CN106747221A - 一种疏水性外墙保温杀菌涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种疏水性外墙保温杀菌涂料及其制备方法，包括以下组分：硅溶胶12‑22%，丙烯酸乳液6‑16%，SiO2基保温杀菌助剂8‑18%，Y2Si2O7基保温隔热复合纤维8‑18%，金红石型钛白粉5‑10%，绢云母粉4‑8%，滑石粉4‑8%，消泡剂0.4‑0.8%、增稠剂1.5‑3%、pH值稳定剂0.6‑1.5%，分散剂1.2‑2%，成膜助剂2‑3.5%，乳化剂0.8‑1.6%，水10‑20%。本发明通过纳米复合改性技术将一维微纳米结构引入到外墙保温涂料中，所得涂料具有绿色环保、杀菌抑菌、无毒、无异味、防火阻燃、保温隔热、疏水性、耐磨性等多种功能，在建筑外墙保温涂料领域市场应用前景较大。
Description
技术领域
本发明涉及一种疏水性外墙保温杀菌涂料及其制备方法，属于化工涂料的制备技术领域。
背景技术
能源危机与环境污染问题集中体现在人类生产与生活的方方面面，严重制约了当今世界各国的经济社会发展。我国是能源大国，建筑能耗已占到社会总能耗的 1/3，单位面积能耗相较发达国家高出2-3倍，供热采暖能耗占到社会总能耗的 10%，标准煤耗达到15亿吨，建筑供暖造成的空气污染比发达国家高出3-5倍。大力开发建筑节能绿色保温材料已成为建筑材料领域急需解决的重大课题。
新型建筑节能涂料是一类新兴的功能性涂料，其绿色环保、隔热保温、自清洁等性能直接影响着建筑物的性能和人们的居住环境，特别是在建筑外墙或内墙涂覆具有隔热保温性能的反射型保温涂料、辐射型保温涂料或阻隔型保温涂料等功能材料，将有效解决我国建筑能耗高、能源浪费严重的突出问题。从环境保护角度出发，建筑涂料产品应向水性化、无公害化、节约能源和资源的方向发展，以硅酸盐和磷酸盐类等无机化合物作粘结剂，加入颜填料、助剂或固化剂配制而成的无机涂料对环境的污染小，能耗低、生产成本低，应用于建筑外墙涂料符合涂料工业的发展方向，具有广阔的市场前景。
近年来，随着纳米材料的不断涌出和纳米技术的飞速发展，在建筑涂料体系中加入合适的纳米材料，成为提升涂料综合性能的重要手段之一。例如，纳米二氧化钛颗粒、空心玻璃微珠、纳米二氧化硅颗粒、纳米氢氧化铝等已经在自清洁、保温隔热、防火、耐高温、耐磨等功能性涂料领域得到了广泛应用。值得关注的是，利用一维微纳米结构（如一维形貌的微纳米棒、微纳米纤维）调控建筑涂料功能性与实用性的研究在国内尚处于起步阶段，特别是利用静电纺丝技术制备的微观形貌可控的一维微纳米结构及其表面改性与复合技术、探索新型建筑涂料的设计与合成研究将成为改善建筑涂料综合性能的一种新的有效途径。
发明内容
本发明的目的是提供一种疏水性外墙保温杀菌涂料，该涂料具有绿色环保、杀菌抑菌、无毒、无异味、疏水、耐磨等多种功能，在建筑外墙涂料领域具有较大的应用前景。
本发明还提供了该涂料的制备方法，该方法通过静电纺丝法合成多种形貌可控的一维材料，并利用纳米复合改性技术将SiO2基保温杀菌助剂、Y2Si2O7基保温隔热复合纤维等一维微纳米结构引入到外墙建筑保温涂料领域，拓展了涂料的多功能性。
本发明具体技术方案如下：
