1.本发明涉及涂料技术领域，尤其是涉及一种具有抗菌防霉功能的建筑涂料及其制备方法。
背景技术：2.建筑外墙涂料是建筑涂料中用量最大的涂料品种，随着人们生产和生活水平的不断提高，人们对外墙涂料的要求也越来越高，不仅要具有装饰性能，还要具有保温隔热、防水、防腐、自清洁等诸多性能，因此，同时具有多种性能的外墙涂料应运而生。
3.其中，抗菌防霉涂料具有降低细菌繁殖与传播疾病的几率，免去对环境消毒的繁琐工序，可广泛地应用于各种公共场所和家居、办公室等。目前所使用的抗菌涂料普遍采用人工合成的有机抗菌剂作为抗菌防霉涂料的功能性添加剂，但这一类抗菌防霉剂普遍存在易挥发、时效短、抗菌谱窄、细菌易产生抗药性等削弱抗菌防霉功能的缺陷，以及挥发成分对人体有害等损害环境的缺陷，致使抗菌防霉涂料不能大范围推广使用。
4.因此，针对上述问题，开发一种具有持久抗菌防霉功能的建筑涂料及其制备方法，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现要素：5.本发明的第一目的在于提供一种抗菌防霉建筑涂料，该建筑涂料具有持久的抗菌防霉性能；
6.本发明的第二目的在于提供一种抗菌防霉建筑涂料的制备方法，该制备方法简单便捷，且所制备得到的涂料具有优异的抗菌防霉功能。
7.本发明提供一种建筑涂料，包括以下重量份数的原料：硅酸盐溶液80-120份、硅溶胶100-140份、硅丙乳液60-100份、硅酸盐填料100-150份、硫化锌30-50份、增稠剂4-7份、湿润剂2-4份、分散剂5-8份、消泡剂2-4份、稳定剂4-8份、有机硅疏水剂8-12份和水200-300份；
8.优选地，所述硅溶胶的模数＞50。
9.硅溶胶作为粘结剂加入涂料中，其模数对涂料的稳定性及防霉的持久性具有显著影响，研究表明，使用模数大于50的硅溶胶其稳定性和抗菌防霉效果更优。
10.这里的有机硅疏水剂按照分子量的大小包括有机硅偶联剂、硅油和硅树脂等。
11.作为本技术方案优选地，还包括以下重量份数的原料：重钙100-150份和钛白粉100-150份；
12.优选地，所述钛白粉为金红石型钛白粉。
13.在本发明的建筑涂料中，还包括重钙100-150份和钛白粉100-150份，并且钛白粉优选金红石型钛白粉。其中，重钙的加入可以增加涂膜的厚度，提高涂层的耐磨性和耐久性；而金红石型钛白粉具有高白度、高折射率、物料化学性质稳定等特性，可显著提高涂料的光泽度和遮盖力。此外，钛白粉在光作用下还可产生超强氧化性的自由基，可以抑制霉菌
生长，氧化涂膜表面有机污染物，实现涂膜的超疏水效果，达到自清洁功能。
14.作为本技术方案优选地，所述硅酸盐溶液包括硅酸钾溶液和硅酸锂溶液中的任意一种或两种的组合，
15.优选地，所述硅酸钾的模数为3.5-4，所述硅酸锂的模数为4.5-5。
16.具体地，本发明所使用的硅酸盐溶液包括硅酸钾溶液和硅酸锂溶液中的任意一种或两种的组合，硅酸钾和硅酸锂具有水的不可逆性，具有优异的防水效果，一方面也提高了建筑涂料的抗菌防霉效果。
17.作为本技术方案优选地，所述硅丙乳液的最低成膜温度为5℃。
18.进一步，为赋予涂料较长的施工期限，本发明所使用的硅丙乳液的最低成膜温度为5℃。
19.作为本技术方案优选地，所述硅酸盐填料包括煅烧高岭土、硅灰石和石英粉中的任意两种或多种的组合。
20.本发明选用上述填料与硅酸盐溶液、硅溶胶、硅丙乳液及其他有效成分混合使用，可显著提高涂料的粘结性及表面光洁度。
21.作为本技术方案优选地，所述增稠剂为羟乙基纤维素；
