CN109401584B - 一种儿童无醛抗菌水性硅藻涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种儿童无醛抗菌水性硅藻涂料及其制备方法。本发明的涂料以去离子水作为溶剂，不含有机溶剂，且添加钛白粉、负载纳米ZnO的硅藻土和负载纳米WO3的硅藻土，进一步有效吸收和分解甲醛，有效降低和消除涂料对儿童的过敏伤害，安全环保；在硅藻土中采用纳米ZnO和纳米WO3复配，具有良好的协同抗菌和持久抗菌性能。本发明通过合理调整各组分的配比，该涂料各组分相容性良好，提高涂料的稳定性，且能够有效提高涂膜的力学性能，耐刮擦，耐刷洗。

Description

一种儿童无醛抗菌水性硅藻涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及水性硅藻泥涂料技术领域，具体涉及一种儿童无醛抗菌水性硅藻涂料及其制备方法。
背景技术
近年来，随着市场的细化，越来越多的用户越来越重视家庭装修材料的环保性，在儿童房装修和装饰材料中，环保性不好的材料存在较大的安全隐患，因而，儿童房内的墙面涂料的环保性和安全性正成为消费者关注的焦点。目前在儿童房装修和装饰材料中，墙面涂料中使用大量有机溶剂，含大量有机可挥发性物质(VOC)、重金属、烷基苯酚聚氧乙烯醚类物质(APEO)和甲醛等，且涂料抗菌性能差，在多发霉雨季节，墙面容易滋生大量微生物，然而儿童的免疫力较成人差，又是生长发育期，对细菌或各种有害物质的抵抗力比较低，儿童与这类墙面涂料直接接触，容易引起过敏，对儿童的身体健康造成隐患。因此，开发一种安全环保，适用于儿童房装修，且具有良好的抗菌抗过敏性能和净化甲醛的涂料是非常有意义的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种儿童无醛抗菌水性硅藻涂料及其制备方法，该涂料具有较好的亲和性，降低儿童接触出现过敏的风险，具有良好的抗菌性、稳定性和净化甲醛性能。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种儿童无醛抗菌水性硅藻涂料，包括以下重量份的组分：聚氨酯乳液30～40份、去离子水24～38份、钛白粉7～10份、负载纳米ZnO的硅藻土5～15份、负载纳米WO3的硅藻土5～15份、二氧化硅微球5～10份、白炭黑4～12份、灰钙6～9份、重钙5～10份、分散剂0.5～1.2份、消泡剂0.4～1份、成膜助剂0.6～1份、增稠剂1～2份、纤维素1～2份、流平剂0.2～0.5份、润湿剂0.1～0.5份和防霉剂0.1～0.4份，其中，所述负载纳米ZnO的硅藻土和负载纳米WO3的硅藻土的总重量为15～20份；所述负载纳米ZnO和纳米WO3的硅藻土中纳米ZnO的负载量为3～7wt％，所述纳米WO3的硅藻土中纳米WO3的负载量为0.5～3wt％。
本发明的涂料以去离子作为溶剂，不含有机溶剂，在使用过程中有机挥发物和甲醛的释放量比较低，添加钛白粉、负载纳米ZnO的硅藻土和负载纳米WO3的硅藻土，进一步有效吸收和分解甲醛，有效降低和消除涂料对儿童的过敏伤害，安全环保。
硅藻土的主要成分为无定型二氧化硅，具有多孔结构，具有良好的吸附作用，水性涂料在成膜过程中，溶于水的基团被硅藻土吸附到的空隙中，隔绝基团与水的接触，解决水性涂料存在各组分相容性差的问题，从而提高涂料的稳定性。
本发明分别在硅藻土中负载纳米ZnO和纳米WO3作为抗菌剂，与高分子抗菌剂相比，抗菌性能更稳定、持久，且避免涂料中由于抗菌剂的迁移、降解、变色等问题导致抗菌性能的减弱，使得涂料具有长效、稳定的抗菌性能；与Ag系抗菌剂相比，成本较低。本发明同时采用纳米ZnO和纳米WO3复配，能够有效提高纳米ZnO的抗菌活性和光催化活性，具有良好的协同抗菌作用。
纳米ZnO和纳米WO3的比表面积和表面张力比较大，容易吸附而导致团聚，在涂料中的分散性较差，将其负载在硅藻土中能够有效改善其在水性涂料中的分散性能；另一方面纳米粒子的比表面积大，与有机基体具有良好的界面结合力，有利于提高涂膜的力学强度、硬度和耐刷洗性能。
二氧化硅微球和白炭黑在乳液中具有良好的分散性，且能够有效提高涂料的稳定性和涂膜的硬度。
