本发明涉及涂料的技术领域，特别涉及一种水性防霉涂料及其制备方法。
背景技术：
随着全球人口的不断增加、气温变暖，细菌病毒随时随地侵袭着人们，尤其在医院、住宅、制药和食品行业，往往因涂漆表面和内部的细菌、霉菌繁殖，造成环境污染，为了增进人体健康、改善生活和工作环境，需要研究和开发新型、高效、无毒无味的水性防霉涂料。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种水性防霉涂料及其制备方法，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。
本发明提供的一种水性防霉涂料，包含以下组分，按质量百分比计：23-25%的丙烯酸共聚乳液、25-27%的金红石型钛白粉、10-12%的碳酸钙、7-9%的滑石粉、2-4%的高岭土、1-2%的羧甲基纤维素、1-2%的六偏磷酸钠、1-3%的乙二醇、0.2-0.4%的氨水、其余为去离子水。
在一些实施方式中，丙烯酸共聚乳液包括固含量为40-45%的丙烯酸和固含量为40-45%的硅溶胶，所述丙烯酸和硅溶胶的质量之比为1:1-1:2。
在一些实施方式中，硅溶胶的粒径为100-120nm。
在一些实施方式中，硅溶胶的制备方法包括以下步骤：
α1、将质量百分含量为10%的硅酸钠溶液，经过阳离子交换树脂，得到活性硅酸；
α2、将质量百分含量为10%的活性硅酸加入反应罐，在反应罐中加入碱溶液调节ph值为9-11，通过水蒸气加热，加热温度控制在100-120℃，加热时间为10-20h，得到固含量为43%-45%，粒径为20-30nm的硅溶胶溶液；
α3、将质量百分含量为10%的20-30nm的硅溶胶溶液加入反应罐，咋反应罐中加入碱溶液调节ph值为9-11，通过水蒸气加热，加热温度控制在100-120℃，加热时间为60-65h，得到固含量为40%-45%，粒径为100-120nm的硅溶胶溶液。
在一些实施方式中，碱溶液为koh、naoh或四甲基氢氧化铵。
在一些实施方式中，包含以下组分，按质量百分比计：24.26%的丙烯酸共聚乳液、26.37%的金红石型钛白粉、11.60%的碳酸钙、8.44%的滑石粉、3.16%的高岭土、1.68%的羧甲基纤维素、1.05%的六偏磷酸钠、2.0%的乙二醇、0.32%的氨水、21.12%的去离子水。
一种水性防霉涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
β1、按配方准确称取金红石型钛白粉、碳酸钙、滑石粉、高岭土、羧甲基纤维素、六偏磷酸钠、乙二醇、氨水依次加入搅拌罐，在搅拌罐中进行高速搅拌，所述搅拌浆叶速度为150转/分，然后用三辊研磨机磨细成细度为25左右的厚浆状物；
β2、按配方准确称取硅溶胶、纯丙乳液加入到搅拌罐中，在搅拌速度为100转/分下，慢慢加入醇酯-12、消泡剂、去离子水、并不断测定乳胶漆的ph值，使其达到7-8；然后慢慢加入β1中的厚浆状物，再充分搅拌均匀，通过过滤，即可得到所述的防霉保鲜涂料。
在一些实施方式中，一种水性防霉涂料的制备方法，包括以下步骤：
γ1、按配方准确称取金红石型钛白粉、碳酸钙、滑石粉、高岭土、羧甲基纤维素、六偏磷酸钠、乙二醇、氨水依次加入搅拌罐，在搅拌罐中进行高速搅拌，所述搅拌浆叶速度为150转/分，然后用三辊研磨机磨细成细度为25左右的厚浆状物；
γ2、将质量百分含量为10%的硅酸钠溶液，经过阳离子交换树脂，得到活性硅酸；将质量百分含量为10%的活性硅酸加入反应罐，在反应罐中加入碱溶液调节ph值为9-11，通过水蒸气加热，加热温度控制在100-120℃，加热时间为10-20h，得到固含量为43%-45%，粒径为20-30nm的硅溶胶溶液；将质量百分含量为10%的20-30nm的硅溶胶溶液加入反应罐，咋反应罐中加入碱溶液调节ph值为9-11，通过水蒸气加热，加热温度控制在100-120℃，加热时间为60-65h，得到固含量为40%-45%，粒径为100-120nm的硅溶胶溶液；
