CN107224867A - 一种贝壳粉室内空气净化壁材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种贝壳粉室内空气净化壁材及其制备方法，属于聚合物复合材料技术领域，按质量和为100％计算，由30％‑60％的贝壳粉混合物、5％‑20％的壳聚糖、10％‑40％的灰钙、5％‑20％微孔偏硅酸钙、5％‑15％的铁酸钙、5％‑20％的水洗高岭土及10％‑25％的高分子共聚物粘合剂组成。该材料具有高效吸附、分解有害气体和异味、抑菌、杀菌、抗静电功能。所使用的壳聚糖能分解去除甲醛等空气中有害物质，清除率高达99％，壳聚糖可以有效的将甲醛降到0.05％以下，壳聚糖中具有较高反应活性的胺基(‑NH2)可与许多气态的有害物质进行化学反应，分解成水和肟。

Description

一种贝壳粉室内空气净化壁材及其制备方法
技术领域
本发明属于聚合物复合材料技术领域，具体涉及一种以贝壳粉和壳聚糖为主要成分的室内空气净化壁材及其制备方法。
背景技术
室内装修大量使用的乳胶漆、油漆、复合板材、皮革、泡沫填充物等材料以及家具含有大量的挥发性有毒化合物，特别是苯、二甲苯、甲醛，严重污染室内空气，危害人们特别是儿童的健康。目前市场上销售的室内装饰壁材主要是乳胶漆、硅藻泥、壁纸。这些材料都不能净化室内空气，本身还含有有害物质。国内外对具有净化空气的绿色环保装饰壁材的研究越来越重视，但到目前为止市场上还没有能够真正分解甲醛等有害气体的室内装饰壁材。
以贝壳粉和壳聚糖以及铁酸钙和无机功能材料为主要成分的具有能够净化室内空气和高效分解甲醛功能的一种室内净化空气装饰壁材新材料，是未来室内空气净化装饰壁材的发展趋势，将会越来越受到人们的重视。
发明内容
为了解决现有技术中存在的室内装饰壁材成本高、能耗大、本身存在污染及以贝壳粉为基材的室内空气净化材料不能高效分解甲醛等有害气体的缺点，本发明提供了一种以贝壳粉和壳聚糖以及铁酸钙和无机功能材料为主要成分的具有能够净化室内空气和高效分解甲醛功能的一种室内净化空气装饰壁材及其制备方法，该材料具有高效吸附、分解有害气体和异味、抑菌、杀菌、抗静电功能。所使用的壳聚糖能分解去除甲醛等空气中有害物质，清除率高达99％，壳聚糖可以有效的将甲醛降到0.05％以下，壳聚糖中具有较高反应活性的胺基(-NH2)可与许多气态的有害物质进行化学反应，分解成水和肟。
本发明通过如下技术方案实现：
一种贝壳粉室内空气净化壁材，按质量和为100％计算，由30％-60％的贝壳粉混合物、5％-20％的壳聚糖、10％-40％的灰钙、5％-20％微孔偏硅酸钙、5％-15％的铁酸钙、5％-20％的水洗高岭土及10％-25％的高分子共聚物粘合剂组成。
进一步地，所述的高分子共聚物粘合剂充当成膜和固化作用，其由醋酸乙烯酯-丙烯酸酯-叔碳酸乙烯酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物及石膏粉组成；其各组分的质量百分比为：醋酸乙烯酯-丙烯酸酯-叔碳酸乙烯酯共聚物20％-50％、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20％-60％、石膏粉10％-30％,
进一步地，所述的贝壳粉混合物为经过460℃高温煅烧、粉碎制备，所述贝壳粉混合物的粒径为800目-1250目,贝壳粉混合物为夏夷贝壳粉、珍珠贝壳粉、牡蛎贝壳粉及蟹壳粉的混合物,其混合物的各组分的质量百分比为：25％夏夷贝壳粉、30％珍珠贝壳粉、40％牡蛎贝壳粉及5％蟹壳粉。
一种贝壳粉室内空气净化壁材的制备方法，具体步骤如下：
(1)、壳聚糖的制备；
(2)、高分子共聚物粘合剂粉体的制备：
将质量百分数为20％-50％的醋酸乙烯酯-丙烯酸酯-叔碳酸乙烯酯共聚物、20％-60％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物及10％-30％的石膏粉均匀混合,制备出高分子共聚物粘合剂粉体；
(3)、将质量百分数为5％-20％步骤(1)制备的壳聚糖粉料、10％-25％步骤(2)制备的高分子共聚物粘合剂粉体、30％-60％的贝壳粉混合物、10％-40％的灰钙、5％-20％微孔偏硅酸钙、5％-15％的铁酸钙及5％-20％的水洗高岭土充分混合；
(4)、施工时，将上述干粉混合材料按重量比1：1.5加入普通自来水，静置15分钟后，均匀搅拌10-20分钟即可使用。
进一步地，步骤(1)所述的壳聚糖的制备方法如下：
a、取10g虾、蟹甲壳清洗干净、烘干、粉碎，然后置于100ml的2mol/L盐酸溶液反应4-5h，过滤，再用2mol/L盐酸在0℃处理12-20h，过滤、水洗至中性，滤出固体；
