一种可缓释负离子的抗菌画板及其制备工艺的制作方法
- 国知局
- 2024-06-21 12:59:09
本发明涉及抗菌画板,具体为一种可缓释负离子的抗菌画板及其制备工艺。
背景技术:
1、近年来,随着工业经济和城市经济的蓬勃发展,绘画画作已经成为建筑装饰领域的一个重要组成部分。随着装饰行业的快速发展,行业绿色环保的发展要求、消费者环境意识和健康意识的增强,画板的功能性也在不断进行着革新。装饰装修、日化用品、人类自身的活动、室外污染等会造成室内空气的污染,产生的空气污染物、微生物细菌会引发健康问题。因此,我们提出一种可缓释负离子的抗菌画板及其制备工艺。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种可缓释负离子的抗菌画板及其制备工艺,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:一种可缓释负离子的抗菌画板,由上至下依次包括以下结构:基板、砂浆、网格布、涂料。
3、进一步的,所述砂浆包括以下组分:55~60份重质碳酸钙、12~20份二氧化硅、4~6份石墨、6~20份负离子材料、1.5~2.0份胶粉、0.3~0.4份羟丙基甲基纤维素、0.1~0.3份木质素纤维、33~41份水。
4、进一步的,负离子材料为电气石粉、稀土矿物的混合物;
5、电气石粉、稀土矿物的质量比为(4~6):(3~15);
6、电气石粉:粒径1~10μm,来源于灵寿县岩诚矿产品加工厂;
7、稀土矿物:粒径2.7~3.4μm,来源于灵寿县熠轩矿产品加工厂。
8、进一步的,重质碳酸钙:粒径2000目,来源于新余市玉雪钙业有限公司;
9、二氧化硅:粒径400目,来源于济南澜海化工有限公司;
10、石墨:纳米级鳞片石墨,粒径2000目,来源于青岛东凯石墨有限公司;
11、胶粉为可再分散性乳胶粉smargo 328,来源于天津瓦克新材料有限公司;
12、羟丙基甲基纤维素:hpmc,粘度10万cps,来源于任丘市金誉化工有限公司;
13、木质素纤维:h500,来源于广州市深创化工有限公司。
14、进一步的,所述砂浆的厚度为0.5~0.8mm。
15、在上述技术方案中,砂浆中含有多种组分,包括重质碳酸钙、二氧化硅、石墨、负离子材料、胶粉、羟丙基甲基纤维素和木质素纤维。其中重质碳酸钙(重钙)能够与木质纤维发挥协效作用,能够提高画板的抗裂能力;二氧化硅能够提高画板的防水性能;纳米石墨用于改善画板的稳定性;胶粉发挥具有粘结性和渗透性,能够发挥粘结剂作用,改善画板的抗裂能力;而羟丙基甲基纤维素用于增加粘稠度。在自然光或远红外光的辐射作用下,负离子材料电气石粉晶体中形成空穴/电子对,利用所产生的空穴(h+)将水分子氧化形成羟基自由基;或当γ位中的fe2+转变为fe3+时,能够将氧气分子还原或与水分子反应,形成氧负离子自由基或羟基自由基,羟基自由基能够与其他水分子缔合,形成水合羟基离子,实现所制画板中负离子的形成与缓释,使得画板产生空气净化效果。稀土矿物为稀土盐及氧化物,在与电气石复合后,能够促进电气石的分散,有效提高电气石产生负离子的能力;且稀土元素的半衰期时间长,辐射能高,在促进高负离子浓度产生的同时,还能够延长负离子材料产生负离子的时间,从而赋予画板高浓度且持久的负离子缓释能力。
16、进一步的,所述涂料包括以下组分:100份水性uv涂料、10~15份硫酸钡、1~5份二氧化钛、150~200份水。
17、水性uv涂料:mr2404聚酯丙烯酸酯,黏度300~500mpa.s/25℃,固含量≥98%,来源于广东科鼎功能材料有限公司;
18、二氧化钛:atr312,来源于北京万云华锐化工有限公司;
19、硫酸钡:粒径3000目,来源于巩义市盛达微粉厂。
20、进一步的,二氧化钛经过表面改性,具体工艺为:
21、取二氧化钛、乙醇混合,搅拌分散15~30min,加入偶联剂kh-550,搅拌反应30~40min;过滤,洗涤,干燥,得到偶联改性二氧化钛;
22、将偶联改性二氧化钛分散于去离子水中,依次加入l-酪氨酸盐酸盐、l-赖氨酸盐酸盐、氯化镍混合均匀,利用氢氧化钠调节体系ph至9.7~10.3,于55~65℃温度下,以45~50rpm的转速搅拌100~150min;过滤,洗涤,干燥,得到氨基酸改性二氧化钛;