γ3、按配方准确称取纯丙乳液和γ2中所得的硅溶胶、加入到搅拌罐中，在搅拌速度为100转/分下，慢慢加入醇酯-12、消泡剂、去离子水、并不断测定乳胶漆的ph值，使其达到7-8；然后慢慢加入β1中的厚浆状物，再充分搅拌均匀，通过过滤，即可得到所述的防霉保鲜涂料。
在一些实施方式中，消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
硅溶胶是以水为分散介质的高分子聚偏硅酸的胶体溶液，其二氧化硅粒子多以秋装单个或多个聚结分散，能牢固附着在填料颗粒表面，随着水分的不断蒸发二氧化硅粒子间能形成牢固的si-o键而成为连续涂膜。且二氧化硅粒子的电子结构特点为价带结构，且其带隙能窄，只要太阳光就能将电子从价带激发到导带，同时在价带产生相应的空穴，形成高活性的电子-空穴对，此时在表面就会发生氧化还原反应，空穴与表面吸附的h2o或oh-反应形成具有很强氧化性的活性羟基；电子则与表面吸附的氧分子反应，生成超氧离子。超氧离子可与水进一步反应，生成过羟基和双氧水，这些物质能与生物大分子如脂类、蛋白质、酶类以及核酸大分子反应，直接损害或通过一系列氧化链式反应，而对生物细胞结构引起广泛的损伤性怕坏，以达到防霉的效果。
具体实施方式
下面通过实施方式对本发明进行进一步详细的说明。
实施案例1：
a1、按质量百分比计准确称取：25%的金红石型钛白粉、10%的碳酸钙、7%的滑石粉、2%的高岭土、1%的羧甲基纤维素、1%的六偏磷酸钠、1%的乙二醇、0.2%的氨水，其余为去离子水，依次加入搅拌罐，在搅拌罐中进行高速搅拌，所述搅拌浆叶速度为150转/分，然后用三辊研磨机磨细成细度为25左右的厚浆状物；
a2、将质量百分含量为10%的硅酸钠溶液，经过阳离子交换树脂，得到活性硅酸；
a3、将质量百分含量为10%的活性硅酸加入反应罐，在反应罐中加入naoh溶液调节ph值为9，通过水蒸气加热，加热温度控制在100℃，加热时间为10h，得到固含量为43%，粒径为20nm的硅溶胶溶液；
a4、将质量百分含量为10%的20nm的硅溶胶溶液加入反应罐，在反应罐中加入naoh溶液调节ph值为9，通过水蒸气加热，加热温度控制在100℃，加热时间为65h，得到固含量为40%，粒径为100nm的硅溶胶溶液；
a5、按质量之比为1:1，准确称取固含量为40-的纯丙乳液和a4中所得的固含量为40%的硅溶胶、加入到搅拌罐中，在搅拌速度为100转/分下，慢慢加入醇酯-12、聚二甲基硅氧烷、去离子水、并不断测定乳胶漆的ph值，使其达到7-8；然后慢慢加入a1中的厚浆状物，再充分搅拌均匀，通过过滤，即可得到所述的水性防霉涂料a。
实施案例2：
b1、按质量百分比计准确称取：26.37%的金红石型钛白粉、11.60%的碳酸钙、8.44%的滑石粉、3.16%的高岭土、1.68%的羧甲基纤维素、1.05%的六偏磷酸钠、2.0%的乙二醇、0.32%的氨水依次加入搅拌罐，在搅拌罐中进行高速搅拌，所述搅拌浆叶速度为150转/分，然后用三辊研磨机磨细成细度为25左右的厚浆状物；
b2、将质量百分含量为10%的硅酸钠溶液，经过阳离子交换树脂，得到活性硅酸；
b3、将质量百分含量为10%的活性硅酸加入反应罐，在反应罐中加入koh溶液调节ph值为10，通过水蒸气加热，加热温度控制在110℃，加热时间为12h，得到固含量为44%，粒径为25nm的硅溶胶溶液；
b4、将质量百分含量为10%的25nm的硅溶胶溶液加入反应罐，在反应罐中加入koh溶液调节ph值为10，通过水蒸气加热，加热温度控制在110℃，加热时间为62h，得到固含量为43%，粒径为110nm的硅溶胶溶液；
b5、按质量之比为1:1.5，准确称取固含量为43%的纯丙乳液和b4中所得的固含量为43%的硅溶胶加入到搅拌罐中，在搅拌速度为100转/分下，慢慢加入醇酯-12、聚二甲基硅氧烷、去离子水、并不断测定乳胶漆的ph值，使其达到7.5；然后慢慢加入b1中的厚浆状物，再充分搅拌均匀，通过过滤，即可得到所述的水性防霉涂料b。
