本發(fā)明涉及建筑涂料，具體地說(shuō)是一種長(zhǎng)效抗病毒涂料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、建筑涂料是涂料的重要組成部分，按照其特性可以分為裝飾性涂料和功能性涂料?，F(xiàn)階段在功能性抗菌涂料方面，通過(guò)抑制和殺死罐內(nèi)細(xì)菌與微生物的成長(zhǎng)，并且通過(guò)殺死或減少附著在涂層表面的微生物，從而防止細(xì)菌傳播和微生物成膜已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究。但是，對(duì)于涂料本身具有環(huán)?？共《拘缘难芯啃院苌?。近年來(lái)，人們對(duì)于病菌的不斷認(rèn)識(shí)與傳播的重視，從而對(duì)于研究環(huán)?？共《拘酝苛系陌l(fā)展方向，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

2、目前市面上的抗病毒涂料主要分為兩種：(1)成膜物質(zhì)為水性乳液，在配方體系中加入抗病毒物質(zhì)，制得抗病毒涂料；(2)成膜物質(zhì)為丙烯酸樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂雙組分，在配方體系中加入抗病毒物質(zhì)，制得抗病毒涂料。其中，水性乳液抗病毒涂料的穩(wěn)定性差，而雙組分樹(shù)脂抗病毒涂料的環(huán)保性差。

3、因此，亟需開(kāi)發(fā)一種兼顧穩(wěn)定性和環(huán)保型的長(zhǎng)效抗病毒涂料及其制備方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種長(zhǎng)效抗病毒涂料及其制備方法。本發(fā)明采用環(huán)保型硅溶膠同硅酸鉀復(fù)配制膜，保證其穩(wěn)定與環(huán)保性，并在涂料體系中添加沸石載銀抗病毒助劑和含有抗病毒材料(改性納米tio2與納米cufeo2顆粒)的功能性粉料，最終制得的無(wú)機(jī)抗病毒涂料具有環(huán)保和長(zhǎng)效抗病毒的特點(diǎn)。再通過(guò)添加親水性擴(kuò)鏈劑n-羥基二乙醇胺，起到改善漆膜柔韌性的作用，最終提高這無(wú)機(jī)涂料的彈性，使其穩(wěn)定。最終延長(zhǎng)其漆膜的使用壽命，從而延長(zhǎng)了抗病毒的時(shí)效性。通過(guò)添加抗病毒粉料和沸石載銀抗病毒助劑搭配使用，使漆膜的抗病毒性與抗病毒耐久性強(qiáng)。本發(fā)明環(huán)保方面需符合hj2537-2022《環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品技術(shù)要求水性涂料》、無(wú)機(jī)性能方面符合jg/t26《建筑內(nèi)外墻用液態(tài)無(wú)機(jī)涂料》、抗病毒性能方面符合t/cncia?01014-2020《抗菌及抗病毒涂料》的要求。

2、本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采取以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

3、一種長(zhǎng)效抗病毒涂料，其特征在于，包括按質(zhì)量百分比計(jì)的以下組分：

4、

5、優(yōu)選地，所述硅溶膠溶液是科翰的硅溶膠溶液khzcm-30；所述硅酸鉀溶液是西譜森化學(xué)的納米改性硅酸鉀ks33；所述硅溶膠與硅酸鉀之間的粘結(jié)為分子級(jí)的化學(xué)鍵合(-si-o-si-)，納米改性的硅酸鉀液體分散并包裹在平均粒徑為10-20nm的硅溶膠膠體粒子之間，硅酸鉀的強(qiáng)堿性對(duì)硅溶膠的膠體粒子(sio2)表面先有一定深度的溶合滲入，再發(fā)生而固化成膜。

6、硅溶膠的ph值一般在8.0-9.5之間，較硅酸鉀(ph值為11-13)低得多，硅溶膠復(fù)配硅酸鉀后混合液的ph值會(huì)稍低，配制出的涂料ph值一般在最理想的11.0-11.5之間，這樣增加了使用的安全性。從而配方無(wú)需添加有機(jī)溶劑成膜，最終滿足凈味環(huán)保的要求。

