CN108165168A - 一种具有抑制微生物活动功能的海洋防腐建筑涂料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有抑制微生物活动功能的海洋防腐建筑涂料的制备方法，制备的涂料能够抑制微生物对建筑的腐蚀作用，适用于海洋环境以及潮湿环境下。本制备过程中不需要加入有机催化剂和溶剂，是一种环境友好型的防腐建筑涂料。涂料中的纳米二氧化硅粒子负载的Ag+以及无机填料改性蒙脱石负载的纳米氧化锌通过固化成膜而依附在材料的表面，抑制微生物活动，使得基材得到双重的防护，达到更好的防腐效果。该涂料对环境无害，使用周期长，原料便宜，方法简单，具有很好的市场推广性。

Description

一种具有抑制微生物活动功能的海洋防腐建筑涂料的制备 方法
技术领域
本发明属于涂料领域，具体涉及制备一种具有抑制微生物活动功能的海洋防腐建筑涂料的方法。
背景技术
目前，有机硅氧烷的互穿网络结构已经被应用在涂料当中，但是大部分都是与一些有机涂料如环氧树脂、丙烯酸酯乳液等进行复合或者共聚改性，生产过程复杂，需要另加入有机催化剂和有机溶剂，对环境有害。同时，海洋环境下的防腐涂料也很少考虑到微生物的作用，混凝土腐蚀这块微生物活动也是很重要的影响因素，如何制备对海洋环境无害并能够抑制微生物活动的涂层便是本专利技术的研究重点。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有抑制微生物活动功能的海洋防腐建筑涂料的制备方法。
为实现本发明的目的，具体技术方案为：
一种具有抑制微生物活动功能的海洋防腐建筑涂料的制备方法，由无机组份A、有机组份B制备而成；
具体步骤如下：
（1）配制B组份：
将氨丙基三乙氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、去离子水按一定比例加入到乙酸乙酯溶液中，室温下搅拌，搅拌过程中滴加有机酸溶液，搅拌2~3小时后静置陈化20~26小时，呈微溶胶状态；
（2）配制A组份：
B组份陈化结束后，开始配制A组分，将疏水性纳米二氧化硅浸泡于去离子水中，用超声波分散12~18分钟，加入0.1~0.3mol/l的硝酸银溶液，26~34℃恒温混合搅拌0.5~1.2h后，过滤，用去离子水洗涤干净，待用；另取烧瓶加入甲基硅酸钠或乙基硅酸钠和一定量的去离子水，加热搅拌1h~1.5h，至其完全溶解后加入负载银离子的纳米二氧化硅，常温搅拌均匀；
（3）将A、B组分按比例混合，超声波震荡均匀后，将改性蒙脱石负载的纳米氧化锌作为填料、适量分散剂加入其中机械搅拌均匀，即可涂膜，室温下固化6~8小时，得到连续封闭的抑制微生物活动的海洋防腐涂层。
其中，所述A组分中，纳米二氧化硅是通过三甲基氯硅烷处理后带有疏水基团的活性纳米二氧化硅，尺寸大小为6nm~10nm。
其中，所述B组分中，摩尔比n(乙酸乙酯)：n(H2O)：n(Si)为3~5:2~4:1，氨丙基三乙氧基硅烷：正辛基三乙氧基硅烷为为3.8~4.5:1，体积分数V（有机酸）/V（混合溶液）为4~6%。
优选地，所述B组分中，摩尔比N(乙酸乙酯)：N(H2O)：N(Si)为3:3:1，摩尔比N（氨丙基三乙氧基硅烷）：N（正辛基三乙氧基硅烷）为4:1，体积分数V（有机酸）/V（混合溶液）为5%。
其中，所述A组份中，二氧化硅/硝酸银摩尔比为20:1，纳米二氧化硅/甲基硅酸钠质量比为1:2.5。
其中，所述改性蒙脱石负载的纳米氧化锌填料占涂料质量分数为3.5%~5%。
其中，无机组分A/有机组分B体积比为1:3.5~1:4。
本发明所述制备方法制得的具有抑制微生物活动功能的海洋防腐建筑涂料。
与现有技术相比，本发明有益效果如下：
（1）本发明除利用了有机硅氧烷水解交联成网络结构的防水机理外，还通过对气相二氧化硅上的硅羟基与活性氯硅烷发生化学反应，使其表面连接不溶于水的甲基基团而增强疏水性。疏水性的无机二氧化硅/有机硅氧烷形成类似于荷叶表面的微-纳米粗糙结构。
（2）本发明利用二氧化硅比表面积大、吸附能力强的结构特点，将其制备成二氧化硅载银纳米材料，使其涂敷在材料表面能够抑制微生物、细菌的生长，增强潮湿环境下建筑材料的耐腐蚀性。
（3）本发明利用改性蒙脱石作为纳米氧化锌的载体，作为复合抗菌填料加入到涂料中，提高涂层的抗微生物能力。
（4）本发明制备的具有抑制微生物活动功能的海洋防腐建筑涂料，不需要与有机环氧树脂等其他有机乳液复合，生产过程中也不用添加有机溶剂和有机催化剂，不需搭配底漆使用。该涂料对环境无害，使用周期长，原料便宜，方法简单，具有很好的市场推广性。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不应用来限制本发明的范围。
实施例1
一种具有抑制微生物活动功能的海洋防腐建筑涂料制备方法，由无机组份A、有机组份B两种组分制备而成；
具体步骤如下：
（1）配制B组份：
将20.7mL 氨丙基三乙氧基硅烷、6.9mL 正辛基三乙氧基硅烷、5.94ml去离子水加入到32.23mL乙酸乙酯溶液中，室温下搅拌，搅拌过程中滴加3.3mL乙酸，搅拌2~3小时后静置陈化20~26小时，呈微溶胶状态；
（2）配制A组份：
B组份陈化结束后，开始配制A组分，将事先用三甲基氯硅烷处理后的纳米二氧化硅，称取4.8g浸泡于10ml去离子水中，超声波分散15分钟，滴加20ml浓度为c=0.2mol/l的硝酸银溶液，30℃恒温混合搅拌1h后过滤，去离子水洗涤干净待用；另取烧瓶加入12g甲基硅酸钠和15ml的去离子水，加热搅拌1h~1.5h，至其完全溶解后加入负载银离子的纳米二氧化硅，常温搅拌均匀。
（3）将A、B组分按照1:3.5的体积比混合，超声波震荡均匀后，将4.5g改性蒙脱石负载的纳米氧化锌作为填料、适量分散剂加入其中机械搅拌均匀，即可涂膜，室温下固化6~8小时，得到连续封闭的海洋防腐建筑涂料。
性能测试：
1.样板涂层在耐热老化试验箱内，140℃下加热一周，没有出现气泡，无龟裂，耐热性能好。
2.以平均吸水率为20%的水泥石棉板为基材，使用该涂料的样板浸入自来水、3.5%和10%盐水中，薄膜封闭，7天之后吸水率仅为2%~4%左右，相比空白对照降低了85%左右，表明在不同浓度的盐水环境下，依然能保持良好的疏水性。
将海洋防腐涂料涂刷在325#硅酸盐水泥块上，疏水角达到152°，表明了很好的疏水性。

