CN106519854B - 一种磁性杀菌保温涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磁性杀菌保温涂料及其制备方法，包括以下组分：丙烯酸乳液15‑30%，空心玻璃微珠8‑15%，磁性‑吸波‑杀菌助剂8‑18%，SiO2基保温复合纤维8‑18%，金红石型钛白粉5‑10%，海泡石粉5‑10%，煅烧高岭土5‑10%，分散剂1‑2%、消泡剂1‑2%、增稠剂2‑5%，水15‑30%。本发明通过纳米改性技术将磁性‑吸波‑杀菌助剂、SiO2基保温复合纤维引入到保温涂料领域，显著拓展了保温涂料的多功能性，所得涂料在具有较为理想的保温隔热效果的同时，兼具无毒、无异味、磁性、吸波性、绿色环保、杀菌抑菌、自清洁、防火阻燃、耐高温等功能，在建筑内外墙涂料领域具有较好的市场应用前景。

Description

一种磁性杀菌保温涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种磁性杀菌保温涂料及其制备方法，属于化工涂料的制备技术领域。
背景技术
进入21世纪以来，能源危机日益严重，能源资源的过度开发和肆意浪费已经成为制约现代社会发展的热点问题。建筑节能保温材料的研制被认为是缓解能源紧张并解决能源紧缺问题的有效手段。根据墙体保温隔热材料的主要传导方式不同，保温材料大致可以分为反射型保温材料、辐射型保温材料、阻隔型保温材料及其他保温材料等。大力拓展建筑保温材料的品种体系与应用领域，对国家建筑节能目标的实施具有重要的实际意义。
目前，墙体保温隔热材料主要包括有机保温隔热材料、无机保温隔热材料和复合保温隔热材料等种类，其中，建筑涂料是一类重要的建筑节能材料，其隔热保温材料的性能直接影响着建筑物的性能和人类生存环境的优劣。通过有效手段提高建筑涂料的保温性能也是各国学者研究的热点问题。市场上常见的建筑保温隔热涂料主要以石棉、发泡聚苯乙烯、发泡聚氨酯等为隔热材料，不仅带来保温效果较差，环境友好性不理想，机械强度小，防水性差，涂层厚度大等缺点，而且涂料性能较为单一，难以满足现代建筑领域的性能需求。
多功能保温涂料是一种新型的节能保温材料，已经在许多方面显示出良好的应用前景。针对当前保温涂料存在的一系列问题，人们通过合理设计涂料体系，利用纳米材料及其改性技术对涂料的物理化学性能进行精确调控，致力于开发符合环保要求、保温隔热效果优异、满足特殊使用用途的多功能内外墙保温涂料。近年来，多功能保温涂料的发展较为迅猛，主要围绕保温涂料兼具抗菌杀菌性、自清洁、磁性、吸波性、净化空气、耐摩擦、抗辐射、防水性等功能性需要，开发相关涂料产品，在新型建筑涂料领域中占有较大的市场份额。
发明内容
本发明的目的是提供一种磁性杀菌保温涂料，该涂料通过对基料、填料、功能助剂等的选择，在具有较为理想的保温隔热效果的同时，兼具磁性、吸波性、绿色环保、杀菌抑菌、防火阻燃的优点，在建筑内外墙涂料领域显示出重要的应用价值。
本发明还提供了该涂料的制备方法，该方法通过纳米改性技术将磁性-吸波-杀菌助剂、SiO2基保温复合纤维等一维微纳米复合结构引入到保温涂料中，显著拓展了保温涂料的多功能性。
本发明具体技术方案如下：
一种磁性杀菌保温涂料，该涂料包括以下重量百分含量的组分：丙烯酸乳液15-25%，空心玻璃微珠8-15%，磁性-吸波-杀菌助剂8-18%，SiO2基保温复合纤维8-18%，金红石型钛白粉5-10%，海泡石粉5-10%，煅烧高岭土5-10%，分散剂1-2%、消泡剂1-2%、增稠剂2-5%，水15-30%；各组分之和为100%。
