專利名稱：可發(fā)生負(fù)離子的表面鍍膜液狀混成涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種涂料，具體是涉及可持續(xù)性釋放出有益于環(huán)境的負(fù)離子的功能性材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
在自然界中，大氣離子雖非具體可觸見，但人類卻仍能感受負(fù)離子的存在。雷電過后，因?yàn)殡姄粼诳諝庵挟a(chǎn)生了大量的負(fù)離子，野外的空氣會(huì)格外清新；在海洋中海浪頻繁的涌動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生大量的負(fù)離子，海邊空氣會(huì)令人心曠神怡。相反，大氣中過多的正離子會(huì)引起失眠、頭疼、心煩、血壓升高等反應(yīng)。例如在人群密集、空氣污濁的場(chǎng)所，空氣正離子數(shù)量驟增，會(huì)給人感覺疲乏。因此，負(fù)離子濃度的高低與人們的健康息息相關(guān)，人們時(shí)刻需要負(fù)離子來造就凈化的環(huán)境。現(xiàn)在已經(jīng)有將負(fù)離子導(dǎo)入人們生活環(huán)境多種方式，例如利用光暈放電及電子束原理制造負(fù)離子的空氣清凈機(jī)，并且有將電氣石粉攙混入樹脂纖維，經(jīng)由空氣通濾器制造來供給負(fù)離子的方法；但是利用以光暈放電所制造負(fù)離子的同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生氮氧化物及臭氧等不利于人體的負(fù)面影響。而將電氣石粉攙混入樹脂纖維的空氣過濾器，其必須強(qiáng)制空氣通過僅能產(chǎn)生微量的負(fù)離子濃度，并且必須賦予設(shè)備硬件構(gòu)造的條件來給予摩擦力及物理應(yīng)力的外部刺激來達(dá)成。電氣制品所產(chǎn)生的負(fù)離子濃度受到距離及空間的因素，釋放的負(fù)離子生命周期短，或是單純只以電氣石微粉加入涂料或纖維、塑料就能釋放負(fù)離子也言過其實(shí)，因?yàn)殡姎馐?族)(tourmaline)(Na，Ca)(Al，Te，Li，Mg)3Al6(BO3)3Si6-O18(OH)4它是一種環(huán)狀硅酸鹽礦物，具玻璃光澤，以各種顏色產(chǎn)出，具焦電特性(pyroelectricity)，即組成礦物之晶體在當(dāng)其溫度有所變化時(shí)(例如增加溫度)時(shí)，會(huì)在極軸(c軸)之兩端造成正、負(fù)電荷同時(shí)發(fā)展之現(xiàn)象，引起其自發(fā)偏極矩的變化，而在材料表面呈靜電荷分布，這種效應(yīng)即稱為焦電效應(yīng)。電氣石在溫度增加時(shí)會(huì)產(chǎn)生電位，鐵電材料中，電氣石雖具有焦電性，但欲達(dá)成釋放負(fù)離子的目的則尚需藉由物理性的外部刺激輔助，且平均粒度應(yīng)控制在1mm～5μm以確保負(fù)離子發(fā)生效率不因其結(jié)晶構(gòu)造及極化現(xiàn)象的變化而導(dǎo)致負(fù)離子發(fā)生的釋放濃度劣化，所以此種單純礦物類型的產(chǎn)品所發(fā)生的負(fù)離子性能，較難以對(duì)環(huán)境凈化的功能有所發(fā)揮。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述之不足，而提供一種具有可長效及持續(xù)性的釋放負(fù)離子及抑菌功能、有助于環(huán)境凈化的表面鍍膜液狀混成涂料及其生產(chǎn)方法。
本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的而采用的技術(shù)解決方案如下一種可發(fā)生負(fù)離子的表面鍍膜液狀混成涂料，其特征在于，它是由加工精制礦物組合物微粉混合了溶劑以及添加劑、樹脂、水而構(gòu)成的液態(tài)混合物，所述礦物組合物微粉中含有SiO2、Al2O3、CaO、P2O5、ZrO2、TiO2、稀土氧化物及電氣石微粉；該液態(tài)混合物中含有SiO2、Al2O3、CaO、P2O5、ZrO2、TiO2、稀土氧化物的微粉及電氣石微粉鍛燒而成的混合礦物組合物微粉30～70wt％，水20～40wt％、樹脂1～50wt％和添加劑0.1～15wt％及作為溶媒的樹脂單體1～50wt％。
所述液態(tài)混合物中還包含有1～5wt％水性分散劑、7～25wt％水性成膜劑。