本发明中添加了乳液和成膜助剂，以使该涂料具有良好的成膜性能，但乳液和成膜助剂形成的膜容易导致堵塞硅藻土的多孔结构，降低其分解甲醛和抗菌性能。本发明通过优化各组分配比，降低乳液和成膜助剂对硅藻土多孔结构的影响，从而获得具有良好抗菌性能和分解甲醛性能的涂料。
作为本发明所述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料的优选实施方式，所述负载纳米ZnO的硅藻土的制备方法为：将氯化锌溶于去离子水中，得到浓度为0.004～0.005M的氯化锌溶液；将氢氧化钠溶于水中，配制浓度为0.008～0.01M的氢氧化钠溶液；将硅藻土加入水中，超声分散，得到硅藻土分散液；将氯化锌溶液和氢氧化钠溶液加入到硅藻土分散液中，并加入浓度为0.01～0.02M的十六烷基三甲基溴化铵溶液，在100℃～110℃搅拌反应6～8h，过滤、洗涤后烘干，得到所述负载纳米ZnO的硅藻土。
通过控制各溶液浓度，有效控制纳米ZnO的粒径，以及提高其在硅藻土中的分散性。
作为本发明所述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料的优选实施方式，所述负载纳米WO3的硅藻土的制备方法为：将(NH4)10W12O41·xH2O溶于去离子水中，加入盐酸调节pH为1.0～1.5，加入硅藻土，在70℃～80℃搅拌48～64h后，在180℃～200℃水热反应24～36h，得到所述负载纳米WO3的硅藻土。
通过上述方法制备的负载纳米WO3的硅藻土种纳米WO3能够均匀分散在硅藻土表面上。
作为本发明所述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料的优选实施方式，所述负载纳米ZnO的硅藻土与负载纳米WO3的硅藻土的重量比为1～2:1。
负载纳米ZnO的硅藻土与负载纳米WO3的硅藻土的重量比控制为为1～2:1，该儿童无醛抗菌水性硅藻涂料具有良好的协同抗菌效果。
作为本发明所述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料的优选实施方式，所述负载纳米ZnO的硅藻土与负载纳米WO3的硅藻土的总重量与二氧化硅微球的重量比为3～4:1；所述负载纳米ZnO的硅藻土与负载纳米WO3的硅藻土的总重量与白炭黑的质量比为2～4:1。
通过合理调整负载纳米ZnO的硅藻土、负载纳米WO3的硅藻土、二氧化硅微球和白炭黑的配比，进一步改善涂料的耐水性和涂膜的力学性能。
作为本发明所述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料的优选实施方式，包括以下重量份的组分：聚氨酯乳液36份、去离子水30份、钛白粉8份、负载纳米ZnO的硅藻土10份、负载纳米WO3的硅藻土8份、二氧化硅微球6份、白炭黑6份、灰钙7份、重钙6份、分散剂0.9份、消泡剂0.5份、成膜助剂0.8份、增稠剂1.2份、纤维素1.2份、流平剂0.3份、润湿剂0.2份和防霉剂0.2份，所述负载纳米ZnO和纳米WO3的硅藻土中纳米ZnO的负载量为5wt％，所述纳米WO3的硅藻土中纳米WO3的负载量为2.5wt％。
作为本发明所述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料的优选实施方式，包括以下重量份的组分：聚氨酯乳液36份、去离子水35份、钛白粉8份、负载纳米ZnO的硅藻土8份、负载纳米WO3的硅藻土8份、二氧化硅微球5份、白炭黑8份、灰钙7份、重钙8份、分散剂1份、消泡剂0.8份、成膜助剂0.8份、增稠剂1.6份、纤维素1.5份、流平剂0.25份、润湿剂0.4份和防霉剂0.2份，所述负载纳米ZnO和纳米WO3的硅藻土中纳米ZnO的负载量为5wt％，所述纳米WO3的硅藻土中纳米WO3的负载量为2.5wt％。
作为本发明所述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料的优选实施方式，所述二氧化硅微球为硅烷偶联剂改性二氧化硅微球。
采用硅烷偶联剂对二氧化硅微球进行改性，提高微球在乳液中的分散性。