7、優(yōu)選地，所述抗病毒粉料是二氧化硅氣凝膠對(duì)分散好的抗病毒材料進(jìn)行包裹制得功能性粉料；所述抗病毒材料為改性納米tio2與納米cufeo2顆粒。

8、抗病毒粉末(tio2-sio2-cufeo2)：溶膠-凝膠法制得的二氧化硅同步包覆氣相法制得的納米tio2與溶膠-凝膠法制得的納米cufeo2顆粒，物化反應(yīng)制得的。

9、所述抗病毒粉料通過(guò)以下步驟制備而成：

10、(1)在二氧化硅的前驅(qū)體硅烷類(lèi)化合物、溶劑和催化劑溶膠-凝膠法制二氧化硅過(guò)程時(shí)，硅烷類(lèi)化合物表面有大量的羥基，利用硅烷類(lèi)化合物表面羥基的反應(yīng)活性，加入能與凝膠表面硅羥基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的納米級(jí)tio2與納米級(jí)cufeo2顆粒，在120℃-150℃之間進(jìn)行羥基反應(yīng)，通過(guò)控制反應(yīng)溫度和時(shí)間來(lái)制得合適的包覆層厚度，制得的粉末粒徑為1-15um；其中，硅烷類(lèi)化合物:納米級(jí)tio2:納米級(jí)cufeo2的質(zhì)量比為10:1:9；

11、(2)對(duì)制得的粉末進(jìn)行去離子水洗滌與分離，以去除未反應(yīng)的化合物和雜質(zhì)；再進(jìn)行干燥和真空浸漬，制得tio2-sio2-cufeo2抗病毒粉料。

12、優(yōu)選地，所述硅烷類(lèi)化合物是四乙氧基硅烷。所述溶劑為去離子水，溶劑適量。所述催化劑為ph調(diào)節(jié)劑，催化劑調(diào)節(jié)反應(yīng)體系ph為5-6，使硅烷類(lèi)化合物發(fā)生水解和縮合反應(yīng)。所述納米級(jí)tio2是氣相法制得的納米tio2。所述納米級(jí)cufeo2顆粒是溶膠-凝膠法制得的納米cufeo2。

13、更優(yōu)選地，氣相法制得的納米tio2：將鈦源在高溫下氧化為二氧化鈦蒸汽，通過(guò)氣相反應(yīng)形成納米二氧化鈦。贏創(chuàng)-工業(yè)級(jí)氣相二氧化鈦aeroxide?tio2?p25，粒徑：20-25nm，供應(yīng)商：上海臻麗拾網(wǎng)絡(luò)科技有限公司。

14、更優(yōu)選地，溶膠-凝膠法制得的納米cufeo2：將氫氧化鉀和氫氧化鈉按照摩爾比0.8∶1～1∶1.2加入特氟龍塑料罐中，再加入銅鹽和鐵鹽，銅和鐵原子比1∶1，加入草酸鹽，用玻璃棒攪拌混合均勻后放入190～220℃恒溫烘箱中靜置反應(yīng)6～12小時(shí)；洗滌干燥得到cufeo2納米結(jié)構(gòu)(300-600nm)。銅鹽是氯化銅、硝酸銅、乙酸銅中的一種或其組合。鐵鹽是氯化鐵、氯化亞鐵、硝酸鐵、對(duì)甲苯磺酸鐵中的一種或其組合。草酸鹽是草酸鈉、草酸鉀中的一種或其組合?？梢圆少?gòu)自供應(yīng)商：合肥萃勵(lì)新材料科技有限公司。

15、抗病毒粉料通過(guò)其金屬離子直接接觸帶負(fù)電荷的病毒，通過(guò)庫(kù)倫引力牢固吸附，使其進(jìn)行官能團(tuán)反應(yīng)，破壞其結(jié)構(gòu)，最終達(dá)到抗病毒功效，并延長(zhǎng)該無(wú)機(jī)涂料漆膜的抗病毒性。

