膠ΛΑΕ復配乳液攪拌混合均勻，加入硅藻土、相變儲能微膠囊粉體攪拌均勻成稠漿狀硅藻泥，經振動篩過濾、裝桶，制成多功能硅藻泥。
全文摘要
本發明公開了一種多功能硅藻泥，以醋酸乙烯酯一乙烯共聚乳液(VAE)與硅溶膠按質量比1∶1復配乳液為成膜物，以硅藻土為調濕填料，以高分子吸水性樹脂為調濕劑，以相變儲能微膠囊為蓄能調溫填料，以負離子抗菌添加劑為抗菌防霉材料，在多種助劑的配合下，用常規涂料生產設備攪拌混合制備而成，本發明具有自動調溫控溫、吸濕放濕、抗菌防霉、清新空氣、去除有害氣體、釋放負離子、隔音降噪及生態環保的多種功能，夏季降低室內溫度3℃左右，冬季可提高室內溫度2℃左右，夏季節省空調電能30％，冬季節省采暖能耗20％。具有良好的推廣應用前景。
文檔編號C09D1/00GK103146264SQ20131006882
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月5日 優先權日2013年3月5日
發明者劉成樓, 唐國軍 申請人:北京國泰瑞華精藻硅特種材料有限公司