一种疏水性外墙保温杀菌涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种疏水性外墙保温杀菌涂料及其制备方法，包括以下组分：硅溶胶12‑22%，丙烯酸乳液6‑16%，SiO

Hydrophobic exterior wall thermal insulation bactericidal paint and preparation method thereof

The invention discloses a hydrophobic exterior insulation antiseptic coating and a preparation method thereof comprises the following components: 12 silica sol 22%, acrylic emulsion 6 16%, SiO

【技术实现步骤摘要】
一种疏水性外墙保温杀菌涂料及其制备方法
本专利技术涉及一种疏水性外墙保温杀菌涂料及其制备方法，属于化工涂料的制备

技术介绍
能源危机与环境污染问题集中体现在人类生产与生活的方方面面，严重制约了当今世界各国的经济社会发展。我国是能源大国，建筑能耗已占到社会总能耗的1/3，单位面积能耗相较发达国家高出2-3倍，供热采暖能耗占到社会总能耗的10%，标准煤耗达到15亿吨，建筑供暖造成的空气污染比发达国家高出3-5倍。大力开发建筑节能绿色保温材料已成为建筑材料领域急需解决的重大课题。新型建筑节能涂料是一类新兴的功能性涂料，其绿色环保、隔热保温、自清洁等性能直接影响着建筑物的性能和人们的居住环境，特别是在建筑外墙或内墙涂覆具有隔热保温性能的反射型保温涂料、辐射型保温涂料或阻隔型保温涂料等功能材料，将有效解决我国建筑能耗高、能源浪费严重的突出问题。从环境保护角度出发，建筑涂料产品应向水性化、无公害化、节约能源和资源的方向发展，以硅酸盐和磷酸盐类等无机化合物作粘结剂，加入颜填料、助剂或固化剂配制而成的无机涂料对环境的污染小，能耗低、生产成本低，应用于建筑外墙涂料符合涂料工业的发展方向，具有广阔的市场前景。近年来，随着纳米材料的不断涌出和纳米技术的飞速发展，在建筑涂料体系中加入合适的纳米材料，成为提升涂料综合性能的重要手段之一。例如，纳米二氧化钛颗粒、空心玻璃微珠、纳米二氧化硅颗粒、纳米氢氧化铝等已经在自清洁、保温隔热、防火、耐高温、耐磨等功能性涂料领域得到了广泛应用。值得关注的是，利用一维微纳米结构（如一维形貌的微纳米棒、微纳米纤维）调控建筑涂料功能性与实用性的研究在国内尚处于起步阶段，特别是利用静电纺丝技术制备的微观形貌可控的一维微纳米结构及其表面改性与复合技术、探索新型建筑涂料的设计与合成研究将成为改善建筑涂料综合性能的一种新的有效途径。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种疏水性外墙保温杀菌涂料，该涂料具有绿色环保、杀菌抑菌、无毒、无异味、疏水、耐磨等多种功能，在建筑外墙涂料领域具有较大的应用前景。本专利技术还提供了该涂料的制备方法，该方法通过静电纺丝法合成多种形貌可控的一维材料，并利用纳米复合改性技术将SiO2基保温杀菌助剂、Y2Si2O7基保温隔热复合纤维等一维微纳米结构引入到外墙建筑保温涂料领域，拓展了涂料的多功能性。本专利技术具体技术方案如下：一种疏水性外墙保温杀菌涂料，该涂料包括以下重量百分含量的组分：硅溶胶12-22%，丙烯酸乳液6-16%，SiO2基保温杀菌助剂8-18%，Y2Si2O7基保温隔热复合纤维8-18%，金红石型钛白粉5-10%，绢云母粉4-8%，滑石粉4-8%，消泡剂0.4-0.8%、增稠剂1.5-3%、pH值稳定剂0.6-1.5%，分散剂1.2-2%，成膜助剂2-3.5%，乳化剂0.8-1.6%，水10-20%；各组分之和为100%。优选的，该涂料包括以下重量百分含量的组分：硅溶胶15-20%，丙烯酸乳液9-16%，SiO2基保温杀菌助剂10-16%，Y2Si2O7基保温隔热复合纤维14-18%，金红石型钛白粉6-8%，绢云母粉5-6%，滑石粉6-7%，消泡剂0.5-0.6%、增稠剂1.8-2.5%、pH值稳定剂1-1.4%，分散剂1.4-1.7%，成膜助剂2.2-2.5%，乳化剂1-1.2%，水12-16%。