水性负离子涂料的制备及其应用

data-full-width-responsive="true"> 0 引言众所周知，人们70% 的时间在室内渡过，因此室内空气的清洁度将直接影响到人们的健康。近几年，随着人民生活水平不断提高，居住环境不断改善，室内装饰装修日趋豪华、美观的同时，因装修引起的室内污染影响人体健康的问题越来越多，调查表明：68% 的疾病起因与室内空气的污染有关，80% 的癌症与居住环境有关。因此，高效持久地净化室内有害气体，保持清新健康的生活、工作环境成了人们越来越迫切追求的目标。负离子涂料的问世给人类带来了福音，可以让人们在居室内真正享受到清新健康的空气。这种系列涂料不仅具有装饰保护作用，而且可持续释放负离子，从而增加空气中负离子的浓度，达到改善环境的目的。1 负离子涂料的作用原理和功能11 负离子的作用当人们漫步在森林、瀑布或海滩的时候，会感觉到空气清新、心情舒畅，这是因为这些场所的负离子浓度较大的缘故。负离子浓度与人体健康的关系见表1。由表1 可见：当负离子浓度达到 10 000 个/cm3以上时，对疾病有治愈力；在高山海边负离子浓度达到2 000~10 000 个/cm3 时，可预防疾病的发生；在城市公园环境中，负离子的浓度只能维持健康所需；在城市住宅就是诱发某些疾病的原因；空调住宅更会引发空调病。因此，负离子涂料必将成为新一代建筑涂料中备受人们青睐的产品。表1 负离子浓度与人体健康关系12 负离子涂料的作用原理负离子涂料就是在普通涂料里添加一种天然矿石（电气石），其结构是极性结晶体，具有永久电极，常温下能发射4~14 m 的远红外线。远红外线的热效应能引起人体一系列生理效应，激活生物大分子的活性，促进和改善血液循环，增强新陈代谢，提高免疫功能，消除疲劳，稳定植物神经系统，能使生物体内的氧自由基无毒化，体液呈弱碱性，延长寿命，被誉为大气中的长寿素。该电气石的另一重要特征是能自动地、永久地释放负离子，产生负离子浓度可高达10 000 个/cm3 以上。带负电荷的离子和空气中微小的水分子结合，生成羟基负氧离子（H3O2-）。13 负离子涂料的功能负离子涂料具有环保和健康功能，其环保功能为通过特种负离子矿物晶体形成的永久电场，持续释放大量负离子，提高室内空气中的负离子浓度；健康功能为负离子涂料能有效祛除空气中甲醛、甲苯、氨、香烟、油烟雾等有害污染；杀灭抑制细菌、病毒，消除异味；辐射有益于人体健康的远红外线，全面持久地净化室内空气，达到增强人体免疫力，预防多种疾病的作用。负离子有益人体健康的优点归纳为：（1）活化人体细胞；（2）降低血压，净化血液，增强心肌功能；（3）改善睡眠，恢复体力，促进新陈代谢；（4）稳定植物神经系统，使人体激素趋于平衡；（5）改善肺气管功能，吸入负离子30 min 后，肺部吸氧能增加20%，多排除二氧化碳15%，可减轻气喘病的痛苦；（6）减少对寒冷和流感的过敏，改善过敏体质及花粉症的产生；（7）抑制肿瘤细胞的生长；（8）吸收并屏蔽电磁波辐射等。2 负离子涂料的特点及其制备21 负离子涂料的特点（1） 持久性：负离子涂料取料于天然矿物质，采用高科技的加工方法提炼而成。通过矿物质分子间的磁性产生负离子，这种分子间的磁性长久有效。（2） 高效性：能持续释放高浓度负离子。（3） 安全性：由多种纯天然无机矿物质组成，使用安全。（4） 相容性：对涂料原产品的性能无不良影响。（5） 放射性：远红外线放射性达到国家标准。22 负离子涂料的制备负离子涂料的制备过程中添加了负离子粉体。负离子粉体是以天然矿物电气石为主，经超细化粉碎、溶胶- 凝胶法包膜改性、离子交换掺杂以及高温激活等方法制备而成。负离子涂料制备中，可在制浆阶段加入负离子粉体，使负离子粉体同其他颜填料充分混合，这样制得的负离子涂料稳定性好，可保证负离子粉体充分发挥作用。也可将负离子粉体和润湿分散剂先制成负离子浆，在制漆的后期加入或直接加到普通成品涂料中，添加比例为占涂料总量的3%~5%，制成具有释放负离子功能的涂料。负离子涂料制备工艺流程见图1。图1 负离子涂料制备工艺流程负离子涂料制备实例：将稀土矿25 kg、电气石25 kg、长石5 kg 在湿式球磨机中研磨240 h，粉碎成粒径在2 m 以下乳液，再将所得乳液加到200 kg 水性丙烯酸乳液中。然后加入由海平面以下200 m 以上的深海中所取得的深层海水浓缩液进行混合，制得水性丙烯酸树脂涂料。将所得水性丙烯酸涂料涂装在玩具的内墙表面，会使玩具的恶臭消失；如将它涂装在办公室内墙表面，会减轻眼睛疲劳和紧张感；涂布在病房内壁，可抑制抗甲氧基苯青霉素金黄色葡萄球菌的产生；涂布在仓库、平板架、箱盒、冷库、洗衣机干燥器、家用电器、水塔、保管箱等壁面上，可使生鲜食品、生鲜鱼肉、甲壳类、发酵食品、医药品、化妆品、农药等保持新鲜度和白度，使它们能长期存放，从而显示出抗静电性、掩蔽磁性、臭气微生物、霉菌、电磁波等效果。3 结语负离子涂料具有广阔的应用前景，它不仅具有常规涂料的基本性能，还具有释放负离子，发射远红外线、抗菌防霉及净化空气的作用，已成为建筑内墙涂料的首选产品，其在工厂厂房、影剧院、大型体育场馆，以及医院、地下室等特殊场合的应用尤其有优势。负离子涂料不仅适用于居室，用负离子涂料制成的印花涂层可用在织物上，犹如随身携带负离子发生器，更能凸显对人体健康的效果。