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多聚膠粉與生態粉末涂料的研究與應用

摘要 生態建材是為人類健康與生態環境服務的,特別是生態功能性建材產品,在理論與實踐中,還存在一些問題,主要問題是生態功能性材料的有效發揮是需要環境與條件相互作用的,因此,在材料、技術、工藝上的研究與應用方面,還應不斷探索。

檢索詞    生態建材  硅藻泥  負離子涂料

 

一、       前言

從化學建材走向生態建材,是人類熱愛生活,對健康與生存的渴望,功能性生態建材超越綠色建材、環保建材,是建材、建筑、人與自然和諧發展的需要。但生態建材不是萬能的,人工合成的任何產品,其能量都是有限的,一些過分的宣傳,如:“徹底消除甲醛”,“用了硅藻泥、負離子就等于把森林搬回家”等,都有點“言過其實”!在全世界范圍內,任何模仿自然的人造環境的科學實驗都是以徹底失敗告終,說明任何人造環境不可能與自然環境相比,健康生活是離不開良好自然環境的。因此,生態建材的研究與應用要按照自然法則、自然生態活動規律,不能超越自然規律。

 

二、       我國人居環境和城市生態環境狀況

現代城市生活,居室內空氣污染嚴重,主要污染源有甲醛、voc、二氧化碳、塵埃等,室外環境空氣污染,主要是沙塵、浮塵、煙氣等。

室內空氣污染主要是內裝修大量采用膠合板、釉面地板磚、環氧樹脂地坪、內墻乳膠漆、墻紙等,這些封閉性很強,且含有大量有害物質的材料,加上門窗封閉嚴實,不透氣、不調濕,嚴重影響室內空氣質量和居住的舒適度,成為人類健康最大的殺手之一。研究表明,人長期吸入室內有毒害物質(甲醛、苯、甲苯、二甲苯和有害重金屬,如汞、鉛、鎘、鉻等)和室外懸浮性顆粒的污染物,會破壞人的免疫系統,降低人體的免疫力,容易中毒和患病,而一旦患病后,醫治效果也很差,不會很快就治好,一些各種呼吸系統疾病、各種神經系統疾病(腦神經、視神經、精神病等 )、各種癌癥、白血病、小兒先天性畸形、小兒先天性智力障礙等100多種疾病都不同程度地與室內外空氣污染有關。

建筑外墻大都采用外墻乳膠漆、氟碳漆、瓷磚、玻璃幕墻、彩鋼瓦等,大量修建石油瀝青路面,這些材料封閉性強、不吸水、不調濕、不透氣、不耐老化、難以循環利用,造成寶貴的雨水瞬間從地下管道流走,地下水得不到有效補充,第一天剛下完雨,第二天空氣就開始干燥了,城市空氣如異常干燥,對空氣凈化極為不利,會產生大量的浮塵和可吸入性顆粒物,造成惡性循環,特別是我國北方城市,在室外活動或室外工作后,往往鼻腔內壁會附著一些黑色的污垢,這表明是吸入性浮塵或懸浮性顆粒物所致。

 

三、       生態建材概念

生態建材產品的概念,其內容有:

(1)不用或少用天然資源、采用清潔無污染的生產技術,其產品達到使用周期后,能夠循環再利用;

(2)在功能和品質上,有競爭能力,能夠滿足用戶對品質上的要求;

(3)適應生態環境條件,不僅對人體和環境無毒害、無污染,還有益于生態自然環境的良性循環。

這些內容,也是生態建材的研究與發展方向。

 

四、       生態建材的起源

生態建材的起源很早,從人類進化,學會使用火、工具,并學會建造就開始了,我國生態建材應用歷史很早,可以從六七十年代一直追溯到原始社會。人類早期用于居住建筑,結構基本上都是竹木、砂石、火窯磚、粘土、石膏、石灰、鋼鐵、甚至農作物秸桿、茅草等,墻體抹灰材料有泥、粘土、石灰、石膏,粘結材料有粘土、石膏、石灰、水泥、糯米漿等,防腐、防水材料有桐油、動物血漿等,這些材料的性能穩定、耐老化、其加工加工與使用都很簡便,可以循環利用,環境負荷很小。進入八十年代后,我國建筑裝飾材料,過多地使用化學建材與人工合成材料,產生了資源、能源、環境與經濟發展的矛盾,因此,世界各國開始重視推廣綠色建材,以確保經濟可持續發展。

 

五、       生態建材的研究進展

生態建材的研究,涉及到材料來源、實驗、加工、檢驗分析、應用、環境、市場需求、市場開發等,目前較為成功的有負離子、硅藻泥等,雖產品價位較高、性能與應用上有些局限性、在業內也有一些不同看法,但可以肯定生態建材是安全優質建材,是有益于人的健康和保護環境的,應該大力進行推廣。