优选的，该涂料包括以下重量百分含量的组分：丙烯酸乳液15-20%，空心玻璃微珠8-12%，磁性-吸波-杀菌助剂10-12%，SiO2基保温复合纤维11-14%，金红石型钛白粉6-9%，海泡石粉6-7%，煅烧高岭土6-9%，分散剂1-2%、消泡剂1-2%、增稠剂2-4%，水18-22%。
更优选的，该涂料包括以下重量百分含量的组分：丙烯酸乳液19%，空心玻璃微珠11%，磁性-吸波-杀菌助剂12%，SiO2基保温复合纤维13%，金红石型钛白粉7%，海泡石粉7%，煅烧高岭土8%，分散剂1%、消泡剂1%、增稠剂3%，水18%。
进一步的，上述磁性杀菌保温涂料中，所述磁性-吸波-杀菌助剂为MFe2O4/碳/Ag复合纤维，所述MFe2O4为铁酸盐，磁性-吸波-杀菌助剂的制备方法包括以下步骤：
（1）将MFe2O4中空纤维加入水中，室温搅拌10-15min，然后依次加入赖氨酸和AgNO3，室温搅拌20-25 min，其中MFe2O4、赖氨酸与AgNO3的摩尔比为1：0.04-0.06：0.04-0.06；
（2）向上述溶液中滴加NaBH4水溶液，室温搅拌90-100min，过滤、洗涤后得到MFe2O4/Ag复合纤维，其中AgNO3与NaBH4的摩尔比为1：1；
（3）将MFe2O4/Ag复合纤维加入水中，依次加入甲基纤维素与EDTA（乙二胺四乙酸），搅拌均匀后，升温至150-170℃反应4-5h，过滤、洗涤、烘干，得固体粉末，其中，甲基纤维素提供碳源，EDTA作为表面活性剂、酸化剂及连接剂，MFe2O4/Ag复合纤维、甲基纤维素与EDTA的摩尔比为1：0.3-0.5:0.3-0.4；
（4）将固体粉末分散到水中，滴加稀硝酸直至pH值为2-2.5，然后过滤、干燥，得MFe2O4/碳/Ag复合纤维。
进一步的，上述方法制得的磁性-吸波-杀菌助剂MFe2O4/碳/Ag复合纤维的形貌为：中空的MFe2O4纤维内外表面均包覆一层碳层，碳层的内表面与外表面均匀负载大量的Ag纳米团簇，其中，碳层厚度为60-150 nm，Ag纳米团簇的粒径＜5 nm。
进一步的，制备MFe2O4/碳/Ag复合纤维时，所用的MFe2O4中空纤维是质量比为2：2：1的MnFe2O4中空纤维、NiFe2O4中空纤维和ZnFe2O4中空纤维的混合物，各中空纤维的制备方法包括以下步骤：
（1）前驱体溶液的制备：按2：1的摩尔比将Fe(CH3COO)3和Mn(CH3COO)2加入到无水乙醇中，然后加入聚乙烯吡咯烷酮（PVP），搅拌得铁锰透明溶液，其中，Fe(CH3COO)3在透明溶液中的浓度为0.15-0.17 mol/L，PVP与Fe(CH3COO)3的摩尔比为1：0.15；按照同样的操作将Mn(CH3COO)2替换为Ni(CH3COO)2∙4H2O和Zn(CH3COO)2∙2H2O，分别得到铁镍透明溶液和铁锌透明溶液；
（2）前驱体纤维的制备：将前驱体溶液置于同轴静电纺丝喷头的外轴注射器内，将石蜡油置于同轴静电纺丝喷头的内轴注射器内，利用同轴静电纺丝法分别制得铁锰前驱体纤维、铁镍前驱体纤维、铁锌前驱体纤维；静电纺丝时的条件均为：正电压为15 KV，负电压为0.5 KV，接收距离为15 cm，内外轴注射器的推进速度分别为0.001 mm/s和0.002 mm/s。
（3）中空纤维的制备：将制得的铁锰前驱体纤维、铁镍前驱体纤维、铁锌前驱体纤维分别放入马弗炉中，在500-600 ℃下煅烧4-5h，得MnFe2O4中空纤维、NiFe2O4中空纤维和ZnFe2O4中空纤维。
