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多聚胶粉与生态粉末涂料的研究与应用
作 者::周广德
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摘要 生态建材是为人类健康与生态环境服务的,特别是生态功能性建材产品,在理论与实践中,还存在一些问题,主要问题是生态功能性材料的有效发挥是需要环境与条件相互作用的,因此,在材料、技术、工艺上的研究与应用方面,还应不断探索。

检索词    生态建材  硅藻泥  负离子涂料

 

一、       前言

从化学建材走向生态建材,是人类热爱生活,对健康与生存的渴望,功能性生态建材超越绿色建材、环保建材,是建材、建筑、人与自然和谐发展的需要。但生态建材不是万能的,人工合成的任何产品,其能量都是有限的,一些过分的宣传,如:“彻底消除甲醛”,“用了硅藻泥、负离子就等于把森林搬回家”等,都有点“言过其实”!在全世界范围内,任何模仿自然的人造环境的科学实验都是以彻底失败告终,说明任何人造环境不可能与自然环境相比,健康生活是离不开良好自然环境的。因此,生态建材的研究与应用要按照自然法则、自然生态活动规律,不能超越自然规律。

 

二、       我国人居环境和城市生态环境状况

现代城市生活,居室内空气污染严重,主要污染源有甲醛、VOC、二氧化碳、尘埃等,室外环境空气污染,主要是沙尘、浮尘、烟气等。

室内空气污染主要是内装修大量采用胶合板、釉面地板砖、环氧树脂地坪、内墙乳胶漆、墙纸等,这些封闭性很强,且含有大量有害物质的材料,加上门窗封闭严实,不透气、不调湿,严重影响室内空气质量和居住的舒适度,成为人类健康最大的杀手之一。研究表明,人长期吸入室内有毒害物质(甲醛、苯、甲苯、二甲苯和有害重金属,如汞、铅、镉、铬等)和室外悬浮性颗粒的污染物,会破坏人的免疫系统,降低人体的免疫力,容易中毒和患病,而一旦患病后,医治效果也很差,不会很快就治好,一些各种呼吸系统疾病、各种神经系统疾病(脑神经、视神经、精神病等 )、各种癌症、白血病、小儿先天性畸形、小儿先天性智力障碍等100多种疾病都不同程度地与室内外空气污染有关。

建筑外墙大都采用外墙乳胶漆、氟碳漆、瓷砖、玻璃幕墙、彩钢瓦等,大量修建石油沥青路面,这些材料封闭性强、不吸水、不调湿、不透气、不耐老化、难以循环利用,造成宝贵的雨水瞬间从地下管道流走,地下水得不到有效补充,第一天刚下完雨,第二天空气就开始干燥了,城市空气如异常干燥,对空气净化极为不利,会产生大量的浮尘和可吸入性颗粒物,造成恶性循环,特别是我国北方城市,在室外活动或室外工作后,往往鼻腔内壁会附着一些黑色的污垢,这表明是吸入性浮尘或悬浮性颗粒物所致。

 

三、       生态建材概念

生态建材产品的概念,其内容有:

(1)不用或少用天然资源、采用清洁无污染的生产技术,其产品达到使用周期后,能够循环再利用;

(2)在功能和品质上,有竞争能力,能够满足用户对品质上的要求;

(3)适应生态环境条件,不仅对人体和环境无毒害、无污染,还有益于生态自然环境的良性循环。

这些内容,也是生态建材的研究与发展方向。

 

四、       生态建材的起源

生态建材的起源很早,从人类进化,学会使用火、工具,并学会建造就开始了,我国生态建材应用历史很早,可以从六七十年代一直追溯到原始社会。人类早期用于居住建筑,结构基本上都是竹木、砂石、火窑砖、粘土、石膏、石灰、钢铁、甚至农作物秸杆、茅草等,墙体抹灰材料有泥、粘土、石灰、石膏,粘结材料有粘土、石膏、石灰、水泥、糯米浆等,防腐、防水材料有桐油、动物血浆等,这些材料的性能稳定、耐老化、其加工加工与使用都很简便,可以循环利用,环境负荷很小。进入八十年代后,我国建筑装饰材料,过多地使用化学建材与人工合成材料,产生了资源、能源、环境与经济发展的矛盾,因此,世界各国开始重视推广绿色建材,以确保经济可持续发展。

 

五、       生态建材的研究进展

生态建材的研究,涉及到材料来源、实验、加工、检验分析、应用、环境、市场需求、市场开发等,目前较为成功的有负离子、硅藻泥等,虽产品价位较高、性能与应用上有些局限性、在业内也有一些不同看法,但可以肯定生态建材是安全优质建材,是有益于人的健康和保护环境的,应该大力进行推广。

