制备花状二氧化硅基复合光催化抗菌水性内墙漆的方法技术

本发明专利技术公开了制备花状二氧化硅基复合光催化抗菌水性内墙漆的方法，包括配置二氧化硅基复合光催化颗粒前驱体溶液；将前驱体溶液与水性内墙漆各组分依次机械搅拌得到混合涂料；将混合涂料微波反应合成，即得光催化抗菌内墙漆，本发明专利技术将二氧化硅基复合光催化纳米颗粒以前驱体混合液的形式分散于水性内墙漆中，使得光催化颗粒稳定性更好，分散性更佳，附着光催化纳米颗粒均匀分散包覆在花状的二氧化硅光催化颗粒上，比表面积更大，提供更多的活性位点数量，有效提高制得复合水性内墙漆的抗菌杀菌效果，二氧化硅的吸附作用对光催化活性有重要影响，能够有效地控制复合光催化颗粒的长大，从而获得较小的粒径和高的比表面积，进一步提高光催化抗菌效果。步提高光催化抗菌效果。

【技术实现步骤摘要】
制备花状二氧化硅基复合光催化抗菌水性内墙漆的方法


[0001]本专利技术属于光催化环保涂料
，具体涉及制备花状二氧化硅基复合光催化抗菌水性内墙漆的方法。

技术介绍

[0002]水性内墙漆被大量使用的室内墙壁装饰材料，由于其在居住和工作中长期和人体接触，则水性内墙漆中VOC、APEO和PFOS有害物含量，以及游离甲醛、铅、铬等重金属离子含量引起了人们对其长期使用的安全性引起了广泛关注。同时，随着人们对室内空气质量的要求也越来越高，尤其各种密闭空间空气传播疾病的持续影响，迫使我们对室内抗菌用装饰材料提出了更高的要求。现有光催化内墙漆基本都是将现成光催化颗粒与树脂乳液和其它添加剂通过简单机械搅拌制得，无法保证光催化颗粒分散性均匀和不发生团聚。此外，添加单一结构或者单一种类的光催化颗粒也会造成水性内墙漆的光催化抗菌效果欠佳。

