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含钛高炉渣是目前我国冶金工业中排放量较大的一种废渣,如单纯地堆放这些炉渣,会占用大量的土地并造成环境污染,因此我国非常重视对炉渣的综合利用。以含钛高炉渣制备无机抗菌涂料对于提高含钛高炉渣的附加值,以及对废弃资源的综合利用具有重要的现实意义。抗菌建筑涂料是一种环保型功能建筑涂料,对其进行研究具有一定的理论意义和良好的应用前景。本文以攀钢高炉渣为主要原料,利用高炉渣中TiO2的抗菌性能,制备低成本新型的抗菌涂料。
本论文中首先介绍了无涂料的基本概念以及发展概况,简述了抗菌剂的种类、抗菌原理、抗菌建筑涂料的发展历史,详细介绍了以水玻璃为成膜物和以硅溶胶/苯丙乳液为成膜物制备抗菌涂料的过程、影响因素以及所制成涂料的抗菌性能。
在以水玻璃为成膜物制备涂料的过程中,主要研究了碱及碱土金属氧化物对涂膜干燥时间、表面状态、耐水性能等的影响,并通过扫描电镜(SEM)对涂膜的表面状态和浸水前后的表面状态变化进行了观察分析,表明:碱的总量不宜大于3.5%,Na OH掺量不宜大于1.5%,Ca O掺量不宜大于6.5%。
在以硅溶胶/苯丙乳液为成膜物制备涂料的过程中,主要研究了成膜体系的稳定性能及影响因素,成膜物质、炉渣、填料、各种助剂以及操作条件等对涂料性能的影响,结果表明:硅溶胶用量一般为40%-50%,苯丙乳液用量一般为50%~60%,配比基本为1:1;炉渣用量为30%-40%;滑石粉的用量不能超过16%;最佳搅拌速度在400-600r/min-1;最佳搅拌时间为10-15min,涂料的表干时间约为15min,且其各项性能均达到国家标准。
采用多功能张力仪测试了涂料的表面张力,结果表明:该涂料具有较小的表面张力,是一种低表面能涂料,有很好的耐沾污性。以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、腊样芽孢杆菌、白色念珠球菌为例,采用抑菌环法测试该涂料的抗菌性能,结果发现该涂料对四种细菌的抑菌环宽度均大于3mm,证明其有抗菌作用;实验中还研究了焙烧温度对涂料抗菌性能的影响,并采用SEM、XRD等方法对其进行分析。结果表明:800℃焙烧处理后涂料的抗菌性能最佳。