CN109517414B - 一种无机抗菌涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无机抗菌涂料及其制备方法，属于建筑涂料技术领域。本发明的无机抗菌涂料，主要由以下重量份数的组分组成：含硅无机粘结剂20～50份、无机氧化物驻极体晶须5～10份、银离子负载型硅藻土5～20份、无机颜填料10～30份、稳定剂0.1～1份、助剂0.5～3.5份，水12～24份。本发明的无机抗菌涂料在保证了涂料稳定性和分散性的同时，提高了涂料的抗菌性和耐水性。

Description

一种无机抗菌涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种无机抗菌涂料及其制备方法，属于建筑涂料技术领域。

背景技术

涂料作为一种基材防护、装饰的涂层材料，历经了几代变革，一直在沿着节能环保、健康、功能多样性的方向发展。最初的涂料是溶剂型涂料，但是溶剂型涂料污染环境、成本高，20世纪50年代出现了水性乳胶涂料，水性乳胶涂料对周围环境无污染，有机挥发物释放量低，安全环保，但是该涂料容易气泡，水表面张力大，使用过程中强烈的机械作用会破坏其稳定性，70年代开始研究水性无机涂料，它具有优良的环保性能，其原料来源广泛，制备过程简单，综合性能也较高，因此越来越受到人们的关注。但是由于发展起来的时间较短，在制备和应用过程中还存一些缺陷，如耐水性较差，应用于水泥基材上容易返碱、抗菌性不足等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无机抗菌涂料，该无机抗菌涂料具有很好的抗菌效果和耐水性。

本发明还提供上述无机抗菌涂料的制备方法，通过该方法制得的无机抗菌涂料在保证涂料稳定性和分散性的同时，提高了涂料的抗菌性和耐水性。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种无机抗菌涂料，主要由以下重量份数的组分组成：含硅无机粘结剂20～50份、无机氧化物驻极体晶须5～10份、银离子负载型硅藻土5～20份、无机颜填料10～30份、稳定剂0.1～1份、助剂0.5～3.5份，水12～24份；所述无机氧化物驻极体晶须为二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆中的任一种；所述稳定剂为苄基三乙基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵、三辛基甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵中的一种或几种；所述助剂为润湿剂、分散剂、消泡剂、防冻剂、杀菌剂、增稠剂中的一种或几种。

本发明的无机抗菌涂料中，将含硅无机粘结剂、无机氧化物驻极体晶须和银离子负载型硅藻土搭配使用，既能有效地吸附空气中的细菌及有机挥发性物质，又能增强涂料的耐水性。

所述含硅无机粘结剂为硅酸钾、硅酸钠、硅酸锂、硅溶胶中的至少一种。

硅酸钾、硅酸钠、硅酸锂、硅溶胶能使粘结剂的耐水性更好，也能有效抑制基材返碱。

所述助剂包括以下重量份数的组分：润湿剂0.1～0.4份、分散剂0.1～0.6份、消泡剂0.1～0.5份、防冻剂0～1份、杀菌剂0.1～0.5份、增稠剂0.1～0.5份。该重量份数的助剂的添加可增强抗菌涂料的综合性能。

所述无机氧化物驻极体晶须经过电晕放电或加热极化处理。通过电晕放电或极化处理可以改变无机氧化物驻极体晶须表面的物化性质，提高其自身的分散性和相容性。

所述银离子负载型硅藻土经300～600℃煅烧处理。通过对硅藻土进行300～600℃煅烧处理，能够将硅藻土孔道中的有机物和杂质清除，更加有利于银离子的负载。

所述无机颜填料为高岭土、滑石粉、凹凸棒、绢云母、硫酸钡、氧化铁中的一种或几种。以高岭土、滑石粉、凹凸棒、绢云母、硫酸钡、氧化铁中的一种或几种作为无机颜填料，其来源广泛，成本低，化学稳定性好。

上述无机抗菌涂料制备方法，包括以下步骤：

(1)将润湿剂、分散剂、消泡剂和水混合均匀，在300～700转/min的转速下搅拌2～5min；

(2)调整转速至2000～2400转/min，然后依次加入无机氧化物驻极体晶须、银离子负载型硅藻土、无机颜填料，搅拌10～30min；

(3)加入含硅无机粘结剂、稳定剂、防冻剂、杀菌剂、增稠剂，继续搅拌，调节粘度至85～95KU即得。

通过上述方法制得的无机抗菌涂料即能有效地吸附细菌及空气中的甲醛、苯等物质，其抗菌特性可到99.9％，又能防止基材的返碱，其耐水性好、不起泡、不变色。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

本发明无机抗菌涂料中，含硅无机粘结剂的重量份数优选为35～50份；银离子负载型硅藻土的煅烧温度优选为400～500℃，重量份数优选为15～20份；无机颜填料的重量份数优选为20～30份。

