CN101024740A - 载纳米银水性抗菌涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及载纳米银水性抗菌涂料及其制备方法，是将膨润土－银纳米复合抗菌材料、水、分散剂、润湿剂、消泡剂、增稠剂、成膜助剂、流平剂、超细硅酸铝、立德粉、轻质碳酸钙、滑石粉、重质碳酸钙、硅灰石粉、钛白粉和基料按重量份数和配比(除基料外)加入搅拌桶，混合搅拌均匀得到浆料；经三辊机研磨至细度≤40μ，用氨水调节pH至8～9后，加入乳液基料，添加增稠剂调节斯托粘度到90～100K即得到产品。本发明的优点是：本发明很好地解决了纳米粒子在涂料中易团聚的技术难题，研制的涂料具有良好的耐候性、耐洗刷性，高效、广谱、低毒、不污染环境等特点，大大扩大了应用范围。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，特别涉及一种具有良好抗菌性的水性环保型纳米银涂料及制备方法，
背景技术
随着生活水平的提高，人们对服装、卫生用品、日用品、公用设施、食品和药品包装等耐用消费品的抗菌性有了较高的要求。许多公共场合触摸频繁的部位，如电话、电梯按钮、电脑键盘、各种电器开关，都会成为细菌的“污染源”和“传播源”。这样使用抗菌材料，开发抗菌产品已成为非典病毒、禽流感后一个迫切需要解决的问题之一。
银具有很好的抗菌作用，而且不受环境条件的影响。在很早以前，蒙古人就发现用银制的餐具盛装牛奶可以保鲜。公元前300多年前，希腊王国皇帝亚历山大带兵东征时，遭到热带痢疾感染，大多数士卒得病死亡，但是皇帝和军官们由于使用银器具，可以杀菌，因而很少染疾，1893年瑞士的植物学家拉克林发现用0.01μg/L的银离子可以杀灭藻类中的细菌。然而200多年来，人们对金属银及其化合物的毒性做了很多临床研究和实验室研究，证明银是一种非常安全的金属。
银抗菌剂是应用最广泛的抗菌剂，而膨润土具有纳米形态和大的外表面积及化学反应活性，是非常理想的载银材料。可以克服离子不稳定造成抗菌涂料出现变色问题、抗菌剂分散问题及长效性等问题。
水性涂料，用水代替了有毒有害的有机溶剂，具有无毒、阻燃、不污染环境、节省能源等优点，正在逐步取代传统的溶剂性涂料，同时也代表了涂料发展的方向。
发明内容
从上述思路出发，经过配方筛选和大量试验，本发明的目的之一在于提供一种高效、广谱、低毒、含有长效抗菌的水性、以膨润土为载体的膨润土-银纳米复合抗菌材料。
本发明的另一目的在于提供上述抗菌涂料的制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：
一种载纳米银水性抗菌涂料，其重量份数及其配比如下：
水 50～300 分散剂 5～12
润湿剂 0.1～1 消泡剂 1～5
增稠剂 1～20 成膜助剂 5～15
流平剂 1～15 钛白粉 10～250
超细硅酸铝 10～50 立德粉 0～150
轻质碳酸钙 0～250 滑石粉 0～100
重质碳酸钙 0～150 硅灰石粉 0～150
膨润土-银纳米复合抗菌材料 10～50
基料 100～500
上述所述组份：水、润湿剂、超细硅酸铝、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、钛白粉、立德粉、滑石粉、硅灰石粉为配制涂料常用的产品。本发明采用的增稠剂为羧甲基纤维素、分散剂为焦磷酸盐、消泡剂为有机硅、流平剂为1、2丙二醇、成膜助剂为乙二醇。
上述基料至少为纯丙乳液、苯丙乳液、氟碳乳液中的一种或者其任意混合物。
钛白粉作为染料代表，如果需要配制其它颜色的涂料，在向该配方中增加其它颜色的染料。
膨润土-银纳米复合抗菌材料制备方法为：