一种疏水性外墙保温杀菌涂料，该涂料包括以下重量百分含量的组分：硅溶胶12-22%，丙烯酸乳液6-16%，SiO2基保温杀菌助剂8-18%，Y2Si2O7基保温隔热复合纤维8-18%，金红石型钛白粉5-10%，绢云母粉4-8%，滑石粉4-8%，消泡剂0.4-0.8%、增稠剂1.5-3%、pH值稳定剂0.6-1.5%，分散剂1.2-2%，成膜助剂2-3.5%，乳化剂0.8-1.6%，水10-20%；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：硅溶胶15-20%，丙烯酸乳液9-16%，SiO2基保温杀菌助剂10-16%，Y2Si2O7基保温隔热复合纤维14-18%，金红石型钛白粉6-8%，绢云母粉5-6%，滑石粉6-7%，消泡剂0.5-0.6%、增稠剂1.8-2.5%、pH值稳定剂1-1.4%，分散剂1.4-1.7%，成膜助剂2.2-2.5%，乳化剂1-1.2%，水12-16%。
更优选的，该涂料包括以下重量百分含量的组分：硅溶胶18%，丙烯酸乳液12%，SiO2基保温杀菌助剂13%，Y2Si2O7基保温隔热复合纤维14%，金红石型钛白粉7%，绢云母粉6%，滑石粉6%，消泡剂0.6%、增稠剂2%、pH值稳定剂1.1%，分散剂1.6%，成膜助剂2.5%，乳化剂1.2%，水15%。
进一步的，上述疏水性外墙保温杀菌涂料中，所述SiO2基保温杀菌助剂为SiO2/碳/Ag复合材料，其制备方法包括以下步骤：
（1）将SiO2中空微纳米棒加入水中，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SiO2中空微纳米棒、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SiO2/Ag复合材料，其中AgNO3与NaBH4的摩尔比为1：1；
（3）将SiO2/Ag复合材料加入水中，依次加入甲基纤维素与EDTA，搅拌均匀后，升温至150-170℃反应3-4h，过滤、洗涤、烘干，得固体粉末，其中，甲基纤维素提供C源，EDTA作为表面活性剂、酸化剂及连接剂，SiO2/Ag复合材料、甲基纤维素与EDTA的摩尔比为1：0.35-0.55:0.35-0.45；
（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SiO2/碳/Ag复合材料。
进一步的，上述方法制得的SiO2基保温杀菌助剂的形貌为：SiO2中空微纳米棒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50-100 nm，Ag纳米团簇的粒径＜5 nm。
进一步的，制备SiO2/碳/Ag复合材料时，所用SiO2中空微纳米棒的制备方法包括以下步骤：
（1）将聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、正硅酸乙酯（TEOS）、溴化十六烷三甲基铵（CTAB）按照1：0.15-0.25：0.11-0.13的摩尔比加入体积比为2:1的无水乙醇和二甲基甲酰胺（DMF）的混合溶剂中，搅拌得TEOS浓度为0.4 mol/L的透明溶液；
（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20 KV，负电压为0.5 KV，接收距离为18 cm，内外轴注射器的推进速度分别为0.001和0.002 mm/s；
（3）将制得的前驱体纤维置于马弗炉中，在550-650℃下煅烧3-4h，得SiO2中空微纳米棒。
按照上述方法制得的SiO2微纳米棒为中空结构，其中，SiO2中空微纳米棒的外径为500-600 nm，中空部分的内径为150-200 nm，棒的长径比为8：1。
进一步的，上述疏水性外墙保温杀菌涂料中，所述Y2Si2O7基保温隔热复合纤维为Y2Si2O7中空微纳米纤维与SiOC颗粒形成的Y2Si2O7/SiOC复合纤维，其制备方法包括以下步骤：
