CN107118654A - 一种抗菌吸放湿涂料及制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗菌吸放湿涂料及制造方法，由以下质量份数的组分组成：水40‑60份，大孔硅分子筛20‑35份，载银沸石分子筛1‑3份，乳液5‑8份，羧甲基纤维素钠0.2‑0.6份，气相白炭黑3‑6份，水性色浆2‑4份；所述乳液依应用的不同可选用丙烯酸乳液或水性环氧乳液。本发明中所使用的载银沸石抗菌相比有机抗菌剂具有耐候性高，长效抑菌的特点。相比纳米银/单体银等分散体，载银沸石抗菌剂不易变色且不易洗脱，作为涂料添加剂是一种半永久‑永久的抗菌防霉剂。
Description
技术领域
本发明涉及抗菌吸放湿涂料技术领域，具体为一种抗菌吸放湿涂料及制造方法。
背景技术
抗菌涂料是具有抗菌作用的涂料称为抗菌涂料。建筑防霉涂料的主要特点是这类涂料既具有优良的防霉性能，又具备良好的装饰性能。
随着人类对自身健康状况的重视，我们朝夕相处的居住环境也越来越受到关注。居室环境微生物污染状况的一项调查表明：农村抗菌菌落总数为138.94cfu/cm2，城镇为72.10cfu/cm2。可见居室环境中微生物造成的污染是不可忽视的。抗菌涂料可直接涂装在各种材料上，因其使用方便而备受关注，开发具有抗菌功能的涂料是涂料工业发展的方向之一。目前，涂料用抗菌剂主要有天然抗菌剂、有机抗菌剂和无机抗菌剂三大类。无机抗菌剂特别是纳米银，由于表面效应，其抗菌能力是微米级银粒子的200倍以上，抗菌性能也远远大于传统的银离子杀菌剂(如硝酸银和磺胺嘧啶银)，是新型的高效抗菌剂。近年来，纳米银制备技术迅速发展，方法多种多样。按反应条件，主要包括还原剂还原、光照、电极电解、γ射线辐射等。随着涂料行业对挥发性有害有机化合物含量的控制愈加严格，涂料水性化趋势越来越明显。如果涂膜表面存在有害微生物，与人体接触后，还会传染各种疾病，威胁人体健康。纳米银抗菌能力虽然强，但是一般具有黄褐色底色，添加在涂料中颜色不佳，最近出现的无色纳米银抗菌剂在光照条件下存在易变色的缺点，不适合在室内要求颜色稳定高的条件下作为抗菌剂使用。而载银沸石分子筛具有银离子分散程度高，不易变色， 与涂料其他粉体调和性能好等优点，更适合作为涂料粉体抗菌剂使用
传统吸放湿材料如硅胶，易吸湿而难放湿，不适合调湿涂料的应用。无机盐类吸放湿材料，普遍存在风化或潮解的问题，更难应用。硅藻土、沸石类的吸湿能力不强，不存在在人体最适合相对湿度40%-60%RH的吸放湿平台，调节能力不强。介孔-大孔硅分子筛具有在人体最适宜相对湿度范围内的吸放湿平台，吸放湿不仅容易，而且相对沸石类产品吸放湿容量高，是一种很好的室内湿度调节粉体。
本研究采用性能优异的自交联丙烯酸乳液为粘合剂，以载银沸石分子筛为抗菌粉体材料，以介孔-大孔硅分子筛作为吸放湿功能性粉体，具有长效抑菌，不易变色，在人体最适宜相对湿度范围不调节湿度，超出范围才进行水分交换的特点，最适合室内调节湿度使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有耐候性高，长效抑菌的特点，作为室内被动吸放湿涂料，采用单组份自交联丙烯酸乳液，取得耐水能力的同时，便于施工，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种抗菌吸放湿涂料，由以下质量份数的组分组成：水40-60份，大孔硅分子筛20-35份，载银沸石分子筛1-3份，乳液5-8份，羧甲基纤维素钠0.2-0.6份，气相白炭黑3-6份，水性色浆2-4份；所述乳液为水性环氧乳液。
优选的，水性环氧乳液为单组份热固化水性环氧树脂乳液，固含量37-45%或单组份自交联丙烯酸乳液，Tg为12±1℃，固含量40-49%。
该抗菌吸放湿涂料的制造方法，包括以下步骤：
（1）将大孔硅分子筛，载银沸石分子筛，气相白炭黑与水、水性色浆混合，超声分散均匀后，得悬浊液；
