CN111690298A - 量子能量多功能内墙涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种量子能量多功能内墙涂料及其制备方法，属于涂料技术领域。解决了现有内墙乳胶漆易开裂、耐污性差，且释放负离子效果有限的问题。本发明的涂料，以重量份计，包括20‑30份苯丙乳液、1.5‑2.5份苯丙乳液增稠剂、0.8‑1.5份二甲基硅油、0.5‑1份丙二醇、1‑2份量子点、3‑5份纳米二氧化钛、1‑3份多孔纤维素微球、1‑2份1,2‑苯并异噻唑‑3‑酮、0.2‑0.5份氧化锌、1‑1.2份全氢聚硅氮烷、3‑8份水性分散剂、2‑4份水性消泡剂、2‑4份非离子表面活性剂、2‑5份钛白粉等。该涂料不仅附着力强、耐刷洗、耐沾污、不易开裂，而且抗菌抗霉，能够释放负离子，净化空气。
Description
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种量子能量多功能内墙涂料及其制 备方法。
背景技术
乳胶漆是以合成树脂乳液为基料加入颜料、填料及各种助剂配制而成的一 类水性涂料，又称合成树脂乳液涂料，是有机涂料的一种。根据生产原料的不 同，乳胶漆主要有聚醋酸乙烯乳胶漆、乙丙乳胶漆、纯丙烯酸乳胶漆等品种， 根据产品适用环境不同，可以分为内墙和外墙乳胶漆两种，根据装饰的光泽效 果又可分为无光、哑光、半光、丝光和有光等类型。
乳胶漆因其迅速成膜、缩短工期、节省施工费用、透气性优良、环保无异 味、耐洗刷等优点被广泛应用于住房建筑环保涂料中。通用型乳胶漆适合不同 消费层次要求，是目前占市场份额最大的一种产品，最普通的是无光乳胶漆， 效果白而没有光泽，刷上确保墙体干净整洁，具备一定的耐刷洗性，具有良好 的遮盖力。
众所周知，人们70％的时间在室内渡过，因此，室内空气的清洁度将直接 影响到人们的健康，68％的疾病起因与室内空气的污染有关，80％的癌症与居住 环境有关。近年来，随着人民生活水平不断提高，居住环境不断改善，室内装 饰装修日趋豪华、美观的同时，因装修引起的室内污染影响人体健康的问题越 来越多。
负离子在医学界被称为是“空气维生素”，它像食物的维生素一样，对人体及 其他生物的生命活动有着十分重要的影响，主要的作用表现为对人体的神经系 统、呼吸系统、新陈代谢、循环系统、治疗保健、免疫系统的积极作用。人每 天需要约130亿个负离子，而我们的居室，办公室，娱乐场所等环境，只能提 供约1-20亿个。这种供求之间的巨大反差，往往容易导致肺炎，气管炎的呼吸 疾病。因此，高效持久地净化室内有害气体，保持清新健康的生活、工作环境 成了人们越来越迫切追求的目标。现有技术中，建筑涂料领域通过在乳胶漆在 添加负离子粉增加空气中负离子的含量，但效果仍有待提升。且现有的内墙乳 胶漆易开裂、耐污性差。
发明内容
本发明的目的在于解决现有内墙乳胶漆易开裂、耐污性差，且释放负离子 效果有限的技术问题，提供一种量子能量多功能内墙涂料及其制备方法。
本发明解决上述技术问题采取的技术方案如下。
本发明的量子能量多功能内墙涂料，组成及重量份为：
所述纳米二氧化钛、多孔纤维素微球、量子点的质量比为(2-3):1:1；
所述二甲基硅油的粘度为20000-30000mm2/s。
优选的是，由22-28重量份苯丙乳液、1.5-2.5重量份苯丙乳液增稠剂、1-1.3 重量份二甲基硅油、0.7-0.9重量份丙二醇、1.5-2.5重量份量子点、3-5重量份纳 米二氧化钛、1.5-2.5重量份多孔纤维素微球、1-2重量份1,2-苯并异噻唑-3-酮、 0.2-0.5重量份氧化锌、1-1.2重量份全氢聚硅氮烷、4-6重量份水性分散剂、3-3.5 重量份水性消泡剂、3-4重量份非离子表面活性剂、2-5重量份钛白粉、0-2重量 份颜料、10-12重量份填料、25-30重量份去离子水。