23、将氨基酸改性二氧化钛分散于去离子水中,利用氢氧化钠调节体系ph至8.7~9.3,缓慢加入硫酸二甲酯,升温至38~43℃反应150~200min;冷却至室温,洗涤,干燥,得到季铵化改性二氧化钛;
24、将季铵化改性二氧化钛分散于去离子水中,利用氢氧化钠调节体系ph至8.7~9.3,缓慢加入硝酸银,搅拌18~25min,置于100w紫外光照170~230min,得到改性二氧化钛。
25、进一步的,偶联剂kh-550的用量为二氧化钛质量的3.5~5.0%;
26、二氧化钛、乙醇溶液的比例为(25~30)g/100ml;
27、乙醇溶液中无水乙醇和去离子水的体积比为(4.2~4.5):1。
28、进一步的,偶联改性二氧化钛、去离子水的比例为10~18g/100ml;
29、l-酪氨酸盐酸盐217.6、l-赖氨酸盐酸盐182.6的摩尔比为1:(0.5~2.0),统称为氨基酸盐酸盐;
30、偶联改性二氧化钛、氨基酸盐酸盐、氯化镍的比例为10g:(0.05~0.10)mol:(0.03~0.06);
31、氨基酸盐酸盐以溶液的形式加入,氨基酸盐酸盐溶液的浓度为15.8%;
32、氯化镍以溶液的形式加入,氯化镍溶液的浓度为14.6%。
33、进一步的,氨基酸改性二氧化钛、去离子水的的比例为(20~25)g/100ml;
34、氨基酸改性二氧化钛、硫酸二甲酯的质量比为10:(6.6~13.3);
35、进一步的,季铵化改性二氧化钛、去离子水的的比例为(12~20)g/100ml;
36、季铵化改性二氧化钛、硝酸银的质量比为10:(8.5~16.9);
37、硝酸银以溶液的形式加入,硝酸银溶液的浓度为3.4wt%。
38、进一步的,氢氧化钠以溶液的形式加入,氢氧化钠溶液的浓度为4~6wt%。
39、进一步的,所述涂料的厚度为2~4μm。
40、进一步的,所述基板为聚苯乙烯板材;基板的厚度为40~60mm。
41、进一步的,所述网格布为耐碱玻璃纤维网格布,克重80~110g/m2,厚度为0.20~0.35mm,网眼尺寸4mm×4mm。
42、在上述技术方案中,在砂浆表面覆盖耐碱网格布使得所制画板的整体更为稳定,防止开裂现象的出现。涂料由水性uv涂料、硫酸钡、二氧化钛与水混合得到。其中硫酸钡能够作为高能射线的防护材料,实现所制画板的防辐射效果。二氧化钛能够提高画板对紫外线的防护能力,阻挡波长在280~350nm的紫外光,改善画板的抗紫外老化特性;同时在紫外光的作用下,二氧化钛中形成光生电子、光生空穴,能够增加电气石粉体的负离子释放率。
43、本技术还对二氧化钛进行了表面改性,首先利用氨基硅烷偶联剂kh-550,在二氧化钛表面引入氨基,然后利用偶联剂kh-550结构中的氨基与酪氨酸、赖氨酸中的氨基、羧基形成与镍离子的螯合物;然后利用硫酸二甲酯对赖氨酸分子结构中剩余的氨基进行季铵化,得到季铵化改性二氧化钛;利用酪氨酸分子结构中的苯酚,光照条件下原位还原银离子,得到含有银溶胶的改性二氧化钛,能够改善二氧化钛在涂料中的分散性能;改性二氧化钛中的纳米银能够发挥其等离激元特性,抑制电子-空穴对的复合,提高空穴等的寿命,改善二氧化钛对负离子的催化能力。同时改性二氧化硅中具有纳米银和季铵盐结构,使其能够同时发挥纳米银和有机抗菌双重抗菌剂的作用,显著提高所制画板的抗菌能力。
44、一种可缓释负离子的抗菌画板的制备工艺,包括以下制备工艺:
45、取基板,其基板的表面涂抹砂浆,在砂浆的表面叠加网格布,最后在网格布的表面涂布涂料,得到抗菌画板。
46、进一步的,在网格布叠加于砂浆表面后,置于温度21~25℃,相对湿度45~55%条件下,养护1~3d。
47、进一步的,在涂料涂布后,进行光照固化,工艺条件为:365nm紫外照射1~2min。
48、一种可缓释负离子的抗菌画板的应用,在所制抗菌画板的表面进行绘画。
49、与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
50、本发明的可缓释负离子的抗菌画板及其制备工艺,通过基布表面砂浆组分配比的设置,将电气石、稀土矿物、二氧化硅等引入,赋予画板高浓度且持久的负离子缓释能力;在砂浆的表面叠加网格布,在网格布的表面涂布涂料,并利用对涂料中组分二氧化钛的表面改性,显著提高所制画板的抗菌能力。
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