生態建材的材性、作用與價值,重在發揮,其生態功能的有效發揮取決于條件和過程,有些材料如礦物、硅藻泥、植物等材料的一些生態功能,是在一定的物質條件與自然環境作用下,經過一定的時間周期產生的,環境中的萬物,包括陽光、風、霜、雨、雪、雷、電、地震、海嘯、黑夜、白晝等自然形成的現象都是自然平衡與和諧的需要。并不是只有硅藻泥才是生態的,自然界中有無數比硅藻泥對人健康、環境更有益、更重要的物質,有些甚至是無形的,如磁場等。

1.生態功能性建材的主要特性

(1)具有微孔、多孔結構,能透氣,有一定吸附能力,可以根據環境氣候溫差和干濕度的變化,進行自動調節和良性循環,降低室內空氣中二氧化碳和其它有害揮發物的含量。

(2)具有吸濕、放濕和調節室內空氣濕度能力,減少塵埃,達到凈化室內空氣目的,增加居住的舒適性,吸濕與放濕要有相對量,并不是吸濕量越大越好,關鍵是調濕能力。

(3)性能穩定,實用性強,符合大眾消費需求,其綜合技術性能、裝飾效果、工藝方法能夠滿足高質量、多層次要求。

(4)能夠與建筑物保持同等使用壽命,可延長建筑物壽命。其制造過程、使用過程、廢棄后不對環境不具有危害性,并能夠循環利用。

(5)能夠利用良好水氣條件,產生室內生態微循環效應,改善室內空氣質量和增加居住的舒適度,實現建材、建筑、自然環境與人類健康生活、社會經濟發展進一步和諧發展。

2.生態建材局限性

再生態的材料,一旦離開原生態圈,處于相對惰性環境中,能量不能正常補充,其生態能量與作用會非常有限,是不能與處于原自然生態環境條件時相比;某些生態能量釋放與轉換過程是按照自然法則,由強到弱、由快到慢進行。

2.構成宜居環境的主要條件

(1)室內家具、用具、裝飾裝修材料不用有害化學涂料、化學膠粘材料、人工合成材料,以及非生態材料,裝修盡量簡潔,不要過分領導追求豪華氣派。如果室內有害物質嚴重超標,是難以在短時間內徹底消除的,因為有些化學材料中,化學成分很復雜,除甲醛、苯系物外,還有對人體健康和環境有害的其它成分。

(2)保持室內30%-70%的濕度,要選擇調濕能力強的,并不一定是吸濕量越大越好,要吸濕能力,還要放濕和平衡水氣的能力,構成室內水氣微循環系統,水氣不能良性循環,長時間潮濕或長時間干燥,是談不上生態的。

(3)保持室內空氣流通,多采用透氣性好的材料,自動調節,保持空氣微循環。

 

六、       生態建材與健康

由于人口急劇增加、資源、能源短缺、環境污染嚴重。酸雨、土地沙化,水源污染、空氣污染,食物安全問題,營養不平衡,戶外活動少,不良生活方式與習慣等,嚴重威脅人類健康與生存,可以預言:人類健康與生存的威脅會越來越大!有報道:人類已停止進化;有網友說:最信任的是白開水。

我國很多關于生命與健康的文化,如五行、陰陽、中醫的酸堿平衡與生命在于運動,冬煉三九,夏煉三伏等,我們可以將生活、居住與生態建材相結合,有助于人們正確理解和認識生態建材。

生態建材源于自然,具有良好的調濕、透氣、吸附、抗菌、消毒、凈化空氣、平衡酸堿等功能,為人類營造一個安全、舒適、健康的居住環境,可以最大限度地滿足人們對居住環境的健康要求。

 

七、       多聚膠粉在生態粉末涂料中的應用

多聚膠粉屬于樹脂型可分散膠粉,共分五個型號,其中hym-8型(高級粉末涂料專用),主要用于生產高級粉末涂料,它選用的是多種優質天然樹脂,經過洗滌、高溫聚合反應、干燥、粉末化網膜狀結構的新型聚合物,可以直接、快速在水中分散成膠體,不封閉涂層氣孔,可以自動調節、平衡與控制涂層的水氣含量,由于具有天然材料的特性,可以確保硅藻泥、沸石、電氣石等材料及其制品的生態功能和技術性能。

其主要優點有:

1.              多聚膠粉的主要原材料及助劑,全部采用安全、無害原材料,嚴格質量標準,采用清潔無污染的生產技術。產品經多次檢測,不含voc、甲醛等有害物。