（1）将三氧化二钇、稀硝酸、TEOS和PVP加入水和DMF的混合溶剂中，搅拌得透明溶液，其中， PVP、TEOS与三氧化二钇的摩尔比为1：0.2-0.3：0.2-0.3，TEOS在透明溶液中的浓度为0.4 mol/L，稀硝酸浓度为40%，水、DMF与稀硝酸的体积比为1：1：0.3；
（2）将透明溶液置于同轴静电纺丝喷头的外轴注射器，将石蜡油置于同轴静电纺丝喷头的内轴注射器，利用同轴静电纺丝法制得前驱体纤维；静电纺丝的条件为：正电压为25KV，负电压为0.5 KV，接收距离为19 cm，内外注射器的推进速度均为0.002 mm/s；
（3）将制得的前驱体纤维置于马弗炉中，在650-750℃下煅烧2-3h，得Y2Si2O7中空微纳米纤维；
（4）将聚硅氮烷（PUS）、甲基丙烯酸酯（PMMA）和抗坏血酸按照1：0.95-1.05：0.55-0.65的摩尔比加入到体积比为1:1的无水乙醇和丙酮的混合溶剂中，搅拌得透明溶液，其中，PUS在透明溶液中的浓度为0.25 mol/L；
（5）将步骤（4）的透明溶液置于静电纺丝喷头的注射器中，将步骤（3）的Y2Si2O7中空微纳米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23 KV，负电压为0.5 KV，接收距离为12 cm，注射器推进速度为0.001 mm/s，静电喷雾时间为4 min；
（6）将制得的前驱体复合纤维置于马弗炉中，在氮气保护下先升温至140-160 ℃保温1-1.5h，再升温至450-550 ℃煅烧2-3h，得Y2Si2O7/SiOC复合纤维。
进一步的，上述方法制得的Y2Si2O7基保温隔热复合纤维为Y2Si2O7中空微纳米纤维与SiOC颗粒形成的Y2Si2O7/SiOC复合纤维，形貌为：Y2Si2O7中空微纳米纤维外表面负载SiOC纳米颗粒。其中，Y2Si2O7中空微纳米纤维的外径为600-700 nm，中空部分的内径为150-200nm，SiOC纳米颗粒的形貌为类球形，颗粒尺寸为5-10 nm。
进一步的，上述疏水性外墙保温杀菌涂料中，所述硅溶胶的颗粒粒径为10-20 nm，SiO2含量为50-60%；所述金红石型钛白粉的粒径＜0.5 μm；所述绢云母粉的粒径＜5 μm；所述滑石粉的粒径＜5 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。
进一步的，上述疏水性外墙保温杀菌涂料中，所述消泡剂优选为有机硅消泡剂；所述增稠剂优选为醋酸纤维素；所述pH值稳定剂优选为AMP95；所述分散剂优选为OS-406；所述成膜助剂优选为二丙二醇丁醚（DPNB）；所述乳化剂优选为OP-10。
本发明还提供了上述疏水性外墙保温杀菌涂料的制备方法，该方法包括以下步骤：
（1）按照上述方法制得SiO2基保温杀菌助剂、Y2Si2O7基保温隔热复合纤维；
（2）将增稠剂、分散剂、pH值稳定剂依次加入水中，在300-500 r/min转速下分散10-15min，然后加入硅溶胶、金红石型钛白粉、绢云母粉和滑石粉，在600-800 r/min转速下分散15-20 min，再加入SiO2基保温杀菌助剂、Y2Si2O7基保温隔热复合纤维、丙烯酸乳液、成膜助剂、乳化剂和消泡剂，在800-1000 r/min转速下分散20-30 min，得疏水性外墙保温杀菌涂料。
