專利名稱：：具有抗菌和空氣凈化功能的涂料組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種功能性涂料組合物，特別是涉及一種具有抗菌和空氣凈化功能的涂料組合物
背景技術(shù)：
-細(xì)菌等微生物存在于我們周圍的各種場(chǎng)合，其中包括大量有害甚至致命的微生物。而人們生活與工作的環(huán)境也受到越來越嚴(yán)重的化學(xué)和工業(yè)廢氣污染，例如甲醛、苯、氨氣、N0x、S0x以及戴奧辛和環(huán)境荷爾蒙等。其中，甲醛己成為室內(nèi)空氣的主要化學(xué)污染物，在我國有毒化學(xué)品優(yōu)先控制名單上列第二位。使用吸附劑、化學(xué)試劑和消毒劑等物理和化學(xué)治污手段，只能解決暫時(shí)性問題，而且可能帶來新的環(huán)境問題。要有效防止微生物滋生、繁殖、蔓延和傳播，同時(shí)減少一次性消毒劑和化學(xué)試劑的使用，采用長效的無機(jī)類抗菌和環(huán)境凈化材料是最簡單、安全和有效的方法。四針狀結(jié)構(gòu)的氧化鋅晶須(T-Zn0w)具有納米級(jí)的尖端和單晶體結(jié)晶結(jié)構(gòu)，可以通過微米尺度的針狀體，均勻地將尖端納米效應(yīng)分散在復(fù)合材料體系中。此外，氧化鋅作為一種寬禁帶半導(dǎo)體化合物，具有很好的能級(jí)與活性可調(diào)性，可以通過摻雜、復(fù)合、敏化等技術(shù)手段控制其半導(dǎo)體能級(jí)和活性氧釋放，從而獲得高效、廣譜的抗菌材料。日本專利特開平5-912，報(bào)導(dǎo)用T-ZnOw和銀鹽復(fù)合，制備了具有優(yōu)異抗菌效果的無機(jī)抗菌劑，并在不同材料和環(huán)境中獲得應(yīng)用。為了提高抗菌效果，需要添加銀離子作為主要抗菌活性成份之一，而其中銀離子仍面臨變色問題。中國專利ZL03117502.3公開了一種氧化鋅晶須復(fù)合抗菌劑組合物及其制備方法，通過生長過程的動(dòng)力學(xué)和晶須結(jié)構(gòu)控制，獲得長度適中(510pm)、尖端納米效應(yīng)突出的T-ZnOw;通過晶須生長氣氛等環(huán)境條件的控制，同時(shí)采用一價(jià)堿金屬離子進(jìn)行原位摻雜，增加活性氧釋放量，提高T-Zn0w抗菌活性，并進(jìn)一步與納米氧化鋅和納米二氧化鈦等半導(dǎo)體復(fù)合得到抗菌劑組合物。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種在體系中加入經(jīng)過渡金屬離子摻雜改性的摻雜四針狀氧化鋅晶須，并作為其主要活性成份的具有抗菌和空氣凈化功能的涂料組合物。本發(fā)明具有抗菌和空氣凈化功能的涂料組合物的組分按重量份計(jì)，包括摻雜四針狀氧化鋅晶須110份.，介孔填料110份，丙烯酸酯乳液4055份，二氧化鈦1030份，填料滑石粉1025份，助劑0.510份。其中，摻雜四針狀氧化鋅晶須為該涂料組合物的主要活性成分，具有長效抗菌作用，通過激活空氣中的水和氧產(chǎn)生羥基自由基和超氧自由基等活性中心，從而迅速破壞微生物和有害氣體的結(jié)構(gòu)，達(dá)到抗菌的空氣凈化的目的。其制備方法是，在長度為0.520陶，且具有納米級(jí)(150nm)尖端結(jié)構(gòu)四針狀氧化鋅晶須單晶體表面噴灑Fe3+、Cu2+、Ag+、V"的一種或幾種摻雜金屬離子的10%(重量)鹽溶液，其摻雜量按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)是，摻雜金屬離子量為四針狀氧化鋅晶須重量的0.33%，再經(jīng)6012(TC氣流干燥，最后于500800'C溫度下焙燒1560分鐘，得摻雜四針狀氧化鋅晶須；介孔填料是分子篩、活性炭或多孔硅酸鈉中的至少一種，粒子直徑為0.310,，，介孔尺寸為0.5500nm。利用其高效吸附性能捕捉空氣中的有害氣體及微生物，提高涂料的抗菌及凈化空氣的效果；使用丙烯酸酯乳液作為粘結(jié)劑，在體系中發(fā)揮粘結(jié)作用；填料滑石粉為填充作用；助劑是分散劑二偏磷酸鈉及防沉劑膨潤土。