1.本发明涉及一种抗菌涂料及其制备方法。
背景技术：
2.纳米银离子具有抗菌、抗病毒活性能力，ag
+
在很低的浓度下即能破坏细菌细胞膜或强烈的吸收细菌体中酶蛋白的巯基，并迅速结合在一起，降低原生物活性酶的活性，破坏细胞合成酶的活性细胞丧失分裂增殖能力而死亡，而且纳米银还能破坏微生物电子传输系统、呼吸系统和物质传输系统，现有检测在浓度为30ppm的纳米银离子溶液对冠状病毒hcov-229e毒株的抗冠状病毒率大于99.99％；但是纳米银离子在空气中容易被氧化而失去抗菌、抗病毒活性。石墨烯二维片层结构，可穿透细菌细胞膜，杀死细菌，达到抗菌效果。且石墨烯巨大的比表面积，可增强抗菌剂与细菌的接触面积，从而提高抗菌率，达到高效持久的抗菌效果。因此现有将石墨烯和纳米银制成石墨烯纳米银分散液作为抗菌助剂使用。但是石墨烯纳米银分散液中纳米银的负载效果差，导致纳米银离子在空气中容易被氧化而失去抗菌、抗病毒活性。
技术实现要素：
3.本发明的目的是要解决现有石墨烯纳米银分散液中纳米银的负载效果差，导致纳米银离子在空气中容易被氧化而失去抗菌、抗病毒活性的问题，而提供石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料及其制备方法。
4.石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料，它按重量份数包括100～140份石墨烯负载银离子硅藻泥粉、1.6～2.4份消泡剂、2.5～3.5份增稠剂、4～6份分散剂、100～140份水、800～1200份水性树脂分散体、35～45份成膜助剂和0.8～1.2份ph调节剂；所述水性树脂分散体中固体含量为35～45％；所述石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料中石墨烯的含量为(40～70)g/10kg，所述石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料中银离子的含量为(4～7)g/10kg。
5.石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
6.一、制备石墨烯负载银离子硅藻泥粉：
7.①
、将水溶石墨烯溶液与纳米银离子溶液用超声辅助搅拌混合6h～10h，得到石墨烯负载银离子混合物；所述水溶石墨烯溶液中石墨烯的浓度为1.5g/l～8g/l；所述纳米银离子溶液中银离子的浓度为500ppm～3000ppm；
8.②
、向石墨烯负载银离子混合物中加入纳米二氧化钛、超细硬质酸钙、超细滑石粉、超细硅藻土、纳米电气石粉和铜掺杂二氧化钛粉末，先搅拌混匀，再进行过筛和干燥，得到石墨烯负载银离子硅藻泥粉；所述石墨烯负载银离子硅藻泥粉中石墨烯的质量分数为2％～8％，银离子的质量分数为0.2％～0.8％，纳米二氧化钛的质量分数为25％～35％，超细硬质酸钙的质量分数为5％～15％，超细滑石粉的质量分数为5％～15％，超细硅藻土的质量分数为10％～20％，纳米电气石粉的质量分数为15％～25％，铜掺杂二氧化钛粉末的质量分数为20％～30％；
9.二、物料称取：按照重量份数称取100～140份石墨烯负载银离子硅藻泥粉、1.6～2.4份消泡剂、2.5～3.5份增稠剂、4～6份分散剂、100～140份水、800～1200份水性树脂分散体、35～45份成膜助剂和0.8～1.2份ph调节剂；所述消泡剂均分为两份；所述水性树脂分散体中固体含量为35～45％；
10.三、初混：将步骤二中称取消泡剂两份中一份、增稠剂、分散剂和水用搅拌机搅拌分散混匀，得到初混物；
11.四、中混：将步骤二中称取的石墨烯负载银离子硅藻泥粉加入步骤三中得到的初混物中，并搅拌均匀，得到中混物；
12.五、终混：将步骤二中称取消泡剂两份中一份、水性树脂分散体、成膜助剂和ph调节剂加入中混物中，并搅拌均匀，得到石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料；所述石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料中石墨烯的含量为(40～70)g/10kg，所述石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料中银离子的含量为(4～7)g/10kg。
13.本发明优点：
14.一、本发明以水溶石墨烯溶液与纳米银离子溶液为原料，在超声辅助下充分搅拌混合，使纳米银离子能够牢靠的负载于石墨烯上，解决现有石墨烯纳米银分散液中纳米银的负载效果差的问题，因此本发明石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料中纳米银离子的抗菌、抗病毒的有效使用期限能够延长；