本发明疏水性外墙保温杀菌涂料中，选择硅溶胶和丙烯酸乳液的复配作为成膜物质，使涂料具有粘结性好、耐候性好、耐水性好、耐沾污性好、附着力强、无龟裂等优点，符合外墙建筑涂料的性能要求；选择导热系数低的绢云母粉和滑石粉作为填料，不仅能够增强涂料的保温隔热性能，还可以提高涂料的抗渗透性、耐候性、防腐性、抗磨性、防火阻燃性、润滑性、抗紫外-红外线性能等性能；选择导热系数低的金红石型钛白粉作为填料，能够增强涂料对太阳光的反射能力，起到保温隔热的效果。本发明首次在保温涂料中引入SiO2/碳/Ag一维复合材料作为SiO2基保温杀菌助剂，显著增强了涂料的保温性能与杀菌抑菌性能，碳材料具有比表面积大、吸附性强等物化特点，将碳材料负载于SiO2微纳米棒的内外表面，能够有效增强涂料的防腐性、防静电性等性能；在复合材料中引入Ag纳米团簇，使涂料具有优异的杀菌抑菌能力和光学吸收能力，SiO2/碳/Ag一维复合材料的适量加入，解决了Ag纳米团簇分散不均匀、易团聚的缺点，达到了很好的分散效果。本发明首次在保温涂料中引入Y2Si2O7基保温隔热复合纤维作为保温功能助剂，显著提高了涂料的保温性能，本发明在涂料中引入了由静电纺丝和静电喷雾法制得的Y2Si2O7中空微纳米纤维与SiOC纳米颗粒复合而成的微观结构，将SiOC纳米颗粒的疏水性、耐高温性、结构稳定性、耐久性等优点与低导热系数的Y2Si2O7中空纤维赋予涂料的优异保温隔热性、耐磨性等性能相结合，显著增强了涂料的保温隔热与节能效果，并兼具优良的疏水性能。
本发明通过静电纺丝法合成多种形貌可控的一维材料，并利用纳米复合改性技术将SiO2基保温杀菌助剂、Y2Si2O7基保温隔热复合纤维等一维微纳米结构引入到外墙建筑保温涂料领域，拓展新型保温涂料的研究体系，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，所得涂料具有绿色环保、杀菌抑菌、无毒、无异味、防火阻燃、保温隔热、疏水性、耐磨性等多种功能，在建筑外墙保温涂料领域市场应用前景较大。
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，所述硅溶胶来自于市售高纯硅溶胶，颗粒粒径为10-20 nm，SiO2含量为50-60%；所述金红石型钛白粉的粒径＜0.5 μm；所述绢云母粉的粒径＜5 μm；所述滑石粉的粒径＜5 μm；PUS来源为市售无催化剂型产品；所述丙烯酸乳液性能参数：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。
2、提供的数据表中，不能体现配方中各组分含量变化对相应效果的影响，并且配方中还提供了优选配方，从目前的数据看也体现不出来优选配方的优势，建议考虑一下配方的含量变化对哪几个效果影响大，然后通过数据或描述的不同体现出来优选配方在这几个效果中的优势。例如保温、隔热、杀菌、疏水、阻燃、耐高温、耐水等。
实施例1
疏水性外墙保温杀菌涂料的配方为：硅溶胶18%，丙烯酸乳液12%，SiO2基保温杀菌助剂13%，Y2Si2O7基保温隔热复合纤维14%，金红石型钛白粉7%，绢云母粉6%，滑石粉6%，有机硅消泡剂0.6%、醋酸纤维素增稠剂2%、pH值稳定剂AMP95 1.1%，分散剂OS-406 1.6%，成膜助剂DPNB 2.5%，乳化剂OP-10 1.2%，水15%。
制备方法如下：
1、制备SiO2中空微纳米棒
（1）将PVP、TEOS、CTAB按照1：0.2：0.12的摩尔比（PVP的摩尔量按其聚合单体的摩尔量计）加入体积比为2:1的无水乙醇和DMF的混合溶剂中，搅拌12 h得透明溶液，TEOS在透明溶液中的浓度为0.4 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20 KV，负电压为0.5 KV，接收距离为18 cm，内外轴注射器的推进速度分别为0.001和0.002 mm/s；
