一种涂料增强剂及其制备方法和使用方法

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种涂料增强剂及其制备方法和使用方法。

背景技术

涂料作为重要的建筑材料，其功能的高性能化，有着极其重要的意义。环境中微生物分别广泛，对各种材料的破坏无处不在，同时由于微生物的作用引起的各种传染病对人类造成了极大的危害，涂料被微生物污染后，一旦生长条件适宜，微生物机会在涂料中大量地生长繁殖，致使涂料体系出现不稳定迹象，主要表现在涂料体系的粘度下降，颜料沉淀，产生气体及pH值发生变化等。涂料涂饰后形成的涂层一旦受到微生物的侵蚀，很容易在涂层表面形成菌斑，导致涂层失去粘附能力，严重的可造成涂层的脱落，直接影响到涂层的保护功能及美观整洁，从而降低涂料的实用价值。

为了增加涂料的抗菌性能，目前行业普遍采用的是添加具有抗菌功能并能再涂膜中稳定存在的抗菌剂，经过一定的工艺加工，制得具有抗菌功能的涂料。但是现有的防水涂料横向(与粉刷平面平行的方向定义为横向)的防护能力不错，但纵向(与防水涂料施工平面方向垂直面)抗返潮能力弱，容易老化，受返潮腐蚀，细菌抑制能力弱等情况，因此，提高涂料的抗菌性和持效性、延缓涂料老化是本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种涂料增强剂；

本发明的第二目的在于提供一种含有增强剂的涂料；

本发明的第三目的在于提供一种含有增强剂的涂料的其制备方法；

本发明的第四目的在于提供一种含有增强剂的涂料的使用方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种涂料增强剂，它由下述重量份的原料组成：

作为优选方案，它由下述重量份的原料组成：

进一步地，所述的有机硅溶剂为聚二甲基硅氧烷、二甲基氧基硅氧烷或硅烷偶联剂中的至少一种。

进一步地，所述的耐高温电磁波吸收材料为石墨、碳纤维或石墨烯中的至少一种。

进一步地，所述的压电材料为PVDF、PZT或锂酸锂、四硼酸锂、硅酸嫁镧、锂酸钾或石英中的至少一种。

所述耐高温纤维为陶瓷纤维、玄武岩纤维或火山岩纤维中的任意一种。

一种含有增强剂的涂料，它包括以下重量份的原料：

涂料：1～8； 涂料增强剂：2～9。

进一步地，所述涂料为防水涂料、水性油墨、发热涂料、橡胶涂料、封堵涂料、树脂型涂料、油漆、防火涂料、绝缘漆、疏水涂料或保温涂料中的任意一种。

一种含有增强剂的涂料的制备方法，它包括以下步骤：

S1.称量：按配方比例称取各原料，备用；

S2.制备A料：将有机硅溶剂加热到45℃以上65℃以下，形成A料；

S3.制备B料：将除有机硅溶剂和涂料以外的原料在干燥的容器中混合搅拌5～10min，形成B料；

S4.混合：采用以下方法中的任意一种进行混合，制得含有增强剂的涂料；

(1)将A料和B料依次加入到干燥的容器中混合搅拌10～30min，并保持容器的温度为40～50℃，然后将涂料加入容器中搅拌10～60min；

(2)常温下，在密封状态下将A料与涂料混合后搅拌10～60min，然后将B料加入继续搅拌10～30min。

一种含有增强剂的涂料的使用方法，它包括以下步骤：

S1.涂刷：按普通涂料的使用方法将涂料涂刷或喷涂在物体表面；

S2.微波杀菌：通过带交流电流的线圈，接触或靠近涂料平面，所述线圈的匝数为2～5000匝，交流电流的频率为1000Hz～10GHz，线圈与涂料平面的距离为0～10cm；

S3.超声波杀菌：将步骤S2中交流线圈的四周或垂直面放置磁铁，或将交流线圈绕制在磁铁上方，接通电源，将交流线圈接触涂料表面并移动以产生超声波信号；

S4.诱导性光杀菌：对涂料平面进行光照处理，使得内部的二氧化钛和蓄光材料更好的实现抑菌。

进一步地，步骤S3中所述磁铁的形状为柱形、矩形、圆形、U型或环形中的任意一种。

进一步地，步骤S4中所述光照为自然光、LED灯光、白炽灯光或紫外灯光中的任意一种。

本发明中的二氧化钛有很好的光催化杀菌作用，但是当光线减弱或光照消失后，二氧化钛的光催化作用会消失。而通常的霉菌和细菌主要在阴暗或光照消失环境快速滋长，因此通过蓄光粉料可以维持较长时间的发光，该蓄光通过与二氧化钛的光传递，使得二氧化钛具有持续的光催化抑菌能力。同时蓄光粉料自身发出的光波也有一定的杀菌能力。

