CN102225859A - 一种具有防辐射、阻燃、抗菌功能的涂料及其制备方法 - Google Patents

一种具有防辐射、阻燃、抗菌功能的涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有防辐射、阻燃、抗菌功能的涂料及其制备方法，该涂料其原料组成按重量百分比包括：正硅酸乙酯15～35％，甲基三甲氧基硅烷5～35％，负载纳米PbSO4和PbSO4的羟基磷灰石30～80％；其制备方法，包括：以正硅酸乙酯、负载纳米PbSO4和BaSO4的羟基磷灰石、甲基三甲氧基硅烷为原料，通过凝胶-溶胶法在常温下固化，即得。本发明的涂料具有防辐射、抗菌、抑菌和阻燃等功能，具有附着力强、功能多，应用范围广等优点；本发明的涂料制备工艺简单，施工条件便捷，环保无污染。

Description

一种具有防辐射、阻燃、抗菌功能的涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于功能涂料及其制备技术领域，特别涉及一种具有防辐射、阻燃、抗菌功能的涂料及其制备方法。
背景技术
防辐射材料已成为当今材料学科的一大课题，随着各种高辐射设备的出现和广泛应用，防辐射材料的研究已引起了人们的普遍关注。2011年3月11日的日本大地震所引发的福岛核电站危机，也引发了人们对核辐射的担忧；而人们生活中各种辐射源存在，也迫使人们对防辐射材料的重视；辐射已被世界卫生组织列为继水源、大气、噪音之后的第四大环境污染源，成为危害人类健康的隐形“杀手”，防护辐射已成为当务之急。
目前，防辐射涂料大多采用的是在涂料组分中加入重金属或稀有金属粉末及其氧化物，尤其是含Ba、Pb、U、Lu等金属化合物，或者采用复合镀层，但必然也带来施工困难，附着力不够，同时功能不够等缺陷，因而防辐射涂料也只应用在一些特殊行业和特殊领域，而在人们的生活等领域中应用较少。
因此开发兼具其他的附加性能的防辐射涂料成为当务之急；具有其他附加性能的防辐射涂料既能满足涂料的基本功能，又扩宽其应用领域，也符合涂料多功能、多领域发展的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有防辐射、阻燃、抗菌功能的涂料及其制备方法，该涂料附着力强、功能多，应用范围广，该涂料的制备工艺简单，施工条件便捷，环保无污染。
本发明的一种具有防辐射、阻燃、抗菌功能的涂料，其原料组成按重量百分比包括：
正硅酸乙酯                          15～35％，
甲基三甲氧基硅烷                    5～35％，
负载纳米PbSO4和PbSO4的羟基磷灰石    余量。
所述的负载纳米PbSO4和PbSO4的羟基磷灰石的粒径为10～500nm。
本发明的一种具有防辐射、阻燃、抗菌功能的涂料的制备方法，包括：
将正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、负载纳米PbSO4和BaSO4的羟基磷灰石作为原料，通过凝胶-溶胶法在常温下固化，即得具有防辐射、阻燃、抗菌功能的涂料，其中正硅酸乙酯的重量百分比为15～35％，甲基三甲氧基硅烷的重量百分比为5～35％，其余为负载纳米PbSO4和BaSO4的羟基磷灰石。
所述的负载纳米PbSO4和BaSO4的羟基磷灰石的制备方法为：将粒径为10～500nm的高效吸附性能的羟基磷灰石，在400～900℃条件下进行活化后，再用静态或动态吸附方法吸附含Pb(II)的溶液或含Ba(II)的溶液，干燥后用硫酸处理，得到负载纳米PbSO4的羟基磷灰石或负载纳米BaSO4的羟基磷灰石；最后将上述所得的负载PbSO4的羟基磷灰石和负载BaSO4的羟基磷灰石按重量比0.5～1.5∶1进行混合，即得负载纳米PbSO4和BaSO4的羟基磷灰石材料。
所述的含Pb(II)的溶液为PbCl2、Pb(NO3)2的中一种或几种；含Ba(II)溶液为Ba(OH)2、BaCl2、Ba(NO3)2溶液中的一种或几种。
所述的含Pb(II)的溶液中Pb(II)的浓度为0.05～5mol/L，含Ba(II)溶液中Ba(II)的浓度为0.05～5mol/L。
所述的静态或动态吸附中羟基磷灰石与含Pb(II)或Ba(II)的溶液的中金属离子的摩尔比1∶1～1∶3；金属离子为Pb或Ba离子。
所述的硫酸的浓度为0.1～5mol/L。
本发明制备的涂料可用作建筑涂层材料，金属、木器、陶瓷等器件需要进行防辐射处理或者抗菌、抑菌和阻燃功能的涂料。
本发明的一种具有防辐射、阻燃、抗菌功能涂料，采用羟基磷灰石大的比表面积，高效的吸附性能，对溶液中的Ba(II)和Pb(II)进行动态或者静态吸附，使Ba(II)和Pb(II)固定在羟基磷灰石的微孔及其表面，然后通过酸处理生成对χ射线、中子射线具有高效防护功能，同时具有阻燃、抗菌等功能的负载纳米PbSO4、BaSO4的羟基磷灰石，再以负载纳米PbSO4、BaSO4的羟基磷灰石、硅氧烷化合物原料，采用凝胶-溶胶的方法常温下固化制得所需涂料。
有益效果：
(1)本发明的涂料具有防辐射、抗菌、抑菌和阻燃等功能，具有附着力强、功能多，应用范围广等优点。
(2)本发明的涂料制备工艺简单，施工条件便捷，环保无污染。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
称取500g在800℃高温煅烧的羟基磷灰石，投入到10L 0.5mol/L的BaCl2的溶液中，采用静态吸附的方法，在35℃，吸附1.5h后过滤，然后投入到0.5mol/L的H2SO4浸渍30min，再过滤，烘干即得负载BaSO4的羟基磷灰石；
再称取500g在800℃高温煅烧的羟基磷灰石，投入到10L 0.5mol/L的PbCl2的溶液中，采用静态吸附的方法，在40℃，吸附1.0h后过滤，然后投入到0.5mol/L的H2SO4浸渍30min，再过滤，烘干即得负载PbSO4的羟基磷灰石；
按重量比1∶0.5的比例把负载BaSO4的羟基磷灰石和负载PbSO4的羟基磷灰石进行混合，再按以下组分进行投料：
Figure BDA0000056929200000031
以30％的乙醇水溶液为溶剂，把原料在篮式研磨机中高速混合研磨12h，制得所需的凝胶-溶胶，然后进行涂抹常温固化得到所需的涂料。
本发明制备的涂料可用作建筑涂层材料，金属、木器、陶瓷等器件需要进行防辐射处理或者抑菌、抗菌和阻燃功能的涂层材料，具有附着力强、功能全，应用范围广，制备工艺简单，施工条件便捷，环保无污染等特点。

