專利名稱：一種納米二氧化鈦／納米銀涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑材料領(lǐng)域，特別涉及一種具有良好抗菌性的環(huán)保型納米二氧化鈦/納米銀涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
由于納米二氧化鈦具有特殊的光催化性能、超親水性、屏蔽紫外線性能，將其應(yīng)用到涂料并使其在涂料中保持納米級狀態(tài)，不僅可以改善現(xiàn)有涂料耐候性差、易沾污等缺點，同時還可賦予涂料良好的抗菌性、自清潔性及凈化空氣性能，可廣泛應(yīng)用于家庭、學(xué)校、醫(yī)院、幼兒園、高檔賓館、商業(yè)大樓的高檔裝潢，在南方濕度大及污染嚴(yán)重的地方，更具市場競爭力。
納米二氧化鈦涂料能除細(xì)菌，凈化空氣，是因為其在光或水的條件下，其價帶上的電子被激發(fā)到導(dǎo)帶，在價帶上產(chǎn)生空穴，自由電子-空穴對可使氧和水活化，產(chǎn)生具有很高反應(yīng)活性的活性氧和OH自由基，對空氣中的有害氣體(氮氧化物、二氧化硫、甲醛、苯、氨、丙酮等)和細(xì)菌有很強的降解作用，從而賦予涂料良好的抗菌性及凈化空氣性能。
由上面可以看出納米二氧化鈦涂料只有在光或水的條件下才具有抗菌性和凈化空氣性能，這將限制了其在陰暗地區(qū)或干燥地區(qū)的應(yīng)用。
銀具有很好的抗菌、殺菌作用，而且不受環(huán)境條件的影響。在很早以前，蒙古族人就發(fā)現(xiàn)用銀制餐具盛裝羊奶可以保鮮。公元前300多年前，希臘王國皇帝亞歷山大帶兵東征時，遭到熱帶痢疾感染，大多數(shù)士卒得病死亡，但是皇帝和軍官們由于使用銀器具，可以殺菌，因而很少染疾。1893年瑞士的植物學(xué)家拉克林發(fā)現(xiàn)用0.01μg/L的銀離子可殺滅藻類中的細(xì)菌。
納米銀的直徑小，接觸面積大，其殺菌效果是普通銀的幾百倍。
將納米銀和納米二氧化鈦結(jié)合起來，可進一步提高涂料的抗菌性。一方面，納米銀作為雜質(zhì)存在，可加強納米二氧化鈦的光催化性能；另一方面，納米銀緩慢釋放出Ag+，能破壞細(xì)菌細(xì)胞膜或強烈地吸引細(xì)菌體中酶蛋白的疏基，并迅速結(jié)合在一起，降低原生物活性酶的活性，具有很強的殺菌性，且不受外界條件(光和水)的影響。
這樣，制得的涂料無論在陰暗或干燥的地區(qū)都具有良好的抗菌性，大大擴大了其使用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種能夠?qū)⒓{米二氧化鈦和納米銀有機地結(jié)合在一起的涂料及其制備方法，解決現(xiàn)有涂料耐沾污性差、耐候性差、不環(huán)保等問題，同時賦予涂料良好的自清潔性、抗菌性和凈化空氣等新功能。
本發(fā)明的另一個目的是在涂料中加入納米銀后，進一步提高涂料的抗菌性能，使其應(yīng)用不受環(huán)境條件的影響，擴大其使用范圍。
因此，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種納米二氧化鈦/納米銀涂料，其特征在于該涂料包含有納米二氧化鈦和納米銀。