优选的是，所述二甲基硅油的粘度为23000-27000mm2/s。
优选的是，所述的量子点为碳量子点、CdTe量子点、ZnSe量子点中的一种 或多种的混合。
优选的是，所述多孔纤维素微球的粒径为1-50μm，孔直径分布为5nm-40nm； 纳米二氧化钛的粒径为10-50nm；量子点的粒径为2-50nm；氧化锌的粒径为 10-20nm。
优选的是，所述水性分散剂为有机硅水性分散剂。
优选的是，所述水性消泡剂为有机硅水性消泡剂。
优选的是，所述非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚。
优选的是，所述填料为硅藻土、滑石粉、轻质碳酸钙、硅灰石、煅烧高岭 土、沸石、云母粉中的一种或多种。
本发明的量子能量多功能内墙涂料的制备方法，步骤如下：
步骤一、按组成及重量份，称取各原料；
步骤二、将丙二醇和二甲基硅氧烷，搅拌混合均匀；
步骤三、继续向反应釜中加去离子水，搅拌混合均匀；
步骤四、继续向反应釜中加1,2-苯并异噻唑-3-酮、氧化锌、全氢聚硅氮烷、 水性分散剂、非离子表面活性剂、钛白粉、颜料和填料，搅拌混合均匀；
步骤五、继续向反应釜中加量子点，搅拌混合均匀；
步骤六、继续向反应釜中加入纳米二氧化钛和多孔纤维素微球，搅拌混合 均匀；
步骤七、继续向反应釜中加苯丙乳液、苯丙乳液增稠剂和水性消泡剂，搅 拌混合均匀，得到量子能量多功能内墙涂料。
本发明的量子能量多功能内墙涂料释放负离子的原理为：多孔纤维素微球 吸附空气。纳米二氧化钛激发产生的电子和空穴可以很快从体内迁移到表面， 空穴是强氧化剂，可以将吸附在纳米二氧化钛表面的羟基和水氧化为·OH；而导 带电子是强还原剂，被吸附在纳米二氧化钛表面的溶解氧俘获而形成·O2 -；部 分·O2 -可继续通过链式反应生成·OH。在光照条件下，量子点吸收光能，之后在 光照或无光照条件下，量子点释放光能，增加反应活性高。
与现有技术相比，本发明的有益效果为:
本发明的量子能量多功能内墙涂料不仅附着力强、耐刷洗、耐沾污、不易 开裂，而且抗菌抗霉，能够释放负离子，净化空气。
本发明的量子能量多功能内墙涂料生产工艺简单，绿色环保。
具体实施方式
为了进一步了解本发明，下面结合具体实施方式对本发明的优选实施方案 进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而 不是对本发明专利要求的限制。
本发明的量子能量多功能内墙涂料，由20-30重量份苯丙乳液、1.5-2.5重量 份苯丙乳液增稠剂、0.8-1.5份二甲基硅油、0.5-1重量份丙二醇、1.5-2.5重量份 量子点、3-5重量份纳米二氧化钛、1.5-2.5重量份多孔纤维素微球、1-2重量份 1,2-苯并异噻唑-3-酮、0.2-0.5重量份氧化锌、1-1.2重量份全氢聚硅氮烷、3-8重 量份水性分散剂、2-4重量份水性消泡剂、2-4重量份非离子表面活性剂、2-5重 量份钛白粉、0-5重量份颜料、10-15重量份填料和20-35重量份去离子水组成。
上述技术方案中，量子能量多功能内墙涂料优选由22-28重量份苯丙乳液、 1.5-2.5重量份苯丙乳液增稠剂、1-1.3重量份二甲基硅氧烷、0.7-0.9重量份丙二 醇、1.5-2.5重量份量子点、3-5重量份纳米二氧化钛、1.5-2.5重量份多孔纤维素 微球、1-2重量份1,2-苯并异噻唑-3-酮、0.2-0.5重量份氧化锌、1-1.2重量份全 氢聚硅氮烷、4-6重量份水性分散剂、3-3.5重量份水性消泡剂、3-4重量份非离 子表面活性剂、2-5重量份钛白粉、0-2重量份颜料、10-12重量份填料、25-30 重量份去离子水。