Claims (8)

1.一种具有防辐射、阻燃、抗菌功能的涂料，其原料组成按重量百分比包括：
正硅酸乙酯                          15～35％，
甲基三甲氧基硅烷                    5～35％，
负载纳米PbSO4和PbSO4的羟基磷灰石    余量。
2.根据权利要求1所述的一种具有防辐射、阻燃、抗菌功能的涂料，其特征在于：所述的负载纳米PbSO4和PbSO4的羟基磷灰石的粒径为10～500nm。
3.一种具有防辐射、阻燃、抗菌功能的涂料的制备方法，包括：
将正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、负载纳米PbSO4和BaSO4的羟基磷灰石作为原料，通过凝胶-溶胶法在常温下固化，即得具有防辐射、阻燃、抗菌功能的涂料，其中正硅酸乙酯的重量百分比为15～35％，甲基三甲氧基硅烷的重量百分比为5～35％，其余为负载纳米PbSO4和BaSO4的羟基磷灰石。
4.根据权利要求3所述的一种具有防辐射、阻燃、抗菌功能的涂料的制备方法，其特征在于：所述的负载纳米PbSO4和BaSO4的羟基磷灰石的制备方法为：将粒径为10～500nm的羟基磷灰石，在400～900℃条件下进行活化后，再用静态或动态吸附方法吸附含Pb2+的溶液或含Ba2+的溶液，干燥后用硫酸处理，得到负载纳米PbSO4的羟基磷灰石或负载纳米BaSO4的羟基磷灰石；最后将上述所得的负载PbSO4的羟基磷灰石和负载BaSO4的羟基磷灰石按重量比0.5～1.5∶1进行混合，即得负载纳米PbSO4和BaSO4的羟基磷灰石材料。
5.根据权利要求4所述的一种具有防辐射、阻燃、抗菌功能的涂料的制备方法，其特征在于：所述的含Pb2+的溶液为PbCl2、Pb(NO3)2的中一种或几种；含Ba2+溶液为Ba(OH)2、BaCl2、Ba(NO3)2溶液中的一种或几种。
6.根据权利要求4或5所述的一种具有防辐射、阻燃、抗菌功能的涂料的制备方法，其特征在于：所述的含Pb2+的溶液中Pb2+的浓度为0.05～5mol/L，含Ba2+溶液中Ba2+的浓度为0.05～5mol/L。
7.根据权利要求4所述的一种具有防辐射、阻燃、抗菌功能的涂料的制备方法，其特征在于：所述的静态或动态吸附中羟基磷灰石与含Pb2+或Ba2+的溶液的中金属离子的摩尔比1∶1～1∶3。
8.根据权利要求4所述的一种具有防辐射、阻燃、抗菌功能的涂料的制备方法，其特征在于：所述的硫酸的浓度为0.1～5mol/L。
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