（3）将制得的前驱体纤维置于马弗炉中，按照1 ℃/min的升温速率升至600℃，并煅烧3h，得SiO2中空微纳米棒。
2、制备SiO2基保温杀菌助剂
（1）按照固液比为1:10的质量比将制得的SiO2中空微纳米棒加入到水中，室温搅拌10min，依次加入赖氨酸和AgNO3，室温搅拌20 min，其中SiO2、赖氨酸与AgNO3的摩尔比为1：0.05：0.05；
（2）向上述溶液中滴加质量分数为1%的NaBH4水溶液，室温搅拌90 min，过滤、洗涤后得到SiO2/Ag复合材料，其中AgNO3与NaBH4的摩尔比为1：1；
（3）将SiO2/Ag复合材料加入到水中，依次加入甲基纤维素与EDTA，搅拌均匀后，升温至160℃反应3 h，过滤、洗涤，烘干，得固体粉末，其中SiO2/Ag复合材料、甲基纤维素与EDTA的摩尔比为1：0.40:0.40；
（4）将固体粉末分散到水中，滴加一定量的稀硝酸，直至pH值为2，然后过滤、干燥，得到SiO2/碳/Ag复合材料，即SiO2基保温杀菌助剂。该SiO2基保温杀菌助剂的形貌为：SiO2中空微纳米棒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Y2Si2O7基保温隔热复合纤维
（1）将Y2O3、稀硝酸、TEOS与PVP加入到水和DMF的混合溶剂中，搅拌12 h得透明溶液，其中，PVP、TEOS与Y2O3的摩尔比为1：0.25：0.25（PVP的摩尔量按其聚合单体的摩尔量计），TEOS在透明溶液中的浓度为0.4 mol/L，稀硝酸浓度为40%，水、DMF与稀硝酸的体积比为1：1：0.3；
（2）将制得的透明溶液置于同轴静电纺丝喷头的外轴注射器，将石蜡油置于同轴静电纺丝喷头的内轴注射器，利用同轴静电纺丝法制备前驱体纤维，静电纺丝时的条件为：正电压为25 KV，负电压为0.5 KV，接收距离为19 cm，内外注射器的推进速度均为0.002 mm/s。
（3）将制得的前驱体纤维置于马弗炉中，按照2 ℃/min的升温速率升至700 ℃，并煅烧2 h，得Y2Si2O7中空微纳米纤维。
（4）将PUS、PMMA与抗坏血酸加入到无水乙醇与丙酮的混合溶剂中，搅拌24h得透明溶液，其中，PUS在透明溶液中的浓度为0.25 mol/L， PUS、PMMA与抗坏血酸的摩尔比为1：1：0.6，无水乙醇与丙酮的体积比为1：1。
（5）将步骤（4）的透明溶液置于静电纺丝喷头的注射器中，将（3）中制得的Y2Si2O7中空微纳米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，静电喷雾时的条件为：正电压为23 KV，负电压为0.5 KV，接收距离为12 cm，注射器推进速度为0.001 mm/s，静电喷雾时间为4 min。
（6）将制得的前驱体复合纤维置于马弗炉中，在N2保护下先升温至150 ℃保温1h，升温速率为8 ℃/min，再升温至500 ℃煅烧2 h，升温速率为2 ℃/min，即得Y2Si2O7/SiOC微纳米复合纤维。该Y2Si2O7/SiOC微纳米复合纤维由Y2Si2O7中空微纳米纤维与SiOC颗粒构成，形貌为：Y2Si2O7中空微纳米纤维外表面负载SiOC纳米颗粒。
4、制备疏水性外墙保温杀菌涂料：将增稠剂、分散剂、pH值稳定剂依次加入水中，在300-500 r/min转速下分散15min，然后加入硅溶胶、金红石型钛白粉、绢云母粉和滑石粉，在600-800 r/min转速下分散20 min，再加入SiO2基保温杀菌助剂、Y2Si2O7基保温隔热复合纤维、丙烯酸乳液、成膜助剂、乳化剂和消泡剂，在800-1000 r/min转速下分散25min，至混合均匀，得疏水性外墙保温杀菌涂料。