下面实施例中所述的份数均为重量份数。

无机抗菌涂料的实施例1

本实施例的无菌抗菌涂料，由以下重量份数的组分组成：硅酸钠35份、二氧化硅驻极体晶须10份、银离子负载型硅藻土20份、高岭土10份、苄基三乙基氯化铵0.1份、助剂1.5份、水23.4份。二氧化硅驻极体晶须是由二氧化硅经过电晕放电处理得到的，处理后得到的二氧化硅驻极体晶须带电；银离子负载型硅藻土为高价态银离子通过硅藻土的吸附作用负载于硅藻土的多孔结构上，银离子的负载量占硅藻土重量的1％；助剂由润湿剂、分散剂、消泡剂、防冻剂、杀菌剂、增稠剂组成，其中润湿剂0.3份，分散剂0.4份，消泡剂0.2份，防冻剂0.2份，杀菌剂0.2份，增稠剂0.2份；所述润湿剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、分散剂为聚羧酸盐、消泡剂为聚二甲基硅氧烷、防冻剂为乙二醇、杀菌剂为异噻唑啉酮、增稠剂为碱溶涨增稠剂。

无机抗菌涂料的实施例2

本实施例的无菌抗菌涂料，由以下重量份数的组分组成：硅酸锂40份、二氧化钛驻极体晶须10份、银离子负载型硅藻土5份、硫酸钡30份、四丁基氯化铵0.5份、助剂0.5份、水14份。二氧化钛驻极体晶须是由二氧化钛经过电晕放电处理得到的，处理后得到的二氧化钛驻极体晶须带电；银离子负载型硅藻土为高价态银离子通过硅藻土的吸附作用负载于硅藻土的多孔结构上，银离子的负载量占硅藻土重量的5％；助剂由润湿剂、分散剂、消泡剂、杀菌剂、增稠剂组成，其中润湿剂0.1份，分散剂0.1份，消泡剂0.1份，杀菌剂0.1份、增稠剂01.份；所述润湿剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、分散剂为聚羧酸盐、消泡剂为乳化矿物硅油、杀菌剂为异噻唑啉酮、增稠剂为碱溶涨增稠剂。

无机抗菌涂料的实施例3

本实施例的无菌抗菌涂料，由以下重量份数的组分组成：硅溶胶50份、氧化锆驻极体晶须5份、银离子负载型硅藻土10份、凹凸棒20份、三辛基甲基氯化铵1份、助剂3.5份、水12份。氧化锆驻极体晶须是由氧化锆经过电晕放电处理得到的，处理后得到的氧化锆驻极体晶须带电；银离子负载型硅藻土为高价态银离子通过硅藻土的吸附作用负载于硅藻土的多孔结构上，银离子的负载量占硅藻土重量的2.5％；助剂由润湿剂、分散剂、消泡剂、防冻剂、杀菌剂、增稠剂组成，其中润湿剂0.4份，分散剂0.6份，消泡剂0.5份，防冻剂1份，杀菌剂0.5份，增稠剂0.5份；所述润湿剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、分散剂为聚羧酸盐、消泡剂为乳化矿物硅油、防冻剂为丙二醇、杀菌剂为异噻唑啉酮、增稠剂为聚氨酯增稠剂。

