CN115849816B - 一种自流平地面处理材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及建筑材料技术领域，具体公开了一种自流平地面处理材料及其制备方法。一种自流平地面处理材料，包括液料与粉料，所述液料中包括抗菌剂，所述抗菌剂包括无机抗菌剂、有机抗菌剂，所述无机抗菌剂包括氧化锌与锌离子；其制备方法为：将粉料原料混合单独包装得到粉料，将液料原料混合单独包装得到液料，使用时将粉料与液料混合使用。本申请的自流平地面处理材料的抗菌率可以达到97.2‑99.9%，在水中浸泡7天后，抗菌率可以达到88.4‑99.2%，本申请的自流平地面处理材料不仅抗菌性高，且其在潮湿环境下也可以保持较高的抗菌性能。
Description
技术领域
本申请涉及建筑材料技术领域，更具体地说，它涉及一种自流平地面处理材料及其制备方法。
背景技术
自流平材料也称为功能型地面装饰材料，是能够快速、经济和有效地得到平整、牢固或者具有装饰性地面的一类材料。
自流平砂浆材料是一种以无机胶凝材料为基础，辅以各种助剂改性的用于地面找平的新型地面材料。它可以在不平的混凝土地面使用，提供一个平整、光滑、高强度的铺垫基底，以架设各种地板及饰面材料。
自流平材料在地坪平整处理和无尘处理领域广泛使用，但是随着时间的推移，尤其是在潮湿环境中会出现地面滋生病菌、霉菌的情况，对人们的身体健康不利。
发明内容
为了提高自流平地面的抗菌性能，本申请提供一种自流平地面处理材料及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种自流平地面处理材料，采用如下的技术方案：
一种自流平地面处理材料，包括液料与粉料，所述液料中包括抗菌剂，所述抗菌剂包括无机抗菌剂、有机抗菌剂，所述无机抗菌剂包括氧化锌与锌离子。
通过采用上述技术方案，采用无机抗菌剂与有机抗菌剂复配加入自流平地面处理材料中，提高了抗菌的广谱性。
无机抗菌剂中用氧化锌与锌离子复合，氧化锌的抗菌机制为：当氧化锌粉体与细菌接触时锌离子缓慢释放出来，并通过静电吸附作用依附在细菌细胞壁表面，破坏细菌细胞膜的通透性或抑制RNA和DNA的表达并使其功能失活，从而起到抗菌的效果。而本申请的无机抗菌剂中，本身就存在锌离子，无需经过释放锌离子的过程，可以起到更好的初期抗菌效果；而且初期银离子的作用还可以一定程度上抑制氧化锌中锌离子的释放，使得氧化锌中锌离子的释放延后，提高抗菌作用的长效性；另外相对于单一的锌离子抗菌剂，氧化锌与锌离子复合的抗菌剂可以避免前期抗菌效果好，后期抗菌作用显著下降的现场的发生。有利于提高地面的长效抗菌性。
优选的，所述无机抗菌剂中氧化锌与锌离子的重量比为(3-5)：1。
通过采用上述技术方案，对无机抗菌剂中的氧化锌与锌离子的配比进行限定，在本申请限定的配比范围内，氧化锌中锌离子的释放可以与锌离子更好的结合，实现锌离子的最大化利用。
优选的，所述无机抗菌剂与有机抗菌剂共同负载在贝壳粉上。
通过采用上述技术方案，将无机抗菌剂与有机抗菌剂负载在贝壳粉上，使得无机抗菌剂与有机抗菌剂作为一个抗菌整体，进一步提高无机抗菌剂与有机抗菌剂的结合效果，从而提高抗菌效果。
所述无机抗菌剂与有机抗菌剂的重量比(2.5-3)：1。
通过采用上述技术方案，对有机抗菌剂与无机抗菌剂的配比进行限定，使得无机抗菌剂与有机抗菌剂之间的协同作用达到更大化，进一步提高抗菌效果。
优选的，所述贝壳粉在1000-1100℃下煅烧2-3h后再负载无机抗菌剂与有机抗菌剂。
