一种防水防霉复合涂料及其制备方法与流程

1.本发明涉及复合涂料技术领域，更具体地说，本发明涉及一种防水防霉复合涂料及其制备方法。


背景技术：

2.涂料，指的是涂布于物体表面并在一定的条件下能形成薄膜而起到保护、装饰或其他特殊功能(绝缘，防锈，防霉，耐热等)的一类液体或固体材料。涂料涂饰在物体表面能和基体材料很好粘结并且形成完整而坚韧保护膜的物料，称之为建筑涂料。在建筑室内，尤其是卫生间地面在施工过程中必须要涂布防水涂料。市场上的防水材料有两大类：一类是聚氨酯类防水涂料；另一类为聚合物水泥基防水涂料；聚合物水泥基防水涂料是的主要成分为水泥、聚合物乳胶类(胶粉)、砂(石英砂目数)、填料(例如重钙)和助剂(消泡剂，防沉淀剂等)，是一种既具有合成高分子聚合物材料弹性高、又有无机材料耐久性好的防水材料。
3.目前在防水涂料，防霉抗菌效果不佳，长期浸泡在含水环境中，容易滋生大量细菌霉菌，使得卫生间环境变差，且会降低防水涂料的防水性能。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种防水防霉复合涂料及其制备方法。
5.一种防水防霉复合涂料，按照重量百分比计算包括：16.60～18.20％的丙烯酸酯乳液、0.68～0.84％的成膜助剂、0.28～0.36％的消泡剂、45.40～46.20％的硅酸盐水泥、17.10～17.70％的石英砂，其余为复合填料。
6.进一步的，所述复合填料按照重量百分比计算包括：21.80～22.40％的硝酸银、9.80～11.20％的葡萄糖、3.50～4.30％的聚乙烯吡咯烷酮、18.60～19.20％的硝酸锌、8.60～9.20％的氟化石墨烯，其余为中空微珠。
7.进一步的，按照重量百分比计算包括：16.60％的丙烯酸酯乳液、0.68％的成膜助剂、0.28％的消泡剂、45.40％的硅酸盐水泥、17.10％的石英砂、19.94％的复合填料；所述复合填料按照重量百分比计算包括：21.80％的硝酸银、9.80％的葡萄糖、3.50％的聚乙烯吡咯烷酮、18.60％的硝酸锌、8.60％的氟化石墨烯、37.7％的中空微珠。
8.进一步的，按照重量百分比计算包括：18.20％的丙烯酸酯乳液、0.84％的成膜助剂、0.36％的消泡剂、46.20％的硅酸盐水泥、17.70％的石英砂、16.70％的复合填料；所述复合填料按照重量百分比计算包括：22.40％的硝酸银、11.20％的葡萄糖、4.30％的聚乙烯吡咯烷酮、19.20％的硝酸锌、9.20％的氟化石墨烯、33.70％的中空微珠。
9.进一步的，按照重量百分比计算包括：17.40％的丙烯酸酯乳液、0.76％的成膜助剂、0.32％的消泡剂、45.80％的硅酸盐水泥、17.40％的石英砂、18.32％的复合填料；所述复合填料按照重量百分比计算包括：22.10％的硝酸银、10.50％的葡萄糖、3.90％的聚乙烯吡咯烷酮、18.90％的硝酸锌、8.90％的氟化石墨烯、35.70％的中空微珠。
10.进一步的，所述成膜助剂为丙二醇丁醚和丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或者两种复配制成，所述消泡剂为有机硅类消泡剂。
11.本发明还提供一种防水防霉复合涂料的制备方法，具体制备步骤如下：
12.步骤一：称取上述重量份的丙烯酸酯乳液、成膜助剂、消泡剂、硅酸盐水泥、石英砂和复合填料；
13.步骤二：将步骤一中的复合填料加入到对喷式气流粉碎机中加工，得到混合料a；
14.步骤三：将步骤二中制得的混合料a加入到去离子水中，进行超声处理30～40分钟，得到混合料b；
15.步骤四：对混合料b进行静电纺丝，得到复合纤维；
