CN108948806A - 含石墨烯的水性抑菌环保涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含石墨烯的水性抑菌环保涂料及其制备方法，属于水性涂料领域。所述的含石墨烯的水性抑菌环保涂料，按质量份数计，包括以下组分：水性成膜物质20～70份，石墨烯基抗菌填料3～20份，光催化剂1～10份，颜料2～10份，助剂0.2～2份，固化剂5～15份。其制备步骤是：石墨烯基抗菌填料的制备；预混；砂磨；调稀；封装。本发明所述的含石墨烯的水性抑菌环保涂料，其稳定性好，干燥时间快，附着力优异，抗菌杀菌效果明显，并且零VOC排放，环保无毒，便于施工。
Description
技术领域
本发明涉及一种含石墨烯的水性抑菌环保涂料及其制备方法，属于水性涂料技术领域。
背景技术
涂料是现代工业重要的化工建材，功能性涂料的研发对于目前增大涂料市场，扩大涂料应用范围具有重要的意义。环境中微生物分布广泛，种类繁多，对各种材料的破坏无处不在，微生物污染涂层表面后，会形成菌斑，导致涂层失去黏附能力，严重的会造成涂层脱落，直接影响涂层的使用甚至使其失去它的功用。因此抑菌涂料的研究与应用受到极大的关注。
抗菌涂料是通过添加具有抗菌功能并能在涂膜中稳定存在的抗菌剂，经过移动工艺加工后，制得具有抗菌和杀菌功能的涂料，其既不污染环境，又能长时间保持抗菌和杀菌功效。抗菌涂料一般分为添加型抗菌涂料和结构型抗菌涂料，前者是通过添加抗菌剂或者抗菌物质使涂料具有抑菌功能，而结构型抗菌涂料是将抗菌基团通过一定的化学反应连接在基料高分子上，以此产生抗菌效果。传统的抑菌涂料虽然在抗菌抗污方面具有一定的作用，但是普遍采用有机溶剂作为稀释剂，不仅污染环境而且使用范围受限，并且单纯具有抗菌作用已经不能满足工业的需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种含石墨烯的水性抑菌环保涂料及其制备方法，该抑菌涂料能达到抗菌和杀菌的双重效果，其采用无毒无害的石墨烯新型材料作为基体，通过化学反应将抗菌物质负载在石墨烯基体上，并通过改性使其具有亲水性和较好的分散性，并且添加了光催化剂，在保证良好的抑菌效果的基础上，解决了传统抗菌涂料的缺点和不足，并且无有机溶剂使用，零VOC排放，安全环保。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
一种含石墨烯的水性抑菌环保涂料，按质量份数计，包括以下组分：水性成膜物质20～70份，石墨烯基抗菌填料3～20份，光催化剂1～10份，颜料2～10份，助剂0.2～2份，固化剂5～15份。
进一步的，本发明优选方案是：
所述的水性成膜物质包括水玻璃、水性环氧树脂、水性丙烯酸树脂、水性聚氨酯中的一种。
所述石墨烯基抗菌填料包括石墨烯负载纳米氧化银、石墨烯负载纳米氧化铜、石墨烯负载氧化钼、石墨烯负载纳米银中的一种或几种。
所述的光催化剂包括二氧化钛、氧化锌、氧化锡中的一种或几种。
所述的颜料包括滑石粉、钛白粉、氧化镁、云母粉、珠光粉、轻质碳酸钙中的一种或几种。
所述的助剂包括流平剂、防水剂、增稠剂、润湿剂、分散剂、消泡剂中的一种或几种。
所述的固化剂包括球状锌粉、片状锌粉、铝粉中的一种或几种。
上述含石墨烯的水性抑菌环保涂料的制备方法，按如下步骤进行：
（1）石墨烯基抗菌填料的制备
在氧化石墨烯水溶液中加入银盐、铜盐溶液中的一种或几种，再加入还原剂搅拌，超声分散均匀后，将混合物转移到水热反应釜中密封，在150～180℃的条件下进行水热反应，冷却后经过滤和去离子水洗涤沉淀产物，再煅烧，得到石墨烯基抗菌填料；
（2）预混
在成膜物质中按比例加入石墨烯基抗菌填料、光催化剂、颜料，充分搅拌均匀；
（3）砂磨
将步骤（2）的基料经过砂磨机砂磨，使其细度达到5μm以下；
（4）调稀
将步骤（3）的基料按比例加入各种助剂，搅拌混合均匀；
（5）封装
将步骤（4）的涂料用100目的筛子过滤，与固化剂按比例封装。
采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，有益效果是：
（1）采用无毒无害的新型材料石墨烯作为基体，通过化学反应将抗菌物质负载在石墨烯基体上，并通过改性使其具有亲水性和较好的分散性；
（2）添加了光催化剂，有效的降解有机物，杀灭病毒和细菌，达到降解环境污染物，杀菌抑菌和防腐的目的；
（3）不使用有机溶剂，环保无毒，零VOC排放；
（4）可做底漆、中间漆、面漆的任意一种，也可做底表一体漆使用，节省成本和施工工序。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步阐述，但实施例不对本发明构成任何限制。