15.二、本发明石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料中添加超细硅藻土，硅藻土具有极强的吸附能力，能够使细菌和病毒与纳米银离子接触，进而使纳米银离子能够充分起到抗菌和抗病毒活性的能力，因此本发明使石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料具有较高的净化能力；
16.三、本发明选择水溶石墨烯溶液作为原料，水溶石墨烯溶液中石墨烯为1～20层的石墨烯，最小的细菌粒径约为0.2mm，约是单层石墨烯的600倍，因此细菌在石墨烯这样锋利的纳米级二维材料上游走瞬间就被割破细胞壁而死亡；并且石墨烯能够对细胞膜上磷脂分子的大规模直接抽取来破坏细胞膜从而杀死细菌；
17.四、本发明石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料添加铜掺杂二氧化钛粉末，以铜掺杂二氧化钛作为光催化剂，使石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料对甲醛具有净化能力；
18.五、本发明石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料添加纳米电气石粉，使石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料能释放负氧离子，具有杀菌、祛除异味和分解有害化学物质的作用，且纳米电气石粉与铜掺杂二氧化钛粉末联合使用，能够提高石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料对甲醛的净化能力；
19.六、本发明石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料对细菌(伤寒菌、金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、肺炎杆菌或大肠杆菌)、真菌(各种霉菌、癣或白念珠菌)和病毐(流行性感冒、麻疹、肝炎病毒或冠状病毒)具有极强杀灭作用。
20.七、本发明石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料适用于家居、别墅、公寓、酒店、学校、医院、政府办公机关和各类公共场所的室内墙体的涂刷装饰，使其具有对附着在墙面上的细菌和病毒有显著的杀灭效果起到室内环境防疫的作用，并且能够净化甲醛及释放负氧离子。
具体实施方式
21.具体实施方式一：本实施方式是石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料，它按重量份数包括100～140份石墨烯负载银离子硅藻泥粉、1.6～2.4份消泡剂、2.5～3.5份增稠剂、4～6份分散剂、100～140份水、800～1200份水性树脂分散体、35～45份成膜助剂和0.8～1.2份ph调节剂；所述水性树脂分散体中固体含量为35～45％；所述石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料中石墨烯的含量为(40～70)g/10kg，所述石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料中银离子的含量为(4～7)g/10kg。
22.具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：所述石墨烯负载银离子硅藻泥粉由水溶石墨烯溶液、纳米银离子溶液、纳米二氧化钛、超细硬质酸钙、超细滑石粉、超细硅藻土、纳米电气石粉和铜掺杂二氧化钛粉末制成；所述石墨烯负载银离子硅藻泥粉中石墨烯的质量分数为2％～8％，银离子的质量分数为0.2％～0.8％，纳米二氧化钛的质量分数为25％～35％，超细硬质酸钙的质量分数为5％～15％，超细滑石粉的质量分数为5％～15％，超细硅藻土的质量分数为10％～20％，纳米电气石粉的质量分数为15％～25％，铜掺杂二氧化钛粉末的质量分数为20％～30％。其他与具体实施方式一相同。
23.具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二的不同点是：所述水溶石墨烯溶液中石墨烯为1～20层的石墨烯。其他与具体实施方式二相同。
24.具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式二或三之一不同点是：所述纳米二氧化钛的粒径为50nm～400nm，所述超细硬质酸钙的粒径小于10μm，所述超细滑石粉的粒径小于50μm，所述超细硅藻土的粒径小于50μm，所述纳米电气石粉的粒径为10nm～800nm，所述铜掺杂二氧化钛粉末的粒径小于50μm。其他与具体实施方式二或三相同。