进一步的，上述方法制得的MnFe2O4中空纤维、NiFe2O4中空纤维和ZnFe2O4中空纤维均为中空结构，中空纤维的外径均为700-800 nm，中空部分的内径均为150-200 nm。将MnFe2O4中空纤维、NiFe2O4中空纤维和ZnFe2O4中空纤维按照2：2：1的质量比混合均匀，即可得到MFe2O4中空纤维。
进一步的，上述磁性杀菌保温涂料中，所述SiO2基保温复合纤维为SiO2微纳米纤维与Mg2B2O5颗粒形成的SiO2/Mg2B2O5复合纤维，其制备方法包括以下步骤：
（1）将正硅酸乙酯（TEOS）与PVP按照0.08-0.12：1的摩尔比加入无水乙醇中，搅拌得透明溶液，TEOS在透明溶液中的浓度为0.5 mol/L；
（2）将透明溶液置于同轴静电纺丝喷头的外轴注射器内，将石蜡油置于同轴静电纺丝喷头的内轴注射器内，利用同轴静电纺丝法制得前驱体纤维；静电纺丝时的条件为：正电压为18 KV，负电压为0.5 KV，接收距离为13 cm，内外轴的注射器推进速度分别为0.001和0.002 mm/s；
（3）将硼酸乙酯、醋酸镁（Mg(CH3COO)2∙4H2O）、PVP与抗坏血酸按照1：1：6.5：1.1-1.3的摩尔比加入到体积比为2:1的二甲基甲酰胺（DMF）与水的混合溶剂中，搅拌得醋酸镁浓度为0.15 mol/L的透明溶液；
（4）将步骤（3）的透明溶液置于静电纺丝喷头的注射器中，将步骤（2）的前驱体纤维置于下方接受器上，利用静电喷雾法得到前驱体复合纤维，静电喷雾的条件为：正电压为25 KV，负电压为0.5 KV，接收距离为11 cm，注射器推进速度为0.001 mm/s，静电喷雾时间为5 min；
（5）将所得前驱体复合纤维置于马弗炉中，在650-750℃下煅烧3-4h，得SiO2/Mg2B2O5复合纤维。
进一步的，上述方法制得的SiO2基保温复合纤维为SiO2微纳米纤维与Mg2B2O5颗粒形成的SiO2/Mg2B2O5复合纤维，其中，SiO2微纳米纤维为中空结构，SiO2中空纤维的外表面负载有Mg2B2O5颗粒。其中，SiO2中空纤维的外径为500-600 nm，中空部分的内径为150-200nm，Mg2B2O5颗粒的形貌为类球形，颗粒尺寸为5-10 nm。
进一步的，上述磁性杀菌保温涂料中，所述分散剂为聚乙二醇 200或 聚乙二醇400；所述消泡剂为有机硅消泡剂；所述增稠剂为醋酸纤维素。
进一步的，上述磁性杀菌保温涂料中，所述空心玻璃微珠的粒径＜80 μm；所述金红石型钛白粉的粒径＜0.5 μm；所述海泡石粉的粒径＜5 μm；所述煅烧高岭土的粒径＜15μm；所述丙烯酸乳液的粘度为200-300 mPa∙S，固体含量为48-50 %，pH值为7-8。
进一步的，本发明还提供了上述磁性杀菌保温涂料的制备方法，该方法包括以下步骤：
（1）按照上面描述的方法制备磁性-吸波-杀菌助剂和SiO2基保温复合纤维；
（2）将分散剂、消泡剂、增稠剂、金红石型钛白粉、海泡石粉、煅烧高岭土、磁性-吸波-杀菌助剂、SiO2基保温复合纤维依次加入水中，在300-500 r/min的转速下分散30-40min，然后加入丙烯酸乳液，在600-800 r/min的转速下分散15-25 min，再加入空心玻璃微珠，在800-1000 r/min的转速下分散10-20 min，得磁性杀菌保温涂料。
