本發(fā)明涉及涂料的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種水性防霉涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著全球人口的不斷增加、氣溫變暖，細(xì)菌病毒隨時隨地侵襲著人們，尤其在醫(yī)院、住宅、制藥和食品行業(yè)，往往因涂漆表面和內(nèi)部的細(xì)菌、霉菌繁殖，造成環(huán)境污染，為了增進(jìn)人體健康、改善生活和工作環(huán)境，需要研究和開發(fā)新型、高效、無毒無味的水性防霉涂料。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種水性防霉涂料及其制備方法，解決上述現(xiàn)有技術(shù)問題中的一個或者多個。
本發(fā)明提供的一種水性防霉涂料，包含以下組分，按質(zhì)量百分比計：23-25%的丙烯酸共聚乳液、25-27%的金紅石型鈦白粉、10-12%的碳酸鈣、7-9%的滑石粉、2-4%的高嶺土、1-2%的羧甲基纖維素、1-2%的六偏磷酸鈉、1-3%的乙二醇、0.2-0.4%的氨水、其余為去離子水。
在一些實施方式中，丙烯酸共聚乳液包括固含量為40-45%的丙烯酸和固含量為40-45%的硅溶膠，所述丙烯酸和硅溶膠的質(zhì)量之比為1:1-1:2。
在一些實施方式中，硅溶膠的粒徑為100-120nm。
在一些實施方式中，硅溶膠的制備方法包括以下步驟：
α1、將質(zhì)量百分含量為10%的硅酸鈉溶液，經(jīng)過陽離子交換樹脂，得到活性硅酸；
α2、將質(zhì)量百分含量為10%的活性硅酸加入反應(yīng)罐，在反應(yīng)罐中加入堿溶液調(diào)節(jié)ph值為9-11，通過水蒸氣加熱，加熱溫度控制在100-120℃，加熱時間為10-20h，得到固含量為43%-45%，粒徑為20-30nm的硅溶膠溶液；
α3、將質(zhì)量百分含量為10%的20-30nm的硅溶膠溶液加入反應(yīng)罐，咋反應(yīng)罐中加入堿溶液調(diào)節(jié)ph值為9-11，通過水蒸氣加熱，加熱溫度控制在100-120℃，加熱時間為60-65h，得到固含量為40%-45%，粒徑為100-120nm的硅溶膠溶液。
在一些實施方式中，堿溶液為koh、naoh或四甲基氫氧化銨。
在一些實施方式中，包含以下組分，按質(zhì)量百分比計：24.26%的丙烯酸共聚乳液、26.37%的金紅石型鈦白粉、11.60%的碳酸鈣、8.44%的滑石粉、3.16%的高嶺土、1.68%的羧甲基纖維素、1.05%的六偏磷酸鈉、2.0%的乙二醇、0.32%的氨水、21.12%的去離子水。
一種水性防霉涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
β1、按配方準(zhǔn)確稱取金紅石型鈦白粉、碳酸鈣、滑石粉、高嶺土、羧甲基纖維素、六偏磷酸鈉、乙二醇、氨水依次加入攪拌罐，在攪拌罐中進(jìn)行高速攪拌，所述攪拌漿葉速度為150轉(zhuǎn)/分，然后用三輥研磨機磨細(xì)成細(xì)度為25左右的厚漿狀物；
β2、按配方準(zhǔn)確稱取硅溶膠、純丙乳液加入到攪拌罐中，在攪拌速度為100轉(zhuǎn)/分下，慢慢加入醇酯-12、消泡劑、去離子水、并不斷測定乳膠漆的ph值，使其達(dá)到7-8；然后慢慢加入β1中的厚漿狀物，再充分?jǐn)嚢杈鶆?，通過過濾，即可得到所述的防霉保鮮涂料。
在一些實施方式中，一種水性防霉涂料的制備方法，包括以下步驟：
