随着人们环境与健康意识的增强,人们对室内环境净化的需求越来越大。已发现的室内空气污染物有300 多种。其中对人体容易造成伤害、甚至致癌的就有20 多种,极大地威胁着人类的健康生活。空气负离子是空气中的中性分子结合电子而形成的带负电荷的气体离子。当空气中负离子浓度较高时,能抑制多种病菌的繁殖,降低血压和消除疲劳,促进人体的生长和发育,因而人们将空气负离子比喻为“空气中的维生素”。在环境评价中,空气负离子已成为衡量空气质量的一个重要参数。为了增加居住环境的负离子浓度,人们采用了各种各样的方法( 负离子发生器、人造瀑布、负离子织物) 等。目前采用最普遍和最有效的方法是涂刷负离子内墙乳胶漆。
1 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。这是因为这些场所负离子浓度较大的缘故。经过人们多年的研究,总结出了负离子浓度同人体健康的关系( 见表1) 。
负离子浓度与人体健康关系
负离子涂料是指成分中含有特种负离子矿物晶体的涂料。通过矿物晶体形成的永久电场,对空气中的水分子发生电解而产生负离子。负离子涂料不仅具备普通内墙涂料优等品的所有功能,最重要的是可持续释放负离子。
2. 2 负离子涂料的工作原理
2. 2. 1 负离子乳胶漆释放负离子的机理
负离子涂膜在宏观上表面光洁致密,但在微观上是高分子纤维网结成的多孔膜。正是这种孔隙的存在,使得空气分子可以与乳胶漆中的填料颗粒作用。负离子具体释放机理为: 空气中的水蒸气通过
孔隙与涂层中的负离子粉体相接触,在负离子粉体的作用下发生如下反应:
2. 2. 2 负离子涂料去除装修污染的原理
室内装修污染源( 家俱、板材、油漆等) 会不断释放甲醛、TVOC 等有害气体,时间最长可持续15年左右,负离子涂料永久持续释放的负离子与这些有害气体( 带正电荷) 不断中和、降解,长期保持室内空气清新。
2. 2. 3 负离子涂料除臭作用机理
①导致空气异味的臭气、细菌和烟雾等均带正电荷,因此释放出的负离子可以对其中和,直到无电荷沉降。②带有氧自由基的烟雾、有害气体能够被负离子中和。③矿物晶体颗粒皱纹形成一个电场并具有0. 06 mA 的微电流,细菌、有机物在电场电流下进行分解。
综上,去除异味是由于负离子包覆沉降、负离子中和、电场电流分解及某些化学反应的综合结果。
2. 2. 4 负离子涂料抗菌抑菌的机理
①细菌在负离子矿物晶体形成的电场中受微电流作用,被杀死或抑制其分裂增生。②细菌大都带正电荷,在空气或水中被大量H + 包覆或被H + 中和,使其失去增生与繁殖的条件。③远红外线作用: 负离子涂料具有很强的远红外线辐射能力,靠远红外线辐射的电磁波能量灭杀细菌。
3 负离子乳胶漆的研制
3. 1 负离子乳胶漆色生产工艺
负离子乳胶漆的主要特征是在其制作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,经过超细粉化粉碎,溶胶—凝胶法包覆改性,离子交换掺杂以及高温激活等手段制作而成。具有负离子释放能量高、释放远红外线、无放射性及抗菌净化空气的作用。试验中,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。这样制得的负离子乳胶漆稳定性好,可保证负离子粉体充分发挥作用。在实际应用过程中,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成品普通乳胶漆中,制成具有释放负离子功能的乳胶漆。
3. 2 负离子涂料生产配方
负离子涂料配方
4 负离子乳胶漆的应用及发展趋势
负离子乳胶漆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、抗菌防霉及净化空气的作用,正成为建筑内墙乳胶漆的首选产品。其在工厂厂房、影剧院、大型体育场馆以及医院、地下室、禽养殖场等特殊场合也有潜在的优势。因此,应大力开展负离子乳胶漆的研发工作,开发具有自主知识产权的负离子产品,促进我国负离子产业的发展。