一种纳米二氧化钛/纳米银涂料及其制备方法 【技术领域】
本发明涉及建筑材料领域，特别涉及一种具有良好抗菌性的环保型纳米二氧化钛/纳米银涂料及其制备方法。
背景技术：
由于纳米二氧化钛具有特殊的光催化性能、超亲水性、屏蔽紫外线性能，将其应用到涂料并使其在涂料中保持纳米级状态，不仅可以改善现有涂料耐候性差、易沾污等缺点，同时还可赋予涂料良好的抗菌性、自清洁性及净化空气性能，可广泛应用于家庭、学校、医院、幼儿园、高档宾馆、商业大楼的高档装潢，在南方湿度大及污染严重的地方，更具市场竞争力。
纳米二氧化钛涂料能除细菌，净化空气，是因为其在光或水的条件下，其价带上的电子被激发到导带，在价带上产生空穴，自由电子-空穴对可使氧和水活化，产生具有很高反应活性的活性氧和OH自由基，对空气中的有害气体(氮氧化物、二氧化硫、甲醛、苯、氨、丙酮等)和细菌有很强的降解作用，从而赋予涂料良好的抗菌性及净化空气性能。
由上面可以看出：纳米二氧化钛涂料只有在光或水的条件下才具有抗菌性和净化空气性能，这将限制了其在阴暗地区或干燥地区的应用。
银具有很好的抗菌、杀菌作用，而且不受环境条件的影响。在很早以前，蒙古族人就发现用银制餐具盛装羊奶可以保鲜。公元前300多年前，希腊王国皇帝亚历山大带兵东征时，遭到热带痢疾感染，大多数士卒得病死亡，但是皇帝和军官们由于使用银器具，可以杀菌，因而很少染疾。1893年瑞士的植物学家拉克林发现用0.01μg/L的银离子可杀灭藻类中的细菌。
纳米银的直径小，接触面积大，其杀菌效果是普通银的几百倍。
将纳米银和纳米二氧化钛结合起来，可进一步提高涂料的抗菌性。一方面，纳米银作为杂质存在，可加强纳米二氧化钛的光催化性能；另一方面，纳米银缓慢释放出Ag+，能破坏细菌细胞膜或强烈地吸引细菌体中酶蛋白的疏基，并迅速结合在一起，降低原生物活性酶的活性，具有很强的杀菌性，且不受外界条件(光和水)的影响。
这样，制得的涂料无论在阴暗或干燥地地区都具有良好的抗菌性，大大扩大了其使用范围。
【发明内容】
本发明的一个目的是提供一种能够将纳米二氧化钛和纳米银有机地结合在一起的涂料及其制备方法，解决现有涂料耐沾污性差、耐候性差、不环保等问题，同时赋予涂料良好的自清洁性、抗菌性和净化空气等新功能。
本发明的另一个目的是在涂料中加入纳米银后，进一步提高涂料的抗菌性能，使其应用不受环境条件的影响，扩大其使用范围。
因此，本发明是这样实现的：
一种纳米二氧化钛/纳米银涂料，其特征在于该涂料包含有纳米二氧化钛和纳米银。
具体地说，所述的纳米二氧化钛/纳米银涂料，其是按照下述的配方制作的：
水：50-300公斤； 分散剂：5-12公斤；
润湿分散剂：0.1-1公斤； 消泡剂：1-5公斤；
增稠剂：1-15公斤； 成膜助剂：5-15公斤；
流平剂：1-15公斤； 纳米二氧化钛分散液10-100公斤；
纳米银溶液10-100公斤； 钛白粉：30-400公斤；
超细硅酸铝：10-50公斤； 立德粉：0-150公斤；