γ1、按配方準(zhǔn)確稱取金紅石型鈦白粉、碳酸鈣、滑石粉、高嶺土、羧甲基纖維素、六偏磷酸鈉、乙二醇、氨水依次加入攪拌罐，在攪拌罐中進(jìn)行高速攪拌，所述攪拌漿葉速度為150轉(zhuǎn)/分，然后用三輥研磨機磨細(xì)成細(xì)度為25左右的厚漿狀物；
γ2、將質(zhì)量百分含量為10%的硅酸鈉溶液，經(jīng)過陽離子交換樹脂，得到活性硅酸；將質(zhì)量百分含量為10%的活性硅酸加入反應(yīng)罐，在反應(yīng)罐中加入堿溶液調(diào)節(jié)ph值為9-11，通過水蒸氣加熱，加熱溫度控制在100-120℃，加熱時間為10-20h，得到固含量為43%-45%，粒徑為20-30nm的硅溶膠溶液；將質(zhì)量百分含量為10%的20-30nm的硅溶膠溶液加入反應(yīng)罐，咋反應(yīng)罐中加入堿溶液調(diào)節(jié)ph值為9-11，通過水蒸氣加熱，加熱溫度控制在100-120℃，加熱時間為60-65h，得到固含量為40%-45%，粒徑為100-120nm的硅溶膠溶液；
γ3、按配方準(zhǔn)確稱取純丙乳液和γ2中所得的硅溶膠、加入到攪拌罐中，在攪拌速度為100轉(zhuǎn)/分下，慢慢加入醇酯-12、消泡劑、去離子水、并不斷測定乳膠漆的ph值，使其達(dá)到7-8；然后慢慢加入β1中的厚漿狀物，再充分?jǐn)嚢杈鶆?，通過過濾，即可得到所述的防霉保鮮涂料。
在一些實施方式中，消泡劑為聚二甲基硅氧烷。
硅溶膠是以水為分散介質(zhì)的高分子聚偏硅酸的膠體溶液，其二氧化硅粒子多以秋裝單個或多個聚結(jié)分散，能牢固附著在填料顆粒表面，隨著水分的不斷蒸發(fā)二氧化硅粒子間能形成牢固的si-o鍵而成為連續(xù)涂膜。且二氧化硅粒子的電子結(jié)構(gòu)特點為價帶結(jié)構(gòu)，且其帶隙能窄，只要太陽光就能將電子從價帶激發(fā)到導(dǎo)帶，同時在價帶產(chǎn)生相應(yīng)的空穴，形成高活性的電子-空穴對，此時在表面就會發(fā)生氧化還原反應(yīng)，空穴與表面吸附的h2o或oh-反應(yīng)形成具有很強氧化性的活性羥基；電子則與表面吸附的氧分子反應(yīng)，生成超氧離子。超氧離子可與水進(jìn)一步反應(yīng)，生成過羥基和雙氧水，這些物質(zhì)能與生物大分子如脂類、蛋白質(zhì)、酶類以及核酸大分子反應(yīng)，直接損害或通過一系列氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，而對生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)引起廣泛的損傷性怕壞，以達(dá)到防霉的效果。
具體實施方式
下面通過實施方式對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
實施案例1：
a1、按質(zhì)量百分比計準(zhǔn)確稱?。?5%的金紅石型鈦白粉、10%的碳酸鈣、7%的滑石粉、2%的高嶺土、1%的羧甲基纖維素、1%的六偏磷酸鈉、1%的乙二醇、0.2%的氨水，其余為去離子水，依次加入攪拌罐，在攪拌罐中進(jìn)行高速攪拌，所述攪拌漿葉速度為150轉(zhuǎn)/分，然后用三輥研磨機磨細(xì)成細(xì)度為25左右的厚漿狀物；
a2、將質(zhì)量百分含量為10%的硅酸鈉溶液，經(jīng)過陽離子交換樹脂，得到活性硅酸；
a3、將質(zhì)量百分含量為10%的活性硅酸加入反應(yīng)罐，在反應(yīng)罐中加入naoh溶液調(diào)節(jié)ph值為9，通過水蒸氣加熱，加熱溫度控制在100℃，加熱時間為10h，得到固含量為43%，粒徑為20nm的硅溶膠溶液；