前者的作用幫助涂料各組份能夠更好地分散均勻，后者的作用是防止填料滑石粉及介孔填料在存放過程中發(fā)生沉降。本發(fā)明具有抗菌和空氣凈化功能的涂料組合物的優(yōu)點(diǎn)在于其一，該涂料組合物經(jīng)一般的噴涂或刷涂施工，固化成膜后具有長效的抗菌和空氣凈化效果。對(duì)室內(nèi)空氣中的金黃色葡萄球菌、大腸埃希氏菌、鼠傷寒沙門氏菌等常見細(xì)菌的抗菌效果達(dá)到95%以上，12小時(shí)、24小時(shí)、48小時(shí)和72小時(shí)對(duì)濃度為0.750.85的甲醛降解率分別達(dá)到50%、70%、82%和85%以上，并具有顯著降低室內(nèi)空氣異味的作用。其二，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，不使用易變色且價(jià)格昂貴的銀離子；也不使用持久性差、易帶來二次污染的有機(jī)抗菌成份；充分利用四針狀氧化鋅晶須的尖端納米效應(yīng)和摻雜帶來的長效活性作用，不需要光照條件，又避開了其它納米微粒分散困難的問題。具體實(shí)施方式以下實(shí)施例中所用的四針狀氧化鋅晶須均為長度為0.520陶，且具有納米級(jí)(150nm)尖端結(jié)構(gòu)四針狀氧化鋅晶須單晶體。實(shí)施例1:原料配比如下(各組分按重量份計(jì))Fe"摻雜四針狀氧化鋅晶須1份分子篩10份丙烯酸酯乳液40份二氧化鈦20份填料滑石粉25份二偏磷酸鈉2份膨潤土2份其中，F(xiàn)e"摻雜四針狀氧化鋅晶須的制備是，將10%(重量)的FeCl3水溶液噴灑在四針狀氧化鋅晶須表面，配合量按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)是Fe"的含量為四針狀氧化鋅晶須的1%，經(jīng)6CTC氣流干燥，然后在80(TC的箱式電阻爐內(nèi)恒溫焙燒15分鐘，得Fe'i+摻雜四針狀氧化鋅晶須。在攪拌缸中，依次加入二氧化鈦、填料滑石粉、分子篩、二偏磷酸鈉、膨潤土及適量水分散，并與丙烯酸酯乳液混合均勻，最后加入Fe3+摻雜四針狀氧化鋅晶須攪拌混合均勻，得本發(fā)明具有抗菌和空氣凈化功能的涂料組合物。其抗菌及分解甲醛效果如表l所示。實(shí)施例2:原料配比如下(各組分按重量份計(jì))V'"摻雜四針狀氧化鋅晶須3.5份多孔硅酸鈉1份丙烯酸酯乳液55份二氧化紋30份填料滑石粉10份二偏磷酸鈉0.25份膨潤土0.25份其中，F(xiàn),摻雜四針狀氧化鋅晶須的制備是，將10%(重量)的VCls水溶液噴灑在四針狀氧化鋅晶須表面，配合量按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)是V"的含量為四針狀氧化鋅晶須的0.3%，經(jīng)90°C氣流干燥，然后在500°C的箱式電阻爐內(nèi)恒溫焙燒60分鐘，得V5+摻雜四針狀氧化鋅晶須。以后操作同實(shí)施例1，得具有抗菌和空氣凈化功能的涂料組合物。其抗菌及分解甲醛效果如表l所示。實(shí)施例3:原料配比如下(各組分按重量份計(jì))Fe3+、V5+、Cu2+摻雜四針狀氧化鋅晶須5份分子篩l份活性碳l份多孔硅酸鈉1份丙烯酸酯乳液45份二氧化鈦25份填料滑石粉20份二偏磷酸鈉1份膨潤土1份其中，F(xiàn)e3+、V5+、Cu2+摻雜四針狀氧化鋅晶須的制備是，將10%(重量)的FeCl:,、VC15、CuCl2水溶液混合后噴灑在四針狀氧化鋅晶須表面，配合量按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)是Fe"、V5+、0]2+的含量分別為四針狀氧化鋅晶須的O.3%、0.5%、0.7%，經(jīng)8CTC氣流干燥，然后在70(TC的箱式電阻爐內(nèi)恒溫焙燒50分鐘，得Fe"、V、Cu2+摻雜四針狀氧化鋅晶須。以后操作R買施例1，得具有抗菌和空氣凈化功能的涂料組合物。其抗菌及分解甲醛效果如表1所示。