一种光催化抑菌防腐涂料及其涂覆工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种光催化抑菌防腐涂料及其涂覆工艺。以硅酸三钙和铝酸三钙为基体材料，钽酸钾为光催化杀菌材料，并掺入砂子，与水混合，搅拌均匀得到杀菌防腐涂料。本发明专利技术具有原料来源广泛，成本较低，工艺简单，杀菌性能高效稳定等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于防腐材料领域，具体涉及一种光催化抑菌防腐涂料及其涂覆工艺。
技术介绍
进入21世纪，我国已经迈入了沿海经济大发展的时代，可以预见未来一段时期内将有大批海港码头、跨海桥梁、隧道、海上采油平台等使用混凝土结构。浪贱区的混凝土结构由于长期经受风吹，日晒和海浪的反复拍打，混凝土结构的表层容易积累大量的菌落和微生物。如何有效地阻止这些菌落和微生物对混凝土结构的腐蚀破坏，已逐渐引起广大科研工作者的重视，并成为学术界研究的重点之一。因此，开发和利用新材料、新技术解决混凝土结构的腐蚀问题是当前土木工程领域科技工作者面临的最紧迫的任务之一。在生物腐蚀方面，T-硫氧化菌、硫杆菌X、噬硅菌造成的生物硫酸腐蚀是其中一种常见的混凝土腐蚀，其具体过程为：环境水体中的有机和无机悬浮物随着水体的流动而逐渐沉积于混凝土结构的表面成为附着物，附着物中的硫酸根离子被硫还原菌还原，生成硫化氢气体。同时，硫化氢气体通过复杂的生物化学反应，氧化生成酸性较强的硫酸，从而降低周围环境的pH值。硫酸溶解释放的氢离子通过扩散进入混凝土的内部，并与混凝土内部的钢筋结构相接触，从而发生混凝土和钢筋的腐蚀，严重威胁着混凝土建筑结构的安全。目前常用的杀菌材料是纳米二氧化钛，由于纳米二氧化钛能够进行“光催化反应”，其受到光激发后，产生化学能，利用产生的化学能来进行氧化还原反应。光催化的基本原理是利用纳米二氧化钛作为光催化材料，在特定波长的光辐射下，在纳米二氧化钛表面产生氧化性极强的空穴或反应性极高的羟基自由基。这些空穴或自由基可以有效地与有机污染物、病毒、细菌发生接触和复合而产生强烈的破坏作用，导致有机污染物被降解，病毒与细菌被杀灭，从而达到降解环境污染物，杀菌抑菌和防腐的目的。但纳米二氧化钛受制于其制备工艺和产能的影响以及对人体的潜在危害性，亟待开发一种新型的替代产品，应用于不适于使用纳米二氧化钛的混凝土防腐工艺中。另外，目前的现有技术中已存在多的钢筋混凝土块防腐蚀的方法。如申请号为201310232855.2的专利技术专利公开了一种防腐蚀建筑混凝土，包括水泥和掺合物，还具有防腐剂和分散剂。该专利技术的防腐蚀建筑混凝土是通过使异丁基三乙氧基硅烷渗透到混凝土内部，与暴露在酸性或碱性环境中的空气及基底中的水分子发生化学反应，形成斥水处理层，从而抑制水分进入到基底中。其必须在制备混凝土砂浆时，即将防腐剂和分散剂加入原料中，而对于已成型的混凝土块无法使用。申请号为201510550106.3的专利技术专利公开了一种改性丙烯酸涂层混凝土防腐方法，包括如下步骤：涂层试验；脚手架搭设；混凝土的清理；混凝土的打磨；混凝土的修补找平；涂刷丙烯酸树脂封闭底漆；涂刷丙烯酸树脂面漆；养护。该专利技术本质是将丙烯酸树脂封闭底漆和面漆，在混凝土表面形成一道强有力的保护屏障，阻挡水和二氧化碳进入混凝土块。但该方法并不能对长期浸泡于水中的混凝土块其作用，因为其表面的细菌依然无法被杀灭，容易进入内部对钢筋造成侵蚀。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中存在的问题，并提供一种光催化抑菌防腐涂料及其涂覆工艺，以满足混凝土长期浸泡于海水中而带来的杀菌防腐要求。本专利技术所采用的具体技术方案如下：一种光催化抑菌防腐涂料，其原料包含：钽酸钾10-20质量份，铝酸三钙2-6质量份，硅酸三钙25-40质量份，砂35-55质量份。一种光催化抑菌防腐涂料的涂覆工艺，步骤如下：将10-20质量份的钽酸钾、2-6质量份的铝酸三钙、25-40质量份的硅酸三钙搅拌、混合均匀后得到干拌料A；在干拌料A中加入适量水，充分混合均匀得到混合物B；混合物B机械拌合后，继续一边搅拌，一边再把35-55质量份的砂和4-6质量份的水一起倒入混合物B中，继续拌合形成涂料C；沾取涂料C，均匀涂覆于目标混凝土块表面并养护成型。上述技术方案中，钽酸钾作为光催化材料，可以在特定波长的光辐射下，产生羟基自由基，从而达到杀菌抑菌和防腐的目的。