一种儿童无醛抗菌水性硅藻涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种儿童无醛抗菌水性硅藻涂料及其制备方法。本发明专利技术的涂料以去离子水作为溶剂，不含有机溶剂，且添加钛白粉、负载纳米ZnO的硅藻土和负载纳米WO3的硅藻土，进一步有效吸收和分解甲醛，有效降低和消除涂料对儿童的过敏伤害，安全环保；在硅藻土中采用纳米ZnO和纳米WO3复配，具有良好的协同抗菌和持久抗菌性能。本发明专利技术通过合理调整各组分的配比，该涂料各组分相容性良好，提高涂料的稳定性，且能够有效提高涂膜的力学性能，耐刮擦，耐刷洗。

【技术实现步骤摘要】
一种儿童无醛抗菌水性硅藻涂料及其制备方法
本专利技术涉及水性硅藻泥涂料
，具体涉及一种儿童无醛抗菌水性硅藻涂料及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着市场的细化，越来越多的用户越来越重视家庭装修材料的环保性，在儿童房装修和装饰材料中，环保性不好的材料存在较大的安全隐患，因而，儿童房内的墙面涂料的环保性和安全性正成为消费者关注的焦点。目前在儿童房装修和装饰材料中，墙面涂料中使用大量有机溶剂，含大量有机可挥发性物质(VOC)、重金属、烷基苯酚聚氧乙烯醚类物质(APEO)和甲醛等，且涂料抗菌性能差，在多发霉雨季节，墙面容易滋生大量微生物，然而儿童的免疫力较成人差，又是生长发育期，对细菌或各种有害物质的抵抗力比较低，儿童与这类墙面涂料直接接触，容易引起过敏，对儿童的身体健康造成隐患。因此，开发一种安全环保，适用于儿童房装修，且具有良好的抗菌抗过敏性能和净化甲醛的涂料是非常有意义的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种儿童无醛抗菌水性硅藻涂料及其制备方法，该涂料具有较好的亲和性，降低儿童接触出现过敏的风险，具有良好的抗菌性、稳定性和净化甲醛性能。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：一种儿童无醛抗菌水性硅藻涂料，包括以下重量份的组分：聚氨酯乳液30～40份、去离子水24～38份、钛白粉7～10份、负载纳米ZnO的硅藻土5～15份、负载纳米WO3的硅藻土5～15份、二氧化硅微球5～10份、白炭黑4～12份、灰钙6～9份、重钙5～10份、分散剂0.5～1.2份、消泡剂0.4～1份、成膜助剂0.6～1份、增稠剂1～2份、纤维素1～2份、流平剂0.2～0.5份、润湿剂0.1～0.5份和防霉剂0.1～0.4份，其中，所述负载纳米ZnO的硅藻土和负载纳米WO3的硅藻土的总重量为15～20份；所述负载纳米ZnO和纳米WO3的硅藻土中纳米ZnO的负载量为3～7wt％，所述纳米WO3的硅藻土中纳米WO3的负载量为0.5～3wt％。本专利技术的涂料以去离子作为溶剂，不含有机溶剂，在使用过程中有机挥发物和甲醛的释放量比较低，添加钛白粉、负载纳米ZnO的硅藻土和负载纳米WO3的硅藻土，进一步有效吸收和分解甲醛，有效降低和消除涂料对儿童的过敏伤害，安全环保。硅藻土的主要成分为无定型二氧化硅，具有多孔结构，具有良好的吸附作用，水性涂料在成膜过程中，溶于水的基团被硅藻土吸附到的空隙中，隔绝基团与水的接触，解决水性涂料存在各组分相容性差的问题，从而提高涂料的稳定性。本专利技术分别在硅藻土中负载纳米ZnO和纳米WO3作为抗菌剂，与高分子抗菌剂相比，抗菌性能更稳定、持久，且避免涂料中由于抗菌剂的迁移、降解、变色等问题导致抗菌性能的减弱，使得涂料具有长效、稳定的抗菌性能；与Ag系抗菌剂相比，成本较低。本专利技术同时采用纳米ZnO和纳米WO3复配，能够有效提高纳米ZnO的抗菌活性和光催化活性，具有良好的协同抗菌作用。纳米ZnO和纳米WO3的比表面积和表面张力比较大，容易吸附而导致团聚，在涂料中的分散性较差，将其负载在硅藻土中能够有效改善其在水性涂料中的分散性能；另一方面纳米粒子的比表面积大，与有机基体具有良好的界面结合力，有利于提高涂膜的力学强度、硬度和耐刷洗性能。二氧化硅微球和白炭黑在乳液中具有良好的分散性，且能够有效提高涂料的稳定性和涂膜的硬度。