CN114016687A - 一种可去除甲醛的墙体材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可去除甲醛的墙体材料，包括墙体抹面砂浆层以及涂覆在墙体抹面砂浆层表面的功能层；所述墙体抹面砂浆层，以重量份计，包括普通硅酸盐水泥80‑100份、砂100‑150份、多孔EVA材料5‑10份，缓凝剂1‑2份、纤维素醚2‑3份，减水剂1‑2份和水70‑80份；所述功能层以重量份计，包括丙烯酸乳液30‑50份、纳米氧化钛/生物陶瓷/硅藻土复合填料15‑20份，催干剂0.5‑1份，成膜助剂1‑2份，消泡剂1‑2份，水15‑20份。本发明还提供了该墙体材料的制备方法。本发明提供的墙体材料不仅与基体结合性能好，且可有效去除甲醛，机械性能好，且具有一定的保温性能，制备方法简单。

Description

一种可去除甲醛的墙体材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种可去除甲醛的墙体材料及其制备方法。
背景技术
随着人民生活水平的提高，人们的环保意识和消费理念也上升到了不同的维度。人们对居住环境的质量和环境的要求也越来越高。甲醛是室内空气主要污染物之一，甲醛浓度过高对人和生物有致畸、致癌和致基因突变性。在我国，有毒化学品名单上甲醛居于第二位。近几年来，国内外众多学者***研究了甲醛降解技术。
申请号为CN201610064801.3的专利提供了一种环保墙体面膜材料及其制备方法，一种环保墙体面膜材料及其制备方法，该面膜材料包括以下重量百分比的各组分：负离子粉5～10％，纳米TiO2粉5～10％，银离子制剂1～5％，无机包裹剂10～15％，成膜助剂4～8％、腻子粉50～80％。本发明的墙体面膜材料在使用过程中用洁净水调成适宜的刮涂稠度，通过把墙体面膜材料涂覆于室内墙壁、天花板上，吸收室内二氧化碳固化形成一层面膜，不仅可永久释放负离子，降低室内PM2.5，而且可以抑制细菌病毒的活性，防菌除霉，催化降解空气中的甲醛等有毒有害气体，从而达到改善室内空气质量，抗菌除霉的效果。由上述现有技术可知，在墙体材料中加入一定的光催化剂纳米氧化钛可有效降解室内甲醛。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种可去除甲醛的墙体材料及其制备方法，本发明提供的墙体材料不仅与基体结合性能好，且可有效去除甲醛，机械性能好，且具有一定的保温性能，制备方法简单。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种可去除甲醛的墙体材料，包括墙体抹面砂浆层以及涂覆在墙体抹面砂浆层表面的功能层；所述墙体抹面砂浆层，以重量份计，包括普通硅酸盐水泥80-100份、砂100-150份、多孔EVA材料5-10份，缓凝剂1-2份、纤维素醚2-3份，减水剂1-2份和水70-80份；所述功能层以重量份计，包括丙烯酸乳液30-50份、纳米氧化钛/生物陶瓷/硅藻土复合填料15-20份，催干剂0.5-1份，成膜助剂1-2份，消泡剂1-2份，水15-20份。
作为上述技术方案的优选，所述缓凝剂为柠檬酸钠、酒石酸钠中的一种或多种混合，所述减水剂为木质素磺酸盐减水剂，所述砂为50-80目的河砂或石英砂。