上述技术方案中，二甲基硅氧烷的粘度为20000-30000mm2/s(25℃)，优 选为23000-27000mm2/s(25℃)。添加二甲基硅氧烷，增加涂料的附着力、连 续性和耐候性，使其不开裂耐久性好。
上述技术方案中，量子点为碳量子点、CdTe量子点、ZnSe量子点中的一种 或多种的混合。量子点的粒径为2-50nm。在光照条件下，量子点吸收光能，之 后在光照或无光照条件下，量子点释放光能，增加反应活性高。
上述技术方案中，多孔纤维素微球的粒径为1-50μm，孔直径分布为 5nm-40nm。多孔纤维素微球为现有技术，具体参见中国专利201210334217.7， 一种血液灌流用多孔纤维素微球吸附剂及其制备方法，可通过研磨至需要的粒 径。多孔纤维素微球能够球吸附空气。
上述技术方案中，纳米二氧化钛的粒径为10-50nm。纳米二氧化钛激发产生 的电子和空穴可以很快从体内迁移到表面，空穴是强氧化剂，可以将吸附在纳 米二氧化钛表面的羟基和水氧化为·OH；而导带电子是强还原剂，被吸附在纳米 二氧化钛表面的溶解氧俘获而形成·O2 -；部分·O2 -可继续通过链式反应生成·OH。
上述技术方案中，氧化锌的粒径为10-20nm。氧化锌和1,2-苯并异噻唑-3- 酮协同作用，防霉防腐。
上述技术方案中，水性分散剂优选为有机硅水性分散剂，如BYK-187。
上述技术方案中，水性消泡剂为有机硅水性消泡剂，优选为BYK-019、 BYK-020、BYK-024、BYK-1730。
上述技术方案中，非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚。
上述技术方案中，填料为硅藻土、滑石粉、轻质碳酸钙、硅灰石、煅烧高 岭土、沸石、云母粉中的一种或多种。
上述技术方案中，全氢聚硅氮烷提高涂料抗污能力。
上述技术方案中，纳米二氧化钛、多孔纤维素微球、量子点的质量比为 (2-3):1:1，
本发明的量子能量多功能内墙涂料的制备方法，步骤如下：
步骤一、按组成及重量份，称取各原料；
步骤二、将丙二醇和二甲基硅氧烷，搅拌混合均匀；
步骤三、继续向反应釜中加去离子水，搅拌混合均匀；
步骤四、继续向反应釜中加1,2-苯并异噻唑-3-酮、氧化锌、全氢聚硅氮烷、 水性分散剂、非离子表面活性剂、钛白粉、颜料和填料，搅拌混合均匀；
步骤五、继续向反应釜中加量子点，搅拌混合均匀；
步骤六、继续向反应釜中加入纳米二氧化钛和多孔纤维素微球，搅拌混合 均匀；
步骤七、继续向反应釜中加苯丙乳液、苯丙乳液增稠剂和水性消泡剂，搅 拌混合均匀，得到量子能量多功能内墙涂料。
上述技术方案中，搅拌速度优选为500-1500rpm，时间为0.2-1h。
在本发明中所使用的术语，一般具有本领域普通技术人员通常理解的含义， 除非另有说明。为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面 将结合实施例对本发明作进一步的详细介绍。
在以下实施例中，未详细描述的各种过程和方法是本领域中公知的常规方 法。下述实施例中所用的材料、试剂、装置、仪器、设备等，如无特殊说明， 均可从商业途径获得。
以下结合实施例进一步说明本发明。
实施例1-5和对比例1-8的涂料的原料如表1所示，制备方法见具体实施方 式，不在赘述。
表1实施例1-5和对比例1-8的涂料的原料
对实施例1-5和对比例1-5的内墙涂料的性能进行检测。
1.1诱生空气负离子量检测
依据标准GB/T28628-2012检测，用量70g，检测结果如表2所示。
