CN104497758A - 负离子抗菌净霾涂料的制备方法 - Google Patents

负离子抗菌净霾涂料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及功能性建筑涂料技术领域，旨在提供一种负离子抗菌净霾涂料的制备方法。具体包括以下步骤：将去离子水、负离子添加剂、颜填料和部分助剂添加至研磨机中研磨得到浆料；将浆料转移至分散机中，将成膜乳液、银离子添加剂以及消泡剂加入浆料中，搅拌分散后经筛网过滤，得到负离子抗菌净霾涂料。本发明通过引入负离子添加剂与银离子添加剂等成分，使得成膜物具有持续释放负离子功能，从而净化空气尤其是能够降低PM2.5浓度。同时，银离子添加剂具备持久的抗菌防霉功能。而且，本发明制备方法简单，方便，有利于降低工业化生产成本。此外，本发明负离子抗菌净霾涂料的VOC(即挥发性有机化合物)含量较低，能够大幅度减少环境污染，环境友好。

Description

负离子抗菌净霾涂料的制备方法
技术领域
本发明属于功能性建筑涂料技术领域，特别涉及一种负离子抗菌净霾涂料的制备方法。
背景技术
大气污染尤其是连续超标的PM2.5已严重威胁居民的身心健康。PM2.5主要对呼吸系统和心血管系统造成伤害，包括呼吸道受刺激、咳嗽、呼吸困难、降低肺功能、加重哮喘、导致慢性支气管炎、心律失常、非致命性的心脏病、心肺病患者的过早死。老人、小孩以及心肺疾病患者，是PM2.5污染的敏感人群。气象专家和医学专家认为，由细颗粒物造成的灰霾天气对人体健康的危害甚至要比沙尘暴更大。粒径10微米以上的颗粒物，会被挡在人的鼻子外面；粒径在2.5微米至10微米之间的颗粒物，能够进入上呼吸道，但部分可通过痰液等排出体外，另外也会被鼻腔内部的绒毛阻挡，对人体健康危害相对较小；而粒径在2.5微米以下的细颗粒物，直径不足人类头发丝的1/20大小，不易被阻挡。被吸入人体后会直接进入支气管，干扰肺部的气体交换，引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。
如何有效降低PM2.5已成为全社会积极追求的目标。目前，市场上已出现了可阻挡PM2.5的口罩、过滤式空气净化机、负离子空气净化机等产品。其中负离子空气净化机利用高浓度的负离子与PM2.5作用有效去除PM2.5，效果得到众多检测机构与科研单位的认可。
可释放负离子的涂料的研究应用较少。公开号为CN 201110374894.7的中国发明专利申请公开了一种负离子涂料及其制备方法，包括20～30重量份的丙烯酸树脂、10～15重量份的钛白粉、15～20重量份的碳酸钙、1～4重量份的复合负离子材料、1～3重量份的氧化锌、7～11重量份的滑石粉、1～2重量份的乙二醇、6～1重量份的三聚磷酸钠、21～25重量份的水、0.3～0.7重量份的助剂；其中复合负离子材料为一定比例的电激化纳米电气石与纳米电气石的混合物。然而该技术方案的空气负离子诱生量较低，空气净化效果一般且无抗菌效果。此外，公开号为CN03129256.9的中国发明专利申请还公开了一种抗菌负离子涂料，其技术原理主要采用0.01～1重量份的负离子粉体与0.01～1重量份的无机纳米银系抗菌剂，其中的负离子粉体为电气石与奇冰石混合矿石的研磨粉体。然而该技术方案的空气负离子诱生量较低，空气净化效果一般。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种负离子抗菌净霾涂料的制备方法。本发明通过在成膜乳液中引入负离子添加剂与银离子添加剂等成分，达到抗菌和净霾的目的。
为解决技术问题，本发明的解决方案是：
提供一种负离子抗菌净霾涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)研磨
将去离子水、负离子添加剂、颜填料和部分助剂添加至研磨机中，在1000r/min～3000r/min的速度下研磨20min～60min，得到浆料；
(2)搅拌分散
将步骤(1)得到的浆料转移至分散机中，将成膜乳液、银离子添加剂以及余下的助剂加入浆料中，在500r/min～2000r/min的速度下搅拌分散15min～45min，经80～100目的筛网过滤，得到负离子抗菌净霾涂料；所述的余下的助剂是指消泡剂；
所述各原料的重量份数如下所述：
其中，所述的成膜乳液是纯丙乳液、苯丙乳液、乙丙乳液、硅丙乳液、聚氨酯乳液或环氧树脂乳液中的一种；所述负离子添加剂是电激化纳米电气石，其负离子浓度为2000～50000cm-3；所述银离子添加剂是50～1000ppm的银离子络合物水溶液；所述的颜填料是钛白粉、立德粉、高岭土、硅藻土、碳酸钙、硅酸铝、云母或滑石粉中的一种或两种以上；所述的助剂是成膜助剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、增稠剂、防冻剂或pH调节剂中的一种或两种以上。
在本发明中，可以根据负离子抗菌净霾涂料的颜色需要，添加一定的显色颜料(颜填料)。
成膜乳液，其主要作为涂料的基材，对涂料的耐候性、力学性能等具有重要作用，所述的成膜乳液均可采用市售产品。
所述的负离子添加剂具有持续释放负离子的功能，对净化空气尤其是降低小粒径悬浮物(PM2.5)具有特别重要的影响。本发明使用足量的电激化纳米电气石为负离子添加剂，使得涂料能够释放大量的负离子量，延长负离子扩散浓度和扩散距离，使小粒径悬浮物静电沉降。
所述的银离子络合物通过被成膜乳液中的聚合物吸附及脱附发挥抗菌防霉功能，不同于常规银盐抗菌剂通过电离平衡释放银离子，因此仅需微量银离子成分即可具有长期的抗菌防霉效果。
所述的助剂中，成膜助剂可具体选用2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯，分散剂可具体选用聚羧酸钠盐型分散剂，润湿剂可具体选用聚氧乙烯醚润湿剂，消泡剂可具体选用甲基硅油，增稠剂可具体选用羟乙基纤维素型增稠剂，防冻剂可具体选用丙二醇，pH调节剂可具体选用2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明负离子抗菌净霾涂料在成膜乳液中引入负离子添加剂与银离子添加剂等成分，通过负离子添加剂使得成膜物具有持续释放负离子功能，从而净化空气尤其是能够降低PM2.5浓度。同时，银离子添加剂具备持久的抗菌防霉功能。而且，本发明制备方法简单，方便，有利于降低工业化生产成本。此外，本发明负离子抗菌净霾涂料的VOC(即挥发性有机化合物)含量较低，能够大幅度减少环境污染，环境友好。