b、用碱溶液对步骤a滤出的固体进行碱性处理3-4h，温度控制在90-95℃；重复酸、碱处理1-2次，去掉碳酸钙、磷酸盐、蛋白质及色素，得到的固体产物用无水乙醇、***洗涤，减压干燥，即得白色固体甲壳质；
c、取步骤b制备的甲壳质加入质量浓度为40％-45％的氢氧化钠溶液中其中，甲壳质与氢氧化钠溶液的质量比为1：15-20，110℃条件下反应1h，过滤，用水洗涤至中性；依不同脱乙酰度的要求，重复1-2次处理，减压干燥，即得脱乙酰度达60％-99％，可得壳聚糖。
进一步地，步骤(b)所述的碱溶液为氢氧化钠和氢氧化钾，质量浓度为5％-10％，氢氧化钠和氢氧化钾的质量比为1:8。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、所使用的壳聚糖能分解去除甲醛等空气中有害物质，清除率高达99％，壳聚糖可以有效的将甲醛降到0.05％以下，壳聚糖中具有较高反应活性的胺基(-NH2)可与许多气态的有害物质进行化学反应，分解成水和肟。
2、采用的高分子共聚物粘合剂充当成膜和固化作用，具有较强的成膜性和强度。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的方法进行说明，所述的实施例只是对本发明的权利要求的具体描述，权利要求包括但不限于所述的实施例内容。
下述实施例中所述的试剂和材料如无特殊说明，均可从商业途径获得；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法.
实施例1
一种贝壳粉室内空气净化壁材，按质量和为100％计算，由30％的贝壳粉混合物(粒径1250目)、5％的壳聚糖、25％的灰钙、10％微孔偏硅酸钙、10％的铁酸钙、10％的水洗高岭土及10％的高分子共聚物粘合剂组成。
其中，所述的高分子共聚物粘合剂充当成膜和固化作用，其由醋酸乙烯酯-丙烯酸酯-叔碳酸乙烯酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物及石膏粉组成；其各组分的质量百分比为：醋酸乙烯酯-丙烯酸酯-叔碳酸乙烯酯共聚物20％、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20％、石膏粉10％。
所述的贝壳粉混合物为经过460℃高温煅烧、粉碎制备，所述贝壳粉混合物的粒径为1250目,贝壳粉混合物为夏夷贝壳粉、珍珠贝壳粉、牡蛎贝壳粉及蟹壳粉的混合物,其混合物的各组分的质量百分比为：25％夏夷贝壳粉、30％珍珠贝壳粉、40％牡蛎贝壳粉及5％蟹壳粉。
本发明所述的一种贝壳粉室内空气净化壁材的制备方法，具体步骤如下：
(1)、壳聚糖的制备；
(2)、高分子共聚物粘合剂粉体的制备：
将质量百分数为20％的醋酸乙烯酯-丙烯酸酯-叔碳酸乙烯酯共聚物、20％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物及10％的石膏粉均匀混合,制备出高分子共聚物粘合剂粉体；
(3)、将质量百分数为5％步骤(1)制备的壳聚糖粉料、10％步骤(2)制备的高分子共聚物粘合剂粉体、30％的贝壳粉混合物、25％的灰钙、10％微孔偏硅酸钙、10％的铁酸钙及10％的水洗高岭土充分混合；
(4)、施工时，将上述干粉混合材料按重量比1：1.5加入普通自来水，静置15分钟后，均匀搅拌10分钟即可使用。
其中，步骤(1)所述的壳聚糖的制备方法如下：
a、取10g虾、蟹甲壳清洗干净、烘干、粉碎，然后置于100ml的2mol/L盐酸溶液反应4h，过滤，再用2mol/L盐酸在0℃处理12h，过滤、水洗至中性，滤出固体；
b、用质量浓度为5％的氢氧化钠和氢氧化钾溶液(两者质量比为1:8)对步骤a滤出的固体进行碱性处理3h，温度控制在90℃；重复酸、碱处理2次，去掉碳酸钙、磷酸盐、蛋白质及色素，得到的固体产物用无水乙醇、***洗涤，减压干燥，即得白色固体甲壳质；
c、取步骤b制备的甲壳质加入浓度为40％的氢氧化钠溶液，两者的质量比为1：15，110℃条件下反应1h，过滤，用水洗涤至中性；依不同脱乙酰度的要求，重复2次处理，减压干燥，即得，脱乙酰度达60％-99％。可得壳聚糖。
实施例2
一种贝壳粉室内空气净化壁材，按质量和为100％计算，由35％的贝壳粉混合物(粒径800目)、10％的壳聚糖、15％的灰钙、10％微孔偏硅酸钙、10％的铁酸钙、10％的水洗高岭土及10％的高分子共聚物粘合剂组成。
制备方法同实施例1。
实施例3
一种贝壳粉室内空气净化壁材，按质量和为100％计算，由40％的贝壳粉混合物(粒径1250目)、10％的壳聚糖、10％的灰钙、10％微孔偏硅酸钙、5％的铁酸钙、10％的水洗高岭土及15％的高分子共聚物粘合剂组成。