16、優(yōu)選地，所述抗病毒助劑是沸石載銀抗病毒助劑。沸石是天然礦物，其主要成分是硅酸鹽和鋁酸鹽，所述沸石載銀抗病毒助劑通過(guò)物理吸附和離子交換將抗病毒性最強(qiáng)的銀離子載于沸石上制得。該抗病毒助劑通過(guò)其金屬離子直接接觸帶負(fù)電荷的病毒，通過(guò)庫(kù)倫引力牢固吸附，使其進(jìn)行官能團(tuán)反應(yīng)，破壞其結(jié)構(gòu)；另一原理是金屬離子滲透進(jìn)病毒內(nèi)部，破壞其結(jié)構(gòu)，最終達(dá)到抗病毒功效，并延長(zhǎng)該無(wú)機(jī)涂料漆膜的抗病毒性。

17、n-羥基二乙醇胺，是親水性擴(kuò)鏈劑，起到改善無(wú)機(jī)涂料的韌性的作用。由于在無(wú)機(jī)涂料中添加了抗病毒粉料，雖然增加了漆膜的抗病毒性，但會(huì)影響漆膜的柔韌性。從而，通過(guò)添加這親水性擴(kuò)鏈劑n-羥基二乙醇胺，起到改善漆膜柔韌性的作用，最終提高這無(wú)機(jī)涂料的彈性，使其穩(wěn)定。最終延長(zhǎng)其漆膜的使用壽命，從而延長(zhǎng)了抗病毒的時(shí)效性。

18、優(yōu)選地，所述增稠劑為羥乙基纖維素，增稠劑可以穩(wěn)定涂料的貯存狀態(tài)。

19、優(yōu)選地，所述多功能助劑為ph調(diào)節(jié)劑。

20、優(yōu)選地，所述分散劑為聚丙烯酸鈉鹽，有利于顏填料的分散。

21、優(yōu)選地，所述消泡劑為礦物油消泡劑，有利于涂料的施工性，不影響漆膜的外觀。

22、優(yōu)選地，所述潤(rùn)濕劑為非離子表面活性劑，有利于顏填料分散后的穩(wěn)定性。

23、優(yōu)選地，所述鈦白粉為金紅石型鈦白粉；

24、優(yōu)選地，所述填料為700目重質(zhì)碳酸鈣和煅燒高嶺土，有利于涂料貯存的穩(wěn)定及施工性

25、優(yōu)選地，所述殺菌防腐劑為異噻唑啉酮類(lèi)(cit+mit)殺菌劑和苯并異噻唑酮類(lèi)(bit)殺菌劑，有利于涂料的儲(chǔ)存性能。

26、優(yōu)選地，所述防霉劑為異噻唑酮類(lèi)防霉劑，有利于漆膜的防霉性

27、優(yōu)選地，所述流平改性劑為聚氨酯，有利于涂料的施工性、手感和漆膜的表觀。

28、本發(fā)明的另一目的在于公開(kāi)上述長(zhǎng)效抗病毒涂料的制備方法，包括以下步驟：

29、(1)將純水、增稠劑、多功能助劑加入反應(yīng)釜，低速攪拌15-20分鐘，待增稠劑完全溶脹；

30、(2)加入分散劑、潤(rùn)濕劑、部分消泡劑，中速攪拌10-20分鐘；

31、(3)加入抗病毒粉料，高速攪拌1-2分鐘，攪拌均勻；

32、(4)加入鈦白粉、填料，高速攪拌15-20分鐘，待細(xì)度≤50um；

33、(5)加入硅溶膠溶液，中速攪拌3-5分鐘；

34、(6)加入硅酸鉀溶液，中速攪拌5-10分鐘；

35、(7)加入親水性擴(kuò)鏈劑n-羥基二乙醇胺，中速攪拌1-2分鐘；

36、(8)加入抗病毒劑，中速攪拌1-2分鐘；

37、(9)加入殺菌劑防腐劑、防霉劑和余量消泡劑，中速攪拌3-5分鐘；

38、(10)加入流變改性劑，中速攪拌3-5分鐘，即可得成品。

39、其中，低速為500-800轉(zhuǎn)/分鐘，中速為1000-1200轉(zhuǎn)/分鐘，高速為1500-1800轉(zhuǎn)/分鐘。步驟(2)中添加的部分消泡劑占消泡劑總質(zhì)量的1/3-3/4。