作为本发明所述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料的优选实施方式，所述分散剂为六偏磷酸钠分散剂；所述消泡剂为有机硅消泡剂；所述润湿剂为聚硅氧烷溶液；所述成膜助剂为丙二醇丁醚、十二碳醇酯、聚乙二醇中的至少一种；防霉剂为苯并咪唑化合物；所述增稠剂为纤维素醚增稠剂、聚丙烯酸酯增稠剂、缔合型增稠剂、无机增稠剂中的至少一种；所述流平剂为非离子缔合型聚氨酯。。
本发明还提供了上述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)在分散釜中加入去离子水、钛白粉、负载纳米ZnO的硅藻土、负载纳米WO3的硅藻土、二氧化硅微球和白炭黑，以200～300rpm的转速搅拌均匀后，在50～60℃保温3～6h后，冷却，得到分散浆料；
(2)在分散浆料中加入聚氨酯乳液、分散剂、灰钙和重钙，以800～1000rpm的转速搅拌40～60min；
(3)加入消泡剂、成膜助剂、增稠剂、润湿剂、纤维素、流平剂和防霉剂，以500～600rpm的转速搅拌60～90min，得到所述儿童无醛抗菌水性硅藻涂料。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明的涂料以去离子水作为溶剂，不含有机溶剂，对人体皮肤具有较好的亲和性，降低儿童接触出现过敏的风险，且在使用过程中有机挥发物和甲醛的释放量比较低，添加钛白粉、负载纳米ZnO的硅藻土和负载纳米WO3的硅藻土，进一步有效吸收和分解甲醛，有效降低涂料对儿童的过敏伤害，安全环保。
(2)本发明在硅藻土中负载纳米ZnO和纳米WO3作为抗菌剂，与高分子抗菌剂相比，抗菌性能稳定、持久，避免涂料中由于抗菌剂的迁移、降解、变色等问题导致抗菌性能的减弱，使得涂料具有长效、稳定的抗菌性能，同时纳米ZnO和纳米WO3复配，具有良好的协同抗菌作用。
(3)本发明通过合理调整各组分的配比，该涂料表干时间较短，各组分相容性良好，提高了涂料的稳定性，且能够有效提高涂膜的力学性能，硬度高，耐刮擦，耐刷洗。
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明进一步说明。本领域技术人员应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例中，所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所用的材料等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
以下实施例所述负载纳米ZnO的硅藻土的制备方法为：将氯化锌溶于去离子水中，得到浓度为0.004～0.005M的氯化锌溶液；将氢氧化钠溶于水中，配制浓度为0.008～0.01M的氢氧化钠溶液；将硅藻土加入水中，超声分散，得到硅藻土分散液；将氯化锌溶液和氢氧化钠溶液加入到硅藻土分散液中，并加入浓度为0.01～0.02M的十六烷基三甲基溴化铵溶液，在100℃～110℃搅拌反应6～8h，过滤、洗涤后烘干，得到所述负载纳米ZnO的硅藻土。
以下实施例所述负载纳米WO3的硅藻土的制备方法为：将(NH4)10W12O41·xH2O溶于去离子水中，加入盐酸调节pH为1.0～1.5，加入硅藻土，在70℃～80℃搅拌48～64h后，在180℃～200℃水热反应24～36h，得到所述负载纳米WO3的硅藻土。
以下实施例所述二氧化硅微球为硅烷偶联剂改性二氧化硅微球。
实施例1
本实施例的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料，包括以下重量份的组分：
聚氨酯乳液36份、去离子水30份、钛白粉8份、负载纳米ZnO的硅藻土10份、负载纳米WO3的硅藻土8份、二氧化硅微球6份、白炭黑6份、灰钙7份、重钙6份、分散剂0.9份、消泡剂0.5份、成膜助剂0.8份、增稠剂1.2份、纤维素1.2份、流平剂0.3份、润湿剂0.2份和防霉剂0.2份，所述负载纳米ZnO和纳米WO3的硅藻土中纳米ZnO的负载量为5wt％，所述纳米WO3的硅藻土中纳米WO3的负载量为2.5wt％。
本实施例的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料的制备方法包括以下步骤：