22.所述湿润剂为烷基酚聚氧乙烯醚和聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物中的任意一种；
23.所述分散剂为高分子分散剂或硅氧烷类分散剂的任意一种；
24.所述消泡剂为矿物油类消泡剂。
25.本发明还公开了上述建筑材料的制备方法，包括以下步骤：
26.s1、将增稠剂、分散剂、润湿剂和部分消泡剂依次加入水中，搅拌均匀，得到第一混合液；
27.s2、向第一混合液中依次加入钛白粉、重钙、硅酸盐填料和硫化锌，搅拌均匀，得到第二混合液；
28.s3、向第二混合液中依次加入稳定剂、有机硅疏水剂、硅丙乳液、硅溶胶和剩余消泡剂，搅拌均匀，得到第三混合液；
29.s4、向第三混合液中加入硅酸盐溶液，搅拌均匀，得到建筑涂料。
30.分散性粒子的带电、溶剂化作用及布朗运动是导致涂料不稳定的主要原因。因此，为进一步提高涂料的稳定性，本发明研究表明，采用先将增稠剂、分散剂、润湿剂和部分消泡剂溶解，再依次加入钛白粉、重钙、硅酸盐填料和硫化锌，以及稳定剂、有机硅疏水剂、硅丙乳液、硅溶胶和剩余消泡剂，最后加入粘结剂硅酸盐溶液，所制备得到的建筑涂料具有优异的稳定性，从而进一步确保抗菌防霉效果的持久性。
31.作为本技术方案优选地，步骤s1中，搅拌时，控制转速为500-800rpm，时间为4-6min；
32.步骤s2中，搅拌时，控制转速为800-1200rpm，时间为20-30min；
33.步骤s3中，搅拌时，控制转速为500-800rpm，时间为4-6min；
34.步骤s4中，搅拌时，控制转速为500-800rpm，时间为4-6min。
35.作为本技术方案优选地，步骤s1中，所述部分消泡剂为消泡剂总量的1/4-3/4。
36.作为本技术方案优选地，步骤s3中，待第二混合液无气泡后再加入稳定剂、有机硅疏水剂、硅丙乳液、硅溶胶和剩余消泡剂。
37.本发明的抗菌防霉建筑涂料，与现有技术相比，具有以下技术效果：
38.本发明的抗菌防霉建筑涂料使用硅酸盐溶液、硅溶胶作为主要粘结剂，同时加入硅丙乳液，改善了现有技术中硅酸盐涂料的早期耐水性、耐候性、抗盐析性和耐污性等性能，而硅溶胶的加入，减少了硅酸盐溶液的用量，降低涂料ph值，降低施工中可能直接接触到皮肤存在的潜在伤害；涂料ph值保持在11以上，进而赋予涂料抑制细菌、酵母菌、霉菌等微生物的生长，并且当涂料因暴露于空气中与二氧化碳、水蒸汽等作用后ph值逐步降低，涂料成膜干燥后，加入的硫化锌在水蒸气、氧气和光合作用下可产生一定浓度的锌离子，进而提高涂料的抗菌防霉效果的持久性。最后，按照本发明配比及组分得到的建筑涂料其有机物固含量小于5％，不含防腐杀菌剂等对人体和环境有害的物质，具有良好的环保性能。
具体实施方式
39.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
40.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
41.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
42.实施例1
43.原料：硅酸钾溶液80份、硅溶胶100份、硅丙乳液100份、煅烧高岭土100份、硫化锌30份、羟乙基纤维素4份、烷基酚聚氧乙烯醚2份、高分子分散剂5份、矿物油类消泡剂2份、稳定剂4份、有机硅疏水剂8份、重钙100份、钛白粉100份和水200份。