16.步骤五：将步骤一中的硅酸盐水泥和石英砂加入到对喷式气流粉碎机中加工，得到混合料c；
17.步骤六：将步骤一中的丙烯酸酯乳液、成膜助剂、消泡剂、步骤四中制得的复合纤维和步骤五中制得的混合料c进行混合均匀，即得防水防霉复合涂料。
18.进一步的，在步骤二中，对喷式气流粉碎机的气流量为10～20m3/min；气压力为0.75～0.95mpa；总功率为85～135kw；在步骤三中，超声处理频率为23～27khz，超声处理功率为600～1800w；在步骤四中，静电纺丝过程中，施加11～13kv高压，注射器的毛细管喷头和接地的接收装置间距11～13cm；在步骤五中，对喷式气流粉碎机的气流量为15～25m3/min；气压力为0.78～0.88mpa。
19.进一步的，在步骤二中，对喷式气流粉碎机的气流量为10m3/min；气压力为0.75mpa；总功率为85kw；在步骤三中，超声处理频率为23khz，超声处理功率为600w；在步骤四中，静电纺丝过程中，施加11kv高压，注射器的毛细管喷头和接地的接收装置间距11cm；在步骤五中，对喷式气流粉碎机的气流量为15m3/min；气压力为0.78mpa。
20.进一步的，在步骤二中，对喷式气流粉碎机的气流量为15m3/min；气压力为0.85mpa；总功率为110kw；在步骤三中，超声处理频率为25khz，超声处理功率为1200w；在步骤四中，静电纺丝过程中，施加12kv高压，注射器的毛细管喷头和接地的接收装置间距12cm；在步骤五中，对喷式气流粉碎机的气流量为20m3/min；气压力为0.83mpa。
21.本发明的技术效果和优点：
22.1、采用本发明的原料配方所制备出的防水防霉复合涂料，可有效提高防水防霉复合涂料的抗菌性能和防霉性能，避免防水涂料表面长时间使用后滋生大量细菌霉菌，保证环境的清洁型和舒适性，同时降低了细菌和霉菌的损伤，可有效保证防水涂料的防水性能；硅酸盐水泥和丙烯酸酯乳液作为复合涂料的主要成分，可有效保证复合涂料的防水性能，成膜助剂用于提高复合涂料的成膜效率，消泡剂用于降低涂料发泡，保证涂料的均匀性，保证防水性能；配方复合填料中的硝酸银、葡萄糖、聚乙烯吡咯烷酮和硝酸锌在溶液中共混超声处理，葡萄糖作为还原剂，将硝酸银和硝酸锌分别还原反应制成纳米银粒子和纳米氧化锌颗粒；然后进行静电纺丝，制成复合纤维，可将纳米银粒子和纳米氧化锌颗粒包覆在氟化石墨烯和中空微珠外部，中空微珠作为纳米银粒子、纳米氧化锌颗粒和氟化石墨烯的支撑骨架，然后再将复合纤维和其他原料进行共混，可将纳米银粒子和纳米氧化锌均匀分布在复合涂料中，纳米银粒子和纳米氧化锌可有效加强复合涂料的抗菌和防霉效果，同时中空微珠可有效提高复合涂料成膜后的轻质结构，可有效降低复合涂料的热导率，氟化石墨烯
可有效提高复合涂料成膜后的结构强度和疏水；
23.2、本发明在制备防水防霉复合涂料的过程中，步骤二中，使用对喷式气流粉碎机对复合填料进行共混处理，可有效缩小复合填料的整体粒径，提高复合填料成分的混匀程度；步骤三中，空化效应产生的高温为混合料a中的成分提供反应条件，促进反应发生，保证纳米银粒子和纳米氧化锌颗粒的正常产出；步骤四中，进行静电纺丝，可有效将纳米银粒子、纳米氧化锌颗粒、石墨烯和中空微珠进行复合处理，进而提高纳米银粒子、纳米氧化锌颗粒、石墨烯的分布均匀性，进而保证复合涂料的抗菌防霉性能，同时纳米银粒子、纳米氧化锌颗粒和石墨烯将中空微珠的孔径填充封闭，可有效避免水液通过中空微珠进入到复合涂料内部，保证复合涂料的防水性能；步骤五中，使用喷式气流粉碎机对硅酸盐水泥和石英砂进行共混处理，可有效提高后续复合涂料的混匀程度。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.实施例1：