轻质碳酸钙：0-250公斤； 重质碳酸钙：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，分散剂、消泡剂、增稠剂、流平剂、润湿分散剂和成膜助剂为配制涂料经常采用的产品。分散剂包括日本诺普科公司的SN-DISPERSANT系列分散剂，美国罗门哈斯公司的OROTAN系列分散剂，德国毕克化公司的Disperbyk系列分散剂，汉高公司的Texaphor系列分散剂、Hydropalat系列分散剂，德谦企业股份有限公司的DP系列分散剂，荷兰埃夫卡助剂公司的EFKA系列分散剂、EFKA-POLYMER系列分散剂、EFKA-LP系列分散剂，德国迪高公司的Dispers系列分散剂等；消泡剂包括汉高公司的Foamstar系列消泡剂，德国毕克化公司的Byk系列消泡剂，荷兰埃夫卡助剂的Efka系列消泡剂等；增稠剂包括美国罗门哈斯公司的Acrysol系列增稠剂、纤维素醚增稠剂，劲辉公司的Rheolate增稠剂系列等；流平剂包括美国罗门哈斯公司RM系列流平剂、劲辉公司的Rheolate系列流平剂等；成膜助剂包括伊士曼公司的Texanol醇酯、汉高公司的Filmer系列成膜助剂等；润湿分散剂为汉高公司的PE系列润湿分散剂等。
钛白粉为白色的，作为颜料的代表，如果需要配制其它颜色的涂料，则再向该配方中增加其它颜色的颜料。
所述的基料为纯丙、苯丙、醋丙、硅丙乳液四者中的任意一种或者其任意的混合物。
所述的纳米二氧化钛为金红石型、锐钛型、板钛型、混晶型和非晶型。
所述的纳米二氧化钛粒子直径范围为1-100nm，纳米银的粒径为1-200nm。
上述纳米二氧化钛/纳米银涂料的制备方法为：
(1)将纳米二氧化钛原液和纳米银溶液混合均匀，形成纳米二氧化钛/纳米银混合液；
(2)将上述纳米二氧化钛/纳米银混合液、成膜助剂、湿润分散剂、分散剂、流平剂、消泡剂、水、钛白粉、立德粉、超细硅酸铝、滑石粉、硅灰石、轻质碳酸钙及重质碳酸钙分别称量后加入搅拌桶，混合搅拌均匀，转速控制在1000～2000r·min-1，搅拌20-60min，得浆料。
(3)将上述浆料经砂磨机或三辊机研磨至适当细度。
(4)将乳液基料加入到上述浆料中，添加增稠剂到一定的粘度，即可得到产品。
上述的步骤(3)中，研磨的细度要求≤60μ(外墙涂料)，或者是≤50μ(内墙涂料)。
上述的步骤(4)中，要求控制粘度在适当的范围内，添加增稠剂到斯托莫粘度90-110K。
本发明很好地解决了纳米粒子在涂料体系中易团聚的技术难题，制得的涂料具有良好的耐候性、耐洗刷性、耐沾污性、抗菌性、自清洁性和净化空气性能。通过添加纳米银，进一步提高了涂料的抗菌性，使其在阴暗或干燥的地区仍具有良好的抗菌性，大大扩大了使用范围。
【具体实施方式】
实施例一：
本实施例的制备配方为：
自来水：220公斤； 分散剂：8公斤；
消泡剂：4公斤； 润湿分散剂：0.2公斤；
增稠剂：20公斤； 流平剂：10公斤；
成膜助剂：15公斤； 苯丙乳液：150公斤；
钛白粉：60公斤； 纳米银溶液：20公斤；
纳米二氧化钛分散液：20公斤； 超细硅酸铝：20公斤；
滑石粉：80公斤； 立德粉：120公斤；
重质碳酸钙：100公斤； 轻重质碳酸钙：100公斤。
其制备方法为：
(1)将纳米二氧化钛分散液和纳米银溶液混合均匀。