44.s11、将增稠剂、分散剂、润湿剂和1/4消泡剂依次加入水中，控制转速为500rpm，搅拌6min，得到第一混合液；
45.s12、向第一混合液中依次加入钛白粉、重钙、硅酸盐填料和硫化锌，控制转速为800rpm，搅拌30min，得到第二混合液；
46.s13、向第二混合液中依次加入稳定剂、有机硅疏水剂、硅丙乳液、硅溶胶和3/4消泡剂，控制转速为500rpm，搅拌6min，得到第三混合液；
47.s14、向第三混合液中加入硅酸盐溶液，控制转速为500rpm，搅拌6min，得到抗菌防霉建筑涂料。
48.实施例2
49.原料：硅酸锂溶液120份、硅溶胶140份、硅丙乳液60份、石英粉150份、硫化锌50份、羟乙基纤维素7份、烷基酚聚氧乙烯醚4份、高分子分散剂8份、矿物油类消泡剂4份、稳定剂8份、有机硅疏水剂12份、重钙150份、钛白粉150份水300份。
50.s21、将增稠剂、分散剂、润湿剂和1/2消泡剂依次加入水中，控制转速为800rpm，搅
拌4min，得到第一混合液；
51.s22、向第一混合液中依次加入钛白粉、重钙、硅酸盐填料和硫化锌，控制转速为1200rpm，搅拌20min，得到第二混合液；
52.s23、向第二混合液中依次加入稳定剂、有机硅疏水剂、硅丙乳液、硅溶胶和1/2消泡剂，控制转速为800rpm，搅拌4min，得到第三混合液；
53.s24、向第三混合液中加入硅酸盐溶液，控制转速为800rpm，搅拌4min，得到抗菌防霉建筑涂料。
54.实施例3
55.原料：硅酸钾溶液60份、硅酸锂溶液40份、硅溶胶120份、硅丙乳液80份、硅灰石60份、石英粉60份、硫化锌40份、羟乙基纤维素5份、烷基酚聚氧乙烯醚3份、硅氧烷类分散剂6份、矿物油类消泡剂3份、稳定剂6份、有机硅疏水剂10份、重钙120份、钛白粉120份水250份。
56.s31、将增稠剂、分散剂、润湿剂和3/4消泡剂依次加入水中，控制转速为600rpm，搅拌5min，得到第一混合液；
57.s32、向第一混合液中依次加入钛白粉、重钙、硅酸盐填料和硫化锌，控制转速为1000rpm，搅拌25min，得到第二混合液；
58.s33、向第二混合液中依次加入稳定剂、有机硅疏水剂、硅丙乳液、硅溶胶和1/4消泡剂，控制转速为600rpm，搅拌5min，得到第三混合液；
59.s34、向第三混合液中加入硅酸盐溶液，控制转速为600rpm，搅拌5min，得到抗菌防霉建筑涂料。
60.实施例4
61.原料：硅酸钾溶液60份、硅酸锂溶液60份、硅溶胶120份、硅丙乳液90份、煅烧高岭土50份、硅灰石50份、石英粉50份、硫化锌50份、羟乙基纤维素7份、烷基酚聚氧乙烯醚4份、高分子分散剂8份、矿物油类消泡剂4份、稳定剂8份、有机硅疏水剂12份、重钙120份和钛白粉120份和水300份。
62.s41、将增稠剂、分散剂、润湿剂和1/4消泡剂依次加入水中，控制转速为800rpm，搅拌6min，得到第一混合液；
63.s42、向第一混合液中依次加入钛白粉、重钙、硅酸盐填料和硫化锌，控制转速为900rpm，搅拌28min，得到第二混合液；
64.s43、向第二混合液中依次加入稳定剂、有机硅疏水剂、硅丙乳液、硅溶胶和3/4消泡剂，控制转速为800rpm，搅拌6min，得到第三混合液；
65.s44、向第三混合液中加入硅酸盐溶液，控制转速为800rpm，搅拌6min，得到抗菌防霉建筑涂料。
66.实施例5
