一种抗菌净醛水性纳米乳胶漆的制备方法技术

本发明专利技术属于涂料领域，具体公开了一种抗菌净醛水性纳米乳胶漆的制备方法，其特征在于，通过电纺丝法制备了银/钒酸铋纳米管，取上述银/钒酸铋纳米管在搅拌条件下分散于水中，加入丙二醇、成膜助剂、润湿剂、防腐剂、羟乙基纤维素、分散剂、在研磨机中搅拌混合均匀；然后加入钛白粉、重钙、高岭土、滑石粉，在高速研磨机中充分研磨后，加入丙烯酸乳液、消泡剂、增稠剂；在研磨机中搅拌均匀混合，最后过滤装桶，得到纳米乳胶漆成品。该纳米乳胶漆可以在可见光波段产生光响应，光催化氧化室内的甲醛，同时还具有良好的抗菌效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及涂料领域，具体涉及一种抗菌净醛水性纳米乳胶漆的制备方法。
技术介绍
随着人类自身健康状况的重视，我们朝夕相处的居住环境也越来越受到关注。居室环境微生物污染状况的一项调查表明：农村细菌总数为138.94cfu/cm2，城镇为72.10cfu/cm2。可见居室环境中微生物造成的污染是不可忽视的。如果室内墙面表面存在有害微生物，特别是在医院、卫生院这类公共卫生场所，其墙面更容易有危险的致病菌，这些有害的微生物一旦与人体接触后，会传染各种疾病，威胁人体健康。在南方地区，南方的天气阴雨天较长，雨水多、潮湿度大，部分阳光照射不到的墙面很容易发生长霉现象，霉菌在潮湿环境下繁殖迅速。市面上销售的一般的防霉涂料虽然具备防霉功能，但是通常功能单一，仅对一般霉菌菌种具有抑制作用，随着时间的推移，其中含有的防霉剂容易发生失效，达不到长时间防霉效果。在房屋装修过程中，由于各种装修材料所释放出来的甲醛是造成家装污染和室内空气质量下降的主要原因，已经严重地干扰到了人们的日常生活。人体长时间吸收这种含有甲醛的气体就会引起各种疾病，严重的还会危机到人的生命安全。因此对装修后的房间和新购买的家具要进行室内空气污染的治理，及消除家具所带来的有害气体的污染。以保证室内有害气体的含量在国家规定的范围内，使人们生活在一个健康的环境中。光催化是一种新兴的催化方法，由光激发产生的电子和空穴分别具有相当的还原能力和氧化能力，如果光生空穴能够迁移到半导体表面，便能氧化降解甲醛转化为无毒的二氧化碳，为利用太阳光治理环境污染提供了一条非常有意义的途径。通过大气层照射在地面上的阳光中辐射照度最强的为420～600nm的可见光。钒酸铋是一种新型光催化剂，其带隙仅为2.4eV，能够对很大范围的可见光产生光响应，是一种非常优秀的可见光光催化剂。纳米银具有超强的杀菌性能，可以杀灭数百种致病微生物，并且对抗生素耐药菌同样具有杀灭作用，并且几乎不会产生耐药性，并且作用时间长。据研究表明，纳米银对霉菌也有相当优异的杀灭性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种抗菌净醛水性纳米乳胶漆的制备方法，用以解决利用420～600nm的可见光光催化去除室内甲醛，并且提高墙面抗菌防霉的性能的问题。为达到上述目的，本专利技术的基础方案为：该涂料按重量份数配比，具体步骤如下：步骤1，A溶液：将5～7份聚乙烯吡咯烷酮和0.1～1份硝酸银溶解在6～7份无水乙醇中，充分搅拌20～40分钟；B溶液：在搅拌条件下将10～15份硝酸铋和6～9份乙酰丙酮氧钒溶解在23～27份N-N二甲基甲酰胺、18～22份乙酸、18～21份矿物油和7～10份无水乙醇的混合溶液中，充分搅拌20～40分钟；步骤2，按照1：1的比例混合A溶液和B溶液，充分搅拌12小时得到制备银/钒酸铋纳米管的前驱胶体溶液；步骤3，将步骤2制得的前驱胶体溶液放入内径为0.4～1mm的喷丝头，接收装置为接地转动直径为100mm的铝辊，温度保持在55～60℃接收距离为15～20cm，纺丝电压为12～18kV，进行静电纺丝；步骤4，将步骤3处理得到的前驱体产物放置在接收铝辊上12小时后收集，置于马弗炉中，