CN104130619A - 一种抗菌除臭涂料添加剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抗菌除臭涂料添加剂及其制备方法，所述抗菌除臭涂料添加剂由无机氧化物和包裹无机氧化物的磷酸盐矿物载体组成，所述无机氧化物和磷酸盐矿物载体的重量比例为1:2。发明的抗菌除臭涂料添加剂可通过与树脂、颜填料、溶剂等混合做成涂料，将该涂料涂敷于金属、塑胶、墙壁及木器等基材表面，然后通过干燥固化形成均匀漆膜涂层，该涂层能分解室内的各种有害气体或有害物质，对室内空气进行净化，达到抗菌除臭的效果；起粘合作用的树脂可以选择水性或油性体系，溶剂的选择根据所选油性或水性体系而进行筛选，可以是醇类、酯类、酮类、醚类及有机酸类等，它们可以单独使用或几种配合使用；涂料添加剂制备工艺简单，适宜大范围推广应用。

Description

一种抗菌除臭涂料添加剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种抗菌除臭涂料添加剂及其制备方法。

 

背景技术

随着社会的发展，人们对居室的要求变得花样繁多，但随之带来的是室内的大量污染，因为装修过程中使用了大量人造板材、胶粘剂和涂料等，所以使得新装修的居室内含有大量的各种有害刺激性气味，在社会发展过程中人们对环保、健康方面的意识也相应的提高，对装修后室内环境要求也就有更高的要求，经研究表明室内有害气体的危害不只是刺激鼻子和眼睛，长时间后对人体危害非常大，尤其对老人、儿童和孕妇危害更加严重。另一方面，现有的涂料不具有净化室内空气中恶臭成份的能力，反而会使室内的香烟烟雾和恶臭成份的分子活化，而使人感到室内更加恶臭。因此，急需开发一种能净化室内空气的涂料添加剂。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种抗菌除臭涂料添加剂及其制备方法，应用于涂料领域可起到净化空气的作用。 

本发明的抗菌除臭涂料添加剂，由无机氧化物和包裹无机氧化物的磷酸盐矿物载体组成，所述无机氧化物和磷酸盐矿物载体的重量比例为1:2。

本发明的抗菌除臭涂料添加剂，所述无机氧化物的粒径控制在1nm-50μm范围内。

本发明的抗菌除臭涂料添加剂，所述无机氧化物选自SiO₂ 、TiO₂ 、CaO 、ZrO₂、K₂O、Li₂O、Al₂O₃、V₂O₅、MgO、Na₂O、Fe₂O₃、FeO、MnO₂、ZnO、CuO、Cr₂O₃、SnO₂、 2MgO·2 Al₂O₃·2 SiO₂和Al₂O₃·TiO₂中的一种或多种。

本发明的抗菌除臭涂料添加剂，所述无机氧化物由以下重量百分比的原料制成：ZrO₂ 3-10，TiO₂ 10-20，SiO₂ 10-15，V₂O₅ 5-10，K₂O 1-5，SnO₂ 1-5，Cr₂O₃ 5-15，Al₂O₃ 5-10，Fe₂O₃ 5-10，MgO 5-10，Na₂O 1-5，MnO₂ 5-10。

本发明的抗菌除臭涂料添加剂，所述磷酸盐矿物载体选自能够吸附有机物质和细菌的Ca₅[PO₄]₃Cl。

本发明的抗菌除臭涂料添加剂的制备方法，包括以下步骤：

1）磷酸盐矿物载体的制备：将213g P₂O₅加入到1000ml去离子水中，搅拌至完全溶解后缓慢加入360g NaOH，边加边搅拌至完全溶解，随后再往溶液中加入1110克50%CaCl₂溶液，同时加入少量的表面活性剂抑制晶粒的长大，然后将反应液移入高压釜中，反应温度为120℃-200℃，时间24H，得到一种基于水分散的特殊磷酸盐矿物载体，此时水中磷酸盐矿物载体的重量约为520克；

2）制备无机氧化物：在研磨槽中加入以下重量百分比的原料：ZrO₂ 3-10，TiO₂ 10-20，SiO₂ 10-15，V₂O₅ 5-10，K₂O 1-5，SnO₂ 1-5，Cr₂O₃ 5-15，Al₂O₃ 5-10，Fe₂O₃ 5-10，MgO 5-10，Na₂O 1-5，MnO₂ 5-10；配置成260克的混合物，并投入到研磨机中研磨，使用无机氧化物的粒径控制在1nm-50μm范围内；

3）在高速搅拌状态下将无机氧化物分散在步骤1）所制得的磷酸盐矿物载体溶液中，并持续搅拌1小时，使磷酸盐矿物载体均匀地附在无机氧化物的表面上，然后停止搅拌并放置24小时，使磷酸盐矿物载体生长24小时，然后再将反应好的溶液进行离心，通过200℃加热干燥，收集得到的固体粉末即为所需的抗菌除臭涂料添加剂。