技术实现思路

[0003]综上所述，本专利技术的目的在于提供制备花状二氧化硅基复合光催化抗菌水性内墙漆的方法，以解决现有技术中添加单一结构或者单一种类的光催化颗粒在水性内墙漆中容易发生团聚、分散性不均匀造成制备出的光催化水性内墙漆抗菌效果不佳的问题。
[0004]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]制备花状二氧化硅基复合光催化抗菌水性内墙漆的方法，包括如下步骤：
[0006]步骤1，配置二氧化硅基复合光催化颗粒前驱体溶液；具体步骤包括：
[0007]步骤1.1，称取二氧化硅硅源溶解在超纯水中，通过加入氨水溶液控制硅氨络合物析出沉淀，随后通过抽滤使沉淀分离，再通过超纯水和无水乙醇充分清洗沉淀，恒温干燥箱烘干得到硅氨络合物沉淀；
[0008]步骤1.2，将6mg/mL附着光催化纳米颗粒的溶液加入到步骤1.1制备的硅氨络合物沉淀中，通过氨水和超纯水配置为0.5
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1.5mol/L的前驱体溶液中，超声震荡30min使其充分分散，即得二氧化硅基复合光催化颗粒前驱体溶液；
[0009]步骤2，将步骤1中的复合前驱体溶液与水性内墙漆各组分依次在反应釜中机械搅拌混合均匀得到混合涂料；
[0010]步骤3，将所述混合涂料微波反应合成，即得花状二氧化硅基复合光催化抗菌水性内墙漆。
[0011]进一步的，所述二氧化硅基复合光催化颗粒包括二氧化硅光催化颗粒和附着光催化纳米颗粒。
[0012]进一步的，步骤1.2的二氧化硅硅源为三氯氢硅、四氯化硅、二氯二氢硅和硅烷其中的一种或几种。
[0013]进一步的，步骤1.2的附着光催化纳米颗粒为纳米银线、石墨烯、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯或石墨烯量子点其中的一种或几种。
[0014]进一步的，步骤2中二氧化硅基复合光催化颗粒和水性内墙漆各组分质量百分数为二氧化硅基复合光催化颗粒13
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15wt％，单组分水性树脂47
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65wt％，颜填料14
‑
20wt％，分散剂2
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3wt％，消泡剂2
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3wt％，增稠剂1
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2wt％和水17
‑
20wt％。
[0015]进一步的，步骤2复合前驱体溶液与水性内墙漆各组分混合的方法是先在复合前驱体溶液添加单组分水性树脂，充分搅拌30min，搅拌速度为550
‑
850r/min，然后再添加颜填料、分散剂、消泡剂和增稠剂的混合体，充分搅拌1h，搅拌速度为1600
‑
1900r/min。
[0016]进一步的，步骤3中微波反应加热温度为95
‑
115℃，反应时间为3
‑
5.5min。
[0017]进一步的，所述单组分水性树脂为水性醇酸树脂、水性丙烯酸树脂和水性聚氨酯树脂其中的一种或几种。
[0018]进一步的，所述颜填料为碳酸钙、煅烧高岭土和硅白粉其中的一种或几种。
[0019]将微波合成花状二氧化硅基复合光催化抗菌水性内墙漆置于扫描电镜下观测，得到的花状二氧化硅基复合光催化颗粒直径集中在2
‑
2.5μm之间。
[0020]本专利技术的有益效果在于：
[0021]1、本专利技术首先将二氧化硅基复合光催化纳米颗粒以前驱体混合液的形式分散于水性内墙漆中，使得光催化颗粒稳定性更好，二氧化硅基复合光催化颗粒在水性内墙漆中分散性更佳、颗粒不易发生团聚，造成最后制备出的水性内墙漆光催化抗菌性能更加优异；
[0022]2、本专利技术通过微波快速反应在水性内墙漆中合成花状硅基复合光催化颗粒，相比于传统的光催化颗粒，本专利技术的附着光催化纳米颗粒均匀分散包覆在花状的二氧化硅光催化颗粒上，并且合成的花状二氧化硅基复合光催化颗粒的比表面积更大，提供更多的活性位点数量，都可以有效提高制得复合水性内墙漆的抗菌杀菌效果，最终使得于复合水性内墙漆在可见光的条件下在短时间内对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌实现光催化抗菌灭活；
[0023]3、本专利技术通过二氧化硅基复合光催化颗粒前驱体混合液与各水性内墙漆原料不同的添加顺序和添加工艺，一方面使得水性内墙漆中树脂有良好的力学性能、机械加工性能、成膜性好、附着力强和干燥速度快等优点，解决了光催化颗粒与水性内墙漆各原料直接混合力学性能不足等缺点。另一方面花状二氧化硅基复合光催化颗粒和水性内墙漆结合更加紧密，在施工和长期使用过程中光催化颗粒不易脱落和团聚，解决了单一结构或单一组分的光催化颗粒与水性内墙漆结合不紧密，光催化颗粒易脱落或团聚的问题；
[0024]4、二氧化硅的吸附作用对光催化活性有重要影响，二氧化硅可以增加复合光催化颗粒表面酸性位对有机物的强吸附作用，而且在表面形成较强的基团，这些基团作为空穴的捕获位，阻止了电子
‑
空穴对的复合，进而具有更好的光催化效果。同时，二氧化硅能够有效地控制复合光催化颗粒的长大，从而获得较小的粒径和高的比表面积，进一步提高光催化抗菌效果。
[0025]5、相比于其它形状二氧化硅复合光催化颗粒，如颗粒状、棒状等，花状二氧化硅复合光催化颗粒比表面积更大，表面可承载附着光催化纳米颗粒的量更多，而且负载的空间方向和活性位点更加丰富，造成在相同光催化颗粒负载量下，花状二氧化硅基复合光催化颗粒抗菌水性内墙漆在可见光下的降解性和杀菌性都更高。
附图说明
[0026]图1为本专利技术实施例3制得的花状二氧化硅基复合光催化抗菌水性内墙漆放大
5000倍显微结构图。
具体实施方式
[0027]下面结合具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落后于本申请所附权力要求所限定。
[0028]实施例1
[0029]制备花状二氧化硅基复合光催化抗菌水性内墙漆的方法，包括如下步骤：
[0030]步骤1，配置二氧化硅基复合光催化颗粒前驱体溶液：称取二氧化硅硅源四氯化硅溶解在超纯水中，通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.制备花状二氧化硅基复合光催化抗菌水性内墙漆的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，配置二氧化硅基复合光催化颗粒前驱体溶液；具体步骤包括：步骤1.1，称取二氧化硅硅源溶解在超纯水中，通过加入氨水溶液控制硅氨络合物析出沉淀，随后通过抽滤使沉淀分离，再通过超纯水和无水乙醇充分清洗沉淀，恒温干燥箱烘干得到硅氨络合物沉淀；步骤1.2，将6mg/mL附着光催化纳米颗粒的溶液加入到步骤1.1制备的硅氨络合物沉淀中，通过氨水和超纯水配置为0.5
‑
1.5mol/L的前驱体溶液中，超声震荡30min使其充分分散，即得二氧化硅基复合光催化颗粒前驱体溶液；步骤2，将步骤1中的复合前驱体溶液与水性内墙漆各组分依次在反应釜中机械搅拌混合均匀得到混合涂料；步骤3，将所述混合涂料微波反应合成，即得花状二氧化硅基复合光催化抗菌水性内墙漆。2.如权利要求1所述的制备花状二氧化硅基复合光催化抗菌水性内墙漆的方法，其特征在于，所述二氧化硅基复合光催化颗粒包括二氧化硅光催化颗粒和附着光催化纳米颗粒。3.如权利要求1所述的制备花状二氧化硅基复合光催化抗菌水性内墙漆的方法，其特征在于，步骤1.2的二氧化硅硅源为三氯氢硅、四氯化硅、二氯二氢硅和硅烷其中的一种或几种。4.如权利要求2所述的制备花状二氧化硅基复合光催化抗菌水性内墙漆的方法，其特征在于，步骤1.2的附着光催化纳米颗粒为纳米银线、石墨烯、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯或石墨烯量子点其中的一种或几种。5.如权利要求1所述的制备花状二氧化硅基复合光催化抗菌水性内墙漆的方法，其特征在于，步骤2...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟福强，李璐，罗永以，陈西浩，
申请(专利权)人：重庆文理学院，
类型：发明
国别省市：