CN101177554A

CN101177554A - 一种用于建筑物表面抗菌防霉剂的制备方法

Info

Publication number: CN101177554A
Application number: CNA200610114441XA
Authority: CN
Inventors: 苏海佳; 黄安娜; 赵艳; 谭天伟
Original assignee: Beijing University of Chemical Technology
Current assignee: Beijing University of Chemical Technology
Priority date: 2006-11-10
Filing date: 2006-11-10
Publication date: 2008-05-14
Anticipated expiration: 2026-11-10
Also published as: CN101177554B

Abstract

本发明涉及一种用于建筑物表面抗菌防霉剂的制备方法，在建筑涂料用的涂装乳液中加入成膜助剂、纳米TiO₂、分散剂、乳化剂、多功能助剂及防霉助剂分散混合，控制各组分的重量百分比为：涂装乳液20％～90％，纳米TiO₂ 0.1％～5％，成膜助剂的用量为0.1％～10％，分散剂0.05％～0.5％，乳化剂0.1％～1％，多功能助剂0.1％～1％，防霉助剂0.1％～10％，水5％～70％。本发明制备的抗菌防霉剂可以随时喷涂于建筑物表面更新催化抗菌防霉涂层，使用方法简单、灵活，与内外墙涂料有很好的结合力和相容性，同时充分发挥了纳米二氧化钛催化与防霉剂协同杀菌防霉作用，可以去除甲醛VOC等挥发性气体，且制备方法简单，添加剂少，生产成本低。

Description

一种用于建筑物表面抗菌防霉剂的制备方法

技术领域

本发明涉及一种抗菌防霉剂的制备方法，特别是含有纳米二氧化钛抗菌防霉剂的制备。得到的抗菌防霉剂可用于建筑内外墙抗菌防霉及脱除异味。

背景技术

纳米TiO2是基于光催化反应使有机物分解而具有抗菌效果的一种非溶出型抗菌剂，本身具有很好的化学稳定性，无毒性，重金属含量少，抗菌性广谱、长效，被越来越广泛地应用于人们的日常生活中。其中用于建筑内外墙涂料方面，已有许多利用纳米二氧化钛制备的抗菌涂料，如：曹文斌、张小宁等提出一种氮掺杂纳米二氧化钛改性光催化涂料及其制备方法(申请号200510011793.8)，涂料的组分包括：成膜剂硅丙乳液20％～25％，掺氮纳米TiO₂20％～10％，普通纳米TiO₂20％～2％，钛白粉8％～18％，高岭土8％～10％，重质碳酸钙4％～8％，轻质碳酸钙8％～11％，硅灰石粉12％～15％，助剂2％～5％，水20％～25％，氨水0.1％～1％，消泡剂0.1％～1％，防霉剂0.01％～0.05％。经配料、搅拌、过滤制成光催化涂料。陈建强提出的(200510025487.X)一种除甲醛、抗菌、抗电磁辐射的内墙涂料，由二氧化钛纳米级微粉、二氧化硅纳米级微粉、氧化锌微粉、负离子微粉、无机抗菌微粉、导电微粉、，锰铁微粉、成膜剂、体质颜料、有机助剂和水组成。上述专利中作为内外墙涂料，其主要作用是作为墙面的装饰，需要添加大量的添加剂和固含物，部分二氧化钛被包覆在不同添加剂中，其催化效果受到影响，因此需要加入较多的二氧化钛组分，以发挥其杀菌效果，而涂层表层的二氧化钛光催化作用时间有限，不能保持持久的杀菌效果，催化层的再生性是该领域需解决的技术问题，另外要考虑耐磨、耐侯、耐污及强度等诸多因素，需要添加的辅料较多，加工成本高，因此该类涂料作为杀菌使用不仅不方便，且不能充分发挥二氧化钛光催化杀菌作用，造成浪费。