表2实施例1-5和对比例1-5的涂料诱生空气负离子量
| 项目 | 诱生空气负离子量(ions/(s：m<sup>2</sup>) |
| 实施例1 | 3.5×10<sup>8</sup> |
| 实施例2 | 4.2×10<sup>8</sup> |
| 实施例3 | 4.8×10<sup>8</sup> |
| 实施例4 | 3.6×10<sup>8</sup> |
| 实施例5 | 4.9×10<sup>8</sup> |
| 对比例1 | 1.1×10<sup>8</sup> |
| 对比例2 | 3.0×10<sup>8</sup> |
| 对比例3 | 2×10<sup>7</sup> |
| 对比例4 | — |
| 对比例5 | 1.2×10<sup>6</sup> |
1.2放射性核素检测
依据标准GB/T 11731-2015《高纯锗能谱分析通用方法》检测。检测结果 如表3所示。
表3实施例1-5的涂料放射性核素检测
1.3有害物质检测
依据标准GB 18582-2008《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限制》 检测。检测结果如表4所示。
表4实施例1-5的涂料有害物质检测
未检出说明：苯、甲苯、乙苯、二甲苯总和<mg/kg；游离甲醛<5mg/kg； 可溶性重金属铅<2.5mg/kg；可溶性重金属镉<0.5mg/kg；可溶性重金属铬<2.5 mg/kg；可溶性重金属汞<0.1mg/kg。
1.4抗菌性检测
实验条件：相对湿度49％，温度23℃。
实验时间：2020.4.18-2020.4.22。
试验依据：HG/T 3950-2007《抗菌涂料》
样板制备：将样品按照适当的粉水比混合搅拌均匀，涂刷在5cm*5cm金属 基材上，干燥7天后进行实验。
实验步骤：步骤一、菌种活化：将保藏菌接种在营养琼脂培养基斜面上， 在37℃条件下培养24h；步骤二、对照样品和试验样品放置在超净工作台内， 紫外消毒30min；步骤三、菌悬液制备、接种、培养：刮下菌种，稀释至合适的 浓度，将菌液滴加到样品表面，薄膜覆盖，培养24h后，冲洗，接种，培养， 菌落计数，计算样品的抗细菌率。结果如表5所示。
表5实施例1-5和对比例7-8的涂料抗菌性检测
| 项目 | 金黄色葡萄球菌％ | 大肠杆菌％ |
| 标准 | ≥90 | ≥90 |
| 实施例1 | 99.99 | 99.99 |
| 实施例2 | 99.99 | 99.99 |
| 实施例3 | 99.99 | 99.99 |
| 实施例4 | 99.99 | 99.99 |
| 实施例5 | 99.99 | 99.99 |
| 对比例7 | 95.6 | 96.4 |
| 对比例8 | 92.1 | 93.8 |
1.5净化效果
依据标准JC/T 1074-2008《室内空气净化功能涂覆材料净化性能》检测。
涂刷量0.5kg/m2，试验条件：温度(20±2)℃，相对湿度(50±10)％，开 灯时间：48h，检测结果如表6所示。
表6实施例1-5和对比例1-5的涂料抗菌性检测
| 项目 | 甲醛净化效率 | 甲醛净化效果持久性 |
| 标准 | ≥75％ | ≥60％ |
| 实施例1 | 78.9％ | 65％ |
| 实施例2 | 79.2％ | 65.2％ |
| 实施例3 | 81.1％ | 66.0％ |
| 实施例4 | 76.6％ | 61.4％ |
| 实施例5 | 83.4％ | 69％ |
| 对比例1 | 67.2％ | 56.4％ |
| 对比例2 | 74.1％ | 62.8％ |
| 对比例3 | 69.2％ | 55.2％ |