更优选的，该涂料包括以下重量百分含量的组分：硅溶胶18%，丙烯酸乳液12%，SiO2基保温杀菌助剂13%，Y2Si2O7基保温隔热复合纤维14%，金红石型钛白粉7%，绢云母粉6%，滑石粉6%，消泡剂0.6%、增稠剂2%、pH值稳定剂1.1%，分散剂1.6%，成膜助剂2.5%，乳化剂1.2%，水15%。进一步的，上述疏水性外墙保温杀菌涂料中，所述SiO2基保温杀菌助剂为SiO2/碳/Ag复合材料，其制备方法包括以下步骤：（1）将SiO2中空微纳米棒加入水中，室温搅拌10-15min，然后依次加入赖氨酸和AgNO3，室温搅拌20-25min，其中SiO2中空微纳米棒、赖氨酸与AgNO3的摩尔比为1：0.04-0.06：0.04-0.06；（2）向上述溶液中滴加NaBH4水溶液，室温搅拌90-100min，过滤、洗涤后得到SiO2/Ag复合材料，其中AgNO3与NaBH4的摩尔比为1：1；（3）将SiO2/Ag复合材料加入水中，依次加入甲基纤维素与EDTA，搅拌均匀后，升温至150-170℃反应3-4h，过滤、洗涤、烘干，得固体粉末，其中，甲基纤维素提供C源，EDTA作为表面活性剂、酸化剂及连接剂，SiO2/Ag复合材料、甲基纤维素与EDTA的摩尔比为1：0.35-0.55:0.35-0.45；（4）将固体粉末分散到水中，滴加稀硝酸直至pH值为2-2.5，然后过滤、干燥，得SiO2/碳/Ag复合材料。进一步的，上述方法制得的SiO2基保温杀菌助剂的形貌为：SiO2中空微纳米棒内外表面均包覆一层碳层，碳层的内表面与外表面均匀负载大量的Ag纳米团簇，其中，碳层厚度为50-100nm，Ag纳米团簇的粒径＜5nm。进一步的，制备SiO2/碳/Ag复合材料时，所用SiO2中空微纳米棒的制备方法包括以下步骤：（1）将聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、正硅酸乙酯（TEOS）、溴化十六烷三甲基铵（CTAB）按照1：0.15-0.25：0.11-0.13的摩尔比加入体积比为2:1的无水乙醇和二甲基甲酰胺（DMF）的混合溶剂中，搅拌得TEOS浓度为0.4mol/L的透明溶液；（2）将透明溶液置于同轴静电纺丝喷头的外轴注射器内，将石蜡油置于同轴静电纺丝喷头的内轴注射器内，利用同轴静电纺丝法制得前驱体纤维；静电纺丝时的条件为：正电压为20KV，负电压为0.5KV，接收距离为18cm，内外轴注射器的推进速度分别为0.001和0.002mm/s；（3）将制得的前驱体纤维置于马弗炉中，在550-650℃下煅烧3-4h，得SiO2中空微纳米棒。按照上述方法制得的SiO2微纳米棒为中空结构，其中，SiO2中空微纳米棒的外径为500-600nm，中空部分的内径为150-200nm，棒的长径比为8：1。进一步的，上述疏水性外墙保温杀菌涂料中，所述Y2Si2O7基保温隔热复合纤维为Y2Si2O7中空微纳米纤维与SiOC颗粒形成的Y2Si2O7/SiOC复合纤维，其制备方法包括以下步骤：（1）将三氧化二钇、稀硝酸、TEOS和PVP加入水和DMF的混合溶剂中，搅拌得透明溶液，其中，PVP、TEOS与三氧化二钇的摩尔比为1：0.2-0.3：0.2-0.3，TEOS在透明溶液中的浓度为0.4mol/L，稀硝酸浓度为40%，水、DMF与稀硝酸的体积比为1：1：0.3；（2）将透明溶液置于同轴静电纺丝喷头的外轴注射器，将石蜡油置于同轴静电纺丝喷头的内轴注射器，利用同轴静电纺丝法制得前驱体纤维；静电纺丝的条件为：正电压为25KV，负电压为0.5KV，接收距离为19cm，内外注射器的推进速度均为0.002mm/s；（3）将制得的前驱体纤维置于马弗炉中，在650-750℃下煅烧2-3h，得Y2Si2O7中空微纳米纤维；（4）将聚硅氮烷（PUS）、甲基丙烯酸酯（PMMA）和抗坏血酸按照1：0.95-1.05：0.55-0.65的摩尔比加入到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种疏水性外墙保温杀菌涂料，其特征是包括以下重量百分含量的组分：硅溶胶12‑22%，丙烯酸乳液6‑16%，SiO