现有的利用二氧化钛抗菌的另一种产品是抗菌薄膜，如：潘俊明等人提出一种纳米TiO2载银抗菌薄膜(申请号200510031492.1)，在钛溶胶中加入银溶液得到TiO2载银溶胶，用该溶胶使用提拉法对产品涂膜、干燥、煅烧后得到载银强化的TiO2抗菌涂膜层的产品。潘俊明还提出一种纳米TiO2复合抗菌薄膜的制造方法(申请号200510031492.1)，具体包括以下五个步骤一制取TiO2溶胶，制取ZnO的乙醇溶液，将上述二液混合并搅拌均匀，用提拉法为该涂膜物品涂膜，对已涂膜制品进行热处理。获得100～400纳米厚的复合抗菌薄膜，抗菌性能良好，但该产品成膜工艺复杂，不易于更新，且一般仅有抗菌功能，无除异味作用。

本申请人在200610089126.6专利申请中公开了一种二氧化钛与多聚糖类复合抗菌防霉剂，可用于对一般物品表面直接喷涂成膜，进行抗菌防霉，但是对于内外墙及其他建筑物表面，由于需要有一定的附着力与结合强度等，该防霉剂不能用于建筑物表面的直接喷涂。

发明内容

本发明提出了一种用于建筑物表面的抗菌防霉剂的制备方法，制备的防霉剂与内外墙涂料有很好的结合力，可以随时喷涂更新建筑物表面使之抗菌防霉，可充分发挥纳米二氧化钛及防霉剂的协同杀菌防霉作用，同时可以除甲醛VOC等挥发性气体，制备、使用方法简单，添加剂少，生产成本低。

本发明是在建筑涂料用的涂装乳液中加入成膜助剂、纳米TiO₂、分散剂、乳化剂、多功能助剂及防霉助剂分散混合，控制各组分的重量百分比为：涂装乳液20％～90％，纳米TiO₂0.1％～5％，成膜助剂的用量为0.1％～10％，分散剂0.05％～0.5％，乳化剂0.1％～1％，多功能助剂0.1％～1％，防霉助剂0.1％～10％，水5％～70％。

所述的涂装乳液为一般建筑涂料用的水性乳液，如：改性聚醋酸乙烯乳液、醋丙乳液、苯丙乳液、丙烯酸酯类、纯丙烯酸酯类，苯乙烯/丙烯酸酯类共聚物或硅丙乳液的一种或几种混合物。用量的适当选择可使溶液成膜，并与墙面有适当的粘附性，同时充分发挥TiO₂的杀菌作用，且成本低。优选的重量百分含量20-80％。

所述的分散剂为常用的聚丙烯酸盐、聚乙烯醇，三聚磷酸盐、聚羧酸盐、高效阴离子分散剂、1，2-丙二醇或1，3-丙二醇等。分散剂的使用能在很宽的温度范围内保持粘度的稳定性，有助于制备较高的固体含量和低粘度体系，同时在很宽的pH值和温度范围，能控制涂料的流变性。分散剂用量的选择根据体系在上述范围内选择。

所述的成膜助剂为苯醚类、醇醚类、醇酯类或酸脂类成膜助剂等。其用量在上述范围内选择，以满足本发明成膜特性的需要。优选的重量百分含量0.5％～5％。成膜助剂通常使用于各种乳液及粘合剂中，可单独使用或多种助剂同时使用，成膜助剂的加入可以提高成膜效果及喷剂的储存稳定性，流平性及附着力，并能提高膜的光泽。

所述的多功能助剂为：有机胺添加剂，醇胺类有机物，或聚氧乙烯醚类等，由于它们是良好的涂料pH调节剂，具有相对较宽的缓冲值；较强的润湿性和助润湿分散多种功能，通常在涂料、粘合剂中作为后添加剂使用，在本发明中可有效降低分散剂、润湿剂用量；有效降低粘度，改善涂料的流动性和流平性；提高体系的储存稳定性，同时可以改进成膜后的耐擦洗性和耐水性。

所述的防霉剂为常用的防霉剂，防霉剂为漆膜防霉剂、咪唑类或季铵盐类防霉剂，起到协同杀菌的作用。

上述的二氧化钛平均粒径为5-100nm的市售商品。

上述的乳化剂为通常使用的市售Tween-20、Tween-60、Tween-80或Span-80，豆油，十二烷基磺酸钠。

本发明分散混合时可以采用搅拌器、超声波震荡仪、旋转床进行混合。例如，搅拌：转速20～200转/分，温度10～80℃；超声波分散：功率40～100W，温度10～40℃；旋转床：20～200转/分，温度10～80℃；混合后得到抗菌防霉剂，经对建筑内外墙表面涂覆，风干成膜后起到抗菌防霉及除异味作用。

