一種無毒防腐防霉納米涂料及其制備和應用方法技術

本發明專利技術涉及一種無毒防腐防霉納米涂料及其制備和應用方法。分別將6質量份正硅酸四乙酯、0.1質量份水性疏水處理劑和2質量份水性FEVE樹脂加入到10?100質量份弱酸或弱堿性水溶液中，經持續機械攪拌后獲得水性超疏水納米涂料。該涂料在制備和使用過程中不使用也不產生任何有毒物質，無毒環保，可應用于木材、竹材、衣物、皮具和水泥基材料，如包裝用木托板和木箱，木質或竹制炊具、廚具、茶具、家具、建筑墻面、墻角等表面的防腐防霉。本發明專利技術具有制備工藝和設備簡單、易操作和成本低廉等特點，適合大規模制備和工業化生產。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術是一種無毒防腐防霉納米涂料及其制備和應用方法，屬于涂料的制備和應用胡

技術介紹
腐蝕和發霉是人類社會生活在自然環境中不可避免的難題。如何有效防止腐蝕物和霉菌的危害一直以來都是備受各個鄰域的專家和學者的關注。根據腐蝕和霉菌滋生的特性來看，物質表面與水或水蒸氣的接觸是其最重要的因素之一。如果我們能夠阻止物質與水的接觸，那么物質表面的防腐防霉工作將可以可輕易實現。介于此，我們通過仿生自然界中荷葉的超疏水自清潔、水黽腿超疏水高負載、和蚊子眼的超疏水防起霧等一類超浸潤現象，就可以在物質表面構建出能夠與水或水蒸氣隔絕的表面，即可實現物質表面的防腐防霉特性。目前，獲得超疏水表面的重要方法之一是通過仿生手段在物質表面直接構建粗糙納米結構，并對其進行低表面能修飾，或直接在低表面能材料表面構建粗糙結構。該方法對物質的表面具有較大的約束性，工藝設備相對復雜，規模化制備技術不成熟。為了克服這些重要的技術問題，使超疏水表面技術能夠獲得廣泛的工業應用，人們開始轉變思維，通過在物質表面涂覆一層具有特殊功能的涂層以達到該物質具備某種功能。該方法對物質本身沒有要求，適用范圍廣泛，且具有設備工藝簡單，規模化制備技術成熟等特點。所以，近年來一種備受國內外專家學者青睞。但是，目前所報道的納米超疏水涂料的溶劑大部分采用揮發性的有機溶劑，其不僅對人類身體健康方面存在較大危害，同時也很難避免其在運輸、使用過程中存在的安全隱患。因此，近年來無毒無害的水性涂料開始被大量的研制和使用。基于此，本專利針對超疏水涂料提出來了一種無毒防腐防霉納米涂料及其制備方法。該方法制備的超疏水納米涂料在制備和使用過程中不使用也不產生任何有毒物質，在木材、竹材、水泥基等材料的防腐防霉和自清潔方面具有廣泛的應用，且本專利技術設備工藝簡單、易操作，適合大規模制備生產。
技術實現思路
技術問題：本專利技術的目的是為了拓展納米超疏水涂層的應用范圍，提供了一種無毒防腐防霉納米涂料及其制備和應用方法。該技術設備工藝簡單、易操作，適合大規模制備生產。技術方案：本專利技術的一種無毒防腐防霉納米涂料按質量份計算為：正硅酸四乙酯：6質量份弱酸或弱堿性水溶液：10-100質量份水性疏水處理劑：0.1質量份，水性FEVE樹脂：2質量份。其中：所述的水性疏水處理劑是全氟辛酸、短鏈飽和脂肪酸、短鏈烷烴三甲氧基或三乙氧基硅烷中的一種或多種。所述的水性FEVE樹脂是一類以水為溶劑的氟樹脂或氟碳樹脂。所述的弱酸或弱堿性水溶液是指其pH值為4-6或8-11，所述的弱酸w為醋酸或鹽酸。所述的弱堿為氨水或賴氨酸。本專利技術的一種如權利要求1所述的無毒防腐防霉納米涂料的制備方法步驟如下：1)弱酸或弱堿性水溶液制備：將醋酸、鹽酸、氨水或賴氨酸中的一種加入到去離子水中，調節pH值為4-6或8-11，備用；2)納米涂料制備：將正硅酸四乙酯加入到弱酸或弱堿性水溶液中，經持續機械攪拌10-60min后加入水性疏水處理劑，繼續機械攪拌12-48h后加入水性FEVE樹脂，繼續機械攪拌1-2h后獲得納米涂料。本專利技術的一種無毒防腐防霉納米涂料的應用方法為：所述的無毒防腐防霉納米涂料通過噴涂、浸漬提拉、滾涂或刷涂的方式涂覆于任意基底表面，自然干燥或加熱干燥后獲得具有防腐防霉作用的超疏水納米涂層。