(1)在分散釜中加入去离子水、钛白粉、负载纳米ZnO的硅藻土、负载纳米WO3的硅藻土、二氧化硅微球和白炭黑，以250rpm的转速搅拌均匀后，在55℃保温5h后，冷却，得到分散浆料；
(2)在分散浆料中加入聚氨酯乳液、分散剂、灰钙和重钙，以900rpm的转速搅拌50min；
(3)加入消泡剂、成膜助剂、增稠剂、润湿剂、纤维素、流平剂和防霉剂，以500rpm的转速搅拌80min，得到所述儿童无醛抗菌水性硅藻涂料。
本实施例中所述分散剂为六偏磷酸钠分散剂；所述消泡剂为有机硅消泡剂；所述润湿剂为聚硅氧烷溶液；成膜助剂为丙二醇丁醚；防霉剂为苯并咪唑化合物；所述增稠剂为纤维素醚增稠剂；所述流平剂为非离子缔合型聚氨酯。
实施例2
本实施例所述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例包括负载纳米ZnO的硅藻土8份、负载纳米WO3的硅藻土10份。
本实施例的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料的制备方法与实施例1相同。
实施例3
本实施例所述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例包括负载纳米ZnO的硅藻土12份、负载纳米WO3的硅藻土6份。
本实施例的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料的制备方法与实施例1相同。
实施例4
本实施例所述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例包括负载纳米ZnO的硅藻土15份、负载纳米WO3的硅藻土3份。
本实施例的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料的制备方法与实施例1相同。
实施例5
本实施例的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料，包括以下重量份的组分：
聚氨酯乳液36份、去离子水35份、钛白粉8份、负载纳米ZnO的硅藻土8份、负载纳米WO3的硅藻土8份、二氧化硅微球5份、白炭黑8份、灰钙7份、重钙8份、分散剂1份、消泡剂0.8份、成膜助剂0.8份、增稠剂1.6份、纤维素1.5份、流平剂0.25份、润湿剂0.4份和防霉剂0.2份，所述负载纳米ZnO和纳米WO3的硅藻土中纳米ZnO的负载量为5wt％，所述纳米WO3的硅藻土中纳米WO3的负载量为2.5wt％。
本实施例的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料的制备方法包括以下步骤：
(1)在分散釜中加入去离子水、钛白粉、负载纳米ZnO的硅藻土、负载纳米WO3的硅藻土、二氧化硅微球和白炭黑，以300rpm的转速搅拌均匀后，在55℃保温4h后，冷却，得到分散浆料；
(2)在分散浆料中加入聚氨酯乳液、灰钙和重钙，以9000rpm的转速搅拌45min；
(3)加入消泡剂、成膜助剂、增稠剂、润湿剂、纤维素、流平剂和防霉剂，以600rpm的转速搅拌80min，得到所述儿童无醛抗菌水性硅藻涂料。
本实施例中所述分散剂为六偏磷酸钠分散剂；所述消泡剂为有机硅消泡剂；所述润湿剂为聚硅氧烷溶液；成膜助剂为丙二醇丁醚；防霉剂为苯并咪唑化合物；所述增稠剂为纤维素醚增稠剂；所述流平剂为非离子缔合型聚氨酯。。
实施例6
本实施例所述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料与实施例5基本相同，不同之处在于，本实施例包括负载纳米ZnO的硅藻土8份、负载纳米WO3的硅藻土8份、二氧化硅微球5份、白炭黑4份。
本实施例的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料的制备方法与实施例5相同。
实施例7
本实施例所述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料与实施例5基本相同，不同之处在于，本实施例包括负载纳米ZnO的硅藻土8份、负载纳米WO3的硅藻土8份、二氧化硅微球8份、白炭黑4份。
