一种抗菌相变微胶囊的制备方法及艺术肌理涂料与流程

本发明涉及涂料领域，尤其涉及一种抗菌相变微胶囊的制备方法及艺术肌理涂料。

背景技术：

1、近年来，随着人们生活质量和审美观点的不断提高，在墙面装饰领域出现了一种新型的装饰涂料即艺术肌理涂料。利用该涂料可以在墙面上做出如立体油画、立体墙纸等艺术效果，从而获得了越来越多的消费者的青睐。

2、然而，利用上述艺术肌理涂料做的墙面装饰，在经过多年环境侵蚀后，会容易霉变长菌。更重要的是，随着人们生活水平的提高，对室内环境的舒适度要求也越来越高，相应的建筑能耗也随之增加，造成能源消耗过大，环境污染加剧。因此，在舒适度、艺术性、能源和环境中找到合理的平衡点成为室内装饰设计的永恒主题。

3、近年来相变储能材料作为一种新型热能储存材料，在实现热舒适性建筑节能方面发挥着重要作用。与传统热能储存材料相比，相变储能材料能够通过吸收或释放潜热使其温度维持在一定范围，从而在维持室内环境的热舒适性的同时，避免过大的能源消耗和环境污染。因此，若在此基础上能够开发出一款同时具有抗菌和调温功能的艺术肌理涂料，则可同时满足上述需求。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种抗菌相变微胶囊的制备方法及艺术肌理涂料。本发明通过巧妙的方式成功制得了一种相变烷烃@海藻酸钙/银纳米片相变微胶囊，将其加入到艺术肌理涂料中，不仅无毒害还具有优异的抗菌控温效果。

2、本发明的具体技术方案为：

3、第一方面，本发明提供了一种抗菌相变微胶囊的制备方法：通过原位沉淀将相变烷烃包封于碳酸钙中，获得碳酸钙相变微胶囊；随后以碳酸钙相变微胶囊为模板在其表面吸附海藻酸钠和银离子，最后利用还原剂还原银离子生成银纳米片的同时溶解碳酸钙，在碳酸钙溶解所释放的钙离子作用下海藻酸钠发生交联，最终获得以海藻酸钙/银纳米片为壳材、以相变烷烃为芯材的抗菌相变微胶囊，即相变烷烃@海藻酸钙/银纳米片相变微胶囊。

4、本发明抗菌相变微胶囊的制备原理如图1所示：首先，通过阴离子表面活性剂将相变烷烃分散于有机溶液中得到微乳液，随后添加可溶性钙盐，钙阳离子与阴离子表面活性剂通过静电作用吸附在乳液滴表面，然后加入可溶性碳酸盐，碳酸根离子在乳液滴表面与钙离子原位沉淀生成碳酸钙壳层，从而获得以相变烷烃为芯材，以碳酸钙为壳材的碳酸钙相变微胶囊。随后将该碳酸钙相变微胶囊重新分散于水中，由于碳酸钙微溶于水，室温下其溶度积(ksp)为3.7×10-9mol/dm-3，加入的海藻酸钠与碳酸钙表面释放的钙阳离子形成络合物。这个过程反过来又从溶液中去除钙离子，打破碳酸钙的溶解平衡，使更多的碳酸钙固体溶解，最终使大量的海藻酸钠固定在碳酸钙表面。随后然后添加可溶性银盐，海藻酸钠分子上大量的羟基和羧基吸附银离子并引发海藻酸钠中甘露醛酸和古露醛酸的交联。最后，加入还原剂，在还原形成银纳米片的同时溶解碳酸钙，释放出大量钙离子进一步促进海藻酸钠交联，最终获得以海藻酸钙/银纳米片为壳材、以相变烷烃为芯材的抗菌相变微胶囊，即相变烷烃@海藻酸钙/银纳米片相变微胶囊。加入还原剂(以抗坏血酸为例)后的反应如下：

5、c6h8o6+caco3→c6h6o62-+ca2++co2↑+h2o

6、c6h8o6+ag+→c6h6o6+ag↓

7、本发明通过上述巧妙的方式成功制备获得了相变烷烃@海藻酸钙/银纳米片相变微胶囊。其中海藻酸钠是一种可从褐藻中获得的可再生资源，具有无毒、生物相容性好的优点。将海藻酸钙与银纳米片复合作为壳材包覆相变烷烃制备的相变微胶囊，不仅无毒害还具有优异的抗菌效果。将该相变烷烃@海藻酸钙/银纳米片相变微胶囊加入到艺术肌理涂料中，可赋予艺术肌理涂料出色的抗菌调温功能。

8、作为优选，上述制备方法具体包括以下步骤：

9、s1：通过阴离子表面活性剂将相变烷烃分散于有机溶剂中，获得微乳液。

10、s2：将含钙离子的盐加入至微乳液中，钙离子通过静电作用吸附于微乳液的乳液滴表面。

11、s3：将碳酸盐水溶液滴加至s2所得微乳液中，在乳液滴表面原位沉淀生成碳酸钙壳层；分离反应产物，获得碳酸钙相变微胶囊。

12、s4：将碳酸钙相变微胶囊、海藻酸钠和水混合，使海藻酸钠吸附于碳酸钙相变微胶囊表面，分离产物。

13、s5：向s4产物中加入含银离子的溶液，使银离子吸附于海藻酸钠表面并使海藻酸钠部分交联，分离产物。

14、s6：向s5产物中加入还原剂，在还原生成银纳米片的同时溶解碳酸钙，在钙离子作用下使海藻酸钠进一步交联，分离产物，得到抗菌相变微胶囊。

15、作为优选，s1中，所述相变烷烃包括十八烷、二十烷、二十二烷、二十四烷、二十六烷和二十八烷中的一种或多种，进一步优选正二十烷；所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠；所述有机溶剂为甲酰胺。