有益效果：(1)選擇正硅酸四乙酯、水性樹脂、水性疏水處理劑等為原料，制備的水性涂料，從源頭上避免了有毒物質的殘留或處理不完全，無毒環保。(2)采用水性原料使得涂料在制備和使用過程中均以水作為溶劑，避免涉及任何有毒溶劑，不僅可大幅度降低涂料成本，且在運輸及儲藏方面還具備很大的優勢，拓展了其應用前景。(3)本專利技術所述水性涂料作用于基底表面后，其防腐防霉效果明顯。(4)本專利技術所述水性涂料可制備出納米級厚度涂層，具有無色、透明等特點，不影響基底的外觀和透明性。(5)本專利技術所述制備方法對基底材質和形狀要求低，設備簡單、易操作，成本低廉，可大面積施工，在木材、竹材、水泥基材料等領域有巨大的應用。附圖說明：圖1.納米涂層的水滴接觸角光學照片圖2.納米涂層的掃描電子顯微鏡照片。圖3.地磚表面涂覆納米涂層后戶外放置1年后的光學照片及其疏水效果。圖4.木塊表面涂覆納米涂層后陰暗潮濕角落放置1年后的光學照片。具體實施方式實施例1將氨水溶液加入到去離子水溶液并調節pH值為8-11后取100g溶液，逐滴添加60g正硅酸四乙酯，機械攪拌20min后再逐滴加入1g全氟辛酸，繼續機械攪拌24h后加入20g水性FEVE樹脂，再繼續機械攪拌1h后獲得納米涂料，將該涂料刷涂于木板表面后放于60℃烘箱中干燥4h后獲得納米超疏水涂層，圖1為該涂層的水接觸角圖片，其水接觸角為158.6°，滾動角為6.2°。實施例2將醋酸溶液加入到去離子水溶液并調節pH值為4-6后取1000g溶液，逐滴添加60g正硅酸四乙酯，機械攪拌30min后再逐滴加入1g異丁基三甲氧基硅烷，繼續機械攪拌12h后加入20g水性FEVE樹脂，再繼續機械攪拌1h后獲得納米涂料，將該涂料噴涂于銅片表面后自然環境中干燥12h后獲得納米超疏水涂層，圖2為該涂層的掃面電子顯微鏡照片。實施例3將鹽酸溶液加入到去離子水溶液并調節pH值為4-6后取500g溶液，逐滴添加60g正硅酸四乙酯，機械攪拌10min后再逐滴加入1g甲基三乙氧基硅烷，繼續機械攪拌48h后加入20g水性FEVE樹脂，再繼續機械攪拌2h后獲得納米涂料，將該涂料噴涂于地磚表面后放于80℃烘箱中干燥1h后獲得納米超疏水涂層，將其放于戶外環境中，1年后其表面保持清潔，沒有任何腐蝕和發霉痕跡，其仍然保持優異的超疏水性，圖3為其戶外放置1年后的光學照片及其超疏水性。實施例4將氨水溶液加入到去離子水溶液并調節pH值為8-11后取500g溶液，逐滴添加60g正硅酸四乙酯，機械攪拌20min后再逐滴加入1g辛基三甲氧基硅烷，繼續機械攪拌24h后加入20g水性FEVE樹脂，再繼續機械攪拌1h后獲得納米涂料，將該涂料刷涂于木塊表面后放于120℃烘箱中干燥1h后獲得納米超疏水涂層，將其放于陰暗潮濕的角落中，1年后其表面保持清潔，沒有任何腐蝕和發霉痕跡，圖4為其放置1年后的光學照片。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種無毒防腐防霉納米涂料，其特征在于，該涂料按質量份計算，

【技術特征摘要】
1.一種無毒防腐防霉納米涂料，其特征在于，該涂料按質量份計算，2.如權利要求1所述的一種無毒防腐防霉納米涂料，其特征在于，所述的水性疏水處理劑是全氟辛酸、短鏈飽和脂肪酸、短鏈烷烴三甲氧基或三乙氧基硅烷中的一種或多種。3.如權利要求1所述的一種無毒防腐防霉納米涂料，其特征在于，所述的水性FEVE樹脂是一類以水為溶劑的氟樹脂或氟碳樹脂。4.如權利要求1所述的一種無毒防腐防霉納米涂料，其特征在于，所述的弱酸或弱堿性水溶液是指其pH值為4-6或8-11。5.如權利要求4所述的一種無毒防腐防霉納米涂料，其特征在于，所述的弱酸w為醋酸或鹽酸。6.如權利要求4所述的一種無毒防腐防霉納米涂料，其特征在于，所述的弱堿為氨...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張友法，王山林，戴文哲，余新泉，
申請(專利權)人：東南大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32