25.具体实施方式五：本实施方式是石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
26.一、制备石墨烯负载银离子硅藻泥粉：
27.①
、将水溶石墨烯溶液与纳米银离子溶液用超声辅助搅拌混合6h～10h，得到石墨烯负载银离子混合物；所述水溶石墨烯溶液中石墨烯的浓度为1.5g/l～8g/l；所述纳米银离子溶液中银离子的浓度为500ppm～3000ppm；
28.②
、向石墨烯负载银离子混合物中加入纳米二氧化钛、超细硬质酸钙、超细滑石粉、超细硅藻土、纳米电气石粉和铜掺杂二氧化钛粉末，先搅拌混匀，再进行过筛和干燥，得到石墨烯负载银离子硅藻泥粉；所述石墨烯负载银离子硅藻泥粉中石墨烯的质量分数为2％～8％，银离子的质量分数为0.2％～0.8％，纳米二氧化钛的质量分数为25％～35％，超细硬质酸钙的质量分数为5％～15％，超细滑石粉的质量分数为5％～15％，超细硅藻土的质量分数为10％～20％，纳米电气石粉的质量分数为15％～25％，铜掺杂二氧化钛粉末的质量分数为20％～30％；
29.二、物料称取：按照重量份数称取100～140份石墨烯负载银离子硅藻泥粉、1.6～2.4份消泡剂、2.5～3.5份增稠剂、4～6份分散剂、100～140份水、800～1200份水性树脂分散体、35～45份成膜助剂和0.8～1.2份ph调节剂；所述消泡剂均分为两份；所述水性树脂分散体中固体含量为35～45％；
30.三、初混：将步骤二中称取消泡剂两份中一份、增稠剂、分散剂和水用搅拌机搅拌分散混匀，得到初混物；
31.四、中混：将步骤二中称取的石墨烯负载银离子硅藻泥粉加入步骤三中得到的初混物中，并搅拌均匀，得到中混物；
32.五、终混：将步骤二中称取消泡剂两份中一份、水性树脂分散体、成膜助剂和ph调节剂加入中混物中，并搅拌均匀，得到石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料；所述石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料中石墨烯的含量为(40～70)g/10kg，所述石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料中银离子的含量为(4～7)g/10kg。
33.具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式五的不同点是：步骤二中所述增稠剂为羟甲基纤维素；所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠；所述成膜助剂为丙烯酸树脂聚氨酯共聚树脂；所述消泡剂为二甲基硅氧烷。其他与具体实施方式五相同。
34.具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式五或六之一不同点是：步骤三中用搅拌机在搅拌速度为200r/min～500r/min下搅拌分散3min～5min。其他与具体实施方式五或六相同。
35.具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式五至七之一不同点是：步骤四中在搅拌速度为1000r/min～1500r/min下搅拌均匀。其他与具体实施方式五至七相同。
36.具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式五至八之一不同点是：步骤五中在搅拌速度为400r/min～600r/min下搅拌30min～50min。其他与具体实施方式五至八相同。
37.具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式五至九之一不同点是：步骤五中所述石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料的ph为7～7.5。其他与具体实施方式五至九相同。
38.本发明内容不仅限于上述各实施方式的内容，其中一个或几个具体实施方式的组合同样也可以实现发明的目的。
39.实施例1：石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
40.一、制备石墨烯负载银离子硅藻泥粉：
41.①
、将水溶石墨烯溶液与纳米银离子溶液用超声辅助搅拌混合8h，得到石墨烯负载银离子混合物；所述水溶石墨烯溶液中石墨烯的浓度为5.5g/l；所述纳米银离子溶液中银离子的浓度为1500ppm；
42.②
、向石墨烯负载银离子混合物中加入纳米二氧化钛、超细硬质酸钙、超细滑石粉、超细硅藻土、纳米电气石粉和铜掺杂二氧化钛粉末，先搅拌混匀，再进行过筛和干燥，得到石墨烯负载银离子硅藻泥粉；所述石墨烯负载银离子硅藻泥粉中石墨烯的质量分数为5％，银离子的质量分数为0.5％，纳米二氧化钛的质量分数为30％，超细硬质酸钙的质量分数为8％，超细滑石粉的质量分数为7.5％，超细硅藻土的质量分数为11％，纳米电气石粉的质量分数为16％，铜掺杂二氧化钛粉末的质量分数为22；