本发明磁性杀菌保温涂料中，选择丙烯酸乳液作为成膜物质，显示出良好的粘结性、耐候性、防渗性、防腐性、抗冻性、耐水性、耐涂刷性、成模性、保光保色性等性能，符合建筑墙体涂料的要求；选择导热系数低的空心玻璃微珠、海泡石粉和煅烧高岭土作为填料，能够改善涂料的保温性能，且降低成本，提高防水耐磨性；选择金红石型钛白粉、空心玻璃微珠作为填料，利用其导热系数低、对太阳光的反射能力强的特点，起到保温隔热的作用。本发明首次在保温涂料中引入铁酸盐/碳/Ag复合纤维作为磁性-吸波-杀菌助剂，增加了保温涂料在磁性、吸波性、杀菌抑菌性等方面的应用价值，所用铁酸盐是铁酸锰、铁酸镍、铁酸锌三种铁酸盐中空纤维的混合物，通过合理调控这三种铁酸盐中空微纳米纤维的加入量，能够将涂料吸收电磁波的波长范围拓展至0.2-1.8 GHz，赋予保温涂料良好的磁性、光催化自清洁、杀菌抑菌等性能；碳材料具有大的比表面积、强的吸附性等特性，碳材料负载于铁酸盐微纳米纤维的内外表面，可以提升保温涂料的防腐性与防静电性；与Ag纳米颗粒相比，Ag纳米团簇的引入赋予了保温涂料更为优良的杀菌抗菌能力和光学吸收能力。另一方面，将铁酸盐微纳米纤维与碳材料及Ag纳米团簇结合，能够较好地调控MFe2O4/C/Ag复合材料的光学特性，拓宽了该类磁性-吸波-杀菌助剂的应用范围。本发明首次在保温涂料中引入SiO2/Mg2B2O5复合纤维作为保温功能助剂，显著提高了涂料的保温性能，本发明利用静电纺丝和静电喷雾法制得SiO2一维中空纤维与Mg2B2O5纳米颗粒复合的微纳米结构，将Mg2B2O5纳米颗粒的耐高温性、耐磨性、导热系数低等特点与SiO2赋予涂料的良好的吸收紫外线和反射红外线的光学性能相结合，使涂料具有优异的保温作用和节能效果，且增强了涂料的耐老化、光洁度、强度、防腐性等性能。
本发明通过纳米改性技术将磁性-吸波-杀菌助剂、SiO2基保温复合纤维等一维微纳米复合结构引入到保温涂料领域，显著拓展了保温涂料的多功能性，通过对基料、填料、功能助剂等的选择，通过对涂料配方和制备工艺的设计，有效保证了涂料的多功能性，所得涂料在具有较为理想的保温隔热效果的同时，兼具无毒、无异味、磁性、吸波性、绿色环保、杀菌抑菌、自清洁、防火阻燃、耐高温等功能，在建筑内外墙涂料领域具有较好的市场应用前景。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行进一步的阐述，下述说明仅为了解释本发明，并不对其内容进行限定。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
下述实施例中，所述空心玻璃微珠的粒径＜80 μm；所述金红石型钛白粉的粒径＜0.5 μm；所述海泡石粉的粒径＜5 μm；所述煅烧高岭土的粒径＜15 μm；所述丙烯酸乳液的粘度为200-300 mPa∙S，固体含量为48-50 %，pH值为7-8。所述PVP分子量为130万。
如无特别说明，所述百分含量均为质量百分含量。
实施例1
磁性杀菌保温涂料的配方为（wt%）：丙烯酸乳液19%，空心玻璃微珠11%，磁性-吸波-杀菌助剂12%，SiO2基保温复合纤维13%，金红石型钛白粉7%，海泡石粉7%，煅烧高岭土8%，聚乙二醇 200分散剂1%、有机硅消泡剂1%、醋酸纤维素增稠剂3%，水18%。
制备方法如下：
1、制备MFe2O4中空纤维
（1）按2：1的摩尔比将Fe(CH3COO)3和Mn(CH3COO)2加入到无水乙醇中，搅拌得到透明溶液，然后加入PVP，搅拌12 h，得铁锰透明溶液，其中，Fe(CH3COO)3在透明溶液中的浓度为0.16 mol/L，PVP与Fe(CH3COO)3的摩尔比为1：0.15，PVP的摩尔量按其聚合单体的摩尔量计；
按2：1的摩尔比将Fe(CH3COO)3和Ni(CH3COO)2∙4H2O加入到无水乙醇中，搅拌得到透明溶液，然后加入PVP，搅拌12 h，得铁镍透明溶液，其中，Fe(CH3COO)3在透明溶液中的浓度为0.16 mol/L，PVP与Fe(CH3COO)3的摩尔比为1：0.15，PVP的摩尔量按其聚合单体的摩尔量计；