本发明负离子抗菌净霾涂料的制备方法，对原料进行研磨和搅拌分散后即可制得本发明负离子抗菌净霾涂料，其制备工艺简单、易于实施、操作简便，有利于工业化大规模生产，降低了工业化生产成本，具有较好的经济效益。
本发明负离子抗菌净霾涂料具有良好的抗菌效果净霾效果，特别适用于居民建筑、商业建筑、公共建筑等场合，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面结合实施案例对本发明进行进一步说明。下列实施例中的“份”均指重量份。
实施例1
往研磨机中加入去离子水35份、丙二醇0.7份、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯3份、滑石粉5份、负离子添加剂30份(杭州格灵新材料有限公司生产的CZ-101型电激化纳米电气石，负离子浓度为2000cm-3)、聚羧酸钠盐型分散剂0.3份(诺普科SN-5040)、羟乙基纤维素型增稠剂1.5份(陶氏Cellusize ER-30M)和2-氨基-2-甲基-1-丙醇0.8份，在1000r/min的速度下研磨35min，得到浆料；
将浆料转移至分散机中，将纯丙乳液20份(罗门哈斯易韧达TM2468)、银离子添加剂5份(丽水金地亚YN-500，50ppm)以及甲基硅油0.5份加至该浆料中，在500r/min的速度下搅拌分散20min，经100目的筛网过滤，得到本发明负离子抗菌净霾涂料产品。
综上，本实施例的涂料产品是由以下重量份的原料制备获得：
实施例2
往研磨机中加入去离子水20份、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯2份、金红石型钛白粉10份、高岭土5份、硅藻土3份，负离子添加剂15份(格灵新材料CZ-102，负离子浓度为10000cm-3)、聚羧酸钠盐型分散剂0.5份(诺普科SN-5040)、羟乙基纤维素型增稠剂1.2份(陶氏Cellusize ER-30M)和2-氨基-2-甲基-1-丙醇0.8份，在1500r/min的速度下研磨20min，得到浆料；
将浆料转移至分散机中，将苯丙乳液30份(罗门哈斯AS-398)、银离子添加剂0.5份(丽水金地亚YN-500，1000ppm)以及甲基硅油0.5份加至该浆料中，在800r/min的速度下搅拌分散45min，经90目的筛网过滤，得到本发明负离子抗菌净霾涂料产品。
综上，本实施例的涂料产品是由以下重量份的原料制备获得：
实施例3
往研磨机中加入去离子水50份、丙二醇6.5份、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯4份、立德粉15份、硅酸铝5份、碳酸钙5份、负离子添加剂20份(格灵新材料CZ-103，负离子浓度为30000cm-3)、聚羧酸钠盐型分散剂1.5份(诺普科SN-5040)、羟乙基纤维素型增稠剂1.2份(陶氏Cellusize ER-30M)和2-氨基-2-甲基-1-丙醇0.8份，在2000r/min的速度下研磨60min，得到浆料；
将浆料转移至分散机中，将硅丙乳液40份(东方亚科力BC-3206)、银离子添加剂20份(丽水金地亚YN-500，200ppm)以及甲基硅油1.0份加至该浆料中，在1500r/min的速度下搅拌分散15min，经80目的筛网过滤，得到本发明负离子抗菌净霾涂料产品。
综上，本实施例的涂料产品是由以下重量份的原料制备获得：
实施例4
往研磨机中加入去离子水40份、丙二醇4份、金红石型钛白粉20份、硅酸铝5份、云母5份、硅酸铝5份、负离子添加剂8份(格灵新材料CZ-105，负离子浓度为50000cm-3)、聚羧酸钠盐型分散剂0.3份(诺普科SN-5040)、羟乙基纤维素型增稠剂0.5份(陶氏Cellusize ER-30M)和2-氨基-2-甲基-1-丙醇0.2份，在3000r/min的速度下研磨45min，得到浆料；
将浆料转移至分散机中，将环氧树脂乳液15份、银离子添加剂2份(丽水金地亚YN-500，500ppm)以及甲基硅油0.5份加至该浆料中，在2000r/min的速度下搅拌分散30min，经90目的筛网过滤，得到本发明负离子抗菌净霾涂料产品。
综上，本实施例的涂料产品是由以下重量份的原料制备获得：
对比例1
往研磨机中加入去离子水15份、丙二醇0.5份、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯3份、金红石型钛白粉15份、高岭土5份、硅藻土1份、苯并异噻唑啉酮0.2份、聚羧酸钠型分散剂(诺普科SN-5040)0.3份、羟乙基纤维素型增稠剂(陶氏CellusizeER-30M)1.5份和2-氨基-2-甲基-1-丙醇0.8份，在3000r/min的速度下研磨45min，得到浆料；
将浆料转移至分散机中，将纯丙乳液40份(罗门哈斯易韧达TM2468)以及矿物油消泡剂0.5份加至浆料中，在600r/min的速度下搅拌分散30min，经100目的筛网过滤，得到涂料产品。
与本发明相比，该涂料产品少了负离子添加剂与银离子添加剂等成分，不具有负离子释放功能及银离子长期抗菌防霉功能，而仅依靠苯并异噻唑啉酮具备短期的抗菌功能。
将实施例1～4得到的本发明负离子抗菌净霾涂料产品和对比例1制备的普通涂料产品按HG/T 3950-2007测试抗菌防霉性，采用PM2.5检测仪在四周喷涂涂料的10L密闭容器中测试PM2.5的去除效果，结果如表1所示。
表1
由表1可见，通过负离子添加剂和银离子添加剂改进的本发明负离子抗菌净霾涂料产品的抗菌防霉性能达到行业最高等级，同时本发明负离子抗菌净霾涂料具有良好的PM2.5去除效果，适用于居民建筑、商业建筑、公共建筑等场合。
本发明中负离子抗菌净霾涂料的使用方法：按一般外墙涂料使用方式和使用量进行使用即可。