【技术特征摘要】
1.一种疏水性外墙保温杀菌涂料，其特征是包括以下重量百分含量的组分：硅溶胶12-22%，丙烯酸乳液6-16%，SiO2基保温杀菌助剂8-18%，Y2Si2O7基保温隔热复合纤维8-18%，金红石型钛白粉5-10%，绢云母粉4-8%，滑石粉4-8%，消泡剂0.4-0.8%、增稠剂1.5-3%、pH值稳定剂0.6-1.5%，分散剂1.2-2%，成膜助剂2-3.5%，乳化剂0.8-1.6%，水10-20%；各组分之和为100%。2.根据权利要求1所述的疏水性外墙保温杀菌涂料，其特征是：所述SiO2基保温杀菌助剂为SiO2/碳/Ag复合材料，其制备方法包括以下步骤：（1）将SiO2中空微纳米棒加入水中，室温搅拌10-15min，然后依次加入赖氨酸和AgNO3，室温搅拌20-25min，其中SiO2中空微纳米棒、赖氨酸与AgNO3的摩尔比为1：0.04-0.06：0.04-0.06；（2）向上述溶液中滴加NaBH4水溶液，室温搅拌90-100min，过滤、洗涤后得到SiO2/Ag复合材料，其中AgNO3与NaBH4的摩尔比为1：1；（3）将SiO2/Ag复合材料加入水中，依次加入甲基纤维素与EDTA，搅拌均匀后，升温至150-170℃反应3-4h，过滤、洗涤、烘干，得固体粉末，其中SiO2/Ag复合材料、甲基纤维素与EDTA的摩尔比为1：0.35-0.55:0.35-0.45；（4）将固体粉末分散到水中，滴加稀硝酸直至pH值为2-2.5，然后过滤、干燥，得SiO2/碳/Ag复合材料。3.根据权利要求1所述的疏水性外墙保温杀菌涂料，其特征是：制备SiO2/碳/Ag复合材料时，所用SiO2中空微纳米棒的制备方法包括以下步骤：（1）将PVP、TEOS、溴化十六烷三甲基铵按照1：0.15-0.25：0.11-0.13的摩尔比加入体积比为2:1的无水乙醇和二甲基甲酰胺的混合溶剂中，搅拌得TEOS浓度为0.4mol/L的透明溶液；（2）将透明溶液置于同轴静电纺丝喷头的外轴注射器内，将石蜡油置于同轴静电纺丝喷头的内轴注射器内，利用同轴静电纺丝法制得前驱体纤维；静电纺丝时的条件为：正电压为20KV，负电压为0.5KV，接收距离为18cm，内外轴注射器的推进速度分别为0.001和0.002mm/s；（3）将制得的前驱体纤维置于马弗炉中，在550-650℃下煅烧3-4h，得SiO2中空微纳米棒。4.根据权利要求1所述的疏水性外墙保温杀菌涂料，其特征是：所述Y2Si2O7基保温隔热复合纤维为Y2Si2O7中空微纳米纤维与SiOC颗粒形成的Y2Si2O7/SiOC复合纤维，其制备方法包括以下步骤：（1）将三氧化二钇、40wt%的稀硝酸、TEOS和PVP加入水和二甲基甲酰胺的混合溶剂中，搅拌得透明溶液，其中，PVP、TEOS与三氧化二钇的摩尔比为1：0.2-0.3：0.2-0.3，TEOS在透明溶液中的浓度为0.4mol/L，水、二甲基甲酰胺与稀硝酸的体积比为1：1：0.3；（2）将透明溶液置于同轴静电纺丝喷头的外轴注射器，将石蜡油置于同轴静电纺丝喷头的内轴注射器，利用同轴静电纺丝法制得前驱体纤维；静电纺丝的条件为：正电压为...

【专利技术属性】
技术研发人员：马谦，杨萍，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东,37