（2）将羧甲基纤维素钠溶于水，加热搅拌均匀；
（3）将步骤（1）得到的悬浊液与步骤（2）羧甲基纤维素钠溶液混合，搅拌均匀；
（4）将步骤（3）得到的混合液中加入水性环氧树脂乳液，搅拌均匀，即制得抗菌吸放湿涂料。
优选的，载银沸石分子筛的制备方法包括以下步骤：
（a）沸石的钠离子交换改性，将沸石与20-30%的硝酸钠溶液以0.5-1.0g/ml的固液比进行混合，在70-90℃下，超声分散条件下反应0.5-1小时，产物冷却后经微孔陶瓷超滤板抽滤截留，然后用去500-1000倍体积，电导率≤5μS/cm的去离子水淋洗抽滤，检测出水电导率，直至小于40μS/cm，收集被截留粉体，干燥后即制得Na型分子筛；
（b）Na型分子筛的银离子交换改性，将制得的Na型分子筛，以pH4-6，0.1-0.3mol/l的硝酸银溶液浸泡，固液比为0.05-0.10g/ml，反应温度60-75℃，经过2.5-3小时反应，冷却后用孔陶瓷超滤板抽滤截留，去离子水淋洗抽滤，用去300-400倍体积去离子水，收集被截留粉体，80-95℃干燥后研磨分散即制得载银沸石分子筛。
优选的，Na型分子筛为800-2000目 4A或13X型分子筛。
优选的，大孔硅分子筛为800-2000目，平均孔径在20-40A。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中所使用的载银沸石抗菌相比有机抗菌剂具有耐候性高，长效抑菌的特点。相比纳米银/单体银等分散体，载银沸石抗菌剂不易变色且不易洗脱，作为涂料添加剂是一种半永久-永久的抗菌防霉剂。
在本发明中大孔硅分子筛羟基较多，因此对水蒸气亲和度佳，易于将水吸附在网格内。相比一般的硅胶体系，大孔导致的毛细凝集效应更加突出，而弱化水的单分子层吸附，因此吸湿量大，并且更容易将吸收的水分在较低温度下脱附，有在人体最适宜相对湿度范围内的吸放湿平台，适合应用于室内调湿涂料与转轮除湿机芯材涂料。
本发明的抗菌吸放湿涂料作为室内被动吸放湿涂料，采用单组份自交联丙烯酸乳液，取得耐水能力的同时，便于施工。
本发明作为转轮除湿机涂料，采用热固化水性环氧乳液，克服常规丙烯酸体系热粘冷脆的弱点，使涂料获得耐湿热交变的能力。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：一种抗菌吸放湿涂料，由以下质量份数的组分组成：水40-60份，大孔硅分子筛20-35份，载银沸石分子筛1-3份，乳液5-8份，羧甲基纤维素钠0.2-0.6份，气相白炭黑3-6份，水性色浆2-4份；所述乳液为水性环氧乳液。
本发明的抗菌吸放湿涂料作为室内被动吸放湿涂料，采用单组份自交联丙烯酸乳液，取得耐水能力的同时，便于施工。
其中的水性环氧乳液为单组份热固化水性环氧树脂乳液，固含量37-45%或单组份自交联丙烯酸乳液，Tg为12±1℃，固含量40-49%。本发明作为转轮除湿机涂料，采用热固化水性环氧乳液，克服常规丙烯酸体系热粘冷脆的弱点，使涂料获得耐湿热交变的能力。
该抗菌吸放湿涂料的制造方法，包括以下步骤：
（1）将大孔硅分子筛，载银沸石分子筛，气相白炭黑与水、水性色浆混合，超声分散均匀后，得悬浊液；
（2）将羧甲基纤维素钠溶于水，加热搅拌均匀；
（3）将步骤（1）得到的悬浊液与步骤（2）羧甲基纤维素钠溶液混合，搅拌均匀；
（4）将步骤（3）得到的混合液中加入水性环氧树脂乳液，搅拌均匀，即制得抗菌吸放湿涂料。
优选的，载银沸石分子筛的制备方法包括以下步骤：
（a）沸石的钠离子交换改性，将沸石与20-30%的硝酸钠溶液以0.5-1.0g/ml的固液比进行混合，在70-90℃下，超声分散条件下反应0.5-1小时，产物冷却后经微孔陶瓷超滤板抽滤截留，然后用去500-1000倍体积，电导率≤5μS/cm的去离子水淋洗抽滤，检测出水电导率，直至小于40μS/cm，收集被截留粉体，干燥后即制得Na型分子筛；