按2：1的摩尔比将Fe(CH3COO)3和Zn(CH3COO)2∙2H2O加入到无水乙醇中，搅拌得到透明溶液，然后加入PVP，搅拌12 h，得铁锌透明溶液，其中，Fe(CH3COO)3在透明溶液中的浓度为0.16mol/L，PVP与Fe(CH3COO)3的摩尔比为1：0.15，PVP的摩尔量按其聚合单体的摩尔量计；
（2）将铁锰透明溶液、铁镍透明溶液、铁锌透明溶液分别置于同轴静电纺丝喷头的外轴注射器内，将石蜡油置于同轴静电纺丝喷头的内轴注射器内，利用同轴静电纺丝法分别制得铁锰前驱体纤维、铁镍前驱体纤维、铁锌前驱体纤维；静电纺丝时的条件均为：正电压为15 KV，负电压为0.5 KV，接收距离为15 cm，内外轴注射器的推进速度分别为0.001mm/s和0.002 mm/s。
（3）将制得的铁锰前驱体纤维、铁镍前驱体纤维、铁锌前驱体纤维分别放入马弗炉中，均在550℃下煅烧4h，得MnFe2O4中空纤维、NiFe2O4中空纤维和ZnFe2O4中空纤维。
（4）将MnFe2O4中空纤维、NiFe2O4中空纤维和ZnFe2O4中空纤维按照2：2：1的质量比混合均匀，得MFe2O4中空纤维，备用；
2、制备磁性-吸波-杀菌助剂
（1）按照固液比为1:10的质量比将MFe2O4中空纤维加入到水中，室温搅拌10 min，依次加入赖氨酸和AgNO3，室温搅拌20 min，其中MFe2O4、赖氨酸与AgNO3的摩尔比为1：0.05：0.05；
（2）向上述溶液中滴加一定量的质量分数为1%的NaBH4水溶液，室温搅拌90min，过滤、洗涤后得到MFe2O4/Ag复合纤维，其中AgNO3与NaBH4的摩尔比为1：1；
（3）将MFe2O4/Ag复合纤维加入水中，依次加入甲基纤维素与EDTA，搅拌均匀后，升温至160℃反应4h，过滤、洗涤、烘干，得固体粉末，其中MFe2O4/Ag复合纤维、甲基纤维素与EDTA的摩尔比为1：0.4：0.35；
（4）将固体粉末分散到水中，滴加稀硝酸直至pH值为2，然后过滤、干燥，得MFe2O4/碳/Ag复合纤维，MFe2O4/碳/Ag复合纤维的形貌为：中空的MFe2O4纤维内外表面均包覆一层碳层，碳层的内表面与外表面均匀负载大量的Ag纳米团簇。
3、制备SiO2基保温复合纤维
（1）将TEOS与PVP按照0.1：1的摩尔比加入到无水乙醇中（PVP的摩尔量按其聚合单体的摩尔量计），搅拌12h得透明溶液，TEOS在透明溶液中的浓度为0.5 mol/L；
（2）将透明溶液置于同轴静电纺丝喷头的外轴注射器内，将石蜡油置于同轴静电纺丝喷头的内轴注射器内，利用同轴静电纺丝法制得前驱体纤维；静电纺丝时的条件为：正电压为18 KV，负电压为0.5 KV，接收距离为13 cm，内外轴的注射器推进速度分别为0.001和0.002 mm/s；
（3）将硼酸乙酯、Mg(CH3COO)2∙4H2O、PVP与抗坏血酸按照1：1：6.5：1.1-1.3的摩尔比加入到体积比为2:1的DMF与水的混合溶剂中，搅拌12h得醋酸镁浓度为0.15 mol/L的透明溶液；
（4）将步骤（3）的透明溶液置于静电纺丝喷头的注射器中，将步骤（2）的前驱体纤维置于下方接受器上，利用静电喷雾法得到前驱体复合纤维，静电喷雾的条件为：正电压为25 KV，负电压为0.5 KV，接收距离为11 cm，注射器推进速度为0.001 mm/s，静电喷雾时间为5 min；