将水加热至60～100℃，加入膨润土矿，强烈搅拌2～6小时成泥浆，加入原土重3％的碳酸钠溶液至固液比为1∶1，搅拌保温2～4小时制得纳化膨润土的粗产品。将粗产品加水，制成30～40％的泥浆，在旋转分离器旋流除砂，离心机除去较细的石英得到精纳基膨润土。然后加入1～15％的硝酸银溶液，是精纳基膨润土与硝酸银的比例为1000∶1～100∶8，加入表面活性剂0.01～1％，搅拌加热至70～80℃，反应1～6小时，得到膨润土-银纳米复合抗菌材料，储存待用。
载纳米银水性抗菌涂料制备方法为：
将上述的膨润土-银纳米复合抗菌材料、水、分散剂、润湿剂、消泡剂、增稠剂、成膜助剂、流平剂、超细硅酸铝、立德粉、轻质碳酸钙、滑石粉、重质碳酸钙、硅灰石粉、钛白粉分别称量后加入搅拌桶，混合搅拌均匀得到浆料；经三辊机研磨至细度≤40μ，用氨水调节pH至8～9后、加入乳液基料，添加增稠剂调节斯托粘度到90～100K，即得到产品。
载纳米银水性抗菌涂料的理化特性
| 检测项目 | 技术指标 |
| 漆膜外观 | 平整光滑 |
| 干燥时间，不大于h | |
| 表干 | 3 |
| 实干 | 20 |
| 光泽，不小于 | 80 |
| 附着力(划格法，级) | 0 |
| 柔韧性，不大于mm | 1 |
| 硬度(铅笔)，不小于 | H |
| 耐水性 | 60h，无变化 |
| 游离TDI％ | 无 |
载纳米银水性抗菌涂料的抗菌性能实验参照质量达到GB15979-2002、GB15981-1955，及美国试验与材料协会标准ASTMG22-96的检测方法与标准。待测样品小的干燥后，将0.2ml待测菌菌液分别均匀滴加在样品上，用薄膜覆盖，置灭菌容器内，在温度36℃、湿度90％RH下放置24小时后，分别加入20ml洗脱液，充分振荡洗脱，转接NA培养基进行活菌计数，载纳米银水性抗菌涂料样品与不加抗菌材料合成的涂料对照样的回收菌数计算其抗菌率。测试结果表明载纳米银水性抗菌涂料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率都达到98％以上，具有良好的抗菌性能。
本发明的优点：
1)、采用膨润土为载体，很好地解决了纳米粒子在涂料中易团聚的技术难题，研制的涂料具有良好的耐候性、耐洗刷性，高效、广谱、低毒、不污染环境等特点，可广泛应用人民生活的各种器具或器械，预防病毒的侵袭和传播，保障人民群众身体健康；
2)、本发明所选的原料均为配制涂料经常采用的产品，市场采购易得，成本低，制备简单，易推广。
具体实施方式
实施例1：
载纳米银水性抗菌涂料，其重量份数及其配比如下：
水 100 分散剂 5
润湿剂 0.3 消泡剂 3
增稠剂 5 成膜助剂 5
流平剂 10 钛白粉 150
超细硅酸铝 20 轻质碳酸钙 50
滑石粉 100 硅灰石粉 100
膨润土-银纳米复合抗菌材料 30
纯丙乳液 300
载纳米银水性抗菌涂料制备方法为：
将30份的膨润土-银纳米复合抗菌材料、100份水、5份分散剂、0.3份润湿剂、3份消泡剂、5份增稠剂、5份成膜助剂、10份流平剂、20份超细硅酸铝、立德粉、50份轻质碳酸钙、100份滑石粉、重质碳酸钙、100份硅灰石粉、150份钛白粉分别称量后加入搅拌桶，混合搅拌均匀得到浆料；经三辊机研磨至细度≤40μ，用氨水调节浆料pH至8后，加入300份纯丙乳液，添加5份增稠剂调节斯托粘度到90K，即得到成品。使用金黄色葡萄球菌和大肠杆菌按照前述抗菌检测方法进行抗菌涂料的性能检测，其对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别为98.2％和98.5％。
实施例2：
载纳米银水性抗菌涂料，其重量份数及其配比如下：
水 200 分散剂 8