本专利技术中添加了乳液和成膜助剂，以使该涂料具有良好的成膜性能，但乳液和成膜助剂形成的膜容易导致堵塞硅藻土的多孔结构，降低其分解甲醛和抗菌性能。本专利技术通过优化各组分配比，降低乳液和成膜助剂对硅藻土多孔结构的影响，从而获得具有良好抗菌性能和分解甲醛性能的涂料。作为本专利技术所述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料的优选实施方式，所述负载纳米ZnO的硅藻土的制备方法为：将氯化锌溶于去离子水中，得到浓度为0.004～0.005M的氯化锌溶液；将氢氧化钠溶于水中，配制浓度为0.008～0.01M的氢氧化钠溶液；将硅藻土加入水中，超声分散，得到硅藻土分散液；将氯化锌溶液和氢氧化钠溶液加入到硅藻土分散液中，并加入浓度为0.01～0.02M的十六烷基三甲基溴化铵溶液，在100℃～110℃搅拌反应6～8h，过滤、洗涤后烘干，得到所述负载纳米ZnO的硅藻土。通过控制各溶液浓度，有效控制纳米ZnO的粒径，以及提高其在硅藻土中的分散性。作为本专利技术所述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料的优选实施方式，所述负载纳米WO3的硅藻土的制备方法为：将(NH4)10W12O41·xH2O溶于去离子水中，加入盐酸调节pH为1.0～1.5，加入硅藻土，在70℃～80℃搅拌48～64h后，在180℃～200℃水热反应24～36h，得到所述负载纳米WO3的硅藻土。通过上述方法制备的负载纳米WO3的硅藻土种纳米WO3能够均匀分散在硅藻土表面上。作为本专利技术所述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料的优选实施方式，所述负载纳米ZnO的硅藻土与负载纳米WO3的硅藻土的重量比为1～2:1。负载纳米ZnO的硅藻土与负载纳米WO3的硅藻土的重量比控制为为1～2:1，该儿童无醛抗菌水性硅藻涂料具有良好的协同抗菌效果。作为本专利技术所述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料的优选实施方式，所述负载纳米ZnO的硅藻土与负载纳米WO3的硅藻土的总重量与二氧化硅微球的重量比为3～4:1；所述负载纳米ZnO的硅藻土与负载纳米WO3的硅藻土的总重量与白炭黑的质量比为2～4:1。通过合理调整负载纳米ZnO的硅藻土、负载纳米WO3的硅藻土、二氧化硅微球和白炭黑的配比，进一步改善涂料的耐水性和涂膜的力学性能。作为本专利技术所述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料的优选实施方式，包括以下重量份的组分：聚氨酯乳液36份、去离子水30份、钛白粉8份、负载纳米ZnO的硅藻土10份、负载纳米WO3的硅藻土8份、二氧化硅微球6份、白炭黑6份、灰钙7份、重钙6份、分散剂0.9份、消泡剂0.5份、成膜助剂0.8份、增稠剂1.2份、纤维素1.2份、流平剂0.3份、润湿剂0.2份和防霉剂0.2份，所述负载纳米ZnO和纳米WO3的硅藻土中纳米ZnO的负载量为5wt％，所述纳米WO3的硅藻土中纳米WO3的负载量为2.5wt％。作为本专利技术所述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料的优选实施方式，包括以下重量份的组分：聚氨酯乳液36份、去离子水35份、钛白粉8份、负载纳米ZnO的硅藻土8份、负载纳米WO3的硅藻土8份、二氧化硅微球5份、白炭黑8份、灰钙7份、重钙8份、分散剂1份、消泡剂0.8份、成膜助剂0.8份、增稠剂1.6份、纤维素1.5份、流平剂0.25份、润湿剂0.4份和防霉剂0.2份，所述负载纳米ZnO和纳米WO3的硅藻土中纳米ZnO的负载量为5wt％，所述纳米WO3的硅藻土中纳米WO3的负载量为2.5wt％。作为本专利技术所述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料的优选实施方式，所述二氧化硅微球为硅烷偶联剂改性二氧化硅微球。采用硅烷偶联剂对二氧化硅微球进行改性，提高微球在乳液中的分散性。