而铝酸三钙、硅酸三钙和砂则起了粘合剂的作用，将钽酸钾涂覆于海洋钢筋混凝土表面，由此可以防止微生物造成的生物硫酸腐蚀，保持混凝土内部钢筋的结构安全性。作为优选，所述的目标混凝土块在涂覆涂料之前洒水湿润，使涂覆材料能够稳定、长期固定在混凝土块外表面。作为优选，所述的砂预先过80目筛网。另外，所述的干拌料A与水的重量比为(2-4)：1。砂的目数和水的用量可以影响涂料的粘合性能，上述参数下其粘合性能较好。但针对具体的环境，可根据试验确定相应比例和参数。作为优选，所述的养护成型具体为将涂覆后的混凝土块静置于常温空气中凝固成型。本专利技术的光催化防腐涂料，钽酸钾作为光催化材料，可以通过抑制细菌的生长，明显提高混凝土构件的腐蚀电位，从而减缓生物硫酸对混凝土结构腐蚀和破坏。本专利技术中的硅酸三钙、铝酸三钙及砂作为粘结剂，与钽酸钾具有协同效应，进一步的抑制了细菌的生长。本专利技术具有原料来源广泛，成本较低，工艺简单，杀菌性能高效稳定等优点。本专利技术适合用于长期浸泡于海水中的海洋混凝土结构的杀菌防腐。附图说明图1为本专利技术实施例4中空白对照组与实验组的自腐蚀电位随时间变化图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步阐述和说明。本专利技术中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。光催化抑菌防腐涂料的原料包含：钽酸钾10-20份，铝酸三钙2-6份，硅酸三钙25-40份，砂35-55份(均为质量份)。杀菌防腐涂料的涂覆工艺可采用如下具体方法：预处理：砂过80目筛网，混凝土试块洒水湿润。干混：将按前述组分比例称量的钽酸钾，铝酸三钙，硅酸三钙倒入容器，置于混料机中搅拌10分钟，混合均匀得到干拌料A。湿混：在干拌料A中加入适量水，干拌料A与水的重量比为(2-4)：1，置于混料机中充分混合均匀得到混合物B。机械拌合3分钟后，继续一边搅拌，一边再把称量好的砂和(4-6)份水一起倒入混合物B中，继续拌合2分钟，形成涂料C。涂覆：把事先准备好的混凝土试块洒水湿润，用滚筒刷沾取涂料C，均匀涂覆于混凝土表面，形成试块D。养护：试块D静置于常温空气中24小时候后凝固成型。下述实施例1-4分别为杀菌涂料的制备：实施例1预处理：砂过80目筛网，混凝土试块洒水湿润。干混：将称量的15份钽酸钾，4.4份铝酸三钙，25.6份硅酸三钙倒入容器，置于混料机中搅拌10分钟，得到干拌料A。湿混：按照A：水＝2：1的重量比，在干拌料A中加入水22.5份，置于混料机中充分混合均匀得到混合物B。机械拌合3分钟后，一边搅拌，一边再把称量好的43份砂和4份水一起倒入混合物B中，继续拌合2分钟，形成涂料C涂覆：用滚筒刷沾取涂料C，均匀涂覆于混凝土表面。养护：试块静置于常温空气中24小时后凝固成型。实施例2预处理：砂过80目筛网，混凝土试块洒水湿润。干混：将称量的13份钽酸钾，3.9份铝酸三钙，31.1份硅酸三钙倒入容器，置于混料机中搅拌7分钟，得到干拌料A。湿混：按照A：水＝3：1的重量比，在干拌料A中加入水16份，置于混料机中充分混合均匀得到混合物B。机械拌合3分钟后，一边搅拌，一边再把称量好的52砂和4份水一起倒入混合物B中，继续拌合2分钟，形成涂料C涂覆：用滚筒刷沾取涂料C，均匀涂覆于混凝土表面。养护：试块静置于常温空气中24小时后凝固成型。实施例3预本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光催化抑菌防腐涂料，其特征在于：原料包含：钽酸钾10‑20质量份，铝酸三钙2‑6质量份，硅酸三钙25‑40质量份，砂35‑55质量份。

【技术特征摘要】
1.一种光催化抑菌防腐涂料，其特征在于：原料包含：钽酸钾10-20质量份，铝酸三钙2-6质量份，硅酸三钙25-40质量份，砂35-55质量份。2.一种光催化抑菌防腐涂料的涂覆工艺，其特征在于，步骤如下：将10-20质量份的钽酸钾、2-6质量份的铝酸三钙、25-40质量份的硅酸三钙搅拌、混合均匀后得到干拌料A；在干拌料A中加入适量水，充分混合均匀得到混合物B；混合物B机械拌合后，继续一边搅拌，一边再把35-55质量份的砂和4-6质量份的水一起倒入混合物B中，继...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洛栋，闫东明，刘毅，杨帆，高海波，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33