生态建材的材性、作用与价值,重在发挥,其生态功能的有效发挥取决于条件和过程,有些材料如矿物、硅藻泥、植物等材料的一些生态功能,是在一定的物质条件与自然环境作用下,经过一定的时间周期产生的,环境中的万物,包括阳光、风、霜、雨、雪、雷、电、地震、海啸、黑夜、白昼等自然形成的现象都是自然平衡与和谐的需要。并不是只有硅藻泥才是生态的,自然界中有无数比硅藻泥对人健康、环境更有益、更重要的物质,有些甚至是无形的,如磁场等。

1.生态功能性建材的主要特性

(1)具有微孔、多孔结构,能透气,有一定吸附能力,可以根据环境气候温差和干湿度的变化,进行自动调节和良性循环,降低室内空气中二氧化碳和其它有害挥发物的含量。

(2)具有吸湿、放湿和调节室内空气湿度能力,减少尘埃,达到净化室内空气目的,增加居住的舒适性,吸湿与放湿要有相对量,并不是吸湿量越大越好,关键是调湿能力。

(3)性能稳定,实用性强,符合大众消费需求,其综合技术性能、装饰效果、工艺方法能够满足高质量、多层次要求。

(4)能够与建筑物保持同等使用寿命,可延长建筑物寿命。其制造过程、使用过程、废弃后不对环境不具有危害性,并能够循环利用。

(5)能够利用良好水气条件,产生室内生态微循环效应,改善室内空气质量和增加居住的舒适度,实现建材、建筑、自然环境与人类健康生活、社会经济发展进一步和谐发展。

2.生态建材局限性

再生态的材料,一旦离开原生态圈,处于相对惰性环境中,能量不能正常补充,其生态能量与作用会非常有限,是不能与处于原自然生态环境条件时相比;某些生态能量释放与转换过程是按照自然法则,由强到弱、由快到慢进行。

2.构成宜居环境的主要条件

(1)室内家具、用具、装饰装修材料不用有害化学涂料、化学胶粘材料、人工合成材料,以及非生态材料,装修尽量简洁,不要过分领导追求豪华气派。如果室内有害物质严重超标,是难以在短时间内彻底消除的,因为有些化学材料中,化学成分很复杂,除甲醛、苯系物外,还有对人体健康和环境有害的其它成分。

(2)保持室内30%-70%的湿度,要选择调湿能力强的,并不一定是吸湿量越大越好,要吸湿能力,还要放湿和平衡水气的能力,构成室内水气微循环系统,水气不能良性循环,长时间潮湿或长时间干燥,是谈不上生态的。

(3)保持室内空气流通,多采用透气性好的材料,自动调节,保持空气微循环。

 

六、       生态建材与健康

由于人口急剧增加、资源、能源短缺、环境污染严重。酸雨、土地沙化,水源污染、空气污染,食物安全问题,营养不平衡,户外活动少,不良生活方式与习惯等,严重威胁人类健康与生存,可以预言:人类健康与生存的威胁会越来越大!有报道:人类已停止进化;有网友说:最信任的是白开水。

我国很多关于生命与健康的文化,如五行、阴阳、中医的酸碱平衡与生命在于运动,冬炼三九,夏炼三伏等,我们可以将生活、居住与生态建材相结合,有助于人们正确理解和认识生态建材。

生态建材源于自然,具有良好的调湿、透气、吸附、抗菌、消毒、净化空气、平衡酸碱等功能,为人类营造一个安全、舒适、健康的居住环境,可以最大限度地满足人们对居住环境的健康要求。

 

七、       多聚胶粉在生态粉末涂料中的应用

多聚胶粉属于树脂型可分散胶粉,共分五个型号,其中HYM-8型(高级粉末涂料专用),主要用于生产高级粉末涂料,它选用的是多种优质天然树脂,经过洗涤、高温聚合反应、干燥、粉末化网膜状结构的新型聚合物,可以直接、快速在水中分散成胶体,不封闭涂层气孔,可以自动调节、平衡与控制涂层的水气含量,由于具有天然材料的特性,可以确保硅藻泥、沸石、电气石等材料及其制品的生态功能和技术性能。

其主要优点有:

1.              多聚胶粉的主要原材料及助剂,全部采用安全、无害原材料,严格质量标准,采用清洁无污染的生产技术。产品经多次检测,不含VOC、甲醛等有害物。