具體地說，所述的納米二氧化鈦/納米銀涂料，其是按照下述的配方制作的水50-300公斤； 分散劑5-12公斤；潤濕分散劑0.1-1公斤；消泡劑1-5公斤；增稠劑1-15公斤； 成膜助劑5-15公斤；流平劑1-15公斤； 納米二氧化鈦分散液10-100公斤；納米銀溶液10-100公斤； 鈦白粉30-400公斤；超細(xì)硅酸鋁10-50公斤；立德粉0-150公斤；輕質(zhì)碳酸鈣0-250公斤；重質(zhì)碳酸鈣0-150公斤；滑石粉0-100公斤；硅灰石粉0-150公斤；基料100-500公斤；其中，分散劑、消泡劑、增稠劑、流平劑、潤濕分散劑和成膜助劑為配制涂料經(jīng)常采用的產(chǎn)品。分散劑包括日本諾普科公司的SN-DISPERSANT系列分散劑，美國羅門哈斯公司的OROTAN系列分散劑，德國畢克化公司的Disperbyk系列分散劑，漢高公司的Texaphor系列分散劑、Hydropalat系列分散劑，德謙企業(yè)股份有限公司的DP系列分散劑，荷蘭埃夫卡助劑公司的EFKA系列分散劑、EFKA-POLYMER系列分散劑、EFKA-LP系列分散劑，德國迪高公司的Dispers系列分散劑等；消泡劑包括漢高公司的Foamstar系列消泡劑，德國畢克化公司的Byk系列消泡劑，荷蘭埃夫卡助劑的Efka系列消泡劑等；增稠劑包括美國羅門哈斯公司的Acrysol系列增稠劑、纖維素醚增稠劑，勁輝公司的Rheolate增稠劑系列等；流平劑包括美國羅門哈斯公司RM系列流平劑、勁輝公司的Rheolate系列流平劑等；成膜助劑包括伊士曼公司的Texanol醇酯、漢高公司的Filmer系列成膜助劑等；潤濕分散劑為漢高公司的PE系列潤濕分散劑等。
鈦白粉為白色的，作為顏料的代表，如果需要配制其它顏色的涂料，則再向該配方中增加其它顏色的顏料。
所述的基料為純丙、苯丙、醋丙、硅丙乳液四者中的任意一種或者其任意的混合物。
所述的納米二氧化鈦為金紅石型、銳鈦型、板鈦型、混晶型和非晶型。
所述的納米二氧化鈦粒子直徑范圍為1-100nm，納米銀的粒徑為1-200nm。
上述納米二氧化鈦/納米銀涂料的制備方法為(1)將納米二氧化鈦原液和納米銀溶液混合均勻，形成納米二氧化鈦/納米銀混合液；(2)將上述納米二氧化鈦/納米銀混合液、成膜助劑、濕潤分散劑、分散劑、流平劑、消泡劑、水、鈦白粉、立德粉、超細(xì)硅酸鋁、滑石粉、硅灰石、輕質(zhì)碳酸鈣及重質(zhì)碳酸鈣分別稱量后加入攪拌桶，混合攪拌均勻，轉(zhuǎn)速控制在1000～2000r·min-1，攪拌20-60min，得漿料。
(3)將上述漿料經(jīng)砂磨機或三輥機研磨至適當(dāng)細(xì)度。
(4)將乳液基料加入到上述漿料中，添加增稠劑到一定的粘度，即可得到產(chǎn)品。
上述的步驟(3)中，研磨的細(xì)度要求≤60μ(外墻涂料)，或者是≤50μ(內(nèi)墻涂料)。
上述的步驟(4)中，要求控制粘度在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，添加增稠劑到斯托莫粘度90-110K。
本發(fā)明很好地解決了納米粒子在涂料體系中易團聚的技術(shù)難題，制得的涂料具有良好的耐候性、耐洗刷性、耐沾污性、抗菌性、自清潔性和凈化空氣性能。通過添加納米銀，進一步提高了涂料的抗菌性，使其在陰暗或干燥的地區(qū)仍具有良好的抗菌性，大大擴大了使用范圍。
具體實施例方式
實施例一本實施例的制備配方為自來水220公斤； 分散劑8公斤；消泡劑4公斤； 潤濕分散劑0.2公斤；增稠劑20公斤；流平劑10公斤；成膜助劑15公斤； 苯丙乳液150公斤；鈦白粉60公斤；納米銀溶液20公斤；納米二氧化鈦分散液20公斤；超細(xì)硅酸鋁20公斤；
滑石粉80公斤； 立德粉120公斤；重質(zhì)碳酸鈣100公斤；輕重質(zhì)碳酸鈣100公斤。
其制備方法為(1)將納米二氧化鈦分散液和納米銀溶液混合均勻。