（b）Na型分子筛的银离子交换改性，将制得的Na型分子筛，以pH4-6，0.1-0.3mol/l的硝酸银溶液浸泡，固液比为0.05-0.10g/ml，反应温度60-75℃，经过2.5-3小时反应，冷却后用孔陶瓷超滤板抽滤截留，去离子水淋洗抽滤，用去300-400倍体积去离子水，收集被截留粉体，80-95℃干燥后研磨分散即制得载银沸石分子筛。
其中的Na型沸石分子筛为800-2000目4A或13X型分子筛。并且大孔硅分子筛为800-2000目，平均孔径在20-40A。
所使用的载银沸石抗菌相比有机抗菌剂具有耐候性高，长效抑菌的特点。相比纳米银/单体银等分散体，载银沸石抗菌剂不易变色且不易洗脱，作为涂料添加剂是一种半永久-永久的抗菌防霉剂。
在本发明中大孔硅分子筛羟基较多，因此对水蒸气亲和度佳，易于将水吸附在网格内。相比一般的硅胶体系，大孔导致的毛细凝集效应更加突出，而弱化水的单分子层吸附，因此吸湿量大，并且更容易将吸收的水分在较低温度下脱附，起到调节湿度的作用，适合应用于室内调湿涂料与转轮除湿机芯材涂料。
本发明作为室内调湿涂料使用时采用自交联丙烯酸树脂乳液；作为转轮除湿机涂料时采用单组份热固化环氧树脂乳液，以得到耐湿热交变的能力，同时克服丙烯酸类乳液热粘冷脆的问题。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种抗菌吸放湿涂料，其特征在于：由以下质量份数的组分组成：水40-60份，大孔硅分子筛20-35份，载银沸石分子筛1-3份，乳液5-8份，羧甲基纤维素钠0.2-0.6份，气相白炭黑3-6份，水性色浆2-4份；所述乳液为水性环氧乳液。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌吸放湿涂料，其特征在于：所述水性环氧乳液为单组份热固化水性环氧树脂乳液，固含量37-45%或单组份自交联丙烯酸乳液，Tg为12±1℃，固含量40-49%。
3.实现权利要求1所述的一种抗菌吸放湿涂料的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将大孔硅分子筛，载银沸石分子筛，气相白炭黑与水、水性色浆混合，超声分散均匀后，得悬浊液；
（2）将羧甲基纤维素钠溶于水，加热搅拌均匀；
（3）将步骤（1）得到的悬浊液与步骤（2）羧甲基纤维素钠溶液混合，搅拌均匀；
（4）将步骤（3）得到的混合液中加入水性环氧树脂乳液，搅拌均匀，即制得抗菌吸放湿涂料。
4.根据权利要求3所述的一种抗菌吸放湿涂料的制造方法，其特征在于：所述载银沸石分子筛的制备方法包括以下步骤：
（a）沸石的钠离子交换改性，将沸石与20-30%的硝酸钠溶液以0.5-1.0g/ml的固液比进行混合，在70-90℃下，超声分散条件下反应0.5-1小时，产物冷却后经微孔陶瓷超滤板抽滤截留，然后用去500-1000倍体积，电导率≤5μS/cm的去离子水淋洗抽滤，检测出水电导率，直至小于40μS/cm，收集被截留粉体，干燥后即制得Na型分子筛；
（b）Na型分子筛的银离子交换改性，将制得的Na型分子筛，以pH4-6，0.1-0.3mol/l的硝酸银溶液浸泡，固液比为0.05-0.10g/ml，反应温度60-75℃，经过2.5-3小时反应，冷却后用孔陶瓷超滤板抽滤截留，去离子水淋洗抽滤，用去300-400倍体积去离子水，收集被截留粉体，80-95℃干燥后研磨分散即制得载银沸石分子筛。
5.根据权利要求4所述的一种抗菌吸放湿涂料的制造方法，其特征在于：所述Na型分子筛为800-2000目 4A或13X型分子筛。
6.根据权利要求3所述的一种抗菌吸放湿涂料的制造方法，其特征在于：所述大孔硅分子筛为800-2000目，平均孔径在20-40A。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170901 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |