本發明涉及涂料的技術領域，特別涉及一種水性防霉涂料及其制備方法。
背景技術：
隨著全球人口的不斷增加、氣溫變暖，細菌病毒隨時隨地侵襲著人們，尤其在醫院、住宅、制藥和食品行業，往往因涂漆表面和內部的細菌、霉菌繁殖，造成環境污染，為了增進人體健康、改善生活和工作環境，需要研究和開發新型、高效、無毒無味的水性防霉涂料。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種水性防霉涂料及其制備方法，解決上述現有技術問題中的一個或者多個。
本發明提供的一種水性防霉涂料，包含以下組分，按質量百分比計：23-25%的丙烯酸共聚乳液、25-27%的金紅石型鈦白粉、10-12%的碳酸鈣、7-9%的滑石粉、2-4%的高嶺土、1-2%的羧甲基纖維素、1-2%的六偏磷酸鈉、1-3%的乙二醇、0.2-0.4%的氨水、其余為去離子水。
在一些實施方式中，丙烯酸共聚乳液包括固含量為40-45%的丙烯酸和固含量為40-45%的硅溶膠，所述丙烯酸和硅溶膠的質量之比為1:1-1:2。
在一些實施方式中，硅溶膠的粒徑為100-120nm。
在一些實施方式中，硅溶膠的制備方法包括以下步驟：
α1、將質量百分含量為10%的硅酸鈉溶液，經過陽離子交換樹脂，得到活性硅酸；
α2、將質量百分含量為10%的活性硅酸加入反應罐，在反應罐中加入堿溶液調節ph值為9-11，通過水蒸氣加熱，加熱溫度控制在100-120℃，加熱時間為10-20h，得到固含量為43%-45%，粒徑為20-30nm的硅溶膠溶液；
α3、將質量百分含量為10%的20-30nm的硅溶膠溶液加入反應罐，咋反應罐中加入堿溶液調節ph值為9-11，通過水蒸氣加熱，加熱溫度控制在100-120℃，加熱時間為60-65h，得到固含量為40%-45%，粒徑為100-120nm的硅溶膠溶液。
在一些實施方式中，堿溶液為koh、naoh或四甲基氫氧化銨。
在一些實施方式中，包含以下組分，按質量百分比計：24.26%的丙烯酸共聚乳液、26.37%的金紅石型鈦白粉、11.60%的碳酸鈣、8.44%的滑石粉、3.16%的高嶺土、1.68%的羧甲基纖維素、1.05%的六偏磷酸鈉、2.0%的乙二醇、0.32%的氨水、21.12%的去離子水。
一種水性防霉涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
β1、按配方準確稱取金紅石型鈦白粉、碳酸鈣、滑石粉、高嶺土、羧甲基纖維素、六偏磷酸鈉、乙二醇、氨水依次加入攪拌罐，在攪拌罐中進行高速攪拌，所述攪拌漿葉速度為150轉/分，然后用三輥研磨機磨細成細度為25左右的厚漿狀物；
β2、按配方準確稱取硅溶膠、純丙乳液加入到攪拌罐中，在攪拌速度為100轉/分下，慢慢加入醇酯-12、消泡劑、去離子水、并不斷測定乳膠漆的ph值，使其達到7-8；然后慢慢加入β1中的厚漿狀物，再充分攪拌均勻，通過過濾，即可得到所述的防霉保鮮涂料。
在一些實施方式中，一種水性防霉涂料的制備方法，包括以下步驟：
γ1、按配方準確稱取金紅石型鈦白粉、碳酸鈣、滑石粉、高嶺土、羧甲基纖維素、六偏磷酸鈉、乙二醇、氨水依次加入攪拌罐，在攪拌罐中進行高速攪拌，所述攪拌漿葉速度為150轉/分，然后用三輥研磨機磨細成細度為25左右的厚漿狀物；
γ2、將質量百分含量為10%的硅酸鈉溶液，經過陽離子交換樹脂，得到活性硅酸；將質量百分含量為10%的活性硅酸加入反應罐，在反應罐中加入堿溶液調節ph值為9-11，通過水蒸氣加熱，加熱溫度控制在100-120℃，加熱時間為10-20h，得到固含量為43%-45%，粒徑為20-30nm的硅溶膠溶液；將質量百分含量為10%的20-30nm的硅溶膠溶液加入反應罐，咋反應罐中加入堿溶液調節ph值為9-11，通過水蒸氣加熱，加熱溫度控制在100-120℃，加熱時間為60-65h，得到固含量為40%-45%，粒徑為100-120nm的硅溶膠溶液；