无机抗菌涂料的制备方法的实施例1

本实施例的无机抗菌涂料的制备方法中的各组分为无机抗菌涂料的实施例1中的组分，其制备方法包括如下步骤：

(1)将水和润湿剂、分散剂、消泡剂混合均匀，加入分散缸中，在400转/min的转速下搅拌2min；

(2)将转速调整至2000转/min，然后依次加入二氧化硅驻极体晶须、银离子负载型硅藻土和高岭土，继续搅拌20min；

(3)加入硅酸钠和苄基三乙基氯化铵，搅拌5min后，加入防冻剂、杀菌剂、增稠剂，继续搅拌5min，用增稠剂调整粘度至85KU即得。

无机抗菌涂料的制备方法的实施例2

本实施例的无机抗菌涂料的制备方法中的各组分为无机抗菌涂料的实施例2中的组分，其制备方法包括如下步骤：

(1)将水和润湿剂、分散剂、消泡剂混合均匀，加入分散缸中，在500转/min的转速下搅拌5min；

(2)将转速调整至2200转/min，然后依次加入二氧化钛驻极体晶须、银离子负载型硅藻土和硫酸钡，继续搅拌30min；

(3)加入硅酸锂和四丁基氯化铵，搅拌5min后，加入杀菌剂，继续搅拌5min，用增稠剂调整粘度至90KU即得。

无机抗菌涂料的制备方法的实施例3

本实施例的无机抗菌涂料的制备方法中的各组分为无机抗菌涂料的实施例3中的组分，其制备方法包括如下步骤：

(1)将水和润湿剂、分散剂、消泡剂混合均匀，加入分散缸中，在700转/min的转速下搅拌5min；

(2)将转速调整至2400转/min，然后依次加入氧化锆驻极体晶须、银离子负载型硅藻土和凹凸棒，继续搅拌30min；

(3)加入硅溶胶和三辛基甲基氯化铵，搅拌5min后，加入防冻剂、杀菌剂、增稠剂，继续搅拌5min，用增稠剂调整粘度至95KU即得。

试验例1

本试验例以无机抗菌涂料的制备方法的实施例1制得的无机抗菌涂料为例，说明涂刷的具体施工工艺，包括以下步骤：

(1)基层清理及墙面修补：将灰渣铲干净，然后将墙面扫净，适当洒水湿润并对墙面孔洞用砖块和细石进行修补，用半水石膏(CaSO₄.1/2H₂O)将墙表面的坑洞、缝隙补平，干燥后用砂纸将凸出磨掉，将浮沉扫净；

(2)抹砂浆找平层：找平层采用分层抹压；

(3)刮腻子：刮腻子遍数可由墙面平整程度决定，一般情况下为2～3遍，第一遍用胶皮刮板横向满刮，第二遍用胶皮刮板竖向满刮，第三遍用胶皮刮板找补腻子或用钢片刮板满刮腻子，将墙面刮平刮光，干燥后用细砂纸磨平磨光；

(4)刷第一遍无机抗菌涂料：先将墙面清扫干净，用布将墙面粉尘擦掉，无机抗菌涂料使用前搅拌均匀，适当加水稀释；刷涂顺序是先刷顶板，后刷墙面，墙面是先上后下；

(5)刷第二遍无机抗菌涂料：同第一遍，使用前充分搅拌，要保证有足够的粘稠度，以防露底；漆膜干燥后，用砂纸将墙面小疙瘩磨掉，磨光滑后清扫干净即可。

试验例2

本试验例将无机抗菌涂料的制备方法的实施例1～3制得的无机抗菌涂料进行性能测试，具体包括硬度、耐水性、抗菌性、甲醛含量、附着力性能测试，硬度执行GB/T 6739-2006《色漆和清漆铅笔法测定漆膜硬度》标准，耐水性执行GB/T 1733-1993《漆膜耐水性测试法》标准，抗菌性执行GB/T1741-2007《漆膜耐霉菌性测试法》标准，甲醛含量执行GB18582-2008《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》附着力执行GB/T 9286-1998《色漆和清漆划格试验》标准，结果如下表1所示。

表1无机抗菌涂料性能测试结果

项目	硬度	耐水性	抗菌性	甲醛含量	附着力
						实施例1	3H	240h无异常	1级	未检出	2级
实施例2	3H	240h无异常	0级	未检出	1级
						实施例3	4H	240h无异常	0级	未检出	0级

通过测试结果可以看出，本申请的无机抗菌涂料具有较高的硬度和附着力，负载银达到一定程度后可以达到0级抗菌防霉，同时所有实施例甲醛含量均未检出。

Claims (5)

1.一种无机抗菌涂料，其特征在于：主要由以下重量份数的组分组成：含硅无机粘结剂20~50份、无机氧化物驻极体晶须5~10份、银离子负载型硅藻土5~20份、无机颜填料10~30份、稳定剂0.1~1份、助剂0.5~3.5份，水12~24份；所述无机氧化物驻极体晶须为二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆中的任一种；所述稳定剂为苄基三乙基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵、三辛基甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵中的一种或几种；所述助剂为润湿剂、分散剂、消泡剂、防冻剂、杀菌剂、增稠剂中的一种或几种；所述银离子负载型硅藻土经300~600℃煅烧处理；所述无机氧化物驻极体晶须经过电晕放电或加热极化处理。

2.根据权利要求1所述的无机抗菌涂料，其特征在于：所述含硅无机粘结剂为硅酸钾、硅酸钠、硅酸锂、硅溶胶中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的无机抗菌涂料，其特征在于：所述助剂包括以下重量份数的组分：润湿剂0.1~0.4份、分散剂0.1~0.6份、消泡剂0.1~0.5份、防冻剂0~1份、杀菌剂0.1~0.5份、增稠剂0.1~0.5份。

4.根据权利要求1所述的无机抗菌涂料，其特征在于：所述无机颜填料为高岭土、滑石粉、绢云母、硫酸钡、氧化铁中的一种或几种。

5.如权利要求1所述的无机抗菌涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）将润湿剂、分散剂、消泡剂和水混合均匀，在300~700转/min的转速下搅拌2~5min；

（2）调整转速至2000~2400转/min，然后依次加入无机氧化物驻极体晶须、银离子负载型硅藻土、无机颜填料，搅拌10~30min；

（3）加入含硅无机粘结剂、稳定剂、防冻剂、杀菌剂、增稠剂，继续搅拌，调节粘度至85~95KU即得。