与现有技术相比本发明的有益效果为：发明的抗菌除臭涂料添加剂可通过与树脂、颜填料、溶剂等混合做成涂料，将该涂料涂敷于金属、塑胶、墙壁及木器等基材表面，然后通过干燥固化形成均匀漆膜涂层，该涂层能分解室内的各种有害气体或有害物质，对室内空气进行净化，达到抗菌除臭的效果；起粘合作用的树脂可以选择水性或油性体系，溶剂的选择根据所选油性或水性体系而进行筛选，可以是醇类、酯类、酮类、醚类及有机酸类等，它们可以单独使用或几种配合使用；涂料添加剂制备工艺简单，适宜大范围推广应用。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

一种抗菌除臭涂料添加剂，由无机氧化物和包裹无机氧化物的磷酸盐矿物载体组成，所述无机氧化物和磷酸盐矿物载体的重量比例为1:2。

本发明的抗菌除臭涂料添加剂，所述无机氧化物的粒径控制在1nm-50μm范围内。

本发明的抗菌除臭涂料添加剂，所述无机氧化物选自SiO₂ 、TiO₂ 、CaO 、ZrO₂、K₂O、Li₂O、Al₂O₃、V₂O₅、MgO、Na₂O、Fe₂O₃、FeO、MnO₂、ZnO、CuO、Cr₂O₃、SnO₂、 2MgO·2 Al₂O₃·2 SiO₂和Al₂O₃·TiO₂中的一种或多种。

本发明的抗菌除臭涂料添加剂，所述无机氧化物由以下重量百分比的原料制成：ZrO₂ 3-10，TiO₂ 10-20，SiO₂ 10-15，V₂O₅ 5-10，K₂O 1-5，SnO₂ 1-5，Cr₂O₃ 5-15，Al₂O₃ 5-10，Fe₂O₃ 5-10，MgO 5-10，Na₂O 1-5，MnO₂ 5-10。

本发明的抗菌除臭涂料添加剂，所述磷酸盐矿物载体选自能够吸附有机物质和细菌的Ca₅[PO₄]₃Cl。

本发明的抗菌除臭涂料添加剂的制备方法，包括以下步骤：

1）磷酸盐矿物载体的制备：将213g P₂O₅加入到1000ml去离子水中，搅拌至完全溶解后缓慢加入360g NaOH，边加边搅拌至完全溶解，随后再往溶液中加入1110克50%CaCl₂溶液，同时加入少量的表面活性剂抑制晶粒的长大，然后将反应液移入高压釜中，反应温度为120℃-200℃，时间24H，得到一种基于水分散的特殊磷酸盐矿物载体，此时水中磷酸盐矿物载体的重量约为520克；

2）制备无机氧化物：在研磨槽中加入以下重量百分比的原料：ZrO₂ 3-10，TiO₂ 10-20，SiO₂ 10-15，V₂O₅ 5-10，K₂O 1-5，SnO₂ 1-5，Cr₂O₃ 5-15，Al₂O₃ 5-10，Fe₂O₃ 5-10，MgO 5-10，Na₂O 1-5，MnO₂ 5-10；配置成260克的混合物，并投入到研磨机中研磨，使用无机氧化物的粒径控制在1nm-50μm范围内；

3）在高速搅拌状态下将无机氧化物分散在步骤1）所制得的磷酸盐矿物载体溶液中，并持续搅拌1小时，使磷酸盐矿物载体均匀地附在无机氧化物的表面上，然后停止搅拌并放置24小时，使磷酸盐矿物载体生长24小时，然后再将反应好的溶液进行离心，通过200℃加热干燥，收集得到的固体粉末即为所需的抗菌除臭涂料添加剂。

本发明中所述的磷酸盐矿物载体是一种具有独特的分子晶格结构特征和选择性吸附性能，能够吸附有机物质和细菌的能力的特殊材料，其主要成分是Ca₅[PO₄]₃Cl。在磷酸盐矿物的化学组成中，磷以5价阳离子的形式存在，配位数为4，与氧构成［PO₄］四面体。在磷酸盐矿物的晶体结构中，由于［PO₄］的价饱和程度为5 /8，所以［PO₄］四面体彼此不能共角顶连接，需要与钙、铍、铁、锌、铝、锰等四面体或八面体共角顶相连，共同构成链状、层状和架状结构，形成了具有孔道结构的磷酸盐矿物。孔道矿物由于内部结构中普遍存在的均匀微孔，大的比表面积和可交换离子，使得它具有离子交换、吸附和催化性质。

发明的抗菌除臭涂料添加剂的抗菌除臭原理是该组合物颗粒以其微小的尺寸（1nm-50μm）存在，凭借独特的小尺寸效应和表面效应可以轻易的进入病原体，从而使与菌体中酶蛋白质疏基（-SH）迅速结合，使一些以此为必要基团的酶失去活力，使致病菌不能代谢而死亡，从而达到杀菌、修复组织、促进伤口愈合的作用。所述抗菌除臭添加剂中无机氧化物主要成分有镁、铝、铁等10多种对人体有利的微量元素。由于它是一种结构特殊的极性结晶体，自身能长期产生电离子，并永久释放空气负离子。同时组分中的特殊磷酸盐矿物载体的多孔效应也能促进污染物的吸附，从而使无极氧化物组分能更有效的分解污染物。在涂料中加入该添加剂并涂敷金属、塑胶、墙壁及木器等基材表面，经过干燥固化后，可以迅速分解空气中存在的如甲醛、苯、氨、TVOC等有害物质，并能沉降空气中的细小悬浮颗粒物，而且可以长期循环使用。用于纺织行业，可做环保炭布，还可用于岩盘浴、汗蒸房、光波房、桑拿浴设施以及环保家居装修。