制备方法同实施例1。
实施例4
一种贝壳粉室内空气净化壁材，按质量和为100％计算，由40％的贝壳粉混合物(粒径1250目)、5％的壳聚糖、10％的灰钙、10％微孔偏硅酸钙、5％的铁酸钙、15％的水洗高岭土及15％的高分子共聚物粘合剂组成。
制备方法同实施例1。
实施例5
一种贝壳粉室内空气净化壁材，按质量和为100％计算，由45％的贝壳粉混合物(粒径1250目)、8％的壳聚糖、10％的灰钙、10％微孔偏硅酸钙、5％的铁酸钙、10％的水洗高岭土及12％的高分子共聚物粘合剂组成。
制备方法同实施例1。
实施例6
一种室内空气净化壁材，按质量和为100％计算，由50％的贝壳粉混合物(粒径1250目)、5％的壳聚糖、10％的灰钙、10％微孔偏硅酸钙、5％的铁酸钙、5％的水洗高岭土及15％的高分子共聚物粘合剂组成。
制备方法同实施例1。
实施例7
一种贝壳粉室内空气净化壁材，按质量和为100％计算，由50％的贝壳粉混合物(粒径800目)、5％的壳聚糖、10％的灰钙、5％微孔偏硅酸钙、5％的铁酸钙、5％的水洗高岭土及20％的高分子共聚物粘合剂组成。
制备方法同实施例1。

Claims (6)

1.一种贝壳粉室内空气净化壁材，其特征在于，按质量和为100％计算，由30％-60％的贝壳粉混合物、5％-20％的壳聚糖、10％-40％的灰钙、5％-20％微孔偏硅酸钙、5％-15％的铁酸钙、5％-20％的水洗高岭土及10％-25％的高分子共聚物粘合剂组成。
2.如权利要求1所述的一种贝壳粉室内空气净化壁材，其特征在于，所述的高分子共聚物粘合剂充当成膜和固化作用，其由醋酸乙烯酯-丙烯酸酯-叔碳酸乙烯酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物及石膏粉组成；其各组分的质量百分比为：醋酸乙烯酯-丙烯酸酯-叔碳酸乙烯酯共聚物20％-50％、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20％-60％、石膏粉10％-30％,
3.如权利要求1所述的一种贝壳粉室内空气净化壁材，其特征在于，所述的贝壳粉混合物为经过460℃高温煅烧、粉碎制备，所述贝壳粉混合物的粒径为800目-1250目,贝壳粉混合物为夏夷贝壳粉、珍珠贝壳粉、牡蛎贝壳粉及蟹壳粉的混合物,其混合物的各组分的质量百分比为：25％夏夷贝壳粉、30％珍珠贝壳粉、40％牡蛎贝壳粉及5％蟹壳粉。
4.如权利要求1所述的一种贝壳粉室内空气净化壁材的制备方法，其特征在于，其步骤如下：
(1)、壳聚糖的制备；
(2)、高分子共聚物粘合剂粉体的制备：
将质量百分数为20％-50％的醋酸乙烯酯-丙烯酸酯-叔碳酸乙烯酯共聚物、20％-60％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物及10％-30％的石膏粉均匀混合,制备出高分子共聚物粘合剂粉体；
(3)、将质量百分数为5％-20％步骤(1)制备的壳聚糖粉料、10％-25％步骤(2)制备的高分子共聚物粘合剂粉体、30％-60％的贝壳粉混合物、10％-40％的灰钙、5％-20％微孔偏硅酸钙、5％-15％的铁酸钙及5％-20％的水洗高岭土充分混合；
(4)、施工时，将上述干粉混合材料按重量比1：1.5加入普通自来水，静置15分钟后，均匀搅拌10-20分钟即可使用。
5.如权利要求4所述的一种贝壳粉室内空气净化壁材的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的壳聚糖的制备方法如下：
a、取10g虾、蟹甲壳清洗干净、烘干、粉碎，然后置于100ml的2mol/L盐酸溶液反应4-5h，过滤，再用2mol/L盐酸在0℃处理12-20h，过滤、水洗至中性，滤出固体；
b、用碱溶液对步骤a滤出的固体进行碱性处理3-4h，温度控制在90-95℃；重复酸、碱处理1-2次，去掉碳酸钙、磷酸盐、蛋白质及色素，得到的固体产物用无水乙醇、***洗涤，减压干燥，即得白色固体甲壳质；
c、取步骤b制备的甲壳质加入质量浓度为40％-45％的氢氧化钠溶液中，其中，甲壳质与氢氧化钠溶液的质量比为1：15-20，110℃条件下反应1h，过滤，用水洗涤至中性；依不同脱乙酰度的要求，重复1-2次处理，减压干燥，即得脱乙酰度达60％-99％，可得壳聚糖。
6.如权利要求5所述的一种贝壳粉室内空气净化壁材的制备方法，其特征在于：步骤(b)所述的碱溶液为氢氧化钠和氢氧化钾，质量浓度为5％-10％，氢氧化钠和氢氧化钾的质量比为1:8。
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