一、前言
建筑涂料以其色彩丰富艳丽、施工安全方便、易于翻新和成本低廉等优点,既满足了对建筑物的装饰要求,又对建筑物起一定的保护作用,因此在建筑物的内外墙装饰中承担着重要的角色。根据国家化学建材产业件五”计划和 2010 年发展规划纲要预测 : 到 2015 年,我国建筑涂料产量将达到 300 万吨,从现在起,中国涂料市场年需求总量应不少于 370 亿元,且以每年不小于 15/100 的速率递增,其中内墙涂料占建筑涂料总量的 75/100-80/100 。18 世纪工业革命带来煤烟污染, 19 世纪石油和汽车工业发展带来化学烟雾污染,现在人类又进入以室内污染为标志的第三代污染时期。国际上公认室内污染是对公众健康危害最大的场所。室内空气污染的特点如下 2,. 室内建材和家俱中散发的有害气体,正离子数量多,负离子少, CO: 含量高,人及动物的废物等。除了可以利用自然通风或机械通风来改善空气质量外,还应该在室内使用有利于人体健康的材料,如室内空气净化涂料。
二、涂料的种类及室内主要污染物
我国目前生产的建筑涂料主要有两大类 : 一是合成树脂乳胶类,包括乙丙乳胶漆、苯丙乳胶漆、氯乙烯—偏氯乙烯乳胶漆、聚醋酸乙烯乳胶漆、环氧—丙烯酸乳胶漆等; 二是无机高分子类,主要包括以硅酸盐、硅溶胶为基础配制的各种无机建筑涂料。目前室内装饰涂料主要有两种类型 : 一种是墙面装饰漆,另一种是木器装饰漆。目前国内居民使用的墙面装饰漆有乳胶漆、聚乙烯醇类涂料等; 木器漆主要使用硝基漆、聚氨醋漆、环氧树脂漆、水性木器漆等,其中环氧树脂漆主要用于地板涂装。
室内产生的主要有害物质有 ①甲醛—主要由建筑材料、室内装饰材料和生活用品的挥发、家用燃料和烟叶的不完全燃烧等产生。②氨气—由装饰材料、建筑结构如墙体 ) 中挥发出来。③挥发性有机气体 VOC) —来自沸点或熔点小于或等于 250 ℃的任何有机化合物,如快干漆、涂料、胶粘剂,地面、墙面装饰材料等。④臭氧—由于紫外线照射、电器使用等产生。⑤氛气—来自土壤、岩石、砖、砂浆、混凝土等中铀、镭、针等放射性元素的衰变。⑥二氧化碳 —人体呼出及燃料燃烧的废气。
三、空气净化材料的种类
空气净化材料以粉体、纤维状、薄膜、颗粒或块体等形式存在,既可做成各种建筑材料,也可与风机联合使用,作为过滤或分解净化带 !E > 。按净化材料的特性分类为41: ①物理吸着型净化材料—如活性碳、沸石、其他硅酸盐材料。②化学吸着型净化材料—具有化学吸着作用或者催化反应为主的净化材料,如以活性碳或沸石为载体,加速各种化学反应物质产生化学反应的净化材料。③离子交换型净化材料—高分子聚合物中引入离子交换基,以离子交换法净化空气,如磺、醇基上的离子交换。④光催化材料一将玻璃、陶瓷等作为载体,加入 TO: 等光催化剂材料,在紫外光照射下,使空气中水分和氧气转化为活性氧自由基,然后这些游离的自由基使 SO2, NO, 等污染气体转化成各种无害气体或酸类。⑤稀土激活无机净化材料,将这种材料在此特别列出,因为它除具有吸着、分解功能外,同时具有光催化功能,它的净化容量和使用寿命均比 . 活性碳高 10 倍以上,比合成沸石高 4 倍以上。
四、室内空气净化涂料
具有空气净化功能的涂料可净化及抑制各种有害气体,降低室内 VOC,NO,,NH: 的浓度,增加空气中负离子的数量等。
1 用稀土激活无机抗菌净化剂制成的内墙涂料
经研磨将稀土激活无机抗菌净化剂按一定比例掺加到内墙乳胶涂料中搅拌即可制得空气净化涂料 5] 。用这种涂料涂刷的试验房中的 VOC 浓度比对照房间时照房为不掺加净化剂的内墙乳胶涂料 ) 低 41.67 见表 1> ,而且迅速衰减。
用这种涂料涂刷的试验房内空气中 NO, 的 24h 平均浓度为 0.0359x 10-6 见图 1) ,低于国家标准 GB/ 丁 17096-1997 规定的最高允许浓度值 0.1 mg/m3 ,即 0.049x 10-1)26.7/100; 对照房间 24h 内 N 0,, 平均浓度数值为 0.0578 x 10-6 ,高于国家标准 18/100 。用这种功能涂料涂刷的试验房的 NH3 净化率为 42.96/100( 见表 2) ,明显高于对照房的 14.79/100 的净化率。
表 2 空气净化涂料对空气中 NH3 的净化效果 cng/m3>
2 用纳米 Ti02 制成的内墙涂料
使用锐钦矿型 TO 尸光催化剂作为内墙涂料的填料,它的紫外线区域为 A<380nm ,由于室内荧光灯表面的辐射量为 0.2mW/cm2 ,所以在明亮的室内也有光催化效果。这种功能涂料中的光催化剂能使有机物或无机污染物在光催化作用下发生氧化还原反应,生成 H20 、盐等物质,达到减害及无害化,从而净化环境。在太阳光下它对空气中的 NOx 的降解率很高见图 2), NO 二几乎被全部降解。
这种功能涂料在室内很弱的自然紫外光作用下 TIOZ 光催化效果也很好,当NO二浓度小于O.lmg/m3时,降解率达 80/100以上见图 3>0
3 A 型纳米复合涂料
赵石林等研制的 A 型纳米复合涂料是由电气石及纳米催化剂复合而成。用大气离子浓度相对标准测量装置测得空气负离子释放量如下 : 实验室羊空气负离子浓度为 20 个 /cm,涂刷该复合涂料的木板底材上空气负离子平均浓度 1087 个 /cm, ,减去空气中负离子浓度,实际结果为 1067 个 /cm ;涂刷该复合涂料的水泥底材上空气负离子平均浓度为 1023 个 /cm 3 ,减去空气中负离子浓度,实际结果为 1003 个 /cm3 。可见,该涂料也具有较好的空气净化效果。
五、结语
室内污染物多种多样,内墙涂料也品种繁多。如果内墙涂料选择得好,不仅不会污染室内空气,还会对室内空气起到净化作用。室内空气净化涂料有广阔的研究与应用前景。