实施例2
疏水性外墙保温杀菌涂料的配方为：硅溶胶15%，丙烯酸乳液16%，SiO2基保温杀菌助剂8%，Y2Si2O7基保温隔热复合纤维18%，金红石型钛白粉5%，绢云母粉4%，滑石粉8%，有机硅消泡剂0.4%、醋酸纤维素增稠剂1.5%、pH值稳定剂AMP95 0.6%，分散剂OS-406 1.7%，成膜助剂DPNB 2%，乳化剂OP-10 0.8%，水19%。
制备方法同实施例1。
实施例3
疏水性外墙保温杀菌涂料的配方为：硅溶胶16%，丙烯酸乳液12%，SiO2基保温杀菌助剂16%，Y2Si2O7基保温隔热复合纤维15%，金红石型钛白粉8%，绢云母粉4%，滑石粉8%，有机硅消泡剂0.5%、醋酸纤维素增稠剂2.8%、pH值稳定剂AMP95 1.4%，分散剂OS-406 1.3%，成膜助剂DPNB 2%，乳化剂OP-10 1%，水12%。
制备方法同实施例1。
实施例4
疏水性外墙保温杀菌涂料的配方为：硅溶胶20%，丙烯酸乳液9%，SiO2基保温杀菌助剂13%，Y2Si2O7基保温隔热复合纤维14%，金红石型钛白粉8%，绢云母粉5%，滑石粉6%，有机硅消泡剂0.5%、醋酸纤维素增稠剂2.5%、pH值稳定剂AMP95 1%，分散剂OS-406 1.4%，成膜助剂DPNB 2.5%，乳化剂OP-10 1.1%，水16%。
制备方法同实施例1。
按照《建筑用反射隔热涂料》（JG/235-2014）、《外墙无机建筑涂料》（JG/T26-2002）等国家涂料行业相关标准对上述实施例1-4得到的疏水性外墙保温杀菌涂料的性能进行测试，结果如下表1所示。
表1实施例1-4得到的疏水性外墙保温杀菌涂料的性能测试结果
实施反例1
涂料配方为：硅溶胶20%，丙烯酸乳液15%，金红石型钛白粉8%，绢云母粉9%，滑石粉7%，有机硅消泡剂0.7%、醋酸纤维素增稠剂2.3%、pH值稳定剂AMP95 1.2%，分散剂OS-406 1.9%，成膜助剂DPNB 2.7%，乳化剂OP-10 1.2%，水31%。
按照实施例1的方法制备涂料，所得涂料由于缺少SiO2基保温杀菌助剂和Y2Si2O7基保温隔热复合纤维的加入，涂料的杀菌抑菌性、保温隔热性、耐磨性、耐高温性、疏水性、耐久性、防腐性等性能明显下降，如涂料的抗细菌性能差（抗细菌率＞20%），太阳光反射比＜0.50，近红外反射比＜0.52，半球发射率为0.80，耐磨性＞ 1.4 L/μm，耐高温性＞ 360℃，亲水接触角＞110°，200 h耐水性检测无气泡、裂纹、剥落现象，耐碱性降至110 h无异常。
实施反例2
涂料配方为：硅溶胶10%，丙烯酸乳液25%，SiO2基保温杀菌助剂6%，Y2Si2O7基保温隔热复合纤维6%，金红石型钛白粉14%，绢云母粉3%，滑石粉3%，有机硅消泡剂0.6%、醋酸纤维素增稠剂2.5%、pH值稳定剂AMP95 1.1%，分散剂OS-406 2%，成膜助剂DPNB 3.3%，乳化剂OP-101.5%，水22%。
按照实施例1的方法制备涂料，所得涂料由于各组分的用量改变，其杀菌抑菌性、防火阻燃、保温隔热、疏水性、耐磨性等性能明显下降，如涂料的抗细菌性能差（抗细菌率＞55%），耐燃时间＞10 min，火焰传播比值＜15 min，耐高温性＞ 390 ℃，太阳光反射比＜0.73，近红外反射比＜0.76，半球发射率为0.88，亲水接触角＞135°，耐磨性＞ 1.7 L/μm。