（5）将所得前驱体复合纤维置于马弗炉中，在700℃下煅烧3h，得SiO2/Mg2B2O5复合纤维，即SiO2基保温复合纤维。该SiO2/Mg2B2O5复合纤维由SiO2微纳米纤维与Mg2B2O5颗粒构成，SiO2微纳米纤维为中空结构，SiO2中空纤维的外表面负载有Mg2B2O5颗粒。
4、制备磁性杀菌保温涂料：将分散剂、消泡剂、增稠剂、金红石型钛白粉、海泡石粉、煅烧高岭土、磁性-吸波-杀菌助剂、SiO2基保温复合纤维依次加入水中，在300-500 r/min的转速下分散40 min，然后加入丙烯酸乳液，在600-800 r/min的转速下分散20 min，再加入空心玻璃微珠，在800-1000 r/min的转速下分散15 min，至混合均匀，得磁性杀菌保温涂料。
实施例2
磁性杀菌保温涂料的配方为（wt%）：丙烯酸乳液15%，空心玻璃微珠8%，磁性-吸波-杀菌助剂8%，SiO2基保温复合纤维18%，金红石型钛白粉5%，海泡石粉10%，煅烧高岭土5%，聚乙二醇 200分散剂1%、有机硅消泡剂1%、醋酸纤维素增稠剂2%，水27%。
制备方法同实施例1。
实施例3
磁性杀菌保温涂料的配方为（wt%）：丙烯酸乳液15%，空心玻璃微珠15%，磁性-吸波-杀菌助剂18%，SiO2基保温复合纤维8%，金红石型钛白粉5%，海泡石粉5%，煅烧高岭土10%，聚乙二醇 200分散剂2%、有机硅消泡剂1%、醋酸纤维素增稠剂3%，水18%。
制备方法同实施例1。
实施例4
磁性杀菌保温涂料的配方为（wt%）：丙烯酸乳液23%，空心玻璃微珠10%，磁性-吸波-杀菌助剂9%，SiO2基保温复合纤维14%，金红石型钛白粉6%，海泡石粉6%，煅烧高岭土6%，聚乙二醇 200分散剂1%、有机硅消泡剂2%、醋酸纤维素增稠剂3%，水20%。
制备方法同实施例1。
实施例5
磁性杀菌保温涂料的配方为（wt%）：丙烯酸乳液20%，空心玻璃微珠8%，磁性-吸波-杀菌助剂10%，SiO2基保温复合纤维11%，金红石型钛白粉9%，海泡石粉6%，煅烧高岭土9%，聚乙二醇 200分散剂1%、有机硅消泡剂2%、醋酸纤维素增稠剂2%，水22%。
制备方法同实施例1。
按照《建筑用反射隔热涂料》（JG/235-2014）、《建筑反射隔热涂料节能检测标准》（JGJ/T287-2014）等国家涂料行业相关标准对上述实施例1-5得到的磁性杀菌保温涂料的性能进行测试，结果如下表1所示。
表1 实施例1-5得到的磁性杀菌保温涂料的性能测试结果
实施反例1
涂料配方为：丙烯酸乳液21%，空心玻璃微珠10%，金红石型钛白粉12%，海泡石粉12%，煅烧高岭土8%，聚乙二醇 200分散剂1%、有机硅消泡剂2%、醋酸纤维素增稠剂3%，水31%。
按照实施例1的方法制备涂料，所得涂料由于缺少磁性-吸波-杀菌助剂和SiO2基保温复合纤维的加入，涂料的磁性、吸波性、光催化、杀菌抑菌性、保温隔热性、耐高温性、耐磨性、吸收紫外线和反射红外线的能力、耐老化、光洁度、强度、防腐性等性能明显下降。如，涂料无饱和磁化强度和吸波特性，甲醛净化性能＞20%，抗细菌性能差（抗细菌率＞20%），太阳光反射比＜0.48，近红外反射比＜0.50，半球发射率为0.78，耐高温性＞ 400 ℃，耐磨性＞ 1.6 L/μm，涂料320 h不起泡、不剥落、无裂纹，光洁度较差，耐冲击性＞ 38 kg∙cm，耐碱性降至80 h无异常，耐酸性降至120 h无异常。
实施反例2
涂料配方为：丙烯酸乳液27%，磁性-吸波-杀菌助剂12%，SiO2基保温复合纤维13%，海泡石粉7%，煅烧高岭土8%，聚乙二醇 200分散剂1%、有机硅消泡剂1%、醋酸纤维素增稠剂3%，水28%。