试验

本试验选取环保水性涂料体系来作说明。首先，将所需量的水性树脂或乳液与水溶剂预混分散10分钟，然后在高速搅拌下顺序加入抗菌除菌涂料添加剂、颜料、填料、增稠助剂、附着力促进助剂等，高速分散30分钟以上至分散均匀，从而制得抗菌除臭涂料。将此抗菌除臭涂料通过喷涂或辊涂的方式涂敷于金属、塑胶、墙壁及木器等基材表面，然后通过干燥固化程序以后便可在基材表面形成均匀的涂层。

以下将针对以上配制的抗菌除臭涂料进行测试：

一、测试分解气体NH-₃来检验其除臭能力。

此试验是在韩国远红外线协会（KIFA）进行测试，该机构是韩国的专业检测机构。选择在小块铝板上涂上述配置的0.5g试样，并在空气中干燥24小时，从而制得试样样片。

准备两个51PVF树脂气囊，在一个气囊中放入一块试样样片，另一个树脂气囊不放样片。然后在两个气囊中分别吹入500ppmNH₃-空气混合气体并密封。每间隔30分钟使用气体检测管测量气囊中NH₃的浓度，直至试验开始2个小时后结束。

测试结果如下：

上表结果显示，涂料中加入本抗菌除臭组合物涂料添加剂具有 很好的除臭作用，除臭率达80%。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种抗菌除臭涂料添加剂，其特征在于：由无机氧化物和包裹无机氧化物的磷酸盐矿物载体组成，所述无机氧化物和磷酸盐矿物载体的重量比例为1:2。

2.根据权利要求1所述的抗菌除臭涂料添加剂，其特征在于：所述无机氧化物的粒径控制在1nm-50μm范围内。

3.根据权利要求1所述的抗菌除臭涂料添加剂，其特征在于：所述无机氧化物选自SiO₂ 、TiO₂ 、CaO 、ZrO₂、K₂O、Li₂O、Al₂O₃、V₂O₅、MgO、Na₂O、Fe₂O₃、FeO、MnO₂、ZnO、CuO、Cr₂O₃、SnO₂、 2MgO·2 Al₂O₃·2 SiO₂和Al₂O₃·TiO₂中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的抗菌除臭涂料添加剂，其特征在于：所述无机氧化物由以下重量百分比的原料制成：ZrO₂ 3-10，TiO₂ 10-20，SiO₂ 10-15，V₂O₅ 5-10，K₂O 1-5，SnO₂ 1-5，Cr₂O₃ 5-15，Al₂O₃ 5-10，Fe₂O₃ 5-10，MgO 5-10，Na₂O 1-5，MnO₂ 5-10。

5.根据权利要求1所述的抗菌除臭涂料添加剂，其特征在于：所述磷酸盐矿物载体选自能够吸附有机物质和细菌的Ca₅[PO₄]₃Cl。

6.根据权利要求1所述的抗菌除臭涂料添加剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）磷酸盐矿物载体的制备：将213g P₂O₅加入到1000ml去离子水中，搅拌至完全溶解后缓慢加入360g NaOH，边加边搅拌至完全溶解，随后再往溶液中加入1110克50%CaCl₂溶液，同时加入少量的表面活性剂抑制晶粒的长大，然后将反应液移入高压釜中，反应温度为120℃-200℃，时间24H，得到一种基于水分散的特殊磷酸盐矿物载体，此时水中磷酸盐矿物载体的重量约为520克；

2）制备无机氧化物：在研磨槽中加入以下重量百分比的原料：ZrO₂ 3-10，TiO₂ 10-20，SiO₂ 10-15，V₂O₅ 5-10，K₂O 1-5，SnO₂ 1-5，Cr₂O₃ 5-15，Al₂O₃ 5-10，Fe₂O₃ 5-10，MgO 5-10，Na₂O 1-5，MnO₂ 5-10；配置成260克的混合物，并投入到研磨机中研磨，使用无机氧化物的粒径控制在1nm-50μm范围内；

3）在高速搅拌状态下将无机氧化物分散在步骤1）所制得的磷酸盐矿物载体溶液中，并持续搅拌1小时，使磷酸盐矿物载体均匀地附在无机氧化物的表面上，然后停止搅拌并放置24小时，使磷酸盐矿物载体生长24小时，然后再将反应好的溶液进行离心，通过200℃加热干燥，收集得到的固体粉末即为所需的抗菌除臭涂料添加剂。