所述電氣石微粉是采用占30-50％含量的天然鐵電性礦物電氣石微粉。
該加工精制礦物的微粉化粒度，平均粒度控制在5.0μm以下。
所述樹脂系基材及樹脂單體，采用光硬化樹脂或環(huán)氧樹脂、聚氨基甲酸酯樹脂、酚醛樹脂、多烯系等耐水性好的樹脂；耐磨耗性表現(xiàn)佳的聚酯、丙烯硬質(zhì)類樹脂；所述添加劑是界面活性劑、感光起始劑。
一種制造可發(fā)生負(fù)離子的表面鍍膜液狀混成涂料方法，它是首先將含有SiO2、Al2O3、CaO、P2O5、ZrO2、TiO2、稀土氧化物的微粉及電氣石微粉混合鍛燒構(gòu)成礦物組合物微粉；然后將其與溶劑以及添加劑、樹脂混合攪拌構(gòu)成的液態(tài)混合物；將上述液狀混成涂抹料，以噴、涂、刷、浸、烤方式涂裝于磁磚、混凝土板、塑料板、石膏板建材制品表面做表面涂層固化加工制成。
上述液狀混成涂抹料，也可在內(nèi)外裝建材制品制作過程中攙入而成型處理制成。
本發(fā)明采用上述技術(shù)解決方案所能達(dá)到的有益效果是一、環(huán)保；本發(fā)明的可發(fā)生負(fù)離子的表面鍍膜液狀組成物涂料，作用是在表面涂布一可發(fā)生負(fù)離子形成層(膜)，若同時(shí)為了賦予高度的耐藥品性及耐水性、耐久性，可使用硬化(架橋劑)型的樹脂，促使一劑型的形成膜在常溫或以加熱處理或紫外線照射而硬化成膜。如果應(yīng)用在磁磚制品則是在磁磚的施釉完成后噴涂一道涂在未經(jīng)燒制的釉面上，然后進(jìn)入燒成完成燒附在磁磚釉面的形成層。其耐水性、耐久性最好，可持續(xù)長久進(jìn)行負(fù)離子的釋放，具有抑菌和凈化環(huán)境功能。
關(guān)于負(fù)離子的釋放效果，例如采用上述可發(fā)生負(fù)離子的表面鍍膜液狀混成涂料，在磁磚表面滾印或噴涂等方式施予表面涂層，經(jīng)過高溫?zé)珊?，在靜止?fàn)顟B(tài)下，30×30cm的表面積，可持續(xù)發(fā)生至少約1000(個(gè))/cm3左右的負(fù)離子。
二、應(yīng)用范圍廣；可適用于磁磚、混凝土板、塑料板、石膏板等內(nèi)外裝建材制品表面，具有良好的推廣價(jià)值。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的可發(fā)生負(fù)離子的表面鍍膜液狀混成涂料，它為由加工精制礦物組合物微粉混合了溶劑以及添加劑、樹脂而構(gòu)成的液態(tài)混合物；所述加工精制礦物微粉組合物，包括SiO2、Al2O3、CaO、P2O5、ZrO2、TiO2和稀土氧化物的微粉及電氣石粉混合后經(jīng)燒制而成。
樹脂系基材，可使用如環(huán)氧樹脂、聚氨基甲酸酯樹脂、丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、酚醛樹脂、多烯系樹脂等。
實(shí)施例一將非離子界面活性劑(硅烷基)0.5wt％，和丙烯基乙二醇49.5wt％，與含SiO2、Al2O3、CaO、P2O5、ZrO2、TiO2、稀土族無機(jī)非金屬氧化物及電氣石混合燒成的焦電性加工精制礦物組合粉末50wt％(平均粒徑2～5μm)，采用剪切攪拌混合或球磨混合方式，加工成為可發(fā)生負(fù)離子的具良好分散懸浮性、成膜性及滲透力的表面鍍膜液狀混成涂料；并以之噴涂在施釉完成尚未燒成的磁磚表面，噴涂量為100～200g/m2，再經(jīng)過磁磚燒成成為涂層附著。
實(shí)施例二壓克力聚酯系光硬化樹脂(photopolymer)12wt％和感光起始劑(photo initiator)0.1wt％及壓克力聚酯系光硬化樹脂單體(monomer)37.9wt％，與含SiO2、Al2O3、CaO、P2O5、ZrO2、TiO2、稀土族無機(jī)非金屬氧化物及電氣石混合燒成的焦電性加工精制礦物組合粉末50wt％(平均粒2~5μm)，采用剪切攪拌混練方式制造可發(fā)生負(fù)離子的表面鍍膜液狀混成涂料；并以之噴涂在建材板材表面成為涂層附著，涂布用量約為6~14m2/kg；涂層硬化速度可隨著感光起始劑濃度增加或稀釋單體添加比例增加，來調(diào)整光硬化的反應(yīng)速率，本實(shí)施例可適用噴涂于內(nèi)部裝飾板材。
