一种保温层抹灰石膏及其制备工艺的制作方法

本技术涉及建筑材料的，更具体地说，它涉及一种保温层抹灰石膏及其制备工艺。

背景技术：

1、抹灰石膏是以半水石膏(caso4·1/2h2o)和ⅱ型无水硫酸钙(ⅱ型caso4)单独或两者混合后作为主要胶凝材料，掺入外加剂制成的抹灰材料。抹灰石膏既有水泥的强度，又比水泥更健康环保、持久耐用，粘接力大、不易粉化、不开裂、不空鼓、不掉粉等优点，而且使用简便，成本较低，因此成为国家重点推广的环保装饰材料。

2、然而，抹灰石膏极不耐水，因此，当抹灰石膏长时间应用于潮湿区域时，抹灰石膏很容易吸水并出现霉菌滋生，进而影响抹灰石膏的正常使用。

技术实现思路

1、为了改善抹灰石膏在潮湿区域容易出现霉菌滋生的问题，本技术提供一种保温层抹灰石膏及其制备工艺。

2、第一方面，本技术提供一种保温层抹灰石膏，采用如下的技术方案：

3、一种保温层抹灰石膏，由包括以下重量份的原料组成：80-90份石膏粉、1-3份碱性剂、0.1-0.3份保水剂、0.02-0.10份缓凝剂、0.02-0.04触变剂、0.02-0.04引气剂、5-10份轻质填料及5-10份抗菌气凝胶，且所述抗菌气凝胶内含有纳米二氧化钛及纳米金属锌，所述纳米金属锌表面形成有少量含锌离子化合物。

4、由于抗菌气凝胶本身的孔状结构丰富，因此，在房屋装修完毕后，抗菌气凝胶也可以对甲醛进行吸附，而甲醛可以与细菌蛋白质的氨基或细菌酶系统中的巯基发生亲核加成反应，使细菌失去复制能力，引起代谢系统紊乱，进而达到杀菌抑菌的目的。而当甲醛吸附量过大时，抗菌气凝胶中的二氧化钛及锌离子化合物则可以对甲醛进行催化分解。

5、而锌离子化合物也具有优良的抗菌性能，其抗菌机理在于，在锌离子化合物使用过程中，锌离子化合物的锌离子逐渐游离出来，当锌离子与细菌体发生接触时，锌离子会和细菌体内活性蛋白酶相结合，从而促使细菌失去活性，进而达到灭菌的效果。而且，锌离子还可以强化气凝胶的形成。

6、另外，在保温层抹灰石膏涂抹于钢筋层时，相对于直接选用锌离子化合物来说，纳米金属锌的使用可以促使钢筋表面形成锌保护层，而后通过牺牲阳极得到阴极保护法对钢筋进行抗氧化防护，有效减少钢筋出现腐蚀的可能性。

7、但是金属锌本身并没有抗菌功能，而如将金属锌大量转化为锌离子化合物则增加钢筋出现氧化的可能性。而纳米二氧化钛也具有极为优良的抗菌性能，其抗菌机理在于，二氧化钛经过光照激活，产生电子空穴、氧气分子、氢氧根离子之间的相互作用，激发自由基引起链式反应，破坏细菌的蛋白质，进而达到灭菌的效果。

8、因此，当二氧化钛与金属锌进行混合时，保温层抹灰石膏除了具备稳定的抗菌防霉性能之外，还可以有效减少钢筋或其他铁制物件发生氧化的可能性。

9、另外，由于纳米二氧化钛及纳米金属锌的添加，抗菌气凝胶的表面将形成凹凸不平的界面，从而增大抗菌气凝胶表面的接触角，从而获得疏水的性能，有效降低抗菌气凝胶对水的吸收效果，促使保温层抹灰石膏上的水分可以快速蒸发，有效降低保温层抹灰石膏的湿度，间接降低细菌繁殖的可能性。

10、优选的，所述抗菌疏水气凝胶内，纳米二氧化钛与纳米金属锌的摩尔比例为2：(2-3)。

11、当纳米二氧化钛与纳米金属锌采用上述摩尔比例时，保温层抹灰石膏除了具备稳定的抗菌防霉性能之外，还可以有效减少钢筋或其他铁制物件发生氧化的可能性。

12、优选的，所述抗菌气凝胶由正硅酸乙酯、辛基葵基二甲基氯化铵-壳聚糖-醇溶液、甲基三甲氧基硅烷、酸、碱、纳米二氧化钛、纳米金属锌及水制备而得。

13、辛基葵基二甲基氯化铵-壳聚糖-醇溶液中同时含有季铵盐及壳聚糖。

14、其中，季铵盐的抗菌机理在于，季铵盐可以吸附于细菌表面，进而改变菌体细胞膜的通透性，使菌体内的酶、辅酶和中间代谢物溢出，使细菌的呼吸及糖酵过程受阻，菌体蛋白变性，从而实现杀菌作用。

15、壳聚糖的抗菌机理在于，壳聚糖可以吸附在细菌细胞表面，从而形成一层高分子膜，从而阻止营养物质向细胞内运输，从而起到抑菌杀菌效果。同时，壳聚糖还可以通过渗透进入细菌细胞体内，从而吸附细胞体内带阴离子的细胞质，进而发生絮凝作用，扰乱细胞正常的生理活动，进而杀灭细菌。

16、综上，由于季铵盐、壳聚糖、二氧化钛及锌离子化合物的抗菌机理不同，因此辛基葵基二甲基氯化铵-壳聚糖-醇溶液的添加可以进一步提升保温层抹灰石膏的抗菌性能。

17、另外，辛基葵基二甲基氯化铵中还存在甲基，而甲基为疏水基团，从而进一步提高抗菌气凝胶的疏水性，促使保温层抹灰石膏上的水分可以快速蒸发，有效降低保温层抹灰石膏的湿度，间接降低细菌繁殖的可能性。