实施例1：
一种含石墨烯的水性抑菌环保涂料的制备方法，按如下步骤进行：
（1）石墨烯基抗菌填料的制备
在氧化石墨烯水溶液中加入硝酸银溶液，再加入还原剂搅拌，超声分散均匀后，将混合物转移到水热反应釜中密封，在160℃的条件下进行水热反应，冷却后经过滤和去离子水洗涤沉淀产物，再煅烧，得到石墨烯负载纳米银复合材料。
（2）预混
在水玻璃中按比例加入石墨烯负载纳米银复合材料5wt%、二氧化钛2wt%、滑石粉8wt%、氧化锌15wt%、珠光粉2wt%，充分搅拌均匀。
（3）砂磨
将步骤（2）的基料经过砂磨机砂磨，使其细度达到5μm以下。
（4）调稀
将步骤（3）的基料按比例加入分散剂0.5wt%、流平剂0.2wt%、增稠剂0.3wt%，搅拌混合均匀。
（5）封装
将步骤（4）的涂料用100目的筛子过滤，与固化剂按比例封装。
实施例2：
一种含石墨烯的水性抑菌环保涂料的制备方法，按如下步骤进行：
（1）石墨烯基抗菌填料的制备
在氧化石墨烯水溶液中加入铜氨溶液，再加入还原剂搅拌，超声分散均匀后，将混合物转移到水热反应釜中密封，在180℃的条件下进行水热反应，冷却后经过滤和去离子水洗涤沉淀产物，再煅烧，得到石墨烯负载氧化铜复合材料。
（2）预混
在水性环氧树脂乳液中按比例加入石墨烯负载氧化铜复合材料10wt%、二氧化钛6wt%、滑石粉2wt%、氧化锌10wt%、轻质碳酸钙2wt%，充分搅拌均匀。
（3）砂磨
将步骤（2）的基料经过砂磨机砂磨，使其细度达到5μm以下。
（4）调稀
将步骤（3）的基料按比例加入分散剂0.4wt%、流平剂0.2wt%、增稠剂0.3wt%、防水剂0.1wt%，搅拌混合均匀。
（5）封装
将步骤（4）的涂料用100目的筛子过滤，与固化剂按比例封装。
以上仅是本发明的优选实施例，应当指出，尽管参照优选实施例对本发明作了详细说明，对于所属领域的技术人员来说，对本发明的任何改进，对本发明产品中各原料的等效替换、具体实施方式的变型等，均落在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种含石墨烯的水性抑菌环保涂料，其特征在于，按质量份数计，包括以下组分：水性成膜物质20～70份，石墨烯基抗菌填料3～20份，光催化剂1～10份，颜料2～10份，助剂0.2～2份，固化剂5～15份。
2.根据权利要求1所述的含石墨烯的水性抑菌环保涂料，其特征在于，所述的水性成膜物质包括水玻璃、水性环氧树脂、水性丙烯酸树脂、水性聚氨酯中的一种。
3.根据权利要求1所述的含石墨烯的水性抑菌环保涂料，其特征在于，所述石墨烯基抗菌填料包括石墨烯负载纳米氧化银、石墨烯负载纳米氧化铜、石墨烯负载氧化钼、石墨烯负载纳米银中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的含石墨烯的水性抑菌环保涂料，其特征在于，所述的光催化剂包括二氧化钛、氧化锌、氧化锡中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的含石墨烯的水性抑菌环保涂料，其特征在于，所述的颜料包括滑石粉、钛白粉、氧化镁、云母粉、珠光粉、轻质碳酸钙中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的含石墨烯的水性抑菌环保涂料，其特征在于，所述的助剂包括流平剂、防水剂、增稠剂、润湿剂、分散剂、消泡剂中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的含石墨烯的水性抑菌环保涂料，其特征在于，所述的固化剂包括球状锌粉、片状锌粉、铝粉中的一种或几种。
8.一种如权利要求1至7任一项所述的含石墨烯的水性抑菌环保涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）石墨烯基抗菌填料的制备
在氧化石墨烯水溶液中加入银盐、铜盐溶液中的一种或几种，再加入还原剂搅拌，超声分散均匀后，将混合物转移到水热反应釜中密封，在150～180℃的条件下进行水热反应，冷却后经过滤和去离子水洗涤沉淀产物，再煅烧，得到石墨烯基抗菌填料；
（2）预混
在成膜物质中按比例加入石墨烯基抗菌填料、光催化剂、颜料，充分搅拌均匀；
（3）砂磨
将步骤（2）的基料经过砂磨机砂磨，使其细度达到5μm以下；
（4）调稀
将步骤（3）的基料按比例加入各种助剂，搅拌混合均匀；
（5）封装
将步骤（4）的涂料用100目的筛子过滤，与固化剂按比例封装。
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