水性負離子涂料的制備及其應用研究

關(guān)鍵詞：水性涂料；負離子涂料；環(huán)保型涂料

0引言

眾所周知，人們70%的時間在室內(nèi)度過，因此室內(nèi)空氣的清潔度將直接影響到人們的健康。近幾年，隨著人民生活水平不斷提高，居住環(huán)境不斷改善，室內(nèi)裝飾裝修日趨豪華、美觀的同時，因裝修引起的室內(nèi)污染影響人體健康的問題越來越多，調(diào)查表明：68%的疾病起因與室內(nèi)空氣的污染有關(guān)，80%的癌癥與居住環(huán)境有關(guān)。因此，高效持久地凈化室內(nèi)有害氣體，保持清新健康的生活、工作環(huán)境成了人們越來越迫切追求的目標。負離子涂料的問世給人類帶來了福音，可以讓人們在居室內(nèi)真正享受到清新健康的空氣。這種系列涂料不僅具有裝飾保護作用，而且可持續(xù)釋放負離子，從而增加空氣中負離子的濃度，達到改善環(huán)境的目的。

1負離子涂料的作用原理和功能

1.1負離子的作用

當人們漫步在森林、瀑布或海灘的時候，會感覺到空氣清新、心情舒暢，這是因為這些場所的負離子濃度較大的緣故。負離子濃度與人體健康的關(guān)系見表1。

表1 負離子濃度與人體健康的關(guān)系

由表1可見：當負離子濃度達到10000個/cm3以上時，對疾病有治愈力；在高山海邊負離子濃度達到2000~10000個/cm3時，可預防疾病的發(fā)生；在城市公園環(huán)境中，負離子的濃度只能維持健康所需；在城市住宅就是誘發(fā)某些疾病的原因；空調(diào)住宅更會引發(fā)空調(diào)病。因此，負離子涂料必將成為新一代建筑涂料中備受人們青睞的產(chǎn)品。

1.2負離子涂料的作用原理

負離子涂料就是在普通涂料里添加一種天然礦石（電氣石），其結(jié)構(gòu)是極性結(jié)晶體，具有永久電極，常溫下能發(fā)射4~14μm的遠紅外線。遠紅外線的熱效應能引起人體一系列生理效應，激活生物大分子的活性，促進和改善血液循環(huán)，增強新陳代謝，提高免疫功能，消除疲勞，穩(wěn)定植物神經(jīng)系統(tǒng)，能使生物體內(nèi)的氧自由基無毒化，體液呈弱堿性，延長壽命，被譽為“大氣中的長壽素”。該電氣石的另一重要特征是能自動地、永久地釋放負離子，產(chǎn)生負離子濃度可高達10000個/cm3以上。帶負電荷的離子和空氣中微小的水分子結(jié)合，生成羥基負氧離子（H3O2-）。

1.3負離子涂料的功能

負離子涂料具有環(huán)保和健康功能，其環(huán)保功能為通過特種負離子礦物晶體形成的永久電場，持續(xù)釋放大量負離子，提高室內(nèi)空氣中的負離子濃度；健康功能為負離子涂料能有效祛除空氣中甲醛、甲苯、氨、香煙、油煙霧等有害污染；殺滅抑制細菌、病毒，消除異味；輻射有益于人體健康的遠紅外線，全面持久地凈化室內(nèi)空氣，達到增強人體免疫力，預防多種疾病的作用。

負離子有益人體健康的優(yōu)點歸納為：（1）活化人體細胞；（2）降低血壓，凈化血液，增強心肌功能；（3）改善睡眠，恢復體力，促進新陳代謝；（4）穩(wěn)定植物神經(jīng)系統(tǒng)，使人體激素趨于平衡；（5）改善肺氣管功能，吸入負離子30min后，肺部吸氧能增加20%，多排除二氧化碳15%，可減輕氣喘病的痛苦；（6）減少對寒冷和流感的過敏，改善過敏體質(zhì)及“花粉癥”的產(chǎn)生；（7）抑制腫瘤細胞的生長；（8）吸收并屏蔽電磁波輻射等。

2負離子涂料的特點及其制備

2.1負離子涂料的特點

（1）持久性：負離子涂料取料于天然礦物質(zhì)，采用高科技的加工方法提煉而成。通過礦物質(zhì)分子間的磁性產(chǎn)生負離子，這種分子間的磁性長久有效。

（2）高效性：能持續(xù)釋放高濃度負離子。

（3）安全性：由多種純天然無機礦物質(zhì)組成，使用安全。

（4）相容性：對涂料原產(chǎn)品的性能無不良影響。

（5）放射性：遠紅外線放射性達到國家標準。

2.2負離子涂料的制備

負離子涂料的制備過程中添加了負離子粉體。負離子粉體是以天然礦物電氣石為主，經(jīng)超細化粉碎、溶膠-凝膠法包膜改性、離子交換摻雜以及高溫激活等方法制備而成。負離子涂料制備中，可在制漿階段加入負離子粉體，使負離子粉體同其他顏填料充分混合，這樣制得的負離子涂料穩(wěn)定性好，可保證負離子粉體充分發(fā)揮作用。也可將負離子粉體和潤濕分散劑先制成負離子漿，在制漆的后期加入或直接加到普通成品涂料中，添加比例為占涂料總量的3%~5%，制成具有釋放負離子功能的涂料。負離子涂料制備工藝流程見圖1。

圖1 負離子涂料制備工藝流程

負離子涂料制備實例：

將稀土礦2.5kg、電氣石2.5kg、長石5kg在濕式球磨機中研磨240h，粉碎成粒徑在2μm以下乳液，再將所得乳液加到200kg水性丙烯酸乳液中。然后加入由海平面以下200m以上的深海中所取得的深層海水濃縮液進行混合，制得水性丙烯酸樹脂涂料。將所得水性丙烯酸涂料涂裝在玩具的內(nèi)墻表面，會使玩具的惡臭消失；如將它涂裝在辦公室內(nèi)墻表面，會減輕眼睛疲勞和緊張感；涂布在病房內(nèi)壁，可抑制抗甲氧基苯青霉素金黃色葡萄球菌的產(chǎn)生；涂布在倉庫、平板架、箱盒、冷庫、洗衣機干燥器、家用電器、水塔、保管箱等壁面上，可使生鮮食品、生鮮魚肉、甲殼類、發(fā)酵食品、醫(yī)藥品、化妝品、農(nóng)藥等保持新鮮度和白度，使它們能長期存放，從而顯示出抗靜電性、掩蔽磁性、臭氣微生物、霉菌、電磁波等效果。

3結(jié)語

負離子涂料具有廣闊的應用前景，它不僅具有常規(guī)涂料的基本性能，還具有釋放負離子，發(fā)射遠紅外線、抗菌防霉及凈化空氣的作用，已成為建筑內(nèi)墻涂料的首選產(chǎn)品，其在工廠廠房、影劇院、大型體育場館，以及醫(yī)院、地下室等特殊場合的應用尤其有優(yōu)勢。負離子涂料不僅適用于居室，用負離子涂料制成的印花涂層可用在織物上，猶如隨身攜帶負離子發(fā)生器，更能凸顯對人體健康的效果。