贝壳是一种拥有完美组织结构形态的无机-有机矿物材料，通过采用上述技术方案，对贝壳粉进行煅烧，使得贝壳粉具有优异的微观结构，对体积大的细菌和有机物具有较强的吸附功能，不仅提高对有机抗菌剂的吸附作用，还可以对细菌进行吸附，将细菌吸附到贝壳粉上进行消灭，进一步提高抗菌效果。另外，贝壳粉煅烧后主要成分是氧化钙和氢氧化钙的钙的化合物，还含有碱性触媒和甲壳素，煅烧后的贝壳粉本身的抗菌效果提升，从而使得抗菌剂整体的抗菌效果进一步提升。
优选的，所述有机抗菌剂为含有有机硅的季铵盐聚合物。
季铵盐抗菌剂是一种常用的有机抗菌剂，但是其水溶性好，耐久性差，长期处于潮湿环境中很容易失效。通过采用上述技术方案，在季铵盐中接枝有机硅，可以有效降低季铵盐抗菌剂的的水溶性，提高其耐久性，从而提高抗菌作用的长效性；另外，还可以并增强有机抗菌剂的成膜性能，提高抗菌膜的作用效果。
优选的，所述有机抗菌剂制备方法为：
1)将乙烯基硅油乳化，得到乳化硅油；
2)在无氧环境下，二甲基二烯丙基氯化铵与步骤1)得到的乳化硅油在引发剂的作用下进行聚合反应，得到有机抗菌剂。
通过采用上述技术方案，通过自由基聚合反应合成有机抗菌剂，其中对乙烯基硅油进行乳化，可以降低硅油的界面张力，提高硅油比表面积，促进聚合反应的发生。
优选的，所述有机抗菌剂中二甲基二烯丙基氯化铵与乙烯基硅油的重量比为(10-15)：1。
通过采用上述技术方案，对二甲基二烯丙基氯化铵与乙烯基硅油的配比进行限定，从而对有机抗菌剂中有机硅与季铵盐的的配比进行限定，在本申请限定的范围内，有机抗菌剂的效果抗菌性与耐久性均达到优秀的水平；若有机硅组分含量不足，则不能很好地提升有机抗菌剂的耐久性；若有机硅组分含量过多，会产生一定的自聚现象，影响有机抗菌剂的整体性能。
优选的，所述液料包括如下重量份原料：乳化剂23-25份、保护胶11-12份、过硫酸铵2.3-2.7份、乙酸丁酯190-210份、苯乙烯220-230份、丙烯酸7-8份、有机硅单体1-2份、碳酸氢钠2-2.5份、抗坏血酸0.3-0.4份、消泡剂0.3-0.4份、氨水8-9份、分散剂0.5-0.6份、抗菌剂0.2-0.3份、硫酸亚铁0.8-0.9份、水510-520份；
所述粉料包括以下重量份原料：丙烯酸胶粉5-6份、憎水剂5-6份、白水泥490-510份、沙子485-490份。
通过采用上述技术方案，对粉料与液料的配方进行合理化限定，保证了自流平地面处理材料的流动性，达到较好的施工性能。
第二方面，本申请提供一种自流平地面处理材料的制备方法，采用如下的技术方案：
一种自流平地面处理材料的制备方法，包括以下步骤：
将粉料原料混合单独包装得到粉料，将液料原料混合单独包装得到液料，使用时将粉料与液料混合使用。
通过采用上述技术方案，本申请制备方法简单易操作，对生产设备没有特殊要求，适合工业化生产。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1.在自流平地面处理材料加入氧化锌、锌离子与有机抗菌剂复配的抗菌剂，得到的自流平地面处理材料的抗菌率可以达到97.2-99.9％，在水中浸泡7天后，抗菌率可以达到88.4-99.2％，本申请的自流平地面处理材料不仅抗菌性高，且其在潮湿环境下也可以保持较高的抗菌性能。
2.本申请优选采用煅烧后的贝壳粉对无机抗菌剂与有机抗菌剂进行负载，使得无机抗菌剂与有机抗菌剂作为一个抗菌整体，进一步提高无机抗菌剂与有机抗菌剂的结合效果，从而提高抗菌效果。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
原料和中间体的制备例
原料
本申请实施例原料均可通过市售获得：
氧化锌，化学纯；
硝酸锌为Zn(NO3)2·6H2O，化学纯；