(2)将混合均匀的纳米二氧化钛/纳米银粒混合液、成膜助剂、流平剂、分散剂、润湿分散剂、消泡剂、水、钛白粉、超细硅酸铝、滑石粉、立德粉、重质碳酸钙、轻质碳酸钙分别称量后加入搅拌桶，搅拌均匀，转速控制在1100r/min，搅拌30min，得浆料；
(3)将上述浆料经砂磨机或三辊机研磨至细度≤40μ。
(4)将苯丙乳液加入到上述浆料中，添加增稠剂到斯托莫粘度为100K，即可得到产品。
实施例二：
本实施例的制备配方为：
自来水：100公斤； 分散剂：6公斤；
消泡剂：5公斤； 增稠剂：5公斤；
流平剂：3公斤； 成膜助剂：5公斤；
润湿分散剂0.3公斤 硅丙乳液：300公斤
超细硅酸铝：10公斤； 钛白粉：300公斤；
滑石粉：40公斤； 轻质碳酸钙：50公斤；
硅灰石：100公斤； 纳米银溶液：10公斤；
纳米二氧化钛分散液：10公斤。
其制备方法为：
(1)将纳米二氧化钛分散液和纳米银溶液混合均匀。
(2)将混合均匀的纳米二氧化钛/纳米银混合液、润湿分散剂、成膜助剂、流平剂、分散剂、消泡剂、水、滑石粉、钛白粉、超细硅酸铝、硅灰石、轻质碳酸钙分别称量后加入搅拌桶，搅拌均匀，转速控制在1200r/min，搅拌20min，得浆料；
(3)将上述浆料经砂磨机或三辊机研磨至细度≤50μ。
(4)将硅丙乳液加到上述浆料中，添加增稠剂到斯托莫粘度为100K，即可得到产品。
实施例三：
本实施例的制备配方为：
自来水：200公斤； 分散剂：10公斤；
消泡剂：5公斤； 增稠剂：15公斤；
流平剂：6公斤； 成膜助剂：12公斤；
润湿分散剂 0.1公斤 醋丙乳液：200公斤
超细硅酸铝：10公斤； 钛白粉：200公斤；
滑石粉：50公斤； 轻质碳酸钙：70公斤；
立德粉：120公斤； 重质碳酸钙：80公斤；
纳米银溶液：10公斤； 纳米二氧化钛分散液：30公斤。
其制备方法为：
(1)将纳米二氧化钛原液和纳米银溶液混合均匀。
(2)将混合均匀的纳米二氧化钛/纳米银混合液、成膜助剂、流平剂、分散剂、润湿分散剂、消泡剂、水、钛白粉、超细硅酸铝、滑石粉、立德粉、重质碳酸钙、轻质碳酸钙分别称量后加入搅拌桶，搅拌均匀，转速控制在1000r/min，搅拌30min，得浆料；
(3)将上述浆料经砂磨机或三辊机研磨至细度≤50μ。
(4)将醋丙乳液加到上述浆料中，添加增稠剂到斯托莫粘度为99K，即可得到产品。
实施例四：
本实施例的制备配方为：
自来水：100公斤； 分散剂：8公斤；
消泡剂：4公斤； 增稠剂：15公斤；
流平剂：10公斤； 成膜助剂：9公斤；
润湿分散剂0.5公斤 纯丙乳液：400公斤
超细硅酸铝：20公斤； 钛白粉：300公斤；
滑石粉：50公斤； 硅灰石：50公斤
纳米银溶液：20公斤； 纳米二氧化钛分散液：40公斤。
其制备方法为：
(1)将纳米二氧化钛原液和纳米银溶液混合均匀。
(2)将混合均匀的纳米二氧化钛/纳米银混合液、成膜助剂、流平剂、分散剂、润湿分散剂、消泡剂、水、钛白粉、超细硅酸铝、滑石粉、硅灰石分别称量后加入搅拌桶，搅拌均匀，转速控制在1200r/min，搅拌30min，得浆料；
(3)将上述浆料经砂磨机或三辊机研磨至细度≤40μ。
(4)将纯丙乳液加到上述浆料中，添加增稠剂到斯托莫粘度为110K，即可得到产品。