作为上述技术方案的优选，所述催干剂为乙酰丙酮锰，所述成膜助剂为丙二醇甲醚醋酸酯，所述消泡剂为有机硅消泡剂。
作为上述技术方案的优选，所述多孔EVA材料的制备方法为：将EVA树脂、AC发泡剂、交联剂DCP、氧化锌、硬脂酸锌在100℃下混合研磨均匀，然后置于模具内进行发泡成型，然后粉碎，制得多孔EVA材料。
作为上述技术方案的优选，所述EVA树脂中醋酸乙烯酯的含量为18wt％，密度为0.95g/cm3，熔体流动速率为3g/10min(190℃/2.16kg)。
作为上述技术方案的优选，所述EVA树脂、AC发泡剂、交联剂DCP、氧化锌、硬脂酸锌的质量比为100：(2-3)：(0.7-0.9)：2：1。
作为上述技术方案的优选，所述发泡成型的温度为160℃，压力为10MPa，成型时间为10min。
作为上述技术方案的优选，所述纳米氧化钛/生物陶瓷/硅藻土复合填料的制备方法为：将硅藻土粉末和水混合进行超声分散处理，制得悬浮液；向悬浮液中依次缓慢滴加硫酸、硫酸氧钛溶液，滴加结束后剧烈搅拌，之后采用稀氨水调节体系pH至4.5,搅拌沉淀，沉淀结束后将沉淀洗涤，之后将洗涤后的沉淀加入到硝酸铋的硝酸溶液中充分搅拌分散，之后滴加氯化钾溶液，采用稀氨水调节体系pH至6，过滤，并将沉淀洗涤，干燥，干燥后的固体置于马弗炉内进行煅烧处理，即得。
作为上述技术方案的优选，所述超声分散处理的功率为500W，时间为30min；所述剧烈搅拌的时间为30min，搅拌转速为3000rpm；所述搅拌沉淀的时间为1.5-2.5h，搅拌沉淀的转速为1500rpm。
作为上述技术方案的优选，所述硫酸氧钛溶液的浓度为1mol/L，所述硝酸铋的硝酸溶液，是采用浓度为50wt％硝酸溶液和五水合硝酸铋混合而成，五水合硝酸铋与硝酸的摩尔比为1:3.5；所述氯化钾溶液的浓度为20wt％；所述硅藻土、硫酸氧钛、五水合硝酸铋、氯化钾的质量比为5：(5-6)：(4-4.2)：0.95。
作为上述技术方案的优选，所述煅烧的条件为：在500-600℃下煅烧处理2-3h。
为了更好的解决上述技术问题，本发明还提供了如下技术方案：
一种可去除甲醛的墙体材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份计，将普通硅酸盐水泥、砂、多孔EVA材料、缓凝剂、纤维素醚、减水剂和水混合搅拌均匀制成浆体，然后均匀涂抹在墙面，自然晾干，形成4-5mm厚的墙体抹面砂浆层；
(2)按重量份计，将丙烯酸乳液、纳米氧化钛/生物陶瓷/硅藻土复合填料、催干剂、成膜助剂、消泡剂和水搅拌均匀，然后均匀涂覆在墙体抹面砂浆层表面，干燥制得厚度为1-2mm的功能层。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明提供的墙体材料包括墙体抹面砂浆层以及涂覆在墙体抹面砂浆层表面的功能层；在墙体抹面砂浆层内加入多孔EVA材料，制备时通过加入氧化锌作为活化剂来降低发泡剂的分解温度，从而使得发泡剂的分解温度和交联剂的交联温度更匹配，当发泡剂分解产生气体时，交联剂也分解，从而引起聚合物基质交联，形成闭孔；本发明提供的多孔EVA材料可有效改善墙体抹面砂浆层的保温性能。本发明提供的功能层包括丙烯酸乳液、纳米氧化钛/生物陶瓷/硅藻土复合填料、催干剂、成膜助剂、消泡剂和水；本发明加入了纳米氧化钛/生物陶瓷/硅藻土复合填料，生物陶瓷更有利于电子和空穴的分离，具有很好的光催化活性，其与纳米氧化钛结合具有更为有一定的光催化性能；硅藻土的多孔结构可以有效吸附污染物；本发明提供的墙体材料不仅具有良好的保温性能，且力学性能好，可有效降解甲醛，达到净化空气的目的。