按照实施例1的方法制备涂料，所得由于缺少空心玻璃微珠和金红石型钛白粉的加入，涂料的保温隔热性、对太阳光的反射能力等性能明显下降，如涂料的太阳光反射比＜0.48，近红外反射比＜0.51，半球发射率为0.82，隔热温差为 10.5℃。
实施反例3
按照实施例1的配方和制备方法制备涂料，不同的是：所用的MFe2O4中空纤维是质量比为1:4:1的MnFe2O4中空纤维、NiFe2O4中空纤维和ZnFe2O4中空纤维的混合物。所得涂料的磁性、吸波性、光催化自清洁等性能明显下降，如涂料的饱和磁化强度为3 emu/g，吸波范围为0.4-1.6 GHz，甲醛净化性能＞55%。
实施反例4
按照实施例1的配方和制备方法制备涂料，不同的是：将SiO2/Mg2B2O5复合纤维替换为SiO2中空纤维。由于没有采用静电喷雾法在SiO2中空微纳米纤维的表面负载Mg2B2O5纳米颗粒，涂料的耐高温性、耐磨性、保温隔热性等性能明显下降，如涂料的耐高温性＞ 420℃，耐磨性＞ 1.5 L/μm，太阳光反射比＜0.46，近红外反射比＜0.50，半球发射率为0.82。

Claims (7)

1.一种磁性杀菌保温涂料，其特征是包括以下重量百分含量的组分：丙烯酸乳液15-25%，空心玻璃微珠8-15%，磁性-吸波-杀菌助剂8-18%，SiO2基保温复合纤维8-18%，金红石型钛白粉5-10%，海泡石粉5-10%，煅烧高岭土5-10%，分散剂1-2%、消泡剂1-2%、增稠剂2-5%，水15-30%；各组分之和为100%；
所述磁性-吸波-杀菌助剂为MFe2O4/碳/Ag复合纤维，所述MFe2O4为铁酸盐，磁性-吸波-杀菌助剂的制备方法包括以下步骤：
（1）将MFe2O4中空纤维加入水中，室温搅拌10-15min，然后依次加入赖氨酸和AgNO3，室温搅拌20-25 min，其中MFe2O4、赖氨酸与AgNO3的摩尔比为1：0.04-0.06：0.04-0.06；
（2）向上述溶液中滴加NaBH4水溶液，室温搅拌90-100min，过滤、洗涤后得到MFe2O4/Ag复合纤维，其中AgNO3与NaBH4的摩尔比为1：1；
（3）将MFe2O4/Ag复合纤维加入水中，依次加入甲基纤维素与乙二胺四乙酸（EDTA），搅拌均匀后，升温至150-170℃反应4-5h，过滤、洗涤、烘干，得固体粉末，其中MFe2O4/Ag复合纤维、甲基纤维素与EDTA的摩尔比为1：0.3-0.5:0.3-0.4；
（4）将固体粉末分散到水中，滴加稀硝酸直至pH值为2-2.5，然后过滤、干燥，得MFe2O4/碳/Ag复合纤维；
所述SiO2基保温复合纤维为SiO2微纳米纤维与Mg2B2O5颗粒形成的SiO2/Mg2B2O5复合纤维，其制备方法包括以下步骤：
（1）将TEOS与PVP按照0.08-0.12：1的摩尔比加入无水乙醇中，搅拌得透明溶液，TEOS在透明溶液中的浓度为0.5 mol/L；
（2）将透明溶液置于同轴静电纺丝喷头的外轴注射器内，将石蜡油置于同轴静电纺丝喷头的内轴注射器内，利用同轴静电纺丝法制得前驱体纤维；静电纺丝时的条件为：正电压为18 KV，负电压为0.5 KV，接收距离为13 cm，内外轴的注射器推进速度分别为0.001和0.002 mm/s；
（3）将硼酸乙酯、醋酸镁、PVP与抗坏血酸按照1：1：6.5：1.1-1.3的摩尔比加入到体积比为2:1的二甲基甲酰胺与水的混合溶剂中，搅拌得醋酸镁浓度为0.15 mol/L的透明溶液；
（4）将步骤（3）的透明溶液置于静电纺丝喷头的注射器中，将步骤（2）的前驱体纤维置于下方接受器上，利用静电喷雾法得到前驱体复合纤维，静电喷雾的条件为：正电压为25KV，负电压为0.5 KV，接收距离为11 cm，注射器推进速度为0.001 mm/s，静电喷雾时间为5min；