Claims (8)

1.一种具有抑制微生物活动功能的海洋防腐建筑涂料的制备方法，其特征在于，由无机组份A、有机组份B制备而成；
具体步骤如下：
（1）配制B组份：
将氨丙基三乙氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、去离子水按一定比例加入到乙酸乙酯溶液中，室温下搅拌，搅拌过程中滴加有机酸溶液，搅拌2~3小时后静置陈化20~26小时，呈微溶胶状态；
（2）配制A组份：
B组份陈化结束后，开始配制A组分，将疏水性纳米二氧化硅浸泡于去离子水中，用超声波分散12~18分钟，加入0.1~0.3mol/l的硝酸银溶液，26~34℃恒温混合搅拌0.5~1.2h后，过滤，用去离子水洗涤干净，待用；另取烧瓶加入甲基硅酸钠或乙基硅酸钠和一定量的去离子水，加热搅拌1h~1.5h，至其完全溶解后加入负载银离子的纳米二氧化硅，常温搅拌均匀；
（3）将A、B组分按比例混合，超声波震荡均匀后，将改性蒙脱石负载的纳米氧化锌作为填料、适量分散剂加入其中机械搅拌均匀，即可涂膜，室温下固化6~8小时，得到连续封闭的抑制微生物活动的海洋防腐涂层。
2.根据权利要求1所述的一种具有抑制微生物活动功能的海洋防腐建筑涂料的制备方法，其特征在于，所述A组分中，纳米二氧化硅是通过三甲基氯硅烷处理后带有疏水基团的活性纳米二氧化硅，尺寸大小为6nm~10nm。
3.根据权利要求1所述的一种具有抑制微生物活动功能的海洋防腐建筑涂料的制备方法，其特征在于，所述B组分中，摩尔比n(乙酸乙酯)：n(H2O)：n(Si)为3~5:2~4:1，氨丙基三乙氧基硅烷：正辛基三乙氧基硅烷为为3.8~4.5:1，体积分数V（有机酸）/V（混合溶液）为4~6%。
4.根据权利要求3所述的一种具有抑制微生物活动功能的海洋防腐建筑涂料的制备方法，其特征在于，所述B组分中，摩尔比n(乙酸乙酯)：n(H2O)：n(Si)为3:3:1，摩尔比N（氨丙基三乙氧基硅烷）：N（正辛基三乙氧基硅烷）为4:1，体积分数V（有机酸）/V（混合溶液）为5%。
5.根据权利要求1所述的一种具有抑制微生物活动功能的海洋防腐建筑涂料的制备方法，其特征在于，所述A组份中，二氧化硅/硝酸银摩尔比为20:1，纳米二氧化硅/甲基硅酸钠质量比为1:2.5。
6.根据权利要求1所述的一种具有抑制微生物活动功能的海洋防腐建筑涂料的制备方法，其特征在于，所述的改性蒙脱石负载的纳米氧化锌填料占涂料质量分数为3.5%~5%。
7.根据权利要求1所述的一种具有抑制微生物活动功能的海洋防腐建筑涂料的制备方法，其特征在于，无机组分A/有机组分B体积比为1:3.5~1:4。
8.权利要求1~7任一所述的制备方法制得的具有抑制微生物活动功能的海洋防腐建筑涂料。
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