本发明的效果：本发明采用上述合适的组分配伍，制备出可用于建筑表面的抗菌防霉剂，可以随时喷涂于建筑物表面更新催化抗菌防霉涂层，使用方法简单、灵活，与内外墙涂料有很好的结合力，同时充分发挥了纳米二氧化钛催化氧化与防霉剂协同杀菌防霉作用，可以去除甲醛VOC等挥发性气体，且制备方法简单，添加剂少，生产成本低。

经实验24小时后，抗菌防霉除味涂料对黑曲菌的杀菌率为90％左右，对大肠杆菌的杀菌率几乎达到100％。10小时甲醛去除率达到90％。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明提供的方法进一步说明，但并不因此而限制本发明，还应包括：在不偏离本发明范围条件下，对公开的方案进行本领域技术人员显而易见各种改变。

本发明杀菌率的计算方法如下：将菌液均匀涂布于涂有抗菌防霉除味涂料的载玻片上，经0、2、4、8、12、24小时后用棉棒将菌液轻轻拭擦后置于生理盐水中，振荡，取0.3ml于培养皿中，倒入培养基，于培养箱中培养48小时，取出数菌落数，依下式计算杀菌率。

杀菌率＝(A₀-A_e)/A₀×100％

其中：A₀-初始菌落数(个)；A_e-杀菌后菌落数(个)。

本发明甲醛降解率的计算方法如下：采得的样气用吸收液吸收，取5ml吸收液于比色管中，于413nm测吸光度，代入y＝bx+a计算甲醛含量，式中：a---校准曲线截距；b---校准曲线斜率；y---校准的吸光度；x(μg)---甲醛含量。

实施例1：在搅拌分散条件下，在25ml苯乙烯/丙烯酸酯类共聚物涂装乳液中加入1g成膜助剂NX-795(商品名)，0.1g乳化剂Tween-20，0.1g多功能助剂辛基酚聚氧乙烯醚，然后取适量水将0.1g纳米二氧化钛润湿，加入0.05g分散剂三聚磷酸钠，加入0.1g防霉剂(三氯苯基马来酰亚胺)。加入75ml水混合后得到抗菌防霉除味涂料，经对物品表明涂覆，风干成膜后起到抗菌防霉及除异味作用。将菌液涂在抗菌防霉薄膜表面，经0、2、4、8、12、24小时后将菌液置于生理盐水中，振荡，取0.3ml于培养皿中，倒入培养基，于培养箱中培养48小时，取出数菌落数，对大肠肝菌的杀菌率分别为98％，97％，97％，99％，100％；对黑曲霉的杀菌率为70％、68％、81％、90％、95％。经2、4、8、12、24、36、48小时取样气测甲醛含量，对甲醛的降解率分别为60％，73％，82％，90％，92％，95％，95％。

实施例2、实施例3的操作方法同实施例1，操作参数见表1。

表1

Claims

1.一种用于建筑物表面抗菌防霉剂的制备方法，其特征在于：在建筑涂料用的涂装乳液中加入成膜助剂、纳米TiO₂、分散剂、乳化剂、多功能助剂及防霉助剂分散混合，控制各组分的重量百分比为：涂装乳液20％～90％，纳米TiO20.1％～5％，成膜助剂的用量为0.1％～10％，分散剂0.05％～0.5％，乳化剂0.1％～1％，多功能助剂0.1％～1％，防霉助剂0.1％～10％，水5％～70％。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，涂装乳液为改性聚醋酸乙烯乳液、醋丙乳液、苯丙乳液、丙烯酸酯类、纯丙烯酸酯类，苯乙烯/丙烯酸酯类共聚物或硅丙乳液的一种或几种混合物，重量百分含量20-80％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，分散剂为聚丙烯酸盐、聚乙烯醇，三聚磷酸盐、聚羧酸盐、高效阴离子分散剂、1，2-丙二醇或1，3-丙二醇。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，成膜助剂为苯醚类、醇醚类、醇酯类或酸脂类成膜助剂，重量百分含量0.5％～5％。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，多功能助剂为：有机胺添加剂，醇胺类有机物或聚氧乙烯醚类。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，防霉剂为漆膜防霉剂、咪唑类或季铵盐类防霉剂。