γ3、按配方準確稱取純丙乳液和γ2中所得的硅溶膠、加入到攪拌罐中，在攪拌速度為100轉/分下，慢慢加入醇酯-12、消泡劑、去離子水、并不斷測定乳膠漆的ph值，使其達到7-8；然后慢慢加入β1中的厚漿狀物，再充分攪拌均勻，通過過濾，即可得到所述的防霉保鮮涂料。
在一些實施方式中，消泡劑為聚二甲基硅氧烷。
硅溶膠是以水為分散介質的高分子聚偏硅酸的膠體溶液，其二氧化硅粒子多以秋裝單個或多個聚結分散，能牢固附著在填料顆粒表面，隨著水分的不斷蒸發二氧化硅粒子間能形成牢固的si-o鍵而成為連續涂膜。且二氧化硅粒子的電子結構特點為價帶結構，且其帶隙能窄，只要太陽光就能將電子從價帶激發到導帶，同時在價帶產生相應的空穴，形成高活性的電子-空穴對，此時在表面就會發生氧化還原反應，空穴與表面吸附的h2o或oh-反應形成具有很強氧化性的活性羥基；電子則與表面吸附的氧分子反應，生成超氧離子。超氧離子可與水進一步反應，生成過羥基和雙氧水，這些物質能與生物大分子如脂類、蛋白質、酶類以及核酸大分子反應，直接損害或通過一系列氧化鏈式反應，而對生物細胞結構引起廣泛的損傷性怕壞，以達到防霉的效果。
具體實施方式
下面通過實施方式對本發明進行進一步詳細的說明。
實施案例1：
a1、按質量百分比計準確稱取：25%的金紅石型鈦白粉、10%的碳酸鈣、7%的滑石粉、2%的高嶺土、1%的羧甲基纖維素、1%的六偏磷酸鈉、1%的乙二醇、0.2%的氨水，其余為去離子水，依次加入攪拌罐，在攪拌罐中進行高速攪拌，所述攪拌漿葉速度為150轉/分，然后用三輥研磨機磨細成細度為25左右的厚漿狀物；
a2、將質量百分含量為10%的硅酸鈉溶液，經過陽離子交換樹脂，得到活性硅酸；
a3、將質量百分含量為10%的活性硅酸加入反應罐，在反應罐中加入naoh溶液調節ph值為9，通過水蒸氣加熱，加熱溫度控制在100℃，加熱時間為10h，得到固含量為43%，粒徑為20nm的硅溶膠溶液；
a4、將質量百分含量為10%的20nm的硅溶膠溶液加入反應罐，在反應罐中加入naoh溶液調節ph值為9，通過水蒸氣加熱，加熱溫度控制在100℃，加熱時間為65h，得到固含量為40%，粒徑為100nm的硅溶膠溶液；
a5、按質量之比為1:1，準確稱取固含量為40-的純丙乳液和a4中所得的固含量為40%的硅溶膠、加入到攪拌罐中，在攪拌速度為100轉/分下，慢慢加入醇酯-12、聚二甲基硅氧烷、去離子水、并不斷測定乳膠漆的ph值，使其達到7-8；然后慢慢加入a1中的厚漿狀物，再充分攪拌均勻，通過過濾，即可得到所述的水性防霉涂料a。
實施案例2：
b1、按質量百分比計準確稱取：26.37%的金紅石型鈦白粉、11.60%的碳酸鈣、8.44%的滑石粉、3.16%的高嶺土、1.68%的羧甲基纖維素、1.05%的六偏磷酸鈉、2.0%的乙二醇、0.32%的氨水依次加入攪拌罐，在攪拌罐中進行高速攪拌，所述攪拌漿葉速度為150轉/分，然后用三輥研磨機磨細成細度為25左右的厚漿狀物；
b2、將質量百分含量為10%的硅酸鈉溶液，經過陽離子交換樹脂，得到活性硅酸；
b3、將質量百分含量為10%的活性硅酸加入反應罐，在反應罐中加入koh溶液調節ph值為10，通過水蒸氣加熱，加熱溫度控制在110℃，加熱時間為12h，得到固含量為44%，粒徑為25nm的硅溶膠溶液；
b4、將質量百分含量為10%的25nm的硅溶膠溶液加入反應罐，在反應罐中加入koh溶液調節ph值為10，通過水蒸氣加熱，加熱溫度控制在110℃，加熱時間為62h，得到固含量為43%，粒徑為110nm的硅溶膠溶液；
b5、按質量之比為1:1.5，準確稱取固含量為43%的純丙乳液和b4中所得的固含量為43%的硅溶膠加入到攪拌罐中，在攪拌速度為100轉/分下，慢慢加入醇酯-12、聚二甲基硅氧烷、去離子水、并不斷測定乳膠漆的ph值，使其達到7.5；然后慢慢加入b1中的厚漿狀物，再充分攪拌均勻，通過過濾，即可得到所述的水性防霉涂料b。
實施案例3：