乙烯基硅油，牌号KF54；
二甲基二烯丙基氯化铵，化学纯；
丙三醇，化学纯；
有机抗菌剂中乳化剂，牌号ER-20；
引发剂，偶氮二异丁基脒盐酸盐；
液料中乳化剂，牌号MS-1；
保护胶为硅酮胶；
过硫酸铵，工业纯；
乙酸丁酯，工业纯；
苯乙烯，工业纯；
丙烯酸，工业纯；
有机硅单体，工业纯；
碳酸氢钠，工业纯；
分散剂，牌号X-407；
消泡剂，有机硅消泡剂；
丙烯酸胶粉，牌号ELOTEX-FX7000；
憎水剂，有机硅憎水剂；
白水泥为42.5水泥；
沙子粒径为100目。
制备例
制备例I-1
1)将100g乙烯基硅油、10g乳化剂、40g丙三醇加入200g水中，在12000r/min的转速下乳化30min，得到乳化硅油；
2)在无氧环境下，向1000g二甲基二烯丙基氯化铵中加入10g引发剂与步骤1)得到的乳化硅油，在80℃下反应15min后再加入10g引发剂反应12h，然后冷却至25℃，得到有机抗菌剂。
制备例I-2
与制备例I-1不同的是，制备例1-2中二甲基二烯丙基氯化铵的用量为1500g。
制备例I-3
与制备例I-1不同的是，制备例1-3中二甲基二烯丙基氯化铵的用量为800g。
制备例I-4
与制备例I-1不同的是，制备例1-4中二甲基二烯丙基氯化铵的用量为2000g。
制备例II-1
一种抗菌剂，其制备方法为：
1.将贝壳粉清洗，然后用8％的氢氧化钠溶液浸泡1h，再用水洗涤干燥，得到贝壳粉；
2.将271g硝酸锌溶解在800ml水中，得到硝酸锌溶液，然后加入325g氧化锌，加热至90℃，混合，再加入198g二甲基二烯丙基氯化铵混合，再加入200g贝壳粉，在超声辅助下搅拌1.5h，抽滤、洗涤，真空干燥箱中70℃恒温干燥6h，得到抗菌剂。
制备例II-2
一种抗菌剂，其制备方法为：
1)将贝壳粉清洗，然后用8％的氢氧化钠溶液浸泡1h，再用水洗涤干燥，得到贝壳粉；
2)将325g氧化锌加入800ml水中，加热至90℃，混合，然后加入贝壳粉，在超声辅助下搅拌1h；再加入271g硝酸锌，在超声辅助下搅拌1h；再加入198g二甲基二烯丙基氯化铵，在超声辅助下搅拌1h；抽滤、洗涤，真空干燥箱中70℃恒温干燥6h，得到抗菌剂。
制备例II-3
一种抗菌剂，其制备方法为：
1.将贝壳粉清洗，然后用8％的氢氧化钠溶液浸泡1h，再用水洗涤干燥，得到贝壳粉；
2.将贝壳粉在1100℃下煅烧2h；
3)将325g氧化锌加入800ml水中，加热至90℃，混合，然后加入煅烧后的贝壳粉，在超声辅助下搅拌1h；再加入271g硝酸锌，在超声辅助下搅拌1h；再加入199g二甲基二烯丙基氯化铵，在超声辅助下搅拌1h；抽滤、洗涤，真空干燥箱中70℃恒温干燥6h，得到抗菌剂。
制备例II-4～II-7
与制备例II-3不同的是，制备例II-4～II-7中分别用等量来自于制备例I-1～I-4的有机抗菌剂，替换二甲基二烯丙基氯化铵。
实施例
实施例1-3
一种自流平地面处理材料，其制备方法为：
按照表1中的原料配比，将粉料原料混合单独包装得到粉料，将液料原料混合单独包装得到液料，使用时将粉料与液料混合使用。
表1实施例1-3原料配比表(kg)
其中抗菌剂包括氧化锌、硝酸锌、二甲基二烯丙基氯化铵，其中氧化锌与硝酸锌的重量比为0.9：1(此时以锌重量计，氧化锌与硝酸锌重量比为3：1)；氧化锌与硝酸锌的总量与二甲基二烯丙基氯化铵的重量比为2.5：1。
实施例4
与实施例2不同的是，实施例4中氧化锌与硝酸锌的重量比为1.5：1(此时以锌重量计，氧化锌与硝酸锌重量比为5：1)。
实施例5
与实施例2不同的是，实施例5中氧化锌与硝酸锌的重量比为2：1。
实施例6