具体实施方式
下面结合实施例进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
将100g EVA树脂、2g AC发泡剂、0.8g交联剂DCP、2g氧化锌、1g硬脂酸锌在100℃下混合研磨均匀，然后置于模具内在160℃、10MPa下进行发泡成型10min，结束后迅速减压，然后粉碎，制得多孔EVA材料；
将55g硅藻土粉末和200ml水混合在500W下进行超声分散处理30min，制得悬浮液；向悬浮液中依次缓慢滴加1ml硫酸、34.4ml 1ml/L的硫酸氧钛溶液，滴加结束后3000rpm下剧烈搅拌30min，之后采用稀氨水调节体系pH至4.5,1500rpm下搅拌沉淀2h，沉淀结束后将沉淀洗涤，之后将洗涤后的沉淀加入到含有4.12g五水合硝酸铋的硝酸溶液中充分搅拌分散，之后滴加含有4.75g浓度为20wt％氯化钾溶液，采用稀氨水调节体系pH至6，过滤，并将沉淀洗涤，干燥，干燥后的固体置于马弗炉内550℃下进行煅烧处理2h，制得纳米氧化钛/生物陶瓷/硅藻土复合填料；
按重量份计，将80份普通硅酸盐水泥、100份砂、5份多孔EVA材料、1份柠檬酸钠、2份纤维素醚、1份木质素磺酸盐减水剂和70份水混合搅拌均匀制成浆体，然后均匀涂抹在墙面，自然晾干，形成4mm厚的墙体抹面砂浆层；
按重量份计，将30份丙烯酸乳液、15份纳米氧化钛/生物陶瓷/硅藻土复合填料、0.5份乙酰丙酮锰、1份丙二醇甲醚醋酸酯、1份有机硅消泡剂和15份水搅拌均匀，然后均匀涂覆在墙体抹面砂浆层表面，干燥制得厚度为1mm的功能层，即得墙体材料。
实施例2
将100g EVA树脂、3g AC发泡剂、0.7g交联剂DCP、2g氧化锌、1g硬脂酸锌在100℃下混合研磨均匀，然后置于模具内在160℃、10MPa下进行发泡成型10min，结束后迅速减压，然后粉碎，制得多孔EVA材料；
将60g硅藻土粉末和200ml水混合在500W下进行超声分散处理30min，制得悬浮液；向悬浮液中依次缓慢滴加1ml硫酸、34.4ml 1ml/L的硫酸氧钛溶液，滴加结束后3000rpm下剧烈搅拌30min，之后采用稀氨水调节体系pH至4.5,1500rpm下搅拌沉淀2h，沉淀结束后将沉淀洗涤，之后将洗涤后的沉淀加入到含有4.12g五水合硝酸铋的硝酸溶液中充分搅拌分散，之后滴加含有4.75g浓度为20wt％氯化钾溶液，采用稀氨水调节体系pH至6，过滤，并将沉淀洗涤，干燥，干燥后的固体置于马弗炉内500℃下进行煅烧处理2h，制得纳米氧化钛/生物陶瓷/硅藻土复合填料；
按重量份计，将90份普通硅酸盐水泥、110份砂、10份多孔EVA材料、2份柠檬酸钠、2份纤维素醚、1份木质素磺酸盐减水剂和80份水混合搅拌均匀制成浆体，然后均匀涂抹在墙面，自然晾干，形成4mm厚的墙体抹面砂浆层；