本实施例的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料的制备方法与实施例5相同。
实施例8
本实施例所述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料与实施例5基本相同，不同之处在于，本实施例包括负载纳米ZnO的硅藻土8份、负载纳米WO3的硅藻土8份、二氧化硅微球10份、白炭黑12份。
本实施例的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料的制备方法与实施例5相同。
实施例9
本实施例的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料，包括以下重量份的组分：
聚氨酯乳液34份、去离子水32份、钛白粉8份、负载纳米ZnO的硅藻土10份、负载纳米WO3的硅藻土10份、二氧化硅微球5份、白炭黑10份、灰钙6份、重钙9份、分散剂1.1份、消泡剂0.9份、成膜助剂0.6份、增稠剂1.6份、纤维素1.8份、流平剂0.2份、润湿剂0.3份和防霉剂0.2份，所述负载纳米ZnO和纳米WO3的硅藻土中纳米ZnO的负载量为4wt％，所述纳米WO3的硅藻土中纳米WO3的负载量为2.0wt％。
本实施例的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料的制备方法包括以下步骤：
(1)在分散釜中加入去离子水、钛白粉、负载纳米ZnO的硅藻土、负载纳米WO3的硅藻土、二氧化硅微球和白炭黑，以200rpm的转速搅拌均匀后，在50℃保温36h后，冷却，得到分散浆料；
(2)在分散浆料中加入聚氨酯乳液、灰钙和重钙，以800rpm的转速搅拌60min；
(3)加入消泡剂、成膜助剂、增稠剂、润湿剂、纤维素、流平剂和防霉剂，以500rpm的转速搅拌90min，得到所述儿童无醛抗菌水性硅藻涂料。
本实施例中所述分散剂为六偏磷酸钠分散剂；所述消泡剂为有机硅消泡剂；所述润湿剂为聚硅氧烷溶液；所述成膜助剂为十二碳醇酯；防霉剂为苯并咪唑化合物；所述增稠剂为无机增稠剂；所述流平剂为非离子缔合型聚氨酯。
实施例10
本实施例的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料，包括以下重量份的组分：
聚氨酯乳液30份、去离子水24份、钛白粉7份、负载纳米ZnO的硅藻土10份、负载纳米WO3的硅藻土5份、二氧化硅微球5份、白炭黑5份、灰钙6份、重钙5份、分散剂0.5份、消泡剂0.4份、成膜助剂0.6份、增稠剂1份、纤维素1份、流平剂0.3份、润湿剂0.1份和防霉剂0.1份，所述负载纳米ZnO和纳米WO3的硅藻土中纳米ZnO的负载量为3wt％，所述纳米WO3的硅藻土中纳米WO3的负载量为1wt％。
本实施例的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料的制备方法包括以下步骤：
(1)在分散釜中加入去离子水、钛白粉、负载纳米ZnO的硅藻土、负载纳米WO3的硅藻土、二氧化硅微球和白炭黑，以200rpm的转速搅拌均匀后，在60℃保温3h后，冷却，得到分散浆料；
(2)在分散浆料中加入聚氨酯乳液、灰钙和重钙，以9000rpm的转速搅拌50min；
(3)加入消泡剂、成膜助剂、增稠剂、润湿剂、纤维素、流平剂和防霉剂，以600rpm的转速搅拌60min，得到所述儿童无醛抗菌水性硅藻涂料。
本实施例中所述分散剂为六偏磷酸钠分散剂；所述消泡剂为有机硅消泡剂；所述润湿剂为聚硅氧烷溶液；所述成膜助剂为十二碳醇酯；防霉剂为苯并咪唑化合物；所述增稠剂为聚丙烯酸酯增稠剂；所述流平剂为非离子缔合型聚氨酯。
实施例11
本实施例的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料，包括以下重量份的组分：
聚氨酯乳液40份、去离子水38份、钛白粉10份、负载纳米ZnO的硅藻土10份、负载纳米WO3的硅藻土10份、二氧化硅微球10份、白炭黑6份、灰钙9份、重钙10份、分散剂1.2份、消泡剂1份、成膜助剂1份、增稠剂2份、纤维素2份、流平剂0.5份、润湿剂0.5份和防霉剂0.4份，所述负载纳米ZnO和纳米WO3的硅藻土中纳米ZnO的负载量为7wt％，所述纳米WO3的硅藻土中纳米WO3的负载量为5wt％。