16、作为优选，s1中，所述相变烷烃、阴离子表面活性剂和有机溶剂的用量比为1.8-2.2g∶1.4-1.8g∶20-30ml。

17、作为优选，s1中，加热温度为40-50℃，搅拌速度为600-800rpm，搅拌时间为1-3h。

18、作为优选，s2中，所述含钙离子的盐为氯化钙。

19、作为优选，s2中，所述含钙离子的盐和有机溶剂的用量比为0.8-1.2g∶14-18ml。

20、作为优选，s2中，加热温度为40-50℃，搅拌速度为600-800rpm，搅拌时间为1-3h。

21、作为优选，s3中，所述碳酸盐为碳酸钠。

22、作为优选，s3中，所述碳酸盐水溶液中碳酸盐和去离子水的用量比为0.8-1.2g∶10-20ml。

23、作为优选，s3中，碳酸盐水溶液的滴加速度为0.5-1.5ml/min；加热温度为40-50℃，搅拌速度为600-800rpm，搅拌时间为1-3h。

24、作为优选，s3中，在分离反应产物的过程中，离心速度为3000-4000rpm，离心时间为3-5min；洗涤次数为3-5次，干燥温度30-40℃，干燥时间24-48h。

25、作为优选，s4中，所述碳酸钙相变微胶囊、海藻酸钠和水的用量比为1.6-2.4g∶1.2-2g∶60-80ml。

26、作为优选，s4中，搅拌速度为800-1000rpm，搅拌时间为15-30min。

27、作为优选，s4中，在分离产物的过程中，离心速度为3000-4000rpm，离心时间为3-5min；洗涤次数为2-4次。

28、作为优选，s5中，所述含银离子的溶液为浓度为0.7-0.8m的硝酸银溶液，用量为6-10ml。

29、作为优选，s5中，搅拌速度为500-600rpm，搅拌时间为3-8min。

30、作为优选，s5中，在分离产物的过程中，离心速度为3000-4000rpm，离心时间为3-5min；洗涤次数为1-2次。

31、作为优选，s6中，所述还原剂为抗坏血酸。

32、作为优选，s6中，加入的为浓度为0.08-0.12m的还原剂溶液，用量为100-150ml。

33、作为优选，s6中，搅拌速度为500-600rpm，搅拌时间为8-16h。

34、作为优选，s6中，在分离产物的过程中，离心速度为3000-4000rpm，离心时间为3-5min；洗涤次数为2-4次，干燥温度30-40℃，干燥时间24-48h。

35、第二方面，本发明提供了上述制备方法得到的抗菌相变微胶囊的在制备具有抗菌调温功能的艺术肌理涂料中的应用。

36、第三方面，本发明提供了一种具有抗菌调温功能的艺术肌理涂料，包括以下原料：聚合物乳液，碳酸钙，抗菌相变微胶囊，溶剂。

37、作为优选，所述聚合物乳液包括纯丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液中的一种或多种，进一步优选固含量55％的纯丙乳液。

38、作为优选，所述艺术肌理涂料还包括分散剂，润湿剂，消泡剂和增稠剂中的一种或多种。

39、作为优选，所述分散剂包括三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酸钠、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯和聚醚中的一种或多种，进一步优选聚丙烯酸钠。

40、作为优选，所述润湿剂包括烷基聚氧乙烯醚、聚醚有机硅和非离子型氟碳聚合物类中的一种或多种，进一步优选烷基聚氧乙烯醚。

41、作为优选，所述消泡剂包括有机硅类、矿物油类、聚醚类和高碳醇类中的一种或多种，进一步优选fb-50型有机硅消泡剂。

42、作为优选，所述增稠剂包括羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸酯和缔合型聚氨酯中的一种或多种，进一步优选羧甲基纤维素钠。

43、作为优选，所述聚合物乳液、分散剂、润湿剂、消泡剂、溶剂、碳酸钙、抗菌相变微胶囊和增稠剂的用量比分别为

44、3-3.5g∶0.03-0.07g∶0.03-0.05g∶0.05-0.1g∶1-2g∶1.5-2g∶1.5-2.5g∶0.02-0.04g。

45、作为优选，所述具有抗菌调温功能的艺术肌理涂料的制备方法包括以下步骤：

46、(1)向烧杯中加入聚合物乳液；

47、(2)在搅拌状态下依次将分散剂、润湿剂、消泡剂、水、碳酸钙、抗菌相变微胶囊和增稠剂加入并继续搅拌混合。

48、作为优选，步骤(2)中，所述搅拌速度为300-500rpm，所述搅拌时间为20-40min。

49、与现有技术对比，本发明的有益效果是：

50、本发明通过巧妙的方式成功制备获得了以海藻酸钙/银纳米片为壳材、以相变烷烃为芯材的相变烷烃@海藻酸钙/银纳米片相变微胶囊。其中海藻酸钠是一种可从褐藻中获得的可再生资源，具有无毒、生物相容性好的优点。将海藻酸钙与银纳米片复合作为壳材包覆相变烷烃制备的相变微胶囊，将其加入到艺术肌理涂料中，不仅无毒害还具有优异的抗菌控温效果。