(2)將混合均勻的納米二氧化鈦/納米銀?；旌弦?、成膜助劑、流平劑、分散劑、潤濕分散劑、消泡劑、水、鈦白粉、超細(xì)硅酸鋁、滑石粉、立德粉、重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣分別稱量后加入攪拌桶，攪拌均勻，轉(zhuǎn)速控制在1100r/min，攪拌30min，得漿料；(3)將上述漿料經(jīng)砂磨機或三輥機研磨至細(xì)度≤40μ。
(4)將苯丙乳液加入到上述漿料中，添加增稠劑到斯托莫粘度為100K，即可得到產(chǎn)品。
實施例二本實施例的制備配方為自來水100公斤；分散劑6公斤；消泡劑5公斤； 增稠劑5公斤；流平劑3公斤； 成膜助劑5公斤；潤濕分散劑0.3公斤硅丙乳液300公斤超細(xì)硅酸鋁10公斤； 鈦白粉300公斤；滑石粉40公斤； 輕質(zhì)碳酸鈣50公斤；硅灰石100公斤；納米銀溶液10公斤；納米二氧化鈦分散液10公斤。
其制備方法為(1)將納米二氧化鈦分散液和納米銀溶液混合均勻。
(2)將混合均勻的納米二氧化鈦/納米銀混合液、潤濕分散劑、成膜助劑、流平劑、分散劑、消泡劑、水、滑石粉、鈦白粉、超細(xì)硅酸鋁、硅灰石、輕質(zhì)碳酸鈣分別稱量后加入攪拌桶，攪拌均勻，轉(zhuǎn)速控制在1200r/min，攪拌20min，得漿料；(3)將上述漿料經(jīng)砂磨機或三輥機研磨至細(xì)度≤50μ。
(4)將硅丙乳液加到上述漿料中，添加增稠劑到斯托莫粘度為100K，即可得到產(chǎn)品。
實施例三本實施例的制備配方為自來水200公斤； 分散劑10公斤；消泡劑5公斤； 增稠劑15公斤；流平劑6公斤； 成膜助劑12公斤；潤濕分散劑 0.1公斤醋丙乳液200公斤超細(xì)硅酸鋁10公斤； 鈦白粉200公斤；滑石粉50公斤； 輕質(zhì)碳酸鈣70公斤；立德粉120公斤； 重質(zhì)碳酸鈣80公斤；納米銀溶液10公斤； 納米二氧化鈦分散液30公斤。
其制備方法為(1)將納米二氧化鈦原液和納米銀溶液混合均勻。
(2)將混合均勻的納米二氧化鈦/納米銀混合液、成膜助劑、流平劑、分散劑、潤濕分散劑、消泡劑、水、鈦白粉、超細(xì)硅酸鋁、滑石粉、立德粉、重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣分別稱量后加入攪拌桶，攪拌均勻，轉(zhuǎn)速控制在1000r/min，攪拌30min，得漿料；(3)將上述漿料經(jīng)砂磨機或三輥機研磨至細(xì)度≤50μ。
(4)將醋丙乳液加到上述漿料中，添加增稠劑到斯托莫粘度為99K，即可得到產(chǎn)品。
實施例四本實施例的制備配方為自來水100公斤； 分散劑8公斤；消泡劑4公斤； 增稠劑15公斤；流平劑10公斤；成膜助劑9公斤；潤濕分散劑0.5公斤 純丙乳液400公斤超細(xì)硅酸鋁20公斤；鈦白粉300公斤；滑石粉50公斤；硅灰石50公斤納米銀溶液20公斤；納米二氧化鈦分散液40公斤。
其制備方法為(1)將納米二氧化鈦原液和納米銀溶液混合均勻。
(2)將混合均勻的納米二氧化鈦/納米銀混合液、成膜助劑、流平劑、分散劑、潤濕分散劑、消泡劑、水、鈦白粉、超細(xì)硅酸鋁、滑石粉、硅灰石分別稱量后加入攪拌桶，攪拌均勻，轉(zhuǎn)速控制在1200r/min，攪拌30min，得漿料；(3)將上述漿料經(jīng)砂磨機或三輥機研磨至細(xì)度≤40μ。
(4)將純丙乳液加到上述漿料中，添加增稠劑到斯托莫粘度為110K，即可得到產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種納米二氧化鈦/納米銀涂料，其特征在于該涂料包含有納米二氧化鈦和納米銀兩種納米粒子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米二氧化鈦/納米銀涂料，其特征在于其是按照下述的配方制作的水50-300公斤； 分散劑5-12公斤；潤濕分散劑0.1-1公斤；消泡劑1-5公斤；增稠劑1-15公斤； 成膜助劑5-15公斤；流平劑1-15公斤； 納米二氧化鈦分散液10-100公斤；納米銀溶液10-100公斤； 鈦白粉30-400公斤；超細(xì)硅酸鋁10-50公斤；立德粉0-150公斤；輕質(zhì)碳酸鈣0-250公斤；重質(zhì)碳酸鈣0-150公斤；滑石粉0-100公斤；硅灰石粉0-150公斤；基料100-500公斤；