按重量份计，将40份丙烯酸乳液、15份纳米氧化钛/生物陶瓷/硅藻土复合填料、0.5份乙酰丙酮锰、1份丙二醇甲醚醋酸酯、1份有机硅消泡剂和15份水搅拌均匀，然后均匀涂覆在墙体抹面砂浆层表面，干燥制得厚度为1mm的功能层，即得墙体材料。
实施例3
将100g EVA树脂、2g AC发泡剂、0.8g交联剂DCP、2g氧化锌、1g硬脂酸锌在100℃下混合研磨均匀，然后置于模具内在160℃、10MPa下进行发泡成型10min，结束后迅速减压，然后粉碎，制得多孔EVA材料；
将55g硅藻土粉末和200ml水混合在500W下进行超声分散处理30min，制得悬浮液；向悬浮液中依次缓慢滴加1ml硫酸、34.4ml 1ml/L的硫酸氧钛溶液，滴加结束后3000rpm下剧烈搅拌30min，之后采用稀氨水调节体系pH至4.5,1500rpm下搅拌沉淀2h，沉淀结束后将沉淀洗涤，之后将洗涤后的沉淀加入到含有4.12g五水合硝酸铋的硝酸溶液中充分搅拌分散，之后滴加含有4.75g浓度为20wt％氯化钾溶液，采用稀氨水调节体系pH至6，过滤，并将沉淀洗涤，干燥，干燥后的固体置于马弗炉内500℃下进行煅烧处理2h，制得纳米氧化钛/生物陶瓷/硅藻土复合填料；
按重量份计，将90份普通硅酸盐水泥、120份砂、10份多孔EVA材料、2份柠檬酸钠、2份纤维素醚、1份木质素磺酸盐减水剂和75份水混合搅拌均匀制成浆体，然后均匀涂抹在墙面，自然晾干，形成4mm厚的墙体抹面砂浆层；
按重量份计，将40份丙烯酸乳液、15份纳米氧化钛/生物陶瓷/硅藻土复合填料、0.5份乙酰丙酮锰、2份丙二醇甲醚醋酸酯、1份有机硅消泡剂和18份水搅拌均匀，然后均匀涂覆在墙体抹面砂浆层表面，干燥制得厚度为2mm的功能层，即得墙体材料。
实施例4
将100g EVA树脂、3g AC发泡剂、0.8g交联剂DCP、2g氧化锌、1g硬脂酸锌在100℃下混合研磨均匀，然后置于模具内在160℃、10MPa下进行发泡成型10min，结束后迅速减压，然后粉碎，制得多孔EVA材料；
将55g硅藻土粉末和200ml水混合在500W下进行超声分散处理30min，制得悬浮液；向悬浮液中依次缓慢滴加1ml硫酸、34.4ml 1ml/L的硫酸氧钛溶液，滴加结束后3000rpm下剧烈搅拌30min，之后采用稀氨水调节体系pH至4.5,1500rpm下搅拌沉淀2h，沉淀结束后将沉淀洗涤，之后将洗涤后的沉淀加入到含有4.12g五水合硝酸铋的硝酸溶液中充分搅拌分散，之后滴加含有4.75g浓度为20wt％氯化钾溶液，采用稀氨水调节体系pH至6，过滤，并将沉淀洗涤，干燥，干燥后的固体置于马弗炉内500℃下进行煅烧处理2h，制得纳米氧化钛/生物陶瓷/硅藻土复合填料；
按重量份计，将95份普通硅酸盐水泥、130份砂、10份多孔EVA材料、2份柠檬酸钠、2份纤维素醚、1份木质素磺酸盐减水剂和70份水混合搅拌均匀制成浆体，然后均匀涂抹在墙面，自然晾干，形成5mm厚的墙体抹面砂浆层；
按重量份计，将45份丙烯酸乳液、15份纳米氧化钛/生物陶瓷/硅藻土复合填料、0.5份乙酰丙酮锰、2份丙二醇甲醚醋酸酯、1份有机硅消泡剂和20份水搅拌均匀，然后均匀涂覆在墙体抹面砂浆层表面，干燥制得厚度为2mm的功能层，即得墙体材料。
实施例5
将100g EVA树脂、3g AC发泡剂、0.9g交联剂DCP、2g氧化锌、1g硬脂酸锌在100℃下混合研磨均匀，然后置于模具内在160℃、10MPa下进行发泡成型10min，结束后迅速减压，然后粉碎，制得多孔EVA材料；