以每分钟1～2℃的升温速率升至400～500℃并保温烧结1～3小时，得到银/钒酸铋纳米管；步骤5，取步骤4制得的银/钒酸铋纳米管10～15份在搅拌条件下分散于200～300份水中，加入丙二醇8～15份，成膜助剂10～20份，润湿剂1～3份，防腐剂1～3份，羟乙基纤维素1～3份，分散剂4～8份，在研磨机中以400～600转/分搅拌3小时混合均匀；步骤6，在步骤5制得的混合物中加入钛白粉150～300份，重钙80～120份，高岭土60～100份，滑石粉40～60份，在高速研磨机中以2000～4000转/分钟的转速下充分研磨3小时；步骤7，在步骤6制得的混合物中再加入丙烯酸乳液200～400份，消泡剂1～3份，增稠剂10～15份；在研磨机中以400～600转/分钟的转速下搅拌3小时均匀混合，最后过滤装桶，得到纳米乳胶漆成品。本方案的优点在于：乳胶漆中加入含银的钒酸铋纳米管吸收可见光的能量，通过光催化作用释放超氧化性自由基，将室内的有毒气体甲醛分解为无毒的二氧化碳和水，由于光的辐射能量被释放，同时还提高了乳胶漆的稳定性和使用寿命。钒酸铋纳米管上含有的纳米银还具有极强的杀菌除霉性能，能够有效降低室内菌群数量，防止墙壁在潮湿环境下生霉。含银钒酸铋纳米管具有高的比表面积可以进一步提高催化效率和杀菌性能，并且钒酸铋纳米管在光照条件下，还会在表面产生电子与空穴，进一步提高了杀菌除霉的性能。同时纳米管不容易发生团聚现象，相比加入纳米粉的乳胶漆光催化性质更加稳定。并且乳胶漆中含有的纳米银，其纳米银表面有能够被电子或者光波激发的电子疏密波。当等离子体内部收到入射光的电磁扰动时，金属表面一些区域电荷分布不均，产生静电回复力，使其电荷分布发生偶极振荡，形成表面等离子体共振，宏观上表现为对特定波长光的强烈吸收，同时，在银与半导体钒酸铋接触时，由于两者具有不同的功函数，而银-钒酸铋作为一个整体在热平衡下具有相同的费米能级，导致在银和钒酸铋的接触面上形成肖特基势垒，从而有效阻止电子与空穴的复合，有利于表面电子的转移，从而提高了乳胶漆的光催化净醛的性能。优选方案一：作为基础方案的优选方案，所述步骤5～7中润湿剂为烷基酚聚氧乙烯醚，成膜助剂为聚氨酯乳液，消泡剂为聚硅氧烷类消泡剂，防腐剂为道维希尔-75，分散剂为十二烷基苯磺酸钠，增稠剂为聚氨酯高分子化合物水溶液，专利技术人通过实验发现采用以上试剂，得到的乳胶漆光催化性能好。优选方案二：作为基础方案的优选方案：所述步骤1中钒酸铋纳米管的配方，A配方：6份聚乙烯吡咯烷酮，6.5份无水乙醇和0.5份硝酸银；B配方：12.5份硝酸铋、7.5份乙酰丙酮氧钒、25份N-N二甲基甲酰胺、20份乙酸、8.5份无水乙醇、18份矿物油；专利技术人通过实验发现采用上述配比制备的纳米乳胶漆可见光催化性能较好。优选方案三：作为基础方案的优选方案：所述步骤4中钒酸铋纳米管在马弗炉中焙烧后，加入质量份数为1-3份0.1M的磷酸二氢钠中，然后用大量的去离子水洗涤；专利技术人通过实验发现加入磷酸二氢钠能极大的提高纳米乳胶漆光催化净醛效率。优选方案四：作为优选方案三的优选方案：所述步骤4中钒酸铋纳米管在马弗炉中焙烧后，加入质量份数为1.3份0.1M的磷酸二氢钠，专利技术人通过实验发现采用上述配比制备的纳米乳胶漆可见光催化性能较好。优选方案五：作为基础方案的优选方案：所述步骤4中钒酸铋纳米管的加入量的质量份数为13份，专利技术人通过大量的实验发现采用上述配比的纳米乳胶漆光催化效果较好。优选方案六：作为基础方案的优选方案：所述步骤4中马弗炉的升温速率为1.6℃/min，专利技术人通过大量实验发现采用上述参数制备的纳米乳胶漆抗菌净醛效果好。优选方案七：作为基础方案、优选方案二、优选方案四中任一项的优选方案：所述步骤4中钒酸铋纳米管在马弗炉焙烧后在Cs-137辐照处理12小时，专利技术人通过大量的实验发现采用该方法可以提高纳米乳胶漆的抗菌净醛性能。附图说明图1是本专利技术实施例11的扫描电子显微镜图。