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SiO2基保温杀菌助剂由SiO2/碳/Ag复合材料替换为SiO2中空微纳米棒。所得涂料由于没有采用纳米改性技术在SiO2中空微纳米棒的表面负载碳和Ag纳米簇，涂料的杀菌抑菌性、防腐性等性能明显下降，如涂料的抗细菌性能差（抗细菌率＞25%），耐碱性降至100 h无异常。
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：Y2Si2O7基保温隔热复合纤维由Y2Si2O7/SiOC复合纤维替换为Y2Si2O7中空微纳米纤维。所得由于没有采用静电喷雾技术在Y2Si2O7中空微纳米纤维的表面负载SiOC纳米颗粒，涂料的疏水性、耐高温性、耐久性等性能明显下降，如涂料的亲水接触角＞115°，耐高温性＞ 380 ℃，200 h耐水性检测无气泡、裂纹、剥落现象。
Claims (9)
1.一种疏水性外墙保温杀菌涂料，其特征是包括以下重量百分含量的组分：硅溶胶12-22%，丙烯酸乳液6-16%，SiO2基保温杀菌助剂8-18%，Y2Si2O7基保温隔热复合纤维8-18%，金红石型钛白粉5-10%，绢云母粉4-8%，滑石粉4-8%，消泡剂0.4-0.8%、增稠剂1.5-3%、pH值稳定剂0.6-1.5%，分散剂1.2-2%，成膜助剂2-3.5%，乳化剂0.8-1.6%，水10-20%；各组分之和为100%。
2.根据权利要求1所述的疏水性外墙保温杀菌涂料，其特征是：所述SiO2基保温杀菌助剂为SiO2/碳/Ag复合材料，其制备方法包括以下步骤：
（1）将SiO2中空微纳米棒加入水中，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SiO2中空微纳米棒、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SiO2/Ag复合材料，其中AgNO3与NaBH4的摩尔比为1：1；
（3）将SiO2/Ag复合材料加入水中，依次加入甲基纤维素与EDTA，搅拌均匀后，升温至150-170℃反应3-4h，过滤、洗涤、烘干，得固体粉末，其中SiO2/Ag复合材料、甲基纤维素与EDTA的摩尔比为1：0.35-0.55:0.35-0.45；
（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SiO2/碳/Ag复合材料。
3.根据权利要求1所述的疏水性外墙保温杀菌涂料，其特征是：制备SiO2/碳/Ag复合材料时，所用SiO2中空微纳米棒的制备方法包括以下步骤：
（1）将PVP、TEOS、溴化十六烷三甲基铵按照1：0.15-0.25：0.11-0.13的摩尔比加入体积比为2:1的无水乙醇和二甲基甲酰胺的混合溶剂中，搅拌得TEOS浓度为0.4 mol/L的透明溶液；
（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20 KV，负电压为0.5 KV，接收距离为18 cm，内外轴注射器的推进速度分别为0.001和0.002 mm/s；
（3）将制得的前驱体纤维置于马弗炉中，在550-650℃下煅烧3-4h，得SiO2中空微纳米棒。
4.根据权利要求1所述的疏水性外墙保温杀菌涂料，其特征是：所述Y2Si2O7基保温隔热复合纤维为Y2Si2O7中空微纳米纤维与SiOC颗粒形成的Y2Si2O7/SiOC复合纤维，其制备方法包括以下步骤：
（1）将三氧化二钇、40wt%的稀硝酸、TEOS和PVP加入水和二甲基甲酰胺的混合溶剂中，搅拌得透明溶液，其中， PVP、TEOS与三氧化二钇的摩尔比为1：0.2-0.3：0.2-0.3，TEOS在透明溶液中的浓度为0.4 mol/L，水、二甲基甲酰胺与稀硝酸的体积比为1：1：0.3；
