水性无机陶瓷涂料及其制备方法技术

本申请涉及功能涂料技术领域，具体而言，涉及一种水性无机陶瓷涂料及其制备方法。该涂料，以质量份数计，水性无机陶瓷涂料包括：杀菌剂5～10份、抑菌剂0.1～0.5份、无机树脂20～60份、填料30～50份、铝溶胶10～30份和助剂0.1～0.8份；杀菌剂为氮掺杂二氧化钛；抑菌剂为银掺杂聚苯胺。氮掺杂二氧化钛的杀菌剂在可见光或者自然光下具有良好的光催化效果和杀菌效果；而银掺杂聚苯胺的抑菌剂具有良好的抑菌效果，二者协同增效，能够极大地提高涂料的杀菌效果。将其应用在混凝土和钢结构基材上，能够消除附着在涂料表面的微生物、细菌，同时破坏病原体的传播周期，从而达到抗菌杀菌的功能，且不会产生VOC排放。不会产生VOC排放。不会产生VOC排放。

【技术实现步骤摘要】
水性无机陶瓷涂料及其制备方法


[0001]本申请涉及功能涂料
，具体而言，涉及一种水性无机陶瓷涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]传统的溶剂型有机防护涂层在施工过程中不仅会产生VOC排放而造成环境污染，同时有机漆膜固化后在太阳光照射下老化速度快，容易失光，导致有机涂层在大气环境，特别是苛刻海洋大气腐蚀环境下短时间内就容易失去防护功能。同时，传统的溶剂型有机防护涂层在服役过程中，容易遭受细菌和微生物腐蚀。