将50g硅藻土粉末和200ml水混合在500W下进行超声分散处理30min，制得悬浮液；向悬浮液中依次缓慢滴加1ml硫酸、34.4ml 1ml/L的硫酸氧钛溶液，滴加结束后3000rpm下剧烈搅拌30min，之后采用稀氨水调节体系pH至4.5,1500rpm下搅拌沉淀25h，沉淀结束后将沉淀洗涤，之后将洗涤后的沉淀加入到含有4.12g五水合硝酸铋的硝酸溶液中充分搅拌分散，之后滴加含有4.75g浓度为20wt％氯化钾溶液，采用稀氨水调节体系pH至6，过滤，并将沉淀洗涤，干燥，干燥后的固体置于马弗炉内500℃下进行煅烧处理2h，制得纳米氧化钛/生物陶瓷/硅藻土复合填料；
按重量份计，将80份普通硅酸盐水泥、100份砂、10份多孔EVA材料、1份柠檬酸钠、2份纤维素醚、1份木质素磺酸盐减水剂和80份水混合搅拌均匀制成浆体，然后均匀涂抹在墙面，自然晾干，形成4mm厚的墙体抹面砂浆层；
按重量份计，将50份丙烯酸乳液、15份纳米氧化钛/生物陶瓷/硅藻土复合填料、0.5份乙酰丙酮锰、1份丙二醇甲醚醋酸酯、1份有机硅消泡剂和20份水搅拌均匀，然后均匀涂覆在墙体抹面砂浆层表面，干燥制得厚度为2mm的功能层，即得墙体材料。
对比例
将100g EVA树脂、3g AC发泡剂、0.9g交联剂DCP、1g硬脂酸锌在100℃下混合研磨均匀，然后置于模具内在160℃、10MPa下进行发泡成型10min，结束后迅速减压，然后粉碎，制得多孔EVA材料；
将50g硅藻土粉末和200ml水混合在500W下进行超声分散处理30min，制得悬浮液；向悬浮液中依次缓慢滴加1ml硫酸、34.4ml 1ml/L的硫酸氧钛溶液，滴加结束后3000rpm下剧烈搅拌30min，之后采用稀氨水调节体系pH至4.5,1500rpm下搅拌沉淀25h，沉淀结束后将沉淀洗涤，干燥，干燥后的固体置于马弗炉内500℃下进行煅烧处理2h，制得纳米氧化钛/硅藻土复合填料；
按重量份计，将80份普通硅酸盐水泥、100份砂、10份多孔EVA材料、1份柠檬酸钠、2份纤维素醚、1份木质素磺酸盐减水剂和80份水混合搅拌均匀制成浆体，然后均匀涂抹在墙面，自然晾干，形成4mm厚的墙体抹面砂浆层；
按重量份计，将50份丙烯酸乳液、15份纳米氧化钛/硅藻土复合填料、0.5份乙酰丙酮锰、1份丙二醇甲醚醋酸酯、1份有机硅消泡剂和20份水搅拌均匀，然后均匀涂覆在墙体抹面砂浆层表面，干燥制得厚度为2mm的功能层，即得墙体材料。
对上述实施例和对比例制得的多孔EVA材料的性能以及墙体材料的性能进行测试，测试结果如表1所示。
表1
Figure BDA0003355918290000081
从上述测试结果可以看出，相对于对比例，本发明提供的墙体材料具有更为优异的甲醛降解率和保温性能。
此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种可去除甲醛的墙体材料，其特征在于，包括墙体抹面砂浆层以及涂覆在墙体抹面砂浆层表面的功能层；所述墙体抹面砂浆层，以重量份计，包括普通硅酸盐水泥80-100份、砂100-150份、多孔EVA材料5-10份，缓凝剂1-2份、纤维素醚2-3份，减水剂1-2份和水70-80份；所述功能层以重量份计，包括丙烯酸乳液30-50份、纳米氧化钛/生物陶瓷/硅藻土复合填料15-20份，催干剂0.5-1份，成膜助剂1-2份，消泡剂1-2份，水15-20份。