作为本专利技术所述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料的优选实施方式，所述分散剂为六偏磷酸钠分散剂；所述消泡剂为有机硅消泡剂；所述润湿剂为聚硅氧烷溶液；所述成膜助剂为丙二醇丁醚、十二碳醇酯、聚乙二醇中的至少一种；防霉剂为苯并咪唑化合物；所述增稠剂为纤维素醚增稠剂、聚丙烯酸酯增稠剂、缔合型增稠剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种儿童无醛抗菌水性硅藻涂料，其特征在于，包括以下重量份的组分：聚氨酯乳液30～40份、去离子水24～38份、钛白粉7～10份、负载纳米ZnO的硅藻土5～15份、负载纳米WO3的硅藻土5～15份、二氧化硅微球5～10份、白炭黑4～12份、灰钙6～9份、重钙5～10份、分散剂0.5～1.2份、消泡剂0.4～1份、成膜助剂0.6～1份、增稠剂1～2份、纤维素1～2份、流平剂0.2～0.5份、润湿剂0.1～0.5份和防霉剂0.1～0.4份，其中，所述负载纳米ZnO的硅藻土和负载纳米WO3的硅藻土的总重量为15～20份；所述负载纳米ZnO和纳米WO3的硅藻土中纳米ZnO的负载量为3～7wt％，所述纳米WO3的硅藻土中纳米WO3的负载量为1～5wt％。

【技术特征摘要】
1.一种儿童无醛抗菌水性硅藻涂料，其特征在于，包括以下重量份的组分：聚氨酯乳液30～40份、去离子水24～38份、钛白粉7～10份、负载纳米ZnO的硅藻土5～15份、负载纳米WO3的硅藻土5～15份、二氧化硅微球5～10份、白炭黑4～12份、灰钙6～9份、重钙5～10份、分散剂0.5～1.2份、消泡剂0.4～1份、成膜助剂0.6～1份、增稠剂1～2份、纤维素1～2份、流平剂0.2～0.5份、润湿剂0.1～0.5份和防霉剂0.1～0.4份，其中，所述负载纳米ZnO的硅藻土和负载纳米WO3的硅藻土的总重量为15～20份；所述负载纳米ZnO和纳米WO3的硅藻土中纳米ZnO的负载量为3～7wt％，所述纳米WO3的硅藻土中纳米WO3的负载量为1～5wt％。2.根据权利要求1所述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料，其特征在于，所述负载纳米ZnO的硅藻土的制备方法为：将氯化锌溶于去离子水中，得到浓度为0.004～0.005M的氯化锌溶液；将氢氧化钠溶于水中，配制浓度为0.008～0.01M的氢氧化钠溶液；将硅藻土加入水中，超声分散，得到硅藻土分散液；将氯化锌溶液和氢氧化钠溶液加入到硅藻土分散液中，并加入浓度为0.01～0.02M的十六烷基三甲基溴化铵溶液，在100℃～110℃搅拌反应6～8h，过滤、洗涤后烘干，得到所述负载纳米ZnO的硅藻土。3.根据权利要求1所述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料，其特征在于，所述负载纳米WO3的硅藻土的制备方法为：将(NH4)10W12O41·xH2O溶于去离子水中，加入盐酸调节pH为1.0～1.5，加入硅藻土，在70℃～80℃搅拌48～64h后，在180℃～200℃水热反应24～36h，得到所述负载纳米WO3的硅藻土。4.根据权利要求1所述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料，其特征在于，所述负载纳米ZnO的硅藻土与负载纳米WO3的硅藻土的重量比为1～2:1。5.根据权利要求1所述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料，其特征在于，所述负载纳米ZnO的硅藻土与负载纳米WO3的硅藻土的总重量与二氧化硅微球的重量比为3～4:1；所述负载纳米ZnO的硅藻土与负载纳米WO3的硅藻土的总重量与白炭黑的质量比为2～4:1。6.根据权利要求1所述的儿童无醛抗菌水性硅藻涂料，其特征在于，包括以下重量份的组分...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹耀东，刘小军，
申请(专利权)人：广东太氧谷环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44