（2）将透明溶液置于同轴静电纺丝喷头的外轴注射器，将石蜡油置于同轴静电纺丝喷头的内轴注射器，利用同轴静电纺丝法制得前驱体纤维；静电纺丝的条件为：正电压为25KV，负电压为0.5 KV，接收距离为19 cm，内外注射器的推进速度均为0.002 mm/s；
（3）将制得的前驱体纤维置于马弗炉中，在650-750℃下煅烧2-3h，得Y2Si2O7中空微纳米纤维；
（4）将聚硅氮烷、甲基丙烯酸酯和抗坏血酸按照1：0.95-1.05：0.55-0.65的摩尔比加入到体积比为1:1的无水乙醇和丙酮的混合溶剂中，搅拌得透明溶液，其中，聚硅氮烷在透明溶液中的浓度为0.25 mol/L；
（5）将步骤（4）的透明溶液置于静电纺丝喷头的注射器中，将步骤（3）的Y2Si2O7中空微纳米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23 KV，负电压为0.5 KV，接收距离为12 cm，注射器推进速度为0.001 mm/s，静电喷雾时间为4 min；
（6）将制得的前驱体复合纤维置于马弗炉中，在氮气保护下先升温至140-160 ℃保温1-1.5h，再升温至450-550 ℃煅烧2-3h，得Y2Si2O7/SiOC复合纤维。
5.根据权利要求1所述的疏水性外墙保温杀菌涂料，其特征是包括以下重量百分含量的组分：硅溶胶15-20%，丙烯酸乳液9-16%，SiO2基保温杀菌助剂10-16%，Y2Si2O7基保温隔热复合纤维14-18%，金红石型钛白粉6-8%，绢云母粉5-6%，滑石粉6-7%，消泡剂0.5-0.6%、增稠剂1.8-2.5%、pH值稳定剂1-1.4%，分散剂1.4-1.7%，成膜助剂2.2-2.5%，乳化剂1-1.2%，水12-16%。
6.根据权利要求1所述的疏水性外墙保温杀菌涂料，其特征是包括以下重量百分含量的组分：硅溶胶18%，丙烯酸乳液12%，SiO2基保温杀菌助剂13%，Y2Si2O7基保温隔热复合纤维14%，金红石型钛白粉7%，绢云母粉6%，滑石粉6%，消泡剂0.6%、增稠剂2%、pH值稳定剂1.1%，分散剂1.6%，成膜助剂2.5%，乳化剂1.2%，水15%。
7.根据权利要求1所述的疏水性外墙保温杀菌涂料，其特征是：所述硅溶胶的颗粒粒径为10-20 nm，SiO2含量为50-60%；所述金红石型钛白粉的粒径＜0.5 μm；所述绢云母粉的粒径＜5 μm；所述滑石粉的粒径＜5 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。
8.根据权利要求1所述的疏水性外墙保温杀菌涂料，其特征是：所述消泡剂为有机硅消泡剂；所述增稠剂为醋酸纤维素；所述pH值稳定剂为AMP-95；所述分散剂为OS-406；所述成膜助剂为二丙二醇丁醚；所述乳化剂为OP-10。
9.一种权利要求1-8中任一项所述的疏水性外墙保温杀菌涂料的制备方法，其特征是包括以下步骤：将增稠剂、分散剂、pH值稳定剂依次加入水中，在300-500 r/min转速下分散10-15 min，然后加入硅溶胶、金红石型钛白粉、绢云母粉和滑石粉，在600-800 r/min转速下分散15-20 min，再加入SiO2基保温杀菌助剂、Y2Si2O7基保温隔热复合纤维、丙烯酸乳液、成膜助剂、乳化剂和消泡剂，在800-1000 r/min转速下分散20-30 min，得疏水性外墙保温杀菌涂料。
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