實(shí)施例4:原料配比如下(各組分按重量份計(jì))Fe:'+、V5+摻雜四針狀氧化鋅晶須7份分子篩3份活性碳3份丙烯酸酯乳液45份二氧化鈦15份填料滑石粉20份二偏磷酸鈉3.5份膨潤土3.5份其中，F(xiàn)e"、V5+摻雜四針狀氧化鋅晶須的制備是，將10%(重量)的FeCl:i、VCI5水溶液混合后噴灑在四針狀氧化鋅晶須表面，配合量按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)是Fe"、V'"的含量分別為四針狀氧化鋅晶須的1%、1%，經(jīng)100。C氣流干燥，然后在70(TC的箱式電阻爐內(nèi)恒溫焙燒40分鐘，得Fe"、V'"慘雜四針狀氧化鋅晶須。以后操作同實(shí)施例1，得具有抗菌和空氣凈化功能的涂料組合物。其抗菌及分解甲醛效果如表1所示。實(shí)施例5:原料配比如下(各組分按重量份計(jì)):Ag+摻雜四針狀氧化鋅晶須10份活性碳3份多孔硅酸鈉2份丙烯酸酯乳液50份二氧化鈦10份填料滑石粉15份二偏磷酸鈉3份膨潤土7份其中，Ag'摻雜四針狀氧化鋅晶須的制備是，將10%(重量)的AgN03水溶液混合后噴灑在四針狀氧化鋅晶須表面，配合量按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)是Ag+的含量分別為四針狀氧化鋅晶須的3%，經(jīng)12(TC氣流干燥，然后在60CTC的箱式電阻爐內(nèi)恒溫焙燒30分鐘，得Ag'摻雜四針狀氧化鋅晶須。以后操作同實(shí)施例1，得具有抗菌和空氣凈化功能的涂料組合物。其抗菌及分解甲醛效果如表1所示。以上實(shí)施例15中介孔填料粒子大小均在上述選擇的范圍內(nèi)，其直徑為O.310um，介孔尺寸為0.5500nm。表l:本發(fā)明涂料組合物抗菌及分解甲醛效果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>注*:比較例1為中華制漆生產(chǎn)的長頸鹿牌全效凈味漆。比較例2為中華制漆生產(chǎn)的S-4500菊花超級(jí)油霸漆。權(quán)利要求1.一種具有抗菌和空氣凈化功能的涂料組合物，其特征在于組分按重量份計(jì)，包括摻雜四針狀氧化鋅晶須1～10份、介孔填料1～10份，丙烯酸酯乳液40～55份，二氧化鈦10～30份，填料滑石粉10～25份，助劑0.5～10份。2.如權(quán)利要求1所述具有抗菌和空氣凈化功能的涂料組合物，其特征在于摻雜四針狀氧化鋅晶須是四針狀氧化鋅晶須經(jīng)過Fe:i+、Cu2+、Ag+或r中的一種或多種金屬離子在50080(TC高溫下的摻雜改性物，其中，四針狀氧化鋅晶須是長度為O.520陶的單晶體，且具有納米級(jí)的尖端結(jié)構(gòu)。3.如權(quán)利要求1所述具有抗菌和空氣凈化功能的涂料組合物，其特征在于介孔填料是分子篩、活性炭或多孔硅酸鈉中的至少一種，粒子直徑為0.310介孔尺才為0.5500nm。4.如權(quán)利要求1所述具有抗菌和空氣凈化功能的涂料組合物，其特征在于助劑是分散劑二偏磷酸鈉及防沉劑膨潤土。全文摘要本發(fā)明提供一種具有抗菌和空氣凈化功能的涂料組合物，其組分按重量份計(jì)，包括摻雜四針狀氧化鋅晶須1～10份、介孔填料1～10份，丙烯酸酯乳液40～55份，二氧化鈦10～30份，填料滑石粉10～25份，助劑0.5～10份。其中摻雜離子是Fe³⁺、Cu²⁺、Ag⁺或V⁵⁺中的一種或多種。該涂料組合物經(jīng)一般的噴涂或刷涂施工，固化成膜后具有長效的抗菌和空氣凈化效果。對(duì)室內(nèi)空氣中的金黃色葡萄球菌、大腸埃希氏菌、鼠傷寒沙門氏菌等常見細(xì)菌的抗菌效果達(dá)到95％以上，12小時(shí)、24小時(shí)、48小時(shí)和72小時(shí)對(duì)濃度為0.75～0.85的甲醛降解率分別達(dá)到50％、70％、82％和85％以上。主要用作室內(nèi)涂料。文檔編號(hào)C09D7/12GK101245211SQ20081004505公開日2008年8月20日申請(qǐng)日期2008年3月25日優(yōu)先權(quán)日2008年3月25日發(fā)明者林定波申請(qǐng)人:中華制漆(深圳)有限公司