润湿剂 0.6 消泡剂 4
增稠剂 18 成膜助剂 10
流平剂 10 钛白粉 120
超细硅酸铝 30 德粉 120
轻质碳酸钙 100 滑石粉 80
重质碳酸钙 100 硅灰石粉 100
膨润土-银纳米复合抗菌材料 40
苯丙乳液 200
载纳米银水性抗菌涂料制备方法为：
按重量份数将上述的膨润土-银纳米复合抗菌材料、水、分散剂、润湿剂、消泡剂、增稠剂、成膜助剂、流平剂、超细硅酸铝、立德粉、轻质碳酸钙、滑石粉、重质碳酸钙、硅灰石粉、钛白粉分别称量后加入搅拌桶，混合搅拌均匀得到浆料；经三辊机研磨至细度≤40μ，用氨水调节pH至9后，加入乳液基料，添加增稠剂调节斯托粘度到90K，即得到品。使用金黄色葡萄球菌和大肠杆菌按照前述抗菌检测方法进行抗菌涂料的性能检测，其对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别为98.8％和98.6％。
实施例3：
载纳米银水性抗菌涂料，其重量份数及其配比如下：
水 300 分散剂 12
润湿剂 0.9 消泡剂 5
增稠剂 20 成膜助剂 15
流平剂 15 钛白粉 250
超细硅酸铝 40 立德粉 150
轻质碳酸钙 250 滑石粉 100
重质碳酸钙 100
膨润土-银纳米复合抗菌材料 50
氟碳乳液 150
载纳米银水性抗菌涂料制备方法为：
按重量份数将上述的膨润土-银纳米复合抗菌材料、水、分散剂、润湿剂、消泡剂、增稠剂、成膜助剂、流平剂、超细硅酸铝、立德粉、轻质碳酸钙、滑石粉、重质碳酸钙、硅灰石粉、钛白粉分别称量后加入搅拌桶，混合搅拌均匀得到浆料；经三辊机研磨至细度≤40μ，用氨水调节pH至9后，加入乳液基料，添加增稠剂调节斯托粘度到100K，即得到产品。使用金黄色葡萄球菌和大肠杆菌按照前述抗菌检测方法进行抗菌涂料的性能检测，其对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别为98.8％和98.8％。
Claims (3)
1、载纳米银水性抗菌涂料，其特征在于：它是由下述重量份数的原料组成的：
水 50～300 分散剂 5～12
润湿剂 0.1～1 消泡剂 1～5
增稠剂 1～20 成膜助剂 5～15
流平剂 1～15 钛白粉 10～250
超细硅酸铝 10～50 立德粉 0～150
轻质碳酸钙 0～250 滑石粉 0～100
重质碳酸钙 0～150 硅灰石粉 0～150
膨润土-银纳米复合抗菌材料 10～50
基料 100～500。
2、如权利要求1所述的载纳米银水性抗菌涂料，其特征在于上述膨润土-银纳米复合抗菌材料制备方法为：
将水加热至60～100℃，加入膨润土矿，强烈搅拌2～6小时成泥浆，加入原土重3％的碳酸钠溶液至固液比为1∶1，搅拌保温2～4小时制得纳化膨润土的粗产品，将粗产品加水，制成30～40％的泥浆，在旋转分离器旋流除砂，离心机除去较细的石英得到精纳基膨润土。然后加入1～15％的硝酸银溶液，精纳基膨润土与硝酸银的比例为1000∶1～100∶8，加入表面活性剂0.01～1％，搅拌加热至70～80℃，反应1～6小时，得到膨润土-银纳米复合抗菌材料。
3、一种如权利要求1所述载纳米银水性抗菌涂料的制备方法，其步骤是：将上述的膨润土-银纳米复合抗菌材料、水、分散剂、润湿剂、消泡剂、增稠剂、成膜助剂、流平剂、超细硅酸铝、立德粉、轻质碳酸钙、滑石粉、重质碳酸钙、硅灰石粉、钛白粉分别称量后加入搅拌桶，混合搅拌均匀得到浆料；经三辊机研磨至细度≤40μ，用氨水调节pH至8～9后，加入乳液基料，添加增稠剂调节斯托粘度到90～100K，即得到成品。
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