技术实现思路

[0003]本申请实施例的目的在于提供一种水性无机陶瓷涂料，该水性无机陶瓷涂料能够在自然光下产生优异的杀菌效果，且不会产生VOC排放。
[0004]第一方面，本申请提供一种水性无机陶瓷涂料，以质量份数计，水性无机陶瓷涂料包括：杀菌剂5～10份、抑菌剂0.1～0.5份、无机树脂20～60份、填料30～50份、铝溶胶10～30份和助剂0.1～0.8份；
[0005]杀菌剂为氮掺杂二氧化钛；抑菌剂为银掺杂聚苯胺。
[0006]本申请提供的水性无机陶瓷涂料，氮掺杂二氧化钛的杀菌剂在可见光或者自然光下具有良好的光催化效果和杀菌效果；而银掺杂聚苯胺的抑菌剂具有良好的抑菌效果，二者协同增效，能够极大地提高涂料的杀菌效果。本申请的水性无机陶瓷涂料可以应用于建筑领域。将其喷涂在混凝土和钢结构基材上，能够极大地提高杀菌效率，从而能够消除附着在涂料表面的微生物、细菌，同时破坏病原体的传播周期，从而达到抗菌杀菌的功能。进一步地，本申请的水性无机陶瓷，相对于本领域常见的有机防护涂层，不会产生VOC排放，因而环保性能更好，不会造成对环境的污染。
[0007]在本申请的其他实施例中，上述的氮掺杂二氧化钛的晶型为锐钛矿型。
[0008]在本申请的其他实施例中，与纯二氧化钛相比，氮掺杂二氧化钛的结晶度和/或粒径低于纯二氧化钛的结晶度和/或粒径。
[0009]在本申请的其他实施例中，银掺杂聚苯胺的红外光谱图中具有Ag/PANi的特征吸收峰。
[0010]在本申请的其他实施例中，与纯聚苯胺相比，银掺杂聚苯胺的长波吸收能力增强。
[0011]在本申请的其他实施例中，无机树脂包括硅酸钠、硅酸钾或者硅酸铝中的至少一种；可选地，无机树脂的固含量为30％～45％。
[0012]在本申请的其他实施例中，填料包括玻璃粉、重钙粉、滑石粉或者沉淀硫酸钡中的至少一种。
[0013]在本申请的其他实施例中，铝溶胶的固含量为25％～45％；可选地，铝溶胶的pH值为7.5～9.5。
[0014]在本申请的其他实施例中，助剂包括分散剂BYK391、聚乙二醇或者消泡剂BYK333中的至少一种。
[0015]第二方面，本申请提供一种水性无机陶瓷涂料的制备方法，包括：
[0016]将杀菌剂5～10份、抑菌剂0.1～0.5份、无机树脂20～60份、填料30～50份、铝溶胶10～30份和助剂0.1～0.8份混合均匀；
[0017]其中，杀菌剂为氮掺杂二氧化钛；抑菌剂为银掺杂聚苯胺；
[0018]可选地，制备杀菌剂包括：将钛酸丁酯缓慢加入到70wt％乙醇溶液中搅拌溶解，然后搅拌下添加氯化铵溶液，滴完后70℃～90℃的反应釜中并保温2h～3h，然后80℃真空干燥，研磨后放入有盖的坩埚中并在500℃～600℃下灼烧2h～3h，得到氮掺杂二氧化钛粉末；
[0019]可选地，制备抑菌剂包括：依次称取苯胺、磺基水杨酸、硝酸银搅拌溶解到0.5M盐酸溶液中得到A组分，其中苯胺与硝酸银的摩尔比为10:1～20:1；称取K2Cr2O7溶于去离子水得到B组分，将B组分缓慢倒入A组分中在冰水混合物中搅拌10h～12h，得到墨绿色沉淀产物，离心分离，并用无水乙醇和去离子水洗涤沉淀产物至中性，真空40℃～50℃干燥1h～2h；
[0020]可选地，水性无机陶瓷涂层的步骤包括：
[0021]将杀菌剂和抑菌剂添加到无机树脂混合均匀，控制温度为10℃～30℃，得混合物A；
[0022]向混合物A中加入助剂均匀搅拌，搅拌时间为10min～20min，转速为200r/min～400r/min，再加入填料，继续搅拌得混合物B；
[0023]将铝溶胶加入到混合物B中，转速为200r/min～400r/min搅拌10min～15min，超声10～15min，即得水性无机陶瓷涂层。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0025]图1示出了本申请实施例提供的氮掺杂二氧化钛的XRD谱图和纯二氧化钛的XRD谱图；
[0026]图2a和图2b示出了本申请实施例提供的氮掺杂二氧化钛的XPS谱图和纯二氧化钛的XPS谱图；
[0027]图3示出了本申请实施例提供的银掺杂聚苯胺和纯聚苯胺的红外光谱图；
[0028]图4示出了本申请实施例提供的银掺杂聚苯胺和纯聚苯胺的全波长吸收谱图；
[0029]图5示出了本申请实施例1制备的水性无机陶瓷涂料用作涂层时外观照片；
[0030]图6示出了本申请实施例1制备的水性无机陶瓷涂料用作涂层时抗冲击性能测试照片；
[0031]图7示出了本申请实施例2制备的水性无机陶瓷涂料用作涂层时的附着力测试照片。
具体实施方式
[0032]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0033]因此，以下对本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0034]专利技术人发现，在涂料中加入长效抗菌剂，利用抗菌剂消除附着在涂料表面的微生物、细菌，同时破坏病原体的传播周期，能够达到抗菌杀菌的功能。而将杀菌剂和抑菌剂添加到涂层中，可以协同增效，极大地提高抑制细菌和微生物在漆膜表面的新陈代谢的效果。
[0035]进一步地，具有极强氧化功能的二氧化钛能在紫外光的照射下，在表层释放活性极强的空穴/电子对，可以有效诱导细菌、霉菌和其他有机物发生降解反应，进而做到净化空气、抗菌抗菌等功能。结合本申请涂料的应用场景(建筑领域)，专利技术人发现自然光中的紫外光(仅含3％左右的紫外光)，不能很好地激发二氧化钛的活性，限制了二氧化钛在抗菌涂料中的应用。
[0036]因此，本申请设计了一种由自然光照射便能起到良好的杀菌效果，同时不会释放VOC的环保型涂料。
[0037]本申请实施方式提供一种水性无机陶瓷涂料，以质量份数计，水性无机陶瓷涂料包括：杀菌剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性无机陶瓷涂料，其特征在于，以质量份数计，所述水性无机陶瓷涂料包括：杀菌剂5～10份、抑菌剂0.1～0.5份、无机树脂20～60份、填料30～50份、铝溶胶10～30份和助剂0.1～0.8份；所述杀菌剂为氮掺杂二氧化钛；所述抑菌剂为银掺杂聚苯胺。2.根据权利要求1所述的水性无机陶瓷涂料，其特征在于，所述氮掺杂二氧化钛的晶型为锐钛矿型。3.根据权利要求2所述的水性无机陶瓷涂料，其特征在于，与纯二氧化钛相比，所述氮掺杂二氧化钛的结晶度和/或粒径低于所述纯二氧化钛的结晶度和/或粒径。4.根据权利要求1所述的水性无机陶瓷涂料，其特征在于，所述银掺杂聚苯胺的红外光谱图中具有Ag/PANi的特征吸收峰。5.根据权利要求4所述的水性无机陶瓷涂料，其特征在于，与纯聚苯胺相比，所述银掺杂聚苯胺的长波吸收能力增强。6.根据权利要求1～5任一项所述的水性无机陶瓷涂料，其特征在于，所述无机树脂包括硅酸钠、硅酸钾或者硅酸铝中的至少一种；可选地，所述无机树脂的固含量为30％～45％。7.根据权利要求1～5任一项所述的水性无机陶瓷涂料，其特征在于，所述填料包括玻璃粉、重钙粉、滑石粉或者沉淀硫酸钡中的至少一种。8.根据权利要求1～5任一项所述的水性无机陶瓷涂料，其特征在于，所述铝溶胶的固含量为25％～45％；可选地，所述铝溶胶的pH值为7.5～9.5。9.根据权利要求1～5任一项所述的水性无机陶瓷涂料，其特征在于，所述助剂包括分散剂BYK391、聚乙二醇或者消泡剂BYK333中的至少一种。10.权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈坚，金德均，刘洪义，徐小梅，黄橹，韩飞，
申请(专利权)人：杭州本创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：