与实施例2不同的是，实施例6中氧化锌与硝酸锌的总量与二甲基二烯丙基氯化铵的重量比为3：1。
实施例7-13
与实施例6不同的是，实施例7-13中的抗菌剂分别来自于制备例II-1～II-7。
对比例
与实施例1不同的是，对比例1中抗菌剂包括氧化锌、硝酸锌，其中氧化锌与硝酸锌的重量比为0.9：1。
对比例2
与实施例1不同的是，对比例2中抗菌剂为二甲基二烯丙基氯化铵。
对比例3
与实施例1不同的是，对比例3中抗菌剂包括氧化锌、二甲基二烯丙基氯化铵，其中氧化锌与二甲基二烯丙基氯化铵的重量比为2.5：1。
对比例4
与实施例1不同的是，对比例4中抗菌剂包括硝酸锌、二甲基二烯丙基氯化铵，其中硝酸锌与二甲基二烯丙基氯化铵的重量比为2.5：1。
性能检测试验
检测方法/试验方法
将实施例以及对比例中的自流平地面处理材料形成试块，试块为5×5cm大小，然后进行以下测试，检测结果见表2：
抗菌性检测：
选用大肠杆菌(ATCC25922)和金黄色葡萄球菌(ATCC6358)作为检验菌种，从固体培养基上刮取少量新鲜细菌，在液体培养基中培养24h，作为原液。将原液按GB4789.2的标准进行稀释，试验用菌液浓度为104-105CFU/ml。将试验用菌液分别滴加在空白对照块(不加抗菌剂的试块)和试块上，用灭菌镊子夹起高温灭菌后的覆盖膜分别覆盖在涂层上，使菌均匀接触样品，在37℃、RH＞90％条件下培养72h。取出样品后，反复洗脱样品及覆盖膜，摇匀后接种于培养基中，37℃下培养48后，观察菌落的生长情况，并用全自动菌落计数器
进行活菌计数，最后得到抗菌率，平行测试三次，并根据以下公式计算抗菌率：
抗菌率(％)＝(N0-Nx)/N0×100％
其中，N0为空白对照块菌落数量，Nx为实验块菌落数量。
耐久性检测：
将实验块在水中浸泡7d，然后再按照上述方法进行抗菌测试。
表2性能检测结果
| 抗菌率/％ | 浸水后抗菌率/％ | |
| 实施例1 | 97.2 | 88.5 |
| 实施例2 | 97.8 | 89.2 |
| 实施例3 | 97.2 | 88.4 |
| 实施例4 | 98.1 | 89.4 |
| 实施例5 | 97.5 | 88.8 |
| 实施例6 | 98.2 | 90.0 |
| 实施例7 | 98.9 | 90.5 |
| 实施例8 | 99.3 | 91.2 |
| 实施例9 | 99.5 | 93.7 |
| 实施例10 | 99.9 | 99.2 |
| 实施例11 | 99.9 | 98.8 |
| 实施例12 | 99.9 | 97.5 |
| 实施例13 | 99.9 | 98.2 |
| 对比例1 | 94.6 | 82.3 |
| 对比例2 | 95.3 | 82.4 |
| 对比例3 | 96.2 | 85.6 |
| 对比例4 | 96.3 | 85.2 |
结合实施例1-13与对比例1-4，并结合表2可以看出，实施例1-13中的抗菌率以及浸水后抗菌率均高于对比例1-4，这说明本申请的自流平地面处理材料不仅抗菌性高，且其在潮湿环境下也可以保持较高的抗菌性能，经济价值高。
结合实施例1与对比例1-2，并结合表2可以看出，对比例1中采用无机抗菌剂，对比例2中采用有机抗菌剂，则对比例1与对比例2中的抗菌性能较实施例1均下降，这说明无机抗菌剂与有机抗菌剂结合可以提高抗菌性能。
结合实施例1与对比例3-4，并结合表2可以看出，对比例3采用单一的氧化锌无机抗菌剂，与对比例4中采用单一的硝酸锌无机抗菌剂，则对比例3与对比例4中的抗菌性能较实施例1均下降，这说明氧化锌与硝酸锌结合可以提高抗菌性能。这可能是因为氧化锌与硝酸锌复配的无机抗菌剂中，本身就存在锌离子，无需经过释放锌离子的过程，可以起到更好的初期抗菌效果。