40、本發(fā)明工作原理如下：

41、第一，本發(fā)明的硅溶膠與硅酸鉀之間的粘結(jié)則為分子級(jí)的化學(xué)鍵合(-si-o-si-)，納米改性的硅酸鉀液體分散并包裹在平均粒徑10-20nm的硅溶膠膠體粒子之間，硅酸鉀的強(qiáng)堿性對(duì)硅溶膠的膠體粒子(sio2)表面先有一定深度的溶合滲入，再發(fā)生縮合聚合而固化成膜，富有極強(qiáng)的粘結(jié)力。硅溶膠的ph值一般在8.0-9.5之間，較硅酸鉀(ph?11-13)低得多，硅溶膠復(fù)配硅酸鉀后混合液的ph值會(huì)稍低，配制出的涂料ph值一般在最理想的11.0-11.5之間，這樣增加了使用的安全性，從而配方無(wú)需添加有機(jī)溶劑成膜，最終滿足凈味環(huán)保的要求。

42、第二，本發(fā)明的抗病毒粉料是二氧化硅氣凝膠對(duì)分散好的抗病毒材料(改性納米tio2與納米cufeo顆粒)進(jìn)行包裹制得功能性粉料。該抗病毒粉料：通過(guò)其金屬離子直接接觸帶負(fù)電荷的病毒，通過(guò)庫(kù)倫引力牢固吸附，使其進(jìn)行官能團(tuán)反應(yīng)，破壞其結(jié)構(gòu)，最終達(dá)到抗病毒功效，并延長(zhǎng)該無(wú)機(jī)涂料漆膜的抗病毒性。

43、第三，所述的抗病毒助劑是沸石載銀抗病毒助劑。沸石是天然礦物，其主要成分是硅酸鹽和鋁酸鹽，通過(guò)物理吸附和離子交換將抗病毒性最強(qiáng)的銀離子載于沸石上。該抗病毒助劑：通過(guò)其金屬離子直接接觸帶負(fù)電荷的病毒，通過(guò)庫(kù)倫引力牢固吸附，使其進(jìn)行官能團(tuán)反應(yīng)，破壞其結(jié)構(gòu)；另一原理金屬離子滲透進(jìn)病毒內(nèi)部，破壞其結(jié)構(gòu)，最終達(dá)到抗病毒功效，并延長(zhǎng)該無(wú)機(jī)涂料漆膜的抗病毒性。

44、第四，本發(fā)明的n-羥基二乙醇胺是親水性擴(kuò)鏈劑，起到改善無(wú)機(jī)涂料的韌性。由于在無(wú)機(jī)涂料中添加了抗病毒粉料，雖然增加了漆膜的抗病毒性，但會(huì)影響漆膜的柔韌性。從而，通過(guò)添加這親水性擴(kuò)鏈劑n-羥基二乙醇胺，起到改善漆膜柔韌性的作用，最終提高這無(wú)機(jī)涂料的彈性，使其穩(wěn)定。最終延長(zhǎng)其漆膜的使用壽命，從而延長(zhǎng)了抗病毒的時(shí)效性。

45、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

46、本發(fā)明硅溶膠與硅酸鉀之間的粘結(jié)則為分子級(jí)的化學(xué)鍵合(-si-o-si-)，富有極強(qiáng)的粘結(jié)力。有利于成膜、凈味和環(huán)保；

47、本發(fā)明抗病毒粉料是二氧化硅氣凝膠對(duì)分散好的抗病毒材料(改性納米tio2與納米cufeo顆粒)進(jìn)行包裹，制得功能性粉料，抗病毒助劑是沸石載銀抗病毒助劑。從而，提高了漆膜的長(zhǎng)效抗病毒性。

48、本發(fā)明使用的親水性擴(kuò)鏈劑n-羥基二乙醇胺，起到改善無(wú)機(jī)涂料的韌性，使其穩(wěn)定，最終延長(zhǎng)其漆膜的使用壽命。