a4、將質(zhì)量百分含量為10%的20nm的硅溶膠溶液加入反應(yīng)罐，在反應(yīng)罐中加入naoh溶液調(diào)節(jié)ph值為9，通過水蒸氣加熱，加熱溫度控制在100℃，加熱時間為65h，得到固含量為40%，粒徑為100nm的硅溶膠溶液；
a5、按質(zhì)量之比為1:1，準(zhǔn)確稱取固含量為40-的純丙乳液和a4中所得的固含量為40%的硅溶膠、加入到攪拌罐中，在攪拌速度為100轉(zhuǎn)/分下，慢慢加入醇酯-12、聚二甲基硅氧烷、去離子水、并不斷測定乳膠漆的ph值，使其達(dá)到7-8；然后慢慢加入a1中的厚漿狀物，再充分?jǐn)嚢杈鶆?，通過過濾，即可得到所述的水性防霉涂料a。
實施案例2：
b1、按質(zhì)量百分比計準(zhǔn)確稱?。?6.37%的金紅石型鈦白粉、11.60%的碳酸鈣、8.44%的滑石粉、3.16%的高嶺土、1.68%的羧甲基纖維素、1.05%的六偏磷酸鈉、2.0%的乙二醇、0.32%的氨水依次加入攪拌罐，在攪拌罐中進(jìn)行高速攪拌，所述攪拌漿葉速度為150轉(zhuǎn)/分，然后用三輥研磨機磨細(xì)成細(xì)度為25左右的厚漿狀物；
b2、將質(zhì)量百分含量為10%的硅酸鈉溶液，經(jīng)過陽離子交換樹脂，得到活性硅酸；
b3、將質(zhì)量百分含量為10%的活性硅酸加入反應(yīng)罐，在反應(yīng)罐中加入koh溶液調(diào)節(jié)ph值為10，通過水蒸氣加熱，加熱溫度控制在110℃，加熱時間為12h，得到固含量為44%，粒徑為25nm的硅溶膠溶液；
b4、將質(zhì)量百分含量為10%的25nm的硅溶膠溶液加入反應(yīng)罐，在反應(yīng)罐中加入koh溶液調(diào)節(jié)ph值為10，通過水蒸氣加熱，加熱溫度控制在110℃，加熱時間為62h，得到固含量為43%，粒徑為110nm的硅溶膠溶液；
b5、按質(zhì)量之比為1:1.5，準(zhǔn)確稱取固含量為43%的純丙乳液和b4中所得的固含量為43%的硅溶膠加入到攪拌罐中，在攪拌速度為100轉(zhuǎn)/分下，慢慢加入醇酯-12、聚二甲基硅氧烷、去離子水、并不斷測定乳膠漆的ph值，使其達(dá)到7.5；然后慢慢加入b1中的厚漿狀物，再充分?jǐn)嚢杈鶆?，通過過濾，即可得到所述的水性防霉涂料b。
實施案例3：
c1、按質(zhì)量百分比計準(zhǔn)確稱取：27%的金紅石型鈦白粉、12%的碳酸鈣、9%的滑石粉、4%的高嶺土、2%的羧甲基纖維素、2%的六偏磷酸鈉、3%的乙二醇、0.4%的氨水依次加入攪拌罐，在攪拌罐中進(jìn)行高速攪拌，所述攪拌漿葉速度為150轉(zhuǎn)/分，然后用三輥研磨機磨細(xì)成細(xì)度為25左右的厚漿狀物；
c2、將質(zhì)量百分含量為10%的硅酸鈉溶液，經(jīng)過陽離子交換樹脂，得到活性硅酸；
c3、將質(zhì)量百分含量為10%的活性硅酸加入反應(yīng)罐，在反應(yīng)罐中加入四甲基氫氧化銨溶液調(diào)節(jié)ph值為11，通過水蒸氣加熱，加熱溫度控制在120℃，加熱時間為20h，得到固含量為45%，粒徑為30nm的硅溶膠溶液；
c4、將質(zhì)量百分含量為10%的30nm的硅溶膠溶液加入反應(yīng)罐，在反應(yīng)罐中加入四甲基氫氧化銨溶液調(diào)節(jié)ph值為11，通過水蒸氣加熱，加熱溫度控制在120℃，加熱時間為65h，得到固含量為45%，粒徑為120nm的硅溶膠溶液；