结合实施例6与实施例7-8，并结合表2可以看出，实施例7-8中用贝壳粉负载有机抗菌剂与无机抗菌剂，则相较于实施例6，实施例7与实施例8中的抗菌率提高，这说明用贝壳粉负载有机抗菌剂与无机抗菌剂可以提高抗菌率，这可能是因为将无机抗菌剂与有机抗菌剂负载在贝壳粉上，使得无机抗菌剂与有机抗菌剂作为一个抗菌整体，进一步提高无机抗菌剂与有机抗菌剂的结合效果，从而提高抗菌效果；而且实施例7与实施例8中浸水后抗菌率的降低程度小于实施例6，这可能是因为贝壳的吸附作用，可以降低有机抗菌剂与无机抗菌剂的损失，提高抗菌的长效性。
结合实施例8与实施例9，并结合表2可以看出，实施例9中的进水前后的抗菌率均高于实施例8，这说明对贝壳进行高温煅烧，可以提高抗菌作用与抗菌的长效性，这可能是因为，一方面煅烧可以提高贝壳粉本身的抗菌作用，另一方面对贝壳粉进行煅烧，使得贝壳粉具有优异的微观结构，对体积大的细菌和有机物具有较强的吸附功能，不仅提高对有机抗菌剂的吸附作用，还可以对细菌进行吸附，将细菌吸附到贝壳粉上进行消灭，进一步提高抗菌效果与抗菌长效性。
结合实施例9与实施例10-13，并结合表2可以看出，实施例10-13中浸水后的抗菌性明显高于实施例9，这说明本申请合成的有机抗菌剂耐水性更好，这可能是因为在季铵盐中接枝有机硅，可以有效降低季铵盐抗菌剂的水溶性，提高其耐久性，从而提高抗菌作用的长效性。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (5)
1.一种自流平地面处理材料，包括液料与粉料，其特征在于，所述液料中包括抗菌剂，所述抗菌剂包括无机抗菌剂和有机抗菌剂，所述无机抗菌剂与有机抗菌剂的重量比（2.5-3）：1，所述无机抗菌剂包括氧化锌与锌离子，以锌重量计，所述无机抗菌剂中氧化锌与锌离子的重量比为（3-5）：1；
所述有机抗菌剂为含有有机硅的季铵盐聚合物；
所述有机抗菌剂制备方法为：
1）将乙烯基硅油乳化，得到乳化硅油；
2）在无氧环境下，二甲基二烯丙基氯化铵与步骤1）得到的乳化硅油在引发剂的作用下进行聚合反应，得到有机抗菌剂；
其中，所述有机抗菌剂中二甲基二烯丙基氯化铵与乙烯基硅油的重量比为（10-15）：1。
2.根据权利要求1所述的一种自流平地面处理材料，其特征在于：所述无机抗菌剂与有机抗菌剂共同负载在贝壳粉上。
3.根据权利要求2所述的一种自流平地面处理材料，其特征在于：所述贝壳粉在1000-1100℃下煅烧2-3h后再负载无机抗菌剂与有机抗菌剂。
4.根据权利要求1所述的一种自流平地面处理材料，其特征在于：所述液料包括如下重量份原料：乳化剂23-25份、保护胶11-12份、过硫酸铵2.3-2.7份、乙酸丁酯190-210份、苯乙烯220-230份、丙烯酸7-8份、有机硅单体1-2份、碳酸氢钠2-2.5份、抗坏血酸0.3-0.4份、消泡剂0.3-0.4份、氨水8-9份、分散剂0.5-0.6份、抗菌剂0.2-0.3份、硫酸亚铁0.8-0.9份、水510-520份；
所述粉料包括以下重量份原料：丙烯酸胶粉5-6份、憎水剂5-6份、白水泥490-510份、沙子485-490份。
5.一种权利要求1-4任一所述自流平地面处理材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将粉料原料混合单独包装得到粉料，将液料原料混合单独包装得到液料，使用时将粉料与液料混合使用。
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