26.本发明提供了一种防水防霉复合涂料，按照重量百分比计算包括：16.60％的丙烯酸酯乳液、0.68％的成膜助剂、0.28％的消泡剂、45.40％的硅酸盐水泥、17.10％的石英砂、19.94％的复合填料；所述复合填料按照重量百分比计算包括：21.80％的硝酸银、9.80％的葡萄糖、3.50％的聚乙烯吡咯烷酮、18.60％的硝酸锌、8.60％的氟化石墨烯、37.7％的中空微珠；
27.所述成膜助剂为丙二醇丁醚和丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或者两种复配制成，所述消泡剂为有机硅类消泡剂；
28.本发明还提供一种防水防霉复合涂料的制备方法，具体制备步骤如下：
29.步骤一：称取上述重量份的丙烯酸酯乳液、成膜助剂、消泡剂、硅酸盐水泥、石英砂和复合填料；
30.步骤二：将步骤一中的复合填料加入到对喷式气流粉碎机中加工，得到混合料a；
31.步骤三：将步骤二中制得的混合料a加入到去离子水中，进行超声处理30分钟，得到混合料b；
32.步骤四：对混合料b进行静电纺丝，得到复合纤维；
33.步骤五：将步骤一中的硅酸盐水泥和石英砂加入到对喷式气流粉碎机中加工，得到混合料c；
34.步骤六：将步骤一中的丙烯酸酯乳液、成膜助剂、消泡剂、步骤四中制得的复合纤维和步骤五中制得的混合料c进行混合均匀，即得防水防霉复合涂料。
35.在步骤二中，对喷式气流粉碎机的气流量为10m3/min；气压力为0.75mpa；总功率为85kw；在步骤三中，超声处理频率为23khz，超声处理功率为600w；在步骤四中，静电纺丝过程中，施加11kv高压，注射器的毛细管喷头和接地的接收装置间距11cm；在步骤五中，对喷式气流粉碎机的气流量为15m3/min；气压力为0.78mpa。
36.实施例2：
37.与实施例1不同的是，按照重量百分比计算包括：18.20％的丙烯酸酯乳液、0.84％的成膜助剂、0.36％的消泡剂、46.20％的硅酸盐水泥、17.70％的石英砂、16.70％的复合填料；所述复合填料按照重量百分比计算包括：22.40％的硝酸银、11.20％的葡萄糖、4.30％的聚乙烯吡咯烷酮、19.20％的硝酸锌、9.20％的氟化石墨烯、33.70％的中空微珠。
38.实施例3：
39.与实施例1
‑
2均不同的是，按照重量百分比计算包括：17.40％的丙烯酸酯乳液、0.76％的成膜助剂、0.32％的消泡剂、45.80％的硅酸盐水泥、17.40％的石英砂、18.32％的复合填料；所述复合填料按照重量百分比计算包括：22.10％的硝酸银、10.50％的葡萄糖、3.90％的聚乙烯吡咯烷酮、18.90％的硝酸锌、8.90％的氟化石墨烯、35.70％的中空微珠。
40.分别取上述实施例1
‑
3所制得的防水防霉复合涂料与对照组一的防水防霉复合涂料、对照组二的防水防霉复合涂料、对照组三的防水防霉复合涂料、对照组四的防水防霉复合涂料和对照组五的防水防霉复合涂料，对照组一的防水防霉复合涂料与实施例相比无硝酸银，对照组二的防水防霉复合涂料与实施例相比无葡萄糖，对照组三的防水防霉复合涂料与实施例相比无硝酸锌，对照组四的防水防霉复合涂料与实施例相比无氟化石墨烯，对照组五的防水防霉复合涂料与实施例相比无中空微珠，分八组分别测试三个实施例中制备的防水防霉复合涂料以及五个对照组的防水防霉复合涂料，每30个样品为一组，将防水防霉复合涂料与水按质量比3:1混合均匀后，涂敷在水泥建筑基材上，厚度为3mm，完全干燥后进行测试，测试方法采用gb/t21866
‑
2008《抗菌涂料抗菌性测定法和抗菌效果》，以及gb/t1741
‑
2007《漆膜耐霉性测定法》，其中霉菌抗菌率是指黑曲霉，黄曲霉，球毛亮霉，枯青霉，绿色木霉，出芽短梗霉九种混合霉菌；测试结果如表一所示：