Claims (8)

1.一种负离子抗菌净霾涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)研磨
将去离子水、负离子添加剂、颜填料和部分助剂添加至研磨机中，在1000r/min～3000r/min的速度下研磨20min～60min，得到浆料；
(2)搅拌分散
将步骤(1)得到的浆料转移至分散机中，将成膜乳液、银离子添加剂以及余下的助剂加入浆料中，在500r/min～2000r/min的速度下搅拌分散15min～45min，经80～100目的筛网过滤，得到负离子抗菌净霾涂料；所述的余下的助剂是指消泡剂；
所述各原料的重量份数如下所述：
其中，所述的成膜乳液是纯丙乳液、苯丙乳液、乙丙乳液、硅丙乳液、聚氨酯乳液或环氧树脂乳液中的一种；所述负离子添加剂是电激化纳米电气石，其负离子浓度为2000～50000cm-3；所述银离子添加剂是50～1000ppm的银离子络合物水溶液；所述的颜填料是钛白粉、立德粉、高岭土、硅藻土、碳酸钙、硅酸铝、云母或滑石粉中的一种或两种以上；所述的助剂是成膜助剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、增稠剂、防冻剂或pH调节剂中的一种或两种以上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的成膜助剂是2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的分散剂是聚羧酸钠盐型分散剂。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的润湿剂是聚氧乙烯醚润湿剂。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的消泡剂是甲基硅油。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的增稠剂是羟乙基纤维素型增稠剂。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的防冻剂是丙二醇。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的pH调节剂是2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
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