本实施例的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料的制备方法包括以下步骤：
(1)在分散釜中加入去离子水、钛白粉、负载纳米ZnO的硅藻土、负载纳米WO3的硅藻土、二氧化硅微球和白炭黑，以300rpm的转速搅拌均匀后，在60℃保温6h后，冷却，得到分散浆料；
(2)在分散浆料中加入聚氨酯乳液、灰钙和重钙，以1000rpm的转速搅拌50min；
(3)加入消泡剂、成膜助剂、增稠剂、润湿剂、纤维素、流平剂和防霉剂，以500rpm的转速搅拌90min，得到所述儿童无醛抗菌水性硅藻涂料。
本实施例中所述分散剂为六偏磷酸钠分散剂；所述消泡剂为有机硅消泡剂；所述润湿剂为聚硅氧烷溶液；所述成膜助剂为十二碳醇酯和聚乙二醇按重量比1:1混合的混合物；防霉剂为苯并咪唑化合物；所述增稠剂为纤维素醚增稠剂；所述流平剂为非离子缔合型聚氨酯。
对比例1
本对比例的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料，包括以下重量份的组分：
聚氨酯乳液36份、去离子水30份、钛白粉8份、纳米ZnO 0.4份、纳米WO3 0.2份、硅藻土15.4份、二氧化硅微球5份、白炭黑8份、灰钙7份、重钙6份、分散剂0.9份、消泡剂0.5份、成膜助剂0.8份、增稠剂1.2份、纤维素1.2份、流平剂0.3份、润湿剂0.2份和防霉剂0.2份，所述负载纳米ZnO和纳米WO3的硅藻土中纳米ZnO的负载量为5wt％，所述纳米WO3的硅藻土中纳米WO3的负载量为2.5wt％。
本对比例的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料的制备方法包括以下步骤：
(1)在分散釜中加入去离子水、钛白粉、纳米ZnO、纳米WO3、硅藻土、二氧化硅微球和白炭黑，以250rpm的转速搅拌均匀后，在55℃保温5h后，冷却，得到分散浆料；
(2)在分散浆料中加入聚氨酯乳液、分散剂、灰钙和重钙，以900rpm的转速搅拌40～60min；
(3)加入消泡剂、成膜助剂、增稠剂、润湿剂、纤维素、流平剂和防霉剂，以500rpm的转速搅拌80min，得到所述儿童无醛抗菌水性硅藻涂料。
本实施例中所述分散剂为六偏磷酸钠分散剂；所述消泡剂为有机硅消泡剂；所述润湿剂为聚硅氧烷溶液；成膜助剂为丙二醇丁醚；防霉剂为苯并咪唑化合物；所述增稠剂为纤维素醚增稠剂；所述流平剂为非离子缔合型聚氨酯。
对比例2
本对比例的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料，包括以下重量份的组分：
聚氨酯乳液36份、去离子水30份、钛白粉8份、负载纳米ZnO的硅藻土16份、二氧化硅微球6份、白炭黑6份、灰钙7份、重钙6份、分散剂0.9份、消泡剂0.5份、成膜助剂0.8份、增稠剂1.2份、纤维素1.2份、流平剂0.3份、润湿剂0.2份和防霉剂0.2份，所述负载纳米ZnO和纳米WO3的硅藻土中纳米ZnO的负载量为5wt％。
本对比例的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料的制备方法包括以下步骤：
(1)在分散釜中加入去离子水、钛白粉、负载纳米ZnO的硅藻土、二氧化硅微球和白炭黑，以250rpm的转速搅拌均匀后，在55℃保温5h后，冷却，得到分散浆料；
(2)在分散浆料中加入聚氨酯乳液、分散剂、灰钙和重钙，以900rpm的转速搅拌40～60min；
(3)加入消泡剂、成膜助剂、增稠剂、润湿剂、纤维素、流平剂和防霉剂，以500rpm的转速搅拌80min，得到所述儿童无醛抗菌水性硅藻涂料。
本对比例中所述分散剂为六偏磷酸钠分散剂；所述消泡剂为有机硅消泡剂；所述润湿剂为聚硅氧烷溶液；成膜助剂为丙二醇丁醚；防霉剂为苯并咪唑化合物；所述增稠剂为纤维素醚增稠剂；所述流平剂为非离子缔合型聚氨酯。
对比例3
本对比例的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料，包括以下重量份的组分：