41.表一：
[0042][0043]
由表一可知，当防水防霉复合涂料的原料配比为：按照重量百分比计算包括：17.40％的丙烯酸酯乳液、0.76％的成膜助剂、0.32％的消泡剂、45.80％的硅酸盐水泥、17.40％的石英砂、18.32％的复合填料；所述复合填料按照重量百分比计算包括：22.10％的硝酸银、10.50％的葡萄糖、3.90％的聚乙烯吡咯烷酮、18.90％的硝酸锌、8.90％的氟化石墨烯、35.70％的中空微珠时，可有效提高防水防霉复合涂料的抗菌性能和防霉性能，避免防水涂料表面长时间使用后滋生大量细菌霉菌，保证环境的清洁型和舒适性，同时降低了细菌和霉菌的损伤，可有效保证防水涂料的防水性能；实施例3为本发明的较佳实施方式，配方中的硅酸盐水泥和丙烯酸酯乳液作为复合涂料的主要成分，可有效保证复合涂料的防水性能，成膜助剂用于提高复合涂料的成膜效率，消泡剂用于降低涂料发泡，保证涂料的均匀性，保证防水性能；复合填料中的硝酸银、葡萄糖、聚乙烯吡咯烷酮和硝酸锌在溶液中共混超声处理，葡萄糖作为还原剂，将硝酸银和硝酸锌分别还原反应制成纳米银粒子和纳米氧化锌颗粒，聚乙烯吡咯烷酮作为保护剂，保证上述反应正常进行；将氟化石墨烯和中空微珠和上述原料共混超声，然后进行静电纺丝，制成复合纤维，可将纳米银粒子和纳米氧化锌颗粒与氟化石墨烯、中空微珠进行复合处理，使得纳米银粒子和纳米氧化锌颗粒包覆在氟化石墨烯和中空微珠外部，中空微珠作为纳米银粒子、纳米氧化锌颗粒和氟化石墨烯的支撑骨架，然后再将复合纤维和其他原料进行共混，可将纳米银粒子和纳米氧化锌均匀分布在复合涂料中，纳米银粒子和纳米氧化锌可有效加强复合涂料的抗菌和防霉效果，同时中空微珠可有效提高复合涂料成膜后的轻质结构，可有效降低复合涂料的热导率，氟化石墨烯可有效提高复合涂料成膜后的结构强度和疏水。
[0044]
实施例4：
[0045]
本发明提供了一种防水防霉复合涂料，按照重量百分比计算包括：17.40％的丙烯
酸酯乳液、0.76％的成膜助剂、0.32％的消泡剂、45.80％的硅酸盐水泥、17.40％的石英砂、18.32％的复合填料；所述复合填料按照重量百分比计算包括：22.10％的硝酸银、10.50％的葡萄糖、3.90％的聚乙烯吡咯烷酮、18.90％的硝酸锌、8.90％的氟化石墨烯、35.70％的中空微珠；
[0046]
所述成膜助剂为丙二醇丁醚和丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或者两种复配制成，所述消泡剂为有机硅类消泡剂；
[0047]
本发明还提供一种防水防霉复合涂料的制备方法，具体制备步骤如下：
[0048]
步骤一：称取上述重量份的丙烯酸酯乳液、成膜助剂、消泡剂、硅酸盐水泥、石英砂和复合填料；
[0049]
步骤二：将步骤一中的复合填料加入到对喷式气流粉碎机中加工，得到混合料a；
[0050]
步骤三：将步骤二中制得的混合料a加入到去离子水中，进行超声处理35分钟，得到混合料b；
[0051]
步骤四：对混合料b进行静电纺丝，得到复合纤维；
[0052]
步骤五：将步骤一中的硅酸盐水泥和石英砂加入到对喷式气流粉碎机中加工，得到混合料c；
[0053]
步骤六：将步骤一中的丙烯酸酯乳液、成膜助剂、消泡剂、步骤四中制得的复合纤维和步骤五中制得的混合料c进行混合均匀，即得防水防霉复合涂料。
[0054]
在步骤二中，对喷式气流粉碎机的气流量为10m3/min；气压力为0.75mpa；总功率为85kw；在步骤三中，超声处理频率为23khz，超声处理功率为600w；在步骤四中，静电纺丝过程中，施加11kv高压，注射器的毛细管喷头和接地的接收装置间距11cm；在步骤五中，对喷式气流粉碎机的气流量为15m3/min；气压力为0.78mpa。