作為發(fā)生負(fù)離子的材料，使用電氣石混合含SiO2、Al2O3、CaO、P2O5、ZrO2、TiO2及其它多種稀土族元素的氧化物混合物燒制而構(gòu)成的加工精制礦物組合物是最理想的組合。使用上述含SiO2、Al2O3、CaO、P2O5、ZrO2、TiO2、稀土族無機(jī)非金屬氧化物及電氣石燒成的焦電性加工精制礦物組合粉末，其負(fù)離子發(fā)生的原理，乃是由表面涂層具有熱電性和壓電性，在接觸到空氣中的溫度和壓力的微小變化下，產(chǎn)生激發(fā)作用能夠引起負(fù)離子晶體之間的電位差，這種靜電高壓可達(dá)100萬電子伏特，從而形成電場(chǎng)，電場(chǎng)中的空氣發(fā)生電離，電離的電子附著于附近的水和氧分子，使其轉(zhuǎn)化為空氣負(fù)離子。
本發(fā)明的可發(fā)生負(fù)離子的表面鍍膜液狀混成涂料加工噴涂在磁磚、木質(zhì)板和石膏板、金屬板、水泥板等建材塊板上，能給予建材塊板在室內(nèi)空間持續(xù)發(fā)揮負(fù)離子生成的作用。譬如可釋放負(fù)離子的瓷磚使用于廁所或客廳臥室內(nèi)裝空間，能有效發(fā)揮消臭的空氣清凈效果；同樣如果使用可釋放負(fù)離子功能的水泥板、石膏板、樹脂板等內(nèi)裝板材時(shí)可達(dá)到同樣的去除異味與凈化環(huán)境空氣的效果。
權(quán)利要求
1.一種可發(fā)生負(fù)離子的表面鍍膜液狀混成涂料，其特征在于，它是由加工精制礦物組合物微粉混合了溶劑以及添加劑、樹脂、水而構(gòu)成的液態(tài)混合物，所述礦物組合物微粉中含有SiO2、Al2O3、CaO、P2O5、ZrO2、TiO2、稀土氧化物及電氣石微粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可發(fā)生負(fù)離子的表面鍍膜液狀混成涂料，其特征在于，該液態(tài)混合物中含有SiO2、Al2O3、CaO、P2O5、ZrO2、TiO2、稀土氧化物的微粉及電氣石微粉鍛燒而成的混合礦物組合物微粉30～70wt％，水20～40wt％、樹脂1～50wt％和添加劑0.1～15wt％及作為溶媒的樹脂單體1～50wt％。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可發(fā)生負(fù)離子的表面鍍膜液狀混成涂料，其特征在于，所述液態(tài)混合物中還包含有1～5wt％水性分散劑、7～25wt％水性成膜劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可發(fā)生負(fù)離子的表面鍍膜液狀混成涂料，其特征在于，所述電氣石微粉是采用占30-50％含量的天然鐵電性礦物電氣石微粉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可發(fā)生負(fù)離子的表面鍍膜液狀混成涂料，其特征在于，所述礦物組合物微粉的微粉化粒度，平均粒度控制在5.0μm以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可發(fā)生負(fù)離子的表面鍍膜液狀混成涂料，其特征在于，所述樹脂為基材及樹脂單體，采用光硬化樹脂或環(huán)氧樹脂、聚氨基甲酸酯樹脂、酚醛樹脂、多烯系耐水性好的樹脂；耐磨耗性表現(xiàn)佳的聚酯、丙烯硬質(zhì)類樹脂；所述添加劑是界面活性劑、感光起始劑。
7.一種制造權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的可發(fā)生負(fù)離子的表面鍍膜液狀混成涂料方法，其特征在于，它是首先將含有SiO2、Al2O3、CaO、P2O5、ZrO2、TiO2、稀土氧化物的微粉及電氣石微粉混合鍛燒構(gòu)成礦物組合物微粉；然后將其與溶劑以及添加劑、樹脂混合攪拌構(gòu)成的液態(tài)混合物；將上述液狀混成涂抹料，以噴、涂、刷、浸、烤方式涂裝于磁磚、混凝土板、塑料板、石膏板建材制品表面做表面涂層固化加工制成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可發(fā)生負(fù)離子的表面鍍膜液狀混成涂料及其制備方法，其特征在于，它是由加工精制礦物組合物微粉混合了溶劑以及添加劑、樹脂、水而構(gòu)成的液態(tài)混合物，所述礦物組合物微粉中含有SiO
文檔編號(hào)C09D175/04GK1903957SQ20061003655
公開日2007年1月31日 申請(qǐng)日期2006年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月18日
發(fā)明者林仁鈞 申請(qǐng)人:廣東三水大鴻制釉有限公司