（5）将所得前驱体复合纤维置于马弗炉中，在650-750℃下煅烧3-4h，得SiO2/Mg2B2O5复合纤维。
2.根据权利要求1所述的磁性杀菌保温涂料，其特征是：制备MFe2O4/碳/Ag复合纤维时，所用的MFe2O4中空纤维是质量比为2：2：1的MnFe2O4中空纤维、NiFe2O4中空纤维和ZnFe2O4中空纤维的混合物，各中空纤维的制备方法包括以下步骤：
（1）前驱体溶液的制备：按2：1的摩尔比将Fe(CH3COO)3和Mn(CH3COO)2加入到无水乙醇中，然后加入PVP，搅拌得铁锰透明溶液，其中，Fe(CH3COO)3在透明溶液中的浓度为0.15-0.17 mol/L，PVP与Fe(CH3COO)3的摩尔比为1：0.15；按照同样的操作将Mn(CH3COO)2替换为Ni(CH3COO)2∙4H2O和Zn(CH3COO)2∙2H2O，分别得到铁镍透明溶液和铁锌透明溶液；
（2）前驱体纤维的制备：将前驱体溶液置于同轴静电纺丝喷头的外轴注射器内，将石蜡油置于同轴静电纺丝喷头的内轴注射器内，利用同轴静电纺丝法分别制得铁锰前驱体纤维、铁镍前驱体纤维、铁锌前驱体纤维；静电纺丝时的条件均为：正电压为15 KV，负电压为0.5 KV，接收距离为15 cm，内外轴注射器的推进速度分别为0.001 mm/s和0.002 mm/s；
（3）中空纤维的制备：将制得的铁锰前驱体纤维、铁镍前驱体纤维、铁锌前驱体纤维分别放入马弗炉中，在500-600 ℃下煅烧4-5h，得MnFe2O4中空纤维、NiFe2O4中空纤维和ZnFe2O4中空纤维。
3.根据权利要求1所述的磁性杀菌保温涂料，其特征是包括以下重量百分含量的组分：丙烯酸乳液15-20%，空心玻璃微珠8-12%，磁性-吸波-杀菌助剂10-12%，SiO2基保温复合纤维11-14%，金红石型钛白粉6-9%，海泡石粉6-7%，煅烧高岭土6-9%，分散剂1-2%、消泡剂1-2%、增稠剂2-4%，水18-22%。
4.根据权利要求1所述的磁性杀菌保温涂料，其特征是包括以下重量百分含量的组分：丙烯酸乳液19%，空心玻璃微珠11%，磁性-吸波-杀菌助剂12%，SiO2基保温复合纤维13%，金红石型钛白粉7%，海泡石粉7%，煅烧高岭土8%，分散剂1%、消泡剂1%、增稠剂3%，水18%。
5.根据权利要求1所述的磁性杀菌保温涂料，其特征是：所述分散剂为聚乙二醇 200或聚乙二醇 400；所述消泡剂为有机硅消泡剂；所述增稠剂为醋酸纤维素。
6.根据权利要求1所述的磁性杀菌保温涂料，其特征是：所述空心玻璃微珠的粒径＜80μm；所述金红石型钛白粉的粒径＜0.5 μm；所述海泡石粉的粒径＜5 μm；所述煅烧高岭土的粒径＜15 μm；所述丙烯酸乳液的粘度为200-300 mPa∙S，固体含量为48-50 %，pH值为7-8。
7.一种权利要求1-6中任一项所述的磁性杀菌保温涂料的制备方法，其特征是包括以下步骤：将分散剂、消泡剂、增稠剂、金红石型钛白粉、海泡石粉、煅烧高岭土、磁性-吸波-杀菌助剂、SiO2基保温复合纤维依次加入水中，在300-500 r/min的转速下分散30-40 min，然后加入丙烯酸乳液，在600-800 r/min的转速下分散15-25 min，再加入空心玻璃微珠，在800-1000 r/min的转速下分散10-20 min，得磁性杀菌保温涂料。
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