[0055]
实施例5：
[0056]
与实施例4不同的是，在步骤二中，对喷式气流粉碎机的气流量为20m3/min；气压力为0.95mpa；总功率为135kw；在步骤三中，超声处理频率为27khz，超声处理功率为1800w；在步骤四中，静电纺丝过程中，施加13kv高压，注射器的毛细管喷头和接地的接收装置间距13cm；在步骤五中，对喷式气流粉碎机的气流量为25m3/min；气压力为0.88mpa。
[0057]
实施例6：
[0058]
与实施例4
‑
5均不同的是，在步骤二中，对喷式气流粉碎机的气流量为15m3/min；气压力为0.85mpa；总功率为110kw；在步骤三中，超声处理频率为25khz，超声处理功率为1200w；在步骤四中，静电纺丝过程中，施加12kv高压，注射器的毛细管喷头和接地的接收装置间距12cm；在步骤五中，对喷式气流粉碎机的气流量为20m3/min；气压力为0.83mpa。
[0059]
分别取上述实施例4
‑
6所制得的防水防霉复合涂料与对照组六的防水防霉复合涂料、对照组七的防水防霉复合涂料、对照组八的防水防霉复合涂料和对照组九的防水防霉复合涂料，对照组六的防水防霉复合涂料与实施例相比没有步骤二中的操作，对照组七的防水防霉复合涂料与实施例相比没有步骤三中的操作，对照组八的防水防霉复合涂料与实施例相比没有步骤四中的操作，对照组九的防水防霉复合涂料与实施例相比没有步骤五中的操作，分六组分别测试三个实施例中制备的防水防霉复合涂料以及三个对照组的防水防霉复合涂料，每30个样品为一组，将防水防霉复合涂料与水按质量比3:1混合均匀后，涂敷在水泥建筑基材上，厚度为3mm，完全干燥后进行测试，测试方法采用gb/t21866
‑
2008《抗菌
涂料抗菌性测定法和抗菌效果》，以及gb/t1741
‑
2007《漆膜耐霉性测定法》，其中霉菌抗菌率是指黑曲霉，黄曲霉，球毛亮霉，枯青霉，绿色木霉，出芽短梗霉九种混合霉菌，测试结果如表二所示：
[0060]
表二：
[0061][0062]
由表二可知，实施例6为本发明的较佳实施方式；步骤二中，使用对喷式气流粉碎机对复合填料进行共混处理，可有效缩小复合填料的整体粒径，提高复合填料成分的混匀程度；步骤三中，对混合料a加入到去离子水中进行25khz超声在1200w功率下处理，可产生空化效应，空化效应的作用下可有效提高混合料a中成分的混合接触效果，同时空化效应产生的高温为混合料a中的成分提供反应条件，促进反应发生，保证纳米银粒子和纳米氧化锌颗粒的正常产出；步骤四中，进行静电纺丝，可有效将纳米银粒子、纳米氧化锌颗粒、石墨烯和中空微珠进行复合处理，将纳米银粒子、纳米氧化锌颗粒、石墨烯包覆在中空微珠外部，以中空微珠作为支撑骨架，可有效加强中空微珠在复合涂料中的分布均匀，进而提高纳米银粒子、纳米氧化锌颗粒、石墨烯的分布均匀性，进而保证复合涂料的抗菌防霉性能，同时纳米银粒子、纳米氧化锌颗粒和石墨烯将中空微珠的孔径填充封闭，可有效避免水液通过中空微珠进入到复合涂料内部，保证复合涂料的防水性能；步骤五中，使用喷式气流粉碎机对硅酸盐水泥和石英砂进行共混处理，可有效缩小硅酸盐水泥和石英砂的粒径，进而提高后续复合涂料的混匀程度；在步骤六中，将混合料c、复合纤维、丙烯酸酯乳液、成膜助剂、消泡剂进行共混处理，可有效将原料进行均匀混合，制成防水防霉复合涂料。
[0063]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备
所固有的要素。
[0064]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。