通过施加本发明配方的增强剂，可用于裂缝修复，并具备与现有的各种防水涂料、普通水性涂料、地坪漆等广泛结合的能力；与现有的涂料形成复合配方，用于防水、加固涂料、装饰涂料、地坪漆等。

本发明的涂料在使用时进行杀菌的原理为：

微波杀菌：通过带交流电流的线圈，接触或靠近涂料平面，利用交流线圈作为变压器一次，涂料内部的电磁波抑制纤维形成的导电体作为交流线圈变压器的二次绕组，在涂料内部产生涡流，利用涡流对墙面产生微波、电磁波热量；

超声波杀菌：当交流线圈接近涂料时，在涂料内部产生了因磁铁作用而形成的定向磁场，如涂料上方为S，涂料下方为N，涂料内部的磁粉会因为线圈引入的S，N磁场形成对应的S，N磁极。交流线圈产生交流电压，内部产生交流电流和交流磁场，该交流磁场与磁铁的S,N级磁场形成交替的正负叠加，从而在涂料中感应出了S，N交替变化的磁场。由电磁感应定律，当变化的磁场穿过闭合的导电回路(如线圈)则会在闭合回路中产生交流电势和电流(如果不闭合，则只有电势U，没有电流)。由于涂料中有电磁波抑制材料，形成了一定的电阻，因此在涂料中会形成电流。当移动交流线圈时，涂料中的电阻不均匀性(因碳纤维在涂料中的密度不均匀，以及涂料的厚度不可能绝对的均匀)，会导致交流电流幅度发生改变。因此该变化的电流改变了涂料自身的磁场强度，也改变了线圈的磁场强度，线圈和涂料中的导电纤维(电磁波抑制材料)在磁铁S，N极范围内会产生振动，从而产生振动超声波信号。

本发明的涂料增强剂实现的涂料配方可将涂料喷涂、涂刷或印刷到绝缘或金属或陶瓷或纤维基带或防火基带、防水基带、防水防火一体化基带、硅胶薄膜、树脂薄膜、塑料墙板、复合材料板材、合金材料等(基带也可理解为薄膜、胶带之类)上，用于增强基带的杀菌性能或防水性能或抗拉伸性能或带屏蔽性能或带杀菌防水抗拉伸及屏蔽综合性能；

将涂料与其他胶带制作的基料混合，制备成具有杀菌蓄光抗拉伸抗或杀菌蓄光抗拉伸屏蔽功能的功能胶带或功能薄膜，利用有机硅材料和耐高温纤维的填充作用，提升耐高温和耐形变，加强薄膜的机械抗拉伸功能。

本发明的涂料增强剂与防火封堵泥混合可实现对防火封堵泥的粘合力增强，一定程度提升防火封堵泥容易干燥并在封堵连接处形成缝隙导致潮气涌入的能力；耐高温纤维、碳纤维及所述压电材料通常具有数百度以上的燃点，可以提升阻燃性能；尤其应用在电缆沟道、电气柜体等环境，在电气设备高电场环境保持较好的封堵材质机械性能、pH值、介电特性稳定性，内部的耐高温纤维和碳纤维可一定程度防止封堵泥的抗拉伸和外力(如人为或动物)破坏能力，提升封堵泥的长效性。

本发明的涂料增强剂与涂料混合实现的新型涂料可用于超声波质量诊断，将涂料喷涂在物体表面，或用形成薄膜，喷涂或印刷到板材或薄膜上，对薄膜施加微波脉冲信号分析物体表面微波反射产生的电场强度变化识别物体表面或物体结构微观的缺陷，或产生超声波信号，分析超声波的反射和传播情况诊断物体表面或物体结构的缺陷；或对功能薄膜材料自检，具体使用方法为将薄膜放置到无缺陷的物质表面或悬空处理，通过施加微波脉冲、超声波方法产生超声波，并利用非接触式的超声波探测装置实现不同位置的超声波强度、超声波密度变化诊断功能薄膜的性能。

本发明具有以下优点：本发明的涂料增强剂及含有增强剂的涂料具有以下优点：

(1)当电磁波穿越时，具有一定的抗屏蔽能力；

(2)具有一定的热传导、热疏散能力，因而避免防水涂料受高温变形的缺陷；

(3)本发明配方中具有耐高温纤维，因此具有较好的抗拉伸、抗振动能力；

(4)具有持续抑菌能力，通过二氧化钛与蓄光粉双重抑菌，能够与外部的电磁波、光波的发射装置联动，实现持续储能与持续的抑菌。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