43.二、物料称取：按照重量份数称取100份石墨烯负载银离子硅藻泥粉、2份消泡剂、3份增稠剂、5份分散剂、120份水、1000份水性树脂分散体、40份成膜助剂和1份ph调节剂；所述消泡剂均分为两份；所述水性树脂分散体中固体含量为40％；
44.三、初混：将步骤二中称取消泡剂两份中一份、增稠剂、分散剂和水用搅拌机在搅拌速度为300r/min下搅拌分散5min，得到初混物；
45.四、中混：将步骤二中称取的石墨烯负载银离子硅藻泥粉加入步骤三中得到的初混物中，并在搅拌速度为1200r/min下搅拌均匀，得到中混物；
46.五、终混：将步骤二中称取消泡剂两份中一份、水性树脂分散体、成膜助剂和ph调节剂加入中混物中，并在搅拌速度为500r/min下搅拌40min，得到石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料；所述石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料中石墨烯的含量为42g/10kg，所述石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料中银离子的含量为4.1g/10kg；所述石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料的ph为7.2。
47.本实施例步骤二中所述增稠剂为羟甲基纤维素；所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠；所述成膜助剂为丙烯酸树脂聚氨酯共聚树脂；所述消泡剂为二甲基硅氧烷。
48.实施例2：本实施与实施例1的不同点是：步骤二中按照重量份数称取110份石墨烯负载银离子硅藻泥粉；所述石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料中石墨烯的含量为48g/10kg，所述石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料中银离子的含量为4.7g/10kg；所述石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料的ph为7.1。其他与实施例1相同。
49.实施例3：本实施与实施例1的不同点是：步骤二中按照重量份数称取120份石墨烯负载银离子硅藻泥粉；所述石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料中石墨烯的含量为56.3g/10kg，所述石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料中银离子的含量为5.5g/10kg；所述石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料的ph为7.1。其他与实施例1相同。
50.实施例4：本实施与实施例1的不同点是：步骤二中按照重量份数称取130份石墨烯负载银离子硅藻泥粉；所述石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料中石墨烯的含量为63.1g/10kg，所述石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料中银离子的含量为6.1g/10kg；所述石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料的ph为7.1。其他与实施例1相同。
51.实施例5：本实施与实施例1的不同点是：步骤二中按照重量份数称取140份石墨烯负载银离子硅藻泥粉；所述石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料中石墨烯的含量为69.6g/10kg，所述石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料中银离子的含量为6.8g/10kg；所述石墨烯负载银离子硅藻泥抗菌涂料的ph为7.1。其他与实施例1相同。
52.参照gb/t9756-2009内墙涂料国家标准进行主相关性能检测，参照gb/t21866-2008《抗菌涂料抗菌(漆膜)性测定法和抗菌效果》进行抗菌性能检测，净化甲醛率测试方法执行jc/t1074-2008《室内空气净化功能涂覆材料净化功能》规定的i类要求进行测试，测试仪器nkmh-103型空气负离子检测仪测试负离子释放量，测试结果如表1所示。
53.表1
54.[0055][0056]