c1、按質量百分比計準確稱取：27%的金紅石型鈦白粉、12%的碳酸鈣、9%的滑石粉、4%的高嶺土、2%的羧甲基纖維素、2%的六偏磷酸鈉、3%的乙二醇、0.4%的氨水依次加入攪拌罐，在攪拌罐中進行高速攪拌，所述攪拌漿葉速度為150轉/分，然后用三輥研磨機磨細成細度為25左右的厚漿狀物；
c2、將質量百分含量為10%的硅酸鈉溶液，經過陽離子交換樹脂，得到活性硅酸；
c3、將質量百分含量為10%的活性硅酸加入反應罐，在反應罐中加入四甲基氫氧化銨溶液調節ph值為11，通過水蒸氣加熱，加熱溫度控制在120℃，加熱時間為20h，得到固含量為45%，粒徑為30nm的硅溶膠溶液；
c4、將質量百分含量為10%的30nm的硅溶膠溶液加入反應罐，在反應罐中加入四甲基氫氧化銨溶液調節ph值為11，通過水蒸氣加熱，加熱溫度控制在120℃，加熱時間為65h，得到固含量為45%，粒徑為120nm的硅溶膠溶液；
c5、按質量之比為1:2，準確稱取固含量為45%的純丙乳液和c4中所得的固含量為45%的硅溶膠、加入到攪拌罐中，在攪拌速度為100轉/分下，慢慢加入醇酯-12、聚二甲基硅氧烷、去離子水、并不斷測定乳膠漆的ph值，使其達到8；然后慢慢加入c1中的厚漿狀物，再充分攪拌均勻，通過過濾，即可得到所述的水性防霉涂料c。
對比案例1：
d1、按質量百分比計準確稱取：27%的金紅石型鈦白粉、12%的碳酸鈣、9%的滑石粉、4%的高嶺土、2%的羧甲基纖維素、2%的六偏磷酸鈉、3%的乙二醇、0.4%的氨水依次加入攪拌罐，在攪拌罐中進行高速攪拌，所述攪拌漿葉速度為150轉/分，然后用三輥研磨機磨細成細度為25左右的厚漿狀物；
d2、固含量為45%的純丙乳液加入到攪拌罐中，在攪拌速度為100轉/分下，慢慢加入醇酯-12、聚二甲基硅氧烷、去離子水、并不斷測定乳膠漆的ph值，使其達到8；然后慢慢加入d1中的厚漿狀物，再充分攪拌均勻，通過過濾，即可得到所述的水性防霉涂料d。
將實施案例和對比案例中得到的水性防霉涂料進行防霉測試。
（1）濕漆腐敗實驗
將實施案例和對比案例中的待測試樣，依次注射到分別裝有瓊脂培養基和麥芽汁培養基的培養皿中，觀察細菌和霉菌的生長情況，在25℃孵化至少48小時后，根據微生物繁殖的面積做出直觀評價，結果如下表：
（2）干膜防霉實驗
每個試樣都涂覆在石膏板上，兩道，每道間隔24h。干燥后，將每塊試樣板都切成兩半，將混合霉菌液噴至涂膜表面，然后將試板懸掛在4-20℃的高濕度箱中28天，用肉眼和顯微鏡觀察涂料表面的發霉情況。
根據bs3900-g6標準，霉菌/藻類繁殖率分為6級，即0為無滋生，1為滋生面積小于1%，2為滋生面積為1-10%，3為滋生面積為11-30%，4為滋生面積為31-70%，5為滋生面積大于70%。密度劃分為：0為無滋生，a為極微，b為輕度，c為中度，d為密集。
從上述防霉測試中，可以發現實施案例得到的水性防霉涂料的防霉性能明顯優于對比案例。因為，實施案例中的丙乳酸中加入了硅溶膠。因為硅溶膠是以水為分散介質的高分子聚偏硅酸的膠體溶液，其二氧化硅粒子多以秋裝單個或多個聚結分散，能牢固附著在填料顆粒表面，隨著水分的不斷蒸發二氧化硅粒子間能形成牢固的si-o鍵而成為連續涂膜。且二氧化硅粒子的電子結構特點為價帶結構，且其帶隙能窄，只要太陽光就能將電子從價帶激發到導帶，同時在價帶產生相應的空穴，形成高活性的電子-空穴對，此時在表面就會發生氧化還原反應，空穴與表面吸附的h2o或oh-反應形成具有很強氧化性的活性羥基；電子則與表面吸附的氧分子反應，生成超氧離子。超氧離子可與水進一步反應，生成過羥基和雙氧水，這些物質能與生物大分子如脂類、蛋白質、酶類以及核酸大分子反應，直接損害或通過一系列氧化鏈式反應，而對生物細胞結構引起廣泛的損傷性怕壞，以達到防霉的效果。
以上表述僅為本發明的優選方式，應當指出，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些也應視為發明的保護范圍之內。