聚氨酯乳液36份、去离子水30份、钛白粉8份、负载纳米WO3的硅藻土16份、二氧化硅微球6份、白炭黑6份、灰钙7份、重钙6份、分散剂0.9份、消泡剂0.5份、成膜助剂0.8份、增稠剂1.2份、纤维素1.2份、流平剂0.3份、润湿剂0.2份和防霉剂0.2份，所述纳米WO3的硅藻土中纳米WO3的负载量为2.5wt％。
本对比例的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料的制备方法包括以下步骤：
(1)在分散釜中加入去离子水、钛白粉、负载纳米WO3的硅藻土、二氧化硅微球和白炭黑，以250rpm的转速搅拌均匀后，在55℃保温5h后，冷却，得到分散浆料；
(2)在分散浆料中加入聚氨酯乳液、分散剂、灰钙和重钙，以900rpm的转速搅拌40～60min；
(3)加入消泡剂、成膜助剂、增稠剂、润湿剂、纤维素、流平剂和防霉剂，以500rpm的转速搅拌80min，得到所述儿童无醛抗菌水性硅藻涂料。
本实施例中所述分散剂为六偏磷酸钠分散剂；所述消泡剂为有机硅消泡剂；所述润湿剂为聚硅氧烷溶液；成膜助剂为丙二醇丁醚；防霉剂为苯并咪唑化合物；所述增稠剂为纤维素醚增稠剂；所述流平剂为非离子缔合型聚氨酯。
按照标准GB/T 9756-2009对实施例1～11和对比例1～3制备的涂料进行以下性能检测，结果如表1所示。
表1
Figure BDA0001813525630000111
Figure BDA0001813525630000121
由表1结果可知，本发明的涂料表干时间短，且具有良好的耐碱、耐刷洗和稳定性能。
按照标准GB/T 21866-2008对实施例1～11和对比例1～3制备的涂料进行抗菌性能检测，结果如表2所示。
表2
Figure BDA0001813525630000131
由表2结果可知，与对比例相比，实施例1～11表现出更好的抗菌性，纳米ZnO与纳米WO3复配具有协同抗菌效果，且将其负载到硅藻土上能够提高纳米ZnO与纳米WO3在涂料的分散性，改善抗菌持久性能。本发明通过优化各组分配比，降低乳液和成膜助剂对硅藻土多孔结构的影响，从而获得具有良好抗菌性能和分解甲醛性能的涂料。
按标准JC/T1074-2008对实施例1～11和对比例1～3制备的涂料的净化性能和净化效果持久性进行检测，结果如表3所示。
表3
Figure BDA0001813525630000132
Figure BDA0001813525630000141
由表3结果可知，本发明的涂料具有较好的甲醛和甲苯净化性能，且添加钛白粉、负载纳米ZnO的硅藻土和负载纳米WO3的硅藻土，能够进一步有效吸收和分解甲醛，安全环保。
根据标准GB18582-2008检测对实施例1～11和对比例1～3制备的涂料的有害物质含量，结果如表4所示。
表4
Figure BDA0001813525630000142
由表4结果可知，本发明的涂料的有害物质含量符合相关标准的要求，安全环保，适用于儿童房装修。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种儿童无醛抗菌水性硅藻涂料，其特征在于，包括以下重量份的组分：聚氨酯乳液30~40份、去离子水24~38份、钛白粉7~10份、负载纳米ZnO的硅藻土5~15份、负载纳米WO3的硅藻土5~15份、二氧化硅微球5~10份、白炭黑4~12份、灰钙6~9份、重钙5~10份、分散剂0.5~1.2份、消泡剂0.4~1份、成膜助剂0.6~1份、增稠剂1~2份、纤维素1~2份、流平剂0.2~0.5份、润湿剂0.1~0.5份和防霉剂0.1~0.4份，其中，所述负载纳米ZnO的硅藻土和负载纳米WO3的硅藻土的总重量为15~20份；所述负载纳米ZnO的硅藻土中纳米ZnO的负载量为3~7 wt%，所述纳米WO3的硅藻土中纳米WO3的负载量为1~5 wt%。
2.根据权利要求1所述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料，其特征在于，所述负载纳米ZnO的硅藻土的制备方法为：将氯化锌溶于去离子水中，得到浓度为0.004~0.005 M的氯化锌溶液；将氢氧化钠溶于水中，配制浓度为0.008~0.01 M的氢氧化钠溶液；将硅藻土加入水中，超声分散，得到硅藻土分散液；将氯化锌溶液和氢氧化钠溶液加入到硅藻土分散液中，并加入浓度为0.01~0.02 M的十六烷基三甲基溴化铵溶液，在100℃~110℃搅拌反应6~8 h，过滤、洗涤后烘干，得到所述负载纳米ZnO的硅藻土。