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的納米二氧化鈦/納米銀涂料，其特征為所述的基料為純丙、苯丙、醋丙、硅丙乳液四者中的任意一種或者其任意的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米二氧化鈦/納米銀涂料，其特征在于所述的納米二氧化鈦為金紅石型、銳鈦型、板鈦型、混晶型和非晶型。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米二氧化鈦/納米銀涂料，其特征在于納米二氧化鈦粒子直徑范圍為1-100nm，納米銀的粒徑為1-200nm。
6.一種納米二氧化鈦/納米銀涂料的制備方法，其特征在于其制備步驟為(1)將納米二氧化鈦分散液和納米銀溶液混合均勻，形成納米二氧化鈦/納米銀混合液；(2)將上述納米二氧化鈦/納米銀混合液、成膜助劑、濕潤分散劑、分散劑、流平劑、消泡劑、水、鈦白粉、立德粉、超細(xì)硅酸鋁、滑石粉、硅灰石、輕質(zhì)碳酸鈣及重質(zhì)碳酸鈣分別稱量后加入攪拌桶，混合攪拌，得到漿料；(3)將上述漿料經(jīng)砂磨機或三輥機研磨至適當(dāng)細(xì)度；(4)將基料加入到上述漿料中，添加增稠劑到適當(dāng)?shù)恼扯燃纯傻玫疆a(chǎn)品。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的納米二氧化鈦/納米銀涂料的制備方法，其特征在于制備漿料時，將納米二氧化鈦/納米銀混合液、分散劑、濕潤分散劑、成膜助劑、流平劑、消泡劑、水、鈦白粉、立德粉、超細(xì)硅酸鋁、滑石粉、硅灰石、輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣混合攪拌時，轉(zhuǎn)速控制在1000～2000r·min-1，攪拌20-60min，得漿料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的納米二氧化鈦/納米銀涂料的制備方法，其特征在于添加增稠劑到斯托莫粘度為90-110K即可。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的納米二氧化鈦/納米銀涂料的制備方法，其特征在于用砂磨機或三輥機把將料研磨至細(xì)度≤60μ。
全文摘要
本發(fā)明是一種納米二氧化鈦/納米銀涂料及其制備方法。本發(fā)明的特征在于使用了納米二氧化鈦和納米銀兩種納米粒子，該涂料解決現(xiàn)有涂料耐沾污性差、耐候性差、不環(huán)保等缺點，同時具有優(yōu)異的自清潔、殺菌消毒、凈化空氣等新功能。進一步提高了涂料的抗菌性能，使其在陰暗或干燥的情況下仍具有良好的抗菌效果，大大擴大了使用范圍。
文檔編號C09D125/00GK1583901SQ20041002762
公開日2005年2月23日 申請日期2004年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月15日
發(fā)明者李榮先, 陳麗瓊 申請人:深圳清華大學(xué)研究院, 陳麗瓊