具体实施方式下面通过具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明，以下所述份数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗菌净醛水性纳米乳胶漆的制备方法，其特征在于，该涂料按重量份数配比，具体步骤如下：步骤1，A溶液：将5～7份聚乙烯吡咯烷酮和0.1～1份硝酸银溶解在6～7份无水乙醇中，充分搅拌20～40分钟；B溶液：在搅拌条件下将10～15份硝酸铋和6～9份乙酰丙酮氧钒溶解在23～27份N‑N二甲基甲酰胺、18～22份乙酸、18～21份矿物油和7～10份无水乙醇的混合溶液中，充分搅拌20～40分钟；步骤2，按照1：1的比例混合A溶液和B溶液，充分搅拌12小时得到制备银/钒酸铋纳米管的前驱胶体溶液；步骤3，将步骤2制得的前驱胶体溶液放入内径为0.4～1mm的喷丝头，接收装置为接地转动直径为100mm的铝辊，温度保持在55～60℃接收距离为15～20cm，纺丝电压为12～18kV，进行静电纺丝；步骤4，将步骤3处理得到的前驱体产物放置在接收铝辊上12小时后收集，置于马弗炉中，以每分钟1～2℃的升温速率升至400～500℃并保温烧结1～3小时，得到银/钒酸铋纳米管；步骤5，取步骤4制得的银/钒酸铋纳米管10～15份在搅拌条件下分散于200～300份水中，加入丙二醇8～15份，成膜助剂10～20份，润湿剂1～3份，防腐剂1～3份，羟乙基纤维素1～3份，分散剂4～8份，在研磨机中以400～600转/分搅拌3小时混合均匀；步骤6，在步骤5制得的混合物中加入钛白粉150～300份，重钙80～120份，高岭土60～100份，滑石粉40～60份，在高速研磨机中以2000～4000转/分钟的转速下充分研磨3小时；步骤7，在步骤6制得的混合物中再加入丙烯酸乳液200～400份，消泡剂1～3份，增稠剂10～15份；在研磨机中以400～600转/分钟的转速下搅拌3小时均匀混合，最后过滤装桶，得到纳米乳胶漆成品。...

【技术特征摘要】
1.一种抗菌净醛水性纳米乳胶漆的制备方法，其特征在于，该涂料按重量份数配比，具体步骤如下：步骤1，A溶液：将5～7份聚乙烯吡咯烷酮和0.1～1份硝酸银溶解在6～7份无水乙醇中，充分搅拌20～40分钟；B溶液：在搅拌条件下将10～15份硝酸铋和6～9份乙酰丙酮氧钒溶解在23～27份N-N二甲基甲酰胺、18～22份乙酸、18～21份矿物油和7～10份无水乙醇的混合溶液中，充分搅拌20～40分钟；步骤2，按照1：1的比例混合A溶液和B溶液，充分搅拌12小时得到制备银/钒酸铋纳米管的前驱胶体溶液；步骤3，将步骤2制得的前驱胶体溶液放入内径为0.4～1mm的喷丝头，接收装置为接地转动直径为100mm的铝辊，温度保持在55～60℃接收距离为15～20cm，纺丝电压为12～18kV，进行静电纺丝；步骤4，将步骤3处理得到的前驱体产物放置在接收铝辊上12小时后收集，置于马弗炉中，以每分钟1～2℃的升温速率升至400～500℃并保温烧结1～3小时，得到银/钒酸铋纳米管；步骤5，取步骤4制得的银/钒酸铋纳米管10～15份在搅拌条件下分散于200～300份水中，加入丙二醇8～15份，成膜助剂10～20份，润湿剂1～3份，防腐剂1～3份，羟乙基纤维素1～3份，分散剂4～8份，在研磨机中以400～600转/分搅拌3小时混合均匀；步骤6，在步骤5制得的混合物中加入钛白粉150～300份，重钙80～120份，高岭土60～100份，滑石粉40～60份，在高速研磨机中以2000～4000转/分钟的转速下充分研磨3小时；步骤7，在步骤6制得的混合物中再加入丙烯酸乳液200～400份，消...

【专利技术属性】
技术研发人员：田亮亮，李璐，陈贤，刘碧桃，闫兴武，程江，杨鑫，
申请(专利权)人：重庆文理学院，
类型：发明
国别省市：重庆;50