2.根据权利要求1所述的一种可去除甲醛的墙体材料，其特征在于，所述缓凝剂为柠檬酸钠、酒石酸钠中的一种或多种混合，所述减水剂为木质素磺酸盐减水剂，所述砂为50-80目的河砂或石英砂。
3.根据权利要求1所述的一种可去除甲醛的墙体材料，其特征在于，所述催干剂为乙酰丙酮锰，所述成膜助剂为丙二醇甲醚醋酸酯，所述消泡剂为有机硅消泡剂。
4.根据权利要求1所述的一种可去除甲醛的墙体材料，其特征在于，所述多孔EVA材料的制备方法为：将EVA树脂、AC发泡剂、交联剂DCP、氧化锌、硬脂酸锌在100℃下混合研磨均匀，然后置于模具内160℃、10MPa的条件下进行发泡成型10min，然后粉碎，制得多孔EVA材料。
5.根据权利要求4所述的一种可去除甲醛的墙体材料，其特征在于，所述EVA树脂中醋酸乙烯酯的含量为18wt％，密度为0.95g/cm3，熔体流动速率为3g/10min(190℃/2.16kg)。
6.根据权利要求4所述的一种可去除甲醛的墙体材料，其特征在于，所述EVA树脂、AC发泡剂、交联剂DCP、氧化锌、硬脂酸锌的质量比为100：(2-3)：(0.7-0.9)：2：1。
7.根据权利要求1所述的一种可去除甲醛的墙体材料，其特征在于，所述纳米氧化钛/生物陶瓷/硅藻土复合填料的制备方法为：将硅藻土粉末和水混合进行超声分散处理，制得悬浮液；向悬浮液中依次缓慢滴加硫酸、硫酸氧钛溶液，滴加结束后剧烈搅拌，之后采用稀氨水调节体系pH至4.5,搅拌沉淀，沉淀结束后将沉淀洗涤，之后将洗涤后的沉淀加入到硝酸铋的硝酸溶液中充分搅拌分散，之后滴加氯化钾溶液，采用稀氨水调节体系pH至6，过滤，并将沉淀洗涤，干燥，干燥后的固体置于马弗炉内在500-600℃下煅烧处理2-3h，即得。
8.根据权利要求7所述的一种可去除甲醛的墙体材料，其特征在于，所述超声分散处理的功率为500W，时间为30min；所述剧烈搅拌的时间为30min，搅拌转速为3000rpm；所述搅拌沉淀的时间为1.5-2.5h，搅拌沉淀的转速为1500rpm。
9.根据权利要求7所述的一种可去除甲醛的墙体材料，其特征在于，所述硫酸氧钛溶液的浓度为1mol/L，所述硝酸铋的硝酸溶液，是采用浓度为50wt％硝酸溶液和五水合硝酸铋混合而成，五水合硝酸铋与硝酸的摩尔比为1:3.5；所述氯化钾溶液的浓度为20wt％；所述硅藻土、硫酸氧钛、五水合硝酸铋、氯化钾的质量比为5：(5-6)：(4-4.2)：0.95。
10.根据权利要求1至9任一所述的一种可去除甲醛的墙体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按重量份计，将普通硅酸盐水泥、砂、多孔EVA材料、缓凝剂、纤维素醚、减水剂和水混合搅拌均匀制成浆体，然后均匀涂抹在墙面，自然晾干，形成4-5mm厚的墙体抹面砂浆层；
(2)按重量份计，将丙烯酸乳液、纳米氧化钛/生物陶瓷/硅藻土复合填料、催干剂、成膜助剂、消泡剂和水搅拌均匀，然后均匀涂覆在墙体抹面砂浆层表面，干燥制得厚度为1-2mm的功能层。
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