3.根据权利要求1所述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料，其特征在于，所述负载纳米WO3的硅藻土的制备方法为：将(NH4)10W12O41·xH2O溶于去离子水中，加入盐酸调节pH为1.0~1.5，加入硅藻土，在70℃~80℃搅拌48~64 h后，在180℃~200℃水热反应24~36 h，得到所述负载纳米WO3的硅藻土。
4.根据权利要求1所述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料，其特征在于，所述负载纳米ZnO的硅藻土与负载纳米WO3的硅藻土的重量比为1~2:1。
5.根据权利要求1所述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料，其特征在于，所述负载纳米ZnO的硅藻土与负载纳米WO3的硅藻土的总重量与二氧化硅微球的重量比为3~4:1；所述负载纳米ZnO的硅藻土与负载纳米WO3的硅藻土的总重量与白炭黑的质量比为2~4:1。
6.根据权利要求1所述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料，其特征在于，包括以下重量份的组分：聚氨酯乳液36份、去离子水30份、钛白粉8份、负载纳米ZnO的硅藻土10份、负载纳米WO3的硅藻土8份、二氧化硅微球6份、白炭黑6份、灰钙7份、重钙6份、分散剂0.9份、消泡剂0.5份、成膜助剂0.8份、增稠剂1.2份、纤维素1.2份、流平剂0.3份、润湿剂0.2份和防霉剂0.2份，所述负载纳米ZnO的硅藻土中纳米ZnO的负载量为5 wt%，所述纳米WO3的硅藻土中纳米WO3的负载量为2.5 wt%。
7.根据权利要求1所述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料，其特征在于，包括以下重量份的组分：聚氨酯乳液36份、去离子水35份、钛白粉8份、负载纳米ZnO的硅藻土8份、负载纳米WO3的硅藻土8份、二氧化硅微球5份、白炭黑8份、灰钙7份、重钙8份、分散剂1份、消泡剂0.8份、成膜助剂0.8份、增稠剂1.6份、纤维素1.5份、流平剂0.25份、润湿剂0.4份和防霉剂0.2份，所述负载纳米ZnO的硅藻土中纳米ZnO的负载量为5 wt%，所述纳米WO3的硅藻土中纳米WO3的负载量为2.5 wt%。
8.根据权利要求1所述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料，其特征在于，所述二氧化硅微球为硅烷偶联剂改性二氧化硅微球。
9.根据权利要求1所述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料，其特征在于，所述分散剂为六偏磷酸钠分散剂；所述消泡剂为有机硅消泡剂；所述润湿剂为聚硅氧烷溶液；所述成膜助剂为丙二醇丁醚、十二碳醇酯、聚乙二醇中的至少一种；防霉剂为苯并咪唑化合物；所述增稠剂为纤维素醚增稠剂、聚丙烯酸酯增稠剂、缔合型增稠剂、无机增稠剂中的至少一种；所述流平剂为非离子缔合型聚氨酯。
10.如权利要求1~9任一项所述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）在分散釜中加入去离子水、钛白粉、负载纳米ZnO的硅藻土、负载纳米WO3的硅藻土、二氧化硅微球和白炭黑，以200~300 rpm的转速搅拌均匀后，在50~60℃保温3~6 h后，冷却，得到分散浆料；
（2）在分散浆料中加入聚氨酯乳液、分散剂、灰钙和重钙，以800~1000 rpm的转速搅拌40~60 min；
（3）加入消泡剂、成膜助剂、增稠剂、润湿剂、纤维素、流平剂和防霉剂，以500~600 rpm的转速搅拌60~90 min，得到所述儿童无醛抗菌水性硅藻涂料。
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