实施案例3：
c1、按质量百分比计准确称取：27%的金红石型钛白粉、12%的碳酸钙、9%的滑石粉、4%的高岭土、2%的羧甲基纤维素、2%的六偏磷酸钠、3%的乙二醇、0.4%的氨水依次加入搅拌罐，在搅拌罐中进行高速搅拌，所述搅拌浆叶速度为150转/分，然后用三辊研磨机磨细成细度为25左右的厚浆状物；
c2、将质量百分含量为10%的硅酸钠溶液，经过阳离子交换树脂，得到活性硅酸；
c3、将质量百分含量为10%的活性硅酸加入反应罐，在反应罐中加入四甲基氢氧化铵溶液调节ph值为11，通过水蒸气加热，加热温度控制在120℃，加热时间为20h，得到固含量为45%，粒径为30nm的硅溶胶溶液；
c4、将质量百分含量为10%的30nm的硅溶胶溶液加入反应罐，在反应罐中加入四甲基氢氧化铵溶液调节ph值为11，通过水蒸气加热，加热温度控制在120℃，加热时间为65h，得到固含量为45%，粒径为120nm的硅溶胶溶液；
c5、按质量之比为1:2，准确称取固含量为45%的纯丙乳液和c4中所得的固含量为45%的硅溶胶、加入到搅拌罐中，在搅拌速度为100转/分下，慢慢加入醇酯-12、聚二甲基硅氧烷、去离子水、并不断测定乳胶漆的ph值，使其达到8；然后慢慢加入c1中的厚浆状物，再充分搅拌均匀，通过过滤，即可得到所述的水性防霉涂料c。
对比案例1：
d1、按质量百分比计准确称取：27%的金红石型钛白粉、12%的碳酸钙、9%的滑石粉、4%的高岭土、2%的羧甲基纤维素、2%的六偏磷酸钠、3%的乙二醇、0.4%的氨水依次加入搅拌罐，在搅拌罐中进行高速搅拌，所述搅拌浆叶速度为150转/分，然后用三辊研磨机磨细成细度为25左右的厚浆状物；
d2、固含量为45%的纯丙乳液加入到搅拌罐中，在搅拌速度为100转/分下，慢慢加入醇酯-12、聚二甲基硅氧烷、去离子水、并不断测定乳胶漆的ph值，使其达到8；然后慢慢加入d1中的厚浆状物，再充分搅拌均匀，通过过滤，即可得到所述的水性防霉涂料d。
将实施案例和对比案例中得到的水性防霉涂料进行防霉测试。
（1）湿漆腐败实验
将实施案例和对比案例中的待测试样，依次注射到分别装有琼脂培养基和麦芽汁培养基的培养皿中，观察细菌和霉菌的生长情况，在25℃孵化至少48小时后，根据微生物繁殖的面积做出直观评价，结果如下表：
（2）干膜防霉实验
每个试样都涂覆在石膏板上，两道，每道间隔24h。干燥后，将每块试样板都切成两半，将混合霉菌液喷至涂膜表面，然后将试板悬挂在4-20℃的高湿度箱中28天，用肉眼和显微镜观察涂料表面的发霉情况。
根据bs3900-g6标准，霉菌/藻类繁殖率分为6级，即0为无滋生，1为滋生面积小于1%，2为滋生面积为1-10%，3为滋生面积为11-30%，4为滋生面积为31-70%，5为滋生面积大于70%。密度划分为：0为无滋生，a为极微，b为轻度，c为中度，d为密集。
从上述防霉测试中，可以发现实施案例得到的水性防霉涂料的防霉性能明显优于对比案例。因为，实施案例中的丙乳酸中加入了硅溶胶。因为硅溶胶是以水为分散介质的高分子聚偏硅酸的胶体溶液，其二氧化硅粒子多以秋装单个或多个聚结分散，能牢固附着在填料颗粒表面，随着水分的不断蒸发二氧化硅粒子间能形成牢固的si-o键而成为连续涂膜。且二氧化硅粒子的电子结构特点为价带结构，且其带隙能窄，只要太阳光就能将电子从价带激发到导带，同时在价带产生相应的空穴，形成高活性的电子-空穴对，此时在表面就会发生氧化还原反应，空穴与表面吸附的h2o或oh-反应形成具有很强氧化性的活性羟基；电子则与表面吸附的氧分子反应，生成超氧离子。超氧离子可与水进一步反应，生成过羟基和双氧水，这些物质能与生物大分子如脂类、蛋白质、酶类以及核酸大分子反应，直接损害或通过一系列氧化链式反应，而对生物细胞结构引起广泛的损伤性怕坏，以达到防霉的效果。
以上表述仅为本发明的优选方式，应当指出，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些也应视为发明的保护范围之内。