实施例1：一种涂料增强剂，它由下述重量份的原料组成：

其中，所述的有机硅溶剂为聚二甲基硅氧烷。

实施例2：一种涂料增强剂，它由下述重量份的原料组成：

其中，所述有机硅溶剂为二甲基氧基硅氧烷和硅烷偶联剂以体积比为2:1的比例混合；所述的压电材料为PZT与锂酸锂以质量比为1:1的比例混合。

实施例3：一种涂料增强剂，它由下述重量份的原料组成：

其中，所述的有机硅溶剂为聚二甲基硅氧烷、二甲基氧基硅氧烷和硅烷偶联剂以体积比3:1:1的比例混合；所述的压电材料为四硼酸锂、硅酸嫁镧与锂酸钾以质量比为1:2:1的比例混合。

实施例4：一种涂料增强剂，它由下述重量份的原料组成：

所述的压电材料为PVDF、PZT、锂酸钾和石英以质量份均为1的比例混合。

实施例5：一种涂料增强剂，它由下述重量份的原料组成：

其中，所述耐高温电磁波吸收材料为石墨和碳纤维以质量比为3:2的比例混合；所述的压电材料为PVDF、PZT、锂酸锂、四硼酸锂与硅酸嫁镧以任意比例混合。

实施例6：一种涂料增强剂，它由下述重量份的原料组成：

其中，所述耐高温电磁波吸收材料为石墨、碳纤维和石墨烯以质量比为1:1:1的比例混合；所述的压电材料为PVDF、锂酸锂、四硼酸锂、硅酸嫁镧、锂酸钾与石英以任意比例混合。