| 对比例4 | 15.1％ | 7.8％ |
| 对比例5 | 55.8％ | 39.6％ |
1.7其他性能
表7实施例1-5和对比例6的涂料的其他性能
显然，上述实施方式仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式 的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出 其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有实施方式予以穷举。而由 此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.量子能量多功能内墙涂料，其特征在于，组成及重量份为：
所述纳米二氧化钛、多孔纤维素微球、量子点的质量比为(2-3):1:1；
所述二甲基硅油的粘度为20000-30000mm2/s。
2.根据权利要求1所述的量子能量多功能内墙涂料，其特征在于，由22-28重量份苯丙乳液、1.5-2.5重量份苯丙乳液增稠剂、1.-1.3重量份二甲基硅油、0.7-0.9重量份丙二醇、1.5-2.5重量份量子点、3-5重量份纳米二氧化钛、1.5-2.5重量份多孔纤维素微球、1-2重量份1,2-苯并异噻唑-3-酮、0.2-0.5重量份氧化锌、1-1.2重量份全氢聚硅氮烷、4-6重量份水性分散剂、3-3.5重量份水性消泡剂、3-4重量份非离子表面活性剂、2-5重量份钛白粉、0-2重量份颜料、10-12重量份填料、25-30重量份去离子水。
3.根据权利要求1所述的量子能量多功能内墙涂料，其特征在于，所述二甲基硅油的粘度为23000-27000mm2/s。
4.根据权利要求1所述的量子能量多功能内墙涂料，其特征在于，所述的量子点为碳量子点、CdTe量子点、ZnSe量子点中的一种或多种的混合。
5.根据权利要求1所述的量子能量多功能内墙涂料，其特征在于，所述多孔纤维素微球的粒径为1-50μm，孔直径分布为5nm-40nm；纳米二氧化钛的粒径为10-50nm；量子点的粒径为2-50nm；氧化锌的粒径为10-20nm。
6.根据权利要求1所述的量子能量多功能内墙涂料，其特征在于，所述水性分散剂为有机硅水性分散剂。
7.根据权利要求1所述的量子能量多功能内墙涂料，其特征在于，所述水性消泡剂为有机硅水性消泡剂。
8.根据权利要求1所述的量子能量多功能内墙涂料，其特征在于，所述非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚。
9.根据权利要求1所述的量子能量多功能内墙涂料，其特征在于，所述填料为硅藻土、滑石粉、轻质碳酸钙、硅灰石、煅烧高岭土、沸石、云母粉中的一种或多种。
10.权利要求1-9任何一项所述的量子能量多功能内墙涂料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
步骤一、按组成及重量份，称取各原料；
步骤二、将丙二醇和二甲基硅油，搅拌混合均匀；
步骤三、继续向反应釜中加去离子水，搅拌混合均匀；
步骤四、继续向反应釜中加1,2-苯并异噻唑-3-酮、氧化锌、全氢聚硅氮烷、水性分散剂、非离子表面活性剂、2-5重量份钛白粉、颜料和填料，搅拌混合均匀；
步骤五、继续向反应釜中加量子点，搅拌混合均匀；
步骤六、继续向反应釜中加入纳米二氧化钛和多孔纤维素微球，搅拌混合均匀；
步骤七、继续向反应釜中加苯丙乳液、苯丙乳液增稠剂和水性消泡剂，搅拌混合均匀，得到量子能量多功能内墙涂料。
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