2.技術過硬、穩定性好。在密封狀態下,將其置于40℃和-25℃的氣候環境中,膠粉品質不會發生改變。

3.抗老化,粘結強度高、附著力好,可提高涂層的初粘力、干強度、濕強度、后期強度、耐洗刷次數、防滲漏水等,改善施工性,可適合噴、滾、刷、抹等多種涂裝方法

4.抗菌、防菌。抗菌類有:大腸桿菌、黑曲霉菌、黃曲霉菌等十多種菌體。

5.能增強涂層的透氣調濕功能(主動吸濕,被動放濕)和防水功能。其膠體呈網狀膜,不封閉材料氣孔,膠粉中的有效成分可促使涂層在干燥時微孔最大程度張開、開放、通暢,遇濕、遇水時最大程度縮小,甚至堵塞,防止滲水、漏水。

6.功能性強。產品在技術上借鑒了吸水樹脂原理,有良好的保持和平衡水氣能力,可以解決纖維素類產品保水作用時間短、效果差、容易霉變等缺陷。用多聚膠粉(高級粉末涂料專用),不需另加其它膠粘劑、助劑等。

7.成本低,適用范圍廣。可用于高級生態環境內墻粉末涂料、高性能生態外墻干粉涂料等。

 

八、       生態粉末內墻涂料的技術性能

1.有害物(gb18582-2008室內裝飾裝修材料內墻涂料中有害物質限量)。

序號

檢驗項目

標準要求

檢驗結果

1

揮發性有機化合物(voc)   (mg/kg)

≤15

未檢出

 

2

 

重金屬

(mg/kg)

     鉛

≤90

未檢出

     鎘

≤75

未檢出

≤60

未檢出

     汞

≤60

未檢出

 

2.涂層性能(gb/t9756—2001合成樹脂乳液內墻涂料)測定(見下表):

 

序號

測試項目

標準指標

檢 驗 值

結果

優等品

一等品

合格品

1

在容器中狀態

攪拌混合后無硬塊,呈均勻狀

無硬功塊,呈均勻狀

符合

2

施工性

刷涂二道無障礙

刷涂二道無障礙

符合

3

涂膜外觀

涂膜外觀正常

涂膜外觀正常

符合

4

干燥時間

≤2h

40min

符合

5

耐堿性

24h無異常

24h無異常

符合

6

耐洗刷性

≥1000次

≥500次

≥200次

1000次不露底

符合

 

 

 

 

 

 

 

 

3、粘結強度(jg/3049-1998建筑室內膩子)、(jg/t24-2000合成樹脂乳液砂壁狀建筑涂料)

序號

檢驗項目

w型標準要求

檢驗結果

結論

1

容器中狀態

攪拌后無結塊,呈均勻狀

攪拌后無結塊,呈均勻狀

符合

2

施工性

噴涂無困難

噴涂無困難

符合

3

涂料低溫貯存穩定性

3次試驗后,無結塊、凝聚及組成物的變化

3次試驗后,無結塊、凝聚及組成物的變化

符合

4

涂料熱貯存穩定性

1個月試驗后,無結塊、霉變、凝聚及組成物的變化

無結塊、霉變、凝聚及組成物的變化

符合

5

初期干燥抗裂性

無裂紋

無裂紋

符合

6

干燥時間(表干)

≤4h

≤2.5

符合

7

耐水性

96h涂層無起鼓、開裂、剝落、與未浸泡部分相比允許顏色輕微變化

涂層無起鼓、開裂、剝落

符合

8

耐堿性

96h涂層無起鼓、開裂、剝落、與未浸泡部分相比允許顏色輕微變化

涂層無起鼓、開裂、剝落

符合

9

涂層耐溫變性

10次涂層無粉化、開裂、剝落、起鼓,與標準板相比允許顏色輕微變化

涂層無粉化、開裂、剝落、起鼓

 

符合

10

粘結強 度

標準狀態

≥0.70mpa

0.73

符合

浸水后

≥0.50 mpa

0.60

符合

11

耐人工老化500h

涂層無開裂、起鼓、剝落,粉化0級,變色1級

涂層無開裂、起鼓、剝落,粉化0級,變色0級

符合

 

4、調濕能力:在25℃相對濕度95%條件下,吸濕48小時,材料的吸濕量為277g/m2;在25℃相對濕度35%條件下,放濕度48小時,材料的放濕量為206g/m2

5、抗菌性:按gb/t1741-2007《漆膜耐霉菌測定法》,達到最高級標準0級。

6、放射性:符合相關標準要求。

 

九、生態推廣應用前景

我國建材業發展很快,市場竟爭異常激烈,還存在能耗高、污染大、資源利用率低、效益差、管理落后等問題。生態建材對于節約資源、節約能源、保護生態環境、改善人居環境,保持人們身心健康,促進社會和諧和經濟可持續發展等方面,都具有十分重要的意義。生態功能性建材產品的大力推廣,必將促進建材業的進一步發展,其前景廣闊。

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