18、另外，由于壳聚糖上具有众多羟基，因此，壳聚糖能够提供大量的活性位点，从而可以作为骨架支撑参与到抗菌气凝胶整个网络结构的形成，进一步提高气凝胶的稳定性。

19、优选的，所述抗菌气凝胶由a组分及b组分混合而得，所述a组分与b组分的体积比为1：(0.5-1)；

20、所述a组分由正硅酸乙酯、辛基葵基二甲基氯化铵-壳聚糖-醇溶液、酸、水、纳米二氧化钛及纳米金属锌混合而得；所述b组分由辛基葵基二甲基氯化铵-壳聚糖-醇溶液、甲基三甲氧基硅烷、碱及水混合而得。

21、在制备抗菌气凝胶时，将抗菌气凝胶的所有组分分为a组份和b组分，其中，酸、纳米二氧化钛及纳米金属锌属于a组分，碱属于b组分。

22、a组分中，酸主要起到催化水解的作用，创造环境使溶胶-凝胶反应容易进行，同时控制环境ph值。而且酸还可以将部分纳米金属锌转化为锌盐，从而将锌离子提取而出。

23、b组分中，碱主要用于进一步使气凝胶网络结构稳定，同时，碱还可以与锌盐形成沉淀，而氢氧化锌同时含有锌离子和氢氧根，从而获得优良的抗菌性能。

24、优选的，所述a组分中，所述正硅酸乙酯、辛基葵基二甲基氯化铵-壳聚糖-醇溶液、酸、水、纳米二氧化钛及纳米金属锌的摩尔比例为1：(10-20)：(2.4-3.6)：(6-8)：10：(10-15)；

25、所述b组分中，所述辛基葵基二甲基氯化铵-壳聚糖-醇溶液、甲基三甲氧基硅烷、碱及水的摩尔比例为10：(6-8)：(0.24-0.36)：(0.3-2.7)。

26、当a组分及b组分的原料采用上述摩尔比例时，酸可以更为稳定有效地对正硅酸乙酯进行催化水解的同时，还可以对锌离子进行有效提取。而碱则可以有效稳定气凝胶结构的同时，还可以稳定形成氢氧化锌，有效提高保温层抹灰石膏的抗菌性能。

27、优选的，所述抗菌气凝胶的制备方法包括以下步骤：

28、a组分制备：首先将纳米二氧化钛及纳米金属锌添加至酸中进行混合搅拌，随后缓慢加入正硅酸乙酯及水，之后混合搅拌2-3h，最后加入辛基葵基二甲基氯化铵-壳聚糖-醇溶液，再次混合1-2h，得到a组分；

29、b组分：将辛基葵基二甲基氯化铵-壳聚糖-醇溶液、甲基三甲氧基硅烷、碱及水混合搅拌1-3h，得到b组分；

30、抗菌气凝胶制备：将b组分缓慢添加至a组分中，随后在200-250℃的温度，8-12mpa的压力下，混合搅拌1-2h，最后焙烧干燥，得到抗菌气凝胶。

31、优选的，所述辛基葵基二甲基氯化铵-壳聚糖-醇溶液的制备方法为：将壳聚糖溶于酸中，随后加入辛基葵基二甲基氯化铵进行混合，最后添加乙醇至溶解完全。

32、壳聚糖不溶于水、碱及一般有机溶剂，但是壳聚糖溶于稀无机酸或有机酸中，因此，在制备辛基葵基二甲基氯化铵-壳聚糖-醇溶液时，首先将壳聚糖溶于酸中。而辛基葵基二甲基氯化铵可溶于有机溶剂，进而将辛基葵基二甲基氯化铵与壳聚糖进行有效共混。

33、优选的，所述酸为草酸、乙酸、磷酸中的一种，所述碱为氨水、一乙醇胺、二乙醇胺中的一种。

34、相对于强酸强碱来说，草酸、乙酸、磷酸等弱酸及氨水、一乙醇胺、二乙醇胺等弱碱可以更为稳定地进行催化水解、锌离子提取及气凝胶结构稳定，进一步提升保温层抹灰石膏的抗菌性能。

35、第二方面，本技术提供一种保温层抹灰石膏的制备方法，采用如下的技术方案：

36、一种保温层抹灰石膏的制备方法，包括以下步骤：

37、s1、将石膏粉、轻质填料及抗菌气凝胶进行球磨并烘干；

38、s2、将石膏粉、碱性剂、保水剂、缓凝剂、触变剂、引气剂、轻质填料及抗菌气凝胶进行重复混合，得到保温层抹灰石膏。

39、综上所述，本技术具有以下有益效果：

40、1、当二氧化钛与金属锌进行混合时，保温层抹灰石膏除了具备稳定的抗菌防霉性能之外，还可以有效减少钢筋或其他铁制物件发生氧化的可能性。

41、2、纳米二氧化钛及纳米金属锌的添加将促使抗菌气凝胶的表面形成凹凸不平的界面，从而获得疏水的性能，促使保温层抹灰石膏上的水分可以快速蒸发，间接降低细菌繁殖的可能性。

42、3、辛基葵基二甲基氯化铵中还存在甲基，而甲基为疏水基团，从而进一步提高抗菌气凝胶的疏水性，促使保温层抹灰石膏上的水分可以快速蒸发，有效降低保温层抹灰石膏的湿度，间接降低细菌繁殖的可能性。

43、4、壳聚糖上具有众多羟基，因此，壳聚糖能够提供大量的活性位点，从而可以作为骨架支撑参与到抗菌气凝胶整个网络结构的形成，进一步提高气凝胶的稳定性。