67.原料：硅酸钾溶液40份、硅酸锂溶液60份、硅溶胶110份、硅丙乳液70份、煅烧高岭土120份、硫化锌35份、羟乙基纤维素5份、烷基酚聚氧乙烯醚3份、高分子分散剂6份、矿物油类消泡剂3份、稳定剂5份、有机硅疏水剂9份、重钙110份、钛白粉110份和水280份。
68.s51、将增稠剂、分散剂、润湿剂和1/4消泡剂依次加入水中，控制转速为700rpm，搅拌5min，得到第一混合液；
69.s52、向第一混合液中依次加入钛白粉、重钙、硅酸盐填料和硫化锌，控制转速为
1000rpm，搅拌25min，得到第二混合液；
70.s53、向第二混合液中依次加入稳定剂、有机硅疏水剂、硅丙乳液、硅溶胶和3/4消泡剂，控制转速为700rpm，搅拌5min，得到第三混合液；
71.s54、向第三混合液中加入硅酸盐溶液，控制转速为700rpm，搅拌5min，得到抗菌防霉建筑涂料。
72.实施例6
73.原料：硅酸锂溶液120份、硅溶胶130份、硅丙乳液90份、煅烧高岭土60份、硅灰石60份、硫化锌50份、羟乙基纤维素7份、烷基酚聚氧乙烯醚4份、高分子分散剂8份、矿物油类消泡剂4份、稳定剂8份、有机硅疏水剂12份、重钙140份、钛白粉140份和水300份。
74.s61、将增稠剂、分散剂、润湿剂和1/2消泡剂依次加入水中，控制转速为800rpm，搅拌5min，得到第一混合液；
75.s62、向第一混合液中依次加入钛白粉、重钙、硅酸盐填料和硫化锌，控制转速为1200rpm，搅拌20min，得到第二混合液；
76.s63、向第二混合液中依次加入稳定剂、有机硅疏水剂、硅丙乳液、硅溶胶和1/2消泡剂，控制转速为800rpm，搅拌5min，得到第三混合液；
77.s64、向第三混合液中加入硅酸盐溶液，控制转速为800rpm，搅拌5min，得到抗菌防霉建筑涂料。
78.对照例1
79.去除硫化锌，其他原料及制备步骤同实施例3。
80.对照例2
81.去除钛白粉，其他原料及制备步骤同实施例3。
82.首先，为验证本发明所制备得到的建筑涂料优异的抗菌防霉性能，依据gb/t1741-2020检测漆膜耐霉菌性，将实施例1-6及对照例1-2分别加入到玉米粉琼脂培养基，之后于常温下放置28天、56天，进行观察，测试结果如表1。
83.表1抗菌防霉性能
84.85.由上表数据可以看出，本发明实施例1-6所制备得到的建筑涂料，相对于对照例1-2具有优异的抗菌防霉特性，并且其抗菌防霉性能持久。
86.同时，本发明依照hj2537-2014对实施例1-6及对照例1-2所得涂料进行了环保性能参数检测，检测结果如表2。
87.表2环保性能参数
[0088][0089][0090]
由表2可知，本发明所制备的建筑涂料voc检测结果远低于国家标准，并且游离甲醛、可溶性重金属均未检出，环保性能优异。
[0091]
此外，本发明还对所制备得到的涂料进行了燃烧性能测试，其测试结果均为a级(不燃性)。
[0092]
综上，本发明所请求保护的建筑涂料具有环保性佳、抗菌防霉性能持久的优异技术效果。
[0093]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