2.技术过硬、稳定性好。在密封状态下,将其置于40℃和-25℃的气候环境中,胶粉品质不会发生改变。

3.抗老化,粘结强度高、附着力好,可提高涂层的初粘力、干强度、湿强度、后期强度、耐洗刷次数、防渗漏水等,改善施工性,可适合喷、滚、刷、抹等多种涂装方法

4.抗菌、防菌。抗菌类有:大肠杆菌、黑曲霉菌、黄曲霉菌等十多种菌体。

5.能增强涂层的透气调湿功能(主动吸湿,被动放湿)和防水功能。其胶体呈网状膜,不封闭材料气孔,胶粉中的有效成分可促使涂层在干燥时微孔最大程度张开、开放、通畅,遇湿、遇水时最大程度缩小,甚至堵塞,防止渗水、漏水。

6.功能性强。产品在技术上借鉴了吸水树脂原理,有良好的保持和平衡水气能力,可以解决纤维素类产品保水作用时间短、效果差、容易霉变等缺陷。用多聚胶粉(高级粉末涂料专用),不需另加其它胶粘剂、助剂等。

7.成本低,适用范围广。可用于高级生态环境内墙粉末涂料、高性能生态外墙干粉涂料等。

 

八、       生态粉末内墙涂料的技术性能

1.有害物(GB18582-2008室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量)。

序号

检验项目

标准要求

检验结果

1

挥发性有机化合物(VOC)   (mg/kg)

≤15

未检出

 

2

 

重金属

(mg/kg)

     铅

≤90

未检出

     镉

≤75

未检出

≤60

未检出

     汞

≤60

未检出

 

2.涂层性能(GB/T9756—2001合成树脂乳液内墙涂料)测定(见下表):

 

序号

测试项目

标准指标

检 验 值

结果

优等品

一等品

合格品

1

在容器中状态

搅拌混合后无硬块,呈均匀状

无硬功块,呈均匀状

符合

2

施工性

刷涂二道无障碍

刷涂二道无障碍

符合

3

涂膜外观

涂膜外观正常

涂膜外观正常

符合

4

干燥时间

≤2h

40min

符合

5

耐碱性

24h无异常

24h无异常

符合

6

耐洗刷性

≥1000次

≥500次

≥200次

1000次不露底

符合

 

 

 

 

 

 

 

 

3、粘结强度(JG/3049-1998建筑室内腻子)、(JG/T24-2000合成树脂乳液砂壁状建筑涂料)

序号

检验项目

W型标准要求

检验结果

结论

1

容器中状态

搅拌后无结块,呈均匀状

搅拌后无结块,呈均匀状

符合

2

施工性

喷涂无困难

喷涂无困难

符合

3

涂料低温贮存稳定性

3次试验后,无结块、凝聚及组成物的变化

3次试验后,无结块、凝聚及组成物的变化

符合

4

涂料热贮存稳定性

1个月试验后,无结块、霉变、凝聚及组成物的变化

无结块、霉变、凝聚及组成物的变化

符合

5

初期干燥抗裂性

无裂纹

无裂纹

符合

6

干燥时间(表干)

≤4h

≤2.5

符合

7

耐水性

96h涂层无起鼓、开裂、剥落、与未浸泡部分相比允许颜色轻微变化

涂层无起鼓、开裂、剥落

符合

8

耐碱性

96h涂层无起鼓、开裂、剥落、与未浸泡部分相比允许颜色轻微变化

涂层无起鼓、开裂、剥落

符合

9

涂层耐温变性

10次涂层无粉化、开裂、剥落、起鼓,与标准板相比允许颜色轻微变化

涂层无粉化、开裂、剥落、起鼓

 

符合

10

粘结强 度

标准状态

≥0.70MPa

0.73

符合

浸水后

≥0.50 MPa

0.60

符合

11

耐人工老化500h

涂层无开裂、起鼓、剥落,粉化0级,变色1级

涂层无开裂、起鼓、剥落,粉化0级,变色0级

符合

 

4、调湿能力:在25℃相对湿度95%条件下,吸湿48小时,材料的吸湿量为277g/m2;在25℃相对湿度35%条件下,放湿度48小时,材料的放湿量为206g/m2

5、抗菌性:按GB/T1741-2007《漆膜耐霉菌测定法》,达到最高级标准0级。

6、放射性:符合相关标准要求。

 

九、生态推广应用前景

我国建材业发展很快,市场竟争异常激烈,还存在能耗高、污染大、资源利用率低、效益差、管理落后等问题。生态建材对于节约资源、节约能源、保护生态环境、改善人居环境,保持人们身心健康,促进社会和谐和经济可持续发展等方面,都具有十分重要的意义。生态功能性建材产品的大力推广,必将促进建材业的进一步发展,其前景广阔。

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