实施例7：一种涂料增强剂，它由下述重量份的原料组成：

其中，所述的压电材料为PVDF、PZT、锂酸锂、四硼酸锂、硅酸嫁镧、锂酸钾与石英以任意比例混合。

实施例8：一种含有实施例1增强剂的涂料，它包括以下重量份的原料：

封堵涂料(封堵泥)：1； 涂料增强剂：2。

实施例9：一种含有实施例2增强剂的涂料，它包括以下重量份的原料：

油漆：8； 涂料增强剂：9。

实施例10：一种含有实施例3增强剂的涂料，它包括以下重量份的原料：

防火涂料：3； 涂料增强剂：7。

实施例11：一种含有实施例4增强剂的涂料，它包括以下重量份的原料：

保温涂料：6； 涂料增强剂：5。

实施例12：一种含有增强剂的涂料的制备方法，它包括以下步骤：

S1.称量：按实施例8的配方比例称取各原料，备用；

S2.制备A料：将有机硅溶剂加热到45℃，形成A料；

S3.制备B料：将除有机硅溶剂和涂料以外的原料在干燥的容器中混合搅拌5min，形成B料；

S4.混合：将A料和B料依次加入到干燥的容器中混合搅拌10min，并保持容器的温度为40℃，然后将涂料加入容器中搅拌10min；制得含有增强剂的涂料。

实施例13：一种含有增强剂的涂料的制备方法，它包括以下步骤：

S1.称量：按实施例9的配方比例称取各原料，备用；

S2.制备A料：将有机硅溶剂加热到65℃，形成A料；

S3.制备B料：将除有机硅溶剂和涂料以外的原料在干燥的容器中混合搅拌10min，形成B料；

S4.混合：将A料和B料依次加入到干燥的容器中混合搅拌30min，并保持容器的温度为50℃，然后将涂料加入容器中搅拌60min，制得含有增强剂的涂料。

实施例14：一种含有增强剂的涂料的制备方法，它包括以下步骤：

S1.称量：按实施例10的配方比例称取各原料，备用；

S2.制备A料：将有机硅溶剂加热到50℃，形成A料；

S3.制备B料：将除有机硅溶剂和涂料以外的原料在干燥的容器中混合搅拌7min，形成B料；

S4.混合：常温下，在密封状态下将A料与涂料混合后搅拌10min，然后将B料加入继续搅拌10min，混合制得含有增强剂的涂料。

实施例15：一种含有增强剂的涂料的制备方法，它包括以下步骤：

S1.称量：按实施例11的配方比例称取各原料，备用；

S2.制备A料：将有机硅溶剂加热到60℃，形成A料；

S3.制备B料：将除有机硅溶剂和涂料以外的原料在干燥的容器中混合搅拌6min，形成B料；

S4.混合：常温下，在密封状态下将A料与涂料混合后搅拌60min，然后将B料加入继续搅拌30min，制得含有增强剂的涂料。

实施例16：一种含有增强剂的涂料的使用方法，它包括以下步骤：

S1.涂刷：将实施例12制备的涂料按普通涂料的使用方法将涂料涂刷在物体表面；

S2.微波杀菌：通过带交流电流的线圈，接触或靠近涂料平面，所述线圈的匝数为2匝，交流电流的频率为1000Hz，线圈与涂料平面的距离为0～10cm；

S3.超声波杀菌：将步骤S2中交流线圈的四周或垂直面放置磁铁，接通电源，将交流线圈接触涂料表面并移动以产生超声波信号；

S4.诱导性光杀菌：对涂料平面进行光照处理，所述光照为自然光，使得内部的二氧化钛和蓄光材料更好的实现抑菌。

实施例17：一种含有增强剂的涂料的使用方法，它包括以下步骤：

S1.涂刷：将实施例13制备的涂料按普通涂料的使用方法将涂料喷涂在物体表面；

S2.微波杀菌：通过带交流电流的线圈，接触或靠近涂料平面，所述线圈的匝数为5000匝，交流电流的频率为10GHz，线圈与涂料平面的距离为0～10cm；

S3.超声波杀菌：将交流线圈绕制在磁铁上方，所述磁铁的形状为环形，接通电源，将交流线圈接触涂料表面并移动以产生超声波信号；

S4.诱导性光杀菌：对涂料平面进行光照处理，所述光照为LED灯光，使得内部的二氧化钛和蓄光材料更好的实现抑菌。

LED灯的瓦数为2W，距离0.5CM，照射涂料表面30分钟，此时涂料中的蓄光材料获得能量，在LED灯关闭后，从360度方向释放光波。当照射过程中，二氧化钛也同样起到了光催化杀菌的作用。由于配方中同时具备了蓄光材料和二氧化钛，当蓄光材料发光过程中，部分被二氧化钛接收并持续的产生光催化作用。

实施例18：一种含有增强剂的涂料的使用方法，它包括以下步骤：

S1.涂刷：将实施例14制备的涂料按普通涂料的使用方法将涂料涂刷在物体表面；

S2.微波杀菌：通过带交流电流的线圈，接触或靠近涂料平面，所述线圈的匝数为500匝，交流电流的频率为1GHz，线圈与涂料平面的距离为0～10cm；

S3.超声波杀菌：将交流线圈绕制在磁铁上方，接通电源，将交流线圈接触涂料表面并移动以产生超声波信号；线圈为500匝，驱动功率为2W，驱动信号频率为100kHz，磁铁为柱状布置在线圈中心位置，磁感应电镀为0.2T(特斯拉)，当线圈完全接触涂料时，产生的超声波为100kHz，50kHz两个信号，信号强度为-30Db，-60dB；

S4.诱导性光杀菌：对涂料平面进行光照处理，所述光照为白炽灯光，使得内部的二氧化钛和蓄光材料更好的实现抑菌。

实施例19：一种含有增强剂的涂料的使用方法，它包括以下步骤：

S1.涂刷：将实施例15制备的涂料按普通涂料的使用方法将涂料喷涂在物体表面；

S2.微波杀菌：通过带交流电流的线圈，接触或靠近涂料平面，所述线圈的匝数为2000匝，交流电流的频率为10000Hz，线圈与涂料平面的距离为0～10cm；

S3.超声波杀菌：将交流线圈绕制在磁铁上方，所述磁铁的形状为U形，接通电源，将交流线圈接触涂料表面并移动以产生超声波信号；

S4.诱导性光杀菌：对涂料平面进行光照处理，所述光照为紫外灯光，使得内部的二氧化钛和蓄光材料更好的实现抑菌。

紫外灯发射285nm的光波，持续照射15分钟后，蓄光粉吸收光照后储能并转换成500nm的光波发射出来，该光波对人体有益，并与二氧化钛产生联动效果，使得二氧化钛持续产生光催化杀菌作用。

对实施例19中微波杀菌进行涂料内部感应电流的测试，使得涂料最终的电阻为20欧姆/cm，交流线圈通过的电流为1A，频率为100KHz，涂料内部的感应电流如表1所示，从表1可知，

表1涂料内部的感应电流(100kHz)

显然由于涂料配方中的屏蔽材料具有一定的导电性，也同时具有散热性能，结合内部的耐受高温纤维，使得涂料的耐受温度形变、耐受温度变化的稳定性得到增强，获得更加稳定的电阻率。对于在特殊场合需要高稳定电阻率指标的涂料，本发明能够起到非常有益的效果。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都涵盖在本发明的保护范围之内。