c5、按質(zhì)量之比為1:2，準(zhǔn)確稱取固含量為45%的純丙乳液和c4中所得的固含量為45%的硅溶膠、加入到攪拌罐中，在攪拌速度為100轉(zhuǎn)/分下，慢慢加入醇酯-12、聚二甲基硅氧烷、去離子水、并不斷測定乳膠漆的ph值，使其達(dá)到8；然后慢慢加入c1中的厚漿狀物，再充分?jǐn)嚢杈鶆颍ㄟ^過濾，即可得到所述的水性防霉涂料c。
對比案例1：
d1、按質(zhì)量百分比計準(zhǔn)確稱?。?7%的金紅石型鈦白粉、12%的碳酸鈣、9%的滑石粉、4%的高嶺土、2%的羧甲基纖維素、2%的六偏磷酸鈉、3%的乙二醇、0.4%的氨水依次加入攪拌罐，在攪拌罐中進(jìn)行高速攪拌，所述攪拌漿葉速度為150轉(zhuǎn)/分，然后用三輥研磨機磨細(xì)成細(xì)度為25左右的厚漿狀物；
d2、固含量為45%的純丙乳液加入到攪拌罐中，在攪拌速度為100轉(zhuǎn)/分下，慢慢加入醇酯-12、聚二甲基硅氧烷、去離子水、并不斷測定乳膠漆的ph值，使其達(dá)到8；然后慢慢加入d1中的厚漿狀物，再充分?jǐn)嚢杈鶆?，通過過濾，即可得到所述的水性防霉涂料d。
將實施案例和對比案例中得到的水性防霉涂料進(jìn)行防霉測試。
（1）濕漆腐敗實驗
將實施案例和對比案例中的待測試樣，依次注射到分別裝有瓊脂培養(yǎng)基和麥芽汁培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿中，觀察細(xì)菌和霉菌的生長情況，在25℃孵化至少48小時后，根據(jù)微生物繁殖的面積做出直觀評價，結(jié)果如下表：
（2）干膜防霉實驗
每個試樣都涂覆在石膏板上，兩道，每道間隔24h。干燥后，將每塊試樣板都切成兩半，將混合霉菌液噴至涂膜表面，然后將試板懸掛在4-20℃的高濕度箱中28天，用肉眼和顯微鏡觀察涂料表面的發(fā)霉情況。
根據(jù)bs3900-g6標(biāo)準(zhǔn)，霉菌/藻類繁殖率分為6級，即0為無滋生，1為滋生面積小于1%，2為滋生面積為1-10%，3為滋生面積為11-30%，4為滋生面積為31-70%，5為滋生面積大于70%。密度劃分為：0為無滋生，a為極微，b為輕度，c為中度，d為密集。
從上述防霉測試中，可以發(fā)現(xiàn)實施案例得到的水性防霉涂料的防霉性能明顯優(yōu)于對比案例。因為，實施案例中的丙乳酸中加入了硅溶膠。因為硅溶膠是以水為分散介質(zhì)的高分子聚偏硅酸的膠體溶液，其二氧化硅粒子多以秋裝單個或多個聚結(jié)分散，能牢固附著在填料顆粒表面，隨著水分的不斷蒸發(fā)二氧化硅粒子間能形成牢固的si-o鍵而成為連續(xù)涂膜。且二氧化硅粒子的電子結(jié)構(gòu)特點為價帶結(jié)構(gòu)，且其帶隙能窄，只要太陽光就能將電子從價帶激發(fā)到導(dǎo)帶，同時在價帶產(chǎn)生相應(yīng)的空穴，形成高活性的電子-空穴對，此時在表面就會發(fā)生氧化還原反應(yīng)，空穴與表面吸附的h2o或oh-反應(yīng)形成具有很強氧化性的活性羥基；電子則與表面吸附的氧分子反應(yīng)，生成超氧離子。超氧離子可與水進(jìn)一步反應(yīng)，生成過羥基和雙氧水，這些物質(zhì)能與生物大分子如脂類、蛋白質(zhì)、酶類以及核酸大分子反應(yīng)，直接損害或通過一系列氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，而對生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)引起廣泛的損傷性怕壞，以達(dá)到防霉的效果。
以上表述僅為本發(fā)明的優(yōu)選方式，應(yīng)當(dāng)指出，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。