技术特征：1.一种抗菌防霉建筑涂料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：硅酸盐溶液80-120份、硅溶胶100-140份、硅丙乳液60-100份、硅酸盐填料100-150份、硫化锌30-50份、增稠剂4-7份、湿润剂2-4份、分散剂5-8份、消泡剂2-4份、稳定剂4-8份、有机硅疏水剂8-12份和水200-300份；优选地，所述硅溶胶的模数＞50。2.根据权利要求1所述的抗菌防霉建筑涂料，其特征在于，还包括以下重量份数的原料：重钙100-150份和钛白粉100-150份；优选地，所述钛白粉为金红石型钛白粉。3.根据权利要求1所述的抗菌防霉建筑涂料，其特征在于，所述硅酸盐溶液包括硅酸钾溶液和硅酸锂溶液中的任意一种或两种的组合；优选地，所述硅酸钾的模数为3.5-4，所述硅酸锂的模数为4.5-5。4.根据权利要求1所述的抗菌防霉建筑涂料，其特征在于，所述硅丙乳液的最低成膜温度为5℃。5.根据权利要求1所述的抗菌防霉建筑涂料，其特征在于，所述硅酸盐填料包括煅烧高岭土、硅灰石和石英粉中的任意两种或多种的组合。6.根据权利要求1所述的抗菌防霉建筑涂料，其特征在于，所述增稠剂为羟乙基纤维素；所述湿润剂为烷基酚聚氧乙烯醚和聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物中的任意一种；所述分散剂为高分子分散剂或硅氧烷类分散剂的任意一种；所述消泡剂为矿物油类消泡剂。7.根据权利要求1-6任一项所述抗菌防霉建筑涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、将增稠剂、分散剂、润湿剂和部分消泡剂依次加入水中，搅拌均匀，得到第一混合液；s2、向第一混合液中依次加入钛白粉、重钙、硅酸盐填料和硫化锌，搅拌均匀，得到第二混合液；s3、向第二混合液中依次加入稳定剂、有机硅疏水剂、硅丙乳液、硅溶胶和剩余消泡剂，搅拌均匀，得到第三混合液；s4、向第三混合液中加入硅酸盐溶液，搅拌均匀，得到建筑涂料。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，搅拌时，控制转速为500-800rpm，时间为4-6min；步骤s2中，搅拌时，控制转速为800-1200rpm，时间为20-30min；步骤s3中，搅拌时，控制转速为500-800rpm，时间为4-6min；步骤s4中，搅拌时，控制转速为500-800rpm，时间为4-6min。9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述部分消泡剂为消泡剂总量的1/4-3/4。10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中，待第二混合液无气泡后再加入稳定剂、有机硅疏水剂、硅丙乳液、硅溶胶和剩余消泡剂。
技术总结本发明涉及涂料技术领域，尤其是涉及一种具有抗菌防霉功能的建筑涂料及其制备方法，包括以下重量份数的原料：硅酸盐溶液80-120份、硅溶胶100-140份、硅丙乳液60-100份、硅酸盐填料100-150份、硫化锌30-50份、增稠剂4-7份、湿润剂2-4份、分散剂5-8份、消泡剂2-4份、稳定剂4-8份、有机硅疏水剂8-12份和水200-300份。其中，涂料pH值保持在11以上，赋予了涂料抑制细菌、酵母菌、霉菌等微生物的生长的功效，并且当涂料因暴露于空气中与二氧化碳、水蒸汽等作用后pH值逐步降低，涂料成膜干燥后，加入的硫化锌在水蒸气、氧气和光合作用下可产生一定浓度的锌离子，进而提高涂料的抗菌防霉效果的持久性。性。
技术研发人员：刘云强 张传波 喻晓 殷韵 余辉 周洋 段珊珊 杨健 鲁黎 陈翔 梁伯达 余璐
受保护的技术使用者：中铁第四勘察设计院集团有限公司
技术研发日：2022.04.19
技术公布日：2022/7/5
