[发明专利]一种空调用抗菌涂料的制备方法

说明书

本发明公开了一种空调用抗菌涂料的制备方法，其特征在于，将硝酸铈、七水合硫酸锌以及络合剂加入到去离子水中，然后加入氢氧化钠以及尿素，得到铈掺杂氧化锌颗粒；将铈掺杂氧化锌颗粒与分散剂一同加入到去离子水中，然后对其进行剪切处理，制得铈掺杂氧化锌分散液；将铈掺杂氧化锌分散液加入到水性聚氨酯中，然后分别加入流平剂、消泡剂，搅拌均匀即得铈掺杂氧化锌抗菌涂料。采用本发明所述方法制备的空调用高效抗菌涂料，利用铈掺杂氧化锌作为主抗菌剂，并通过高速乳化剪切分散纳米铈掺杂氧化锌颗粒，纳米颗粒粒径小，抗菌效率高，并且制备方式简单，适合放大化生产。

技术领域

本发明涉及一种空调用高效抗菌涂料的制备方法，属于环保技术领域。

背景技术

空调在运行的过程中，空气中漂浮着的有害物质会随着流动的空气进入空调内部，并被吸附在空调的风道上，这会滋生大量的细菌。当空调再次运转时，这些空调会随着出风再次吹入房间内，危害人类的健康。特别是新冠疫情爆发以来，人们发现新冠病毒会随着中央空调的空气流动而传播病毒，严重威胁人类的生命健康。因此，对于空调来说，使其附带抗菌以及杀灭病毒功能成为了亟待解决的问题。

光催化抗菌是目前飞速发展的一种抗菌技术。光催化抗菌的作用机理如下，在光的照射下，光催化剂可以吸收太阳光中的光子，使得光催化剂的电子从价带跃迁到导带上。这会产生高能的电子和空穴对，当与环境中的氧气以及水分子进行结合之后，生成具有强氧化活性的羟基自由基和超氧自由基。羟基自由基和超氧自由基可以破坏细胞的细胞膜，使得细菌由于细胞质的流失而死亡，并且可以凝固病毒的蛋白质，对病毒的活性产生抑制作用。光催化产生的自由基氧化能力强于负离子，可以有效杀灭环境中的细菌和病毒，且不会导致二次污染物的产生。

氧化锌是一种具有非常大的激子结合能(60meV)的宽禁带半导体材料，价格低廉，环境友好，在光催化抗菌方面有优异的成效，是目前的研究热点。但是可惜的是，由于其内部价带与导带之间宽度等问题，其主要在紫外光区域内有较高的响应效率，而在可见光区域内，其响应效率明显不足，这制约了其抗菌性能的进一步提高。因此，越来越多的研究工作聚集到了如何提高其在可见光区的抗菌能力上。

元素掺杂的方式可以将杂原子引入氧化锌晶格中，从而改变氧化锌的电子结构，进而改变氧化锌的能带结构。因此，最终氧化锌的抗菌性能也发生了改变。本发明通过将铈掺杂进入氧化锌晶格中，改变了氧化锌的能带结构，降低了禁带宽度，提高了氧化锌对可见光的响应，并最终提高其抗菌性能。进一步将其分散后加入水性聚氨酯中，即制得了空调用高效抗菌涂料。本发明提出的制备方法简单，可控性强，适合放大化生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有空调抗菌性能较差的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种空调用抗菌涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)：将硝酸铈、七水合硫酸锌以及络合剂加入到去离子水中，水浴条件下充分搅拌使其混合均匀；然后在该溶液中加入氢氧化钠以及尿素，在搅拌的条件下得到白色沉淀，离心、沉淀、干燥即得铈掺杂氧化锌颗粒；

步骤2)：将铈掺杂氧化锌颗粒与分散剂一同加入到去离子水中，然后对其进行剪切处理，制得铈掺杂氧化锌分散液；

步骤3)：将铈掺杂氧化锌分散液加入到水性聚氨酯中，然后分别加入流平剂、消泡剂，搅拌均匀即得铈掺杂氧化锌抗菌涂料。

优选地，所述步骤1)中七水合硫酸锌与硝酸铈的摩尔比为1:(0.001～1)；络合剂与硝酸铈的摩尔比为1:(0.1～100)；七水合硫酸锌与氢氧化钠的摩尔比为1:(0.1～100)；七水合硫酸锌与尿素的摩尔比为1:(0.1～100)；七水合硫酸锌与去离子水的质量比为1:(1～10000)。

优选地，所述步骤1)中的络合剂为乙二胺四乙酸盐、柠檬酸三钠、三聚磷酸钠、三乙醇胺和二乙烯三胺五羧酸盐中的任意一种或几种的混合。