CN102199396A - 无色透明抗菌自洁涂料及其制备方法 - Google Patents

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李佳怡
李学成
郑爱玉
丁基哲
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Shanghai Huzheng Nano-Tech Co., Ltd.
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BEIJING HAIRONG HUAZHENG TECHNOLOGY CO LTD
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Abstract

本发明公开了一种无色透明抗菌自洁涂料，其组成及重量份如下：正硅酸乙酯10-20；水10-20；异丙醇40-80；乙二醇甲醚8-15；磷酸0.05-3；拒水聚合物1-5；无色透明纳米银水性溶液0.1-0.3。该涂料具有透明度好，附着力强，拒水自洁性好，具有广谱杀菌等特点，适合于各种装饰材料表面、洁具、淋浴房玻璃、建筑玻璃等领域。另外，本发明还公开了该无色透明抗菌自洁涂料的制备方法。

Description

无色透明抗菌自洁涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种纳米复合涂料，尤其涉及一种可用于各种装饰材料表面及玻璃表面涂刷的无色透明抗菌自洁涂料；本发明还涉及该无色透明抗菌自洁涂料的制备方法。
背景技术
研发一种可涂于玻璃、瓷砖、不锈钢等表面的透明抗菌自洁涂料，以增强玻璃、瓷砖、不锈钢等表面的自洁和抗菌效果，是国内外涂料行业的追求目标。
中国发明专利CN1730581A于2006年02月08日公开了一种可涂于木材表面的纳米银抗菌水性木器漆，按质量比例所述的纳米银抗菌水性木器漆包含有下述组分：水性树脂：700～900；消光剂：0～20；润湿剂：1～10；流平剂：1～5；消泡剂：1～15；增稠剂：2～20；手感剂：20～100；纳米银抗菌剂：0.01～100；成膜助剂：5～100；水：0～300。该涂料组分中使用的是金属银粉和光触媒的混合粉，粒径小于30nm的纳米银，虽然有抗菌性能，但是没有自洁功能透明性。
中国发明专利CN1840497A于2006年10月4日公开了一种纳米级自洁净玻璃及生产工艺，包括如下步骤：(1)玻璃表面纳米级进行微孔处理：氢氟酸/或磷酸雾化腐蚀微孔处理/或采用激光微孔打孔扫描处理，在玻璃表面形成密布为孔径、孔距、孔深为20～100纳米的微孔，以便提高玻璃表面膜的附着粘合强度。(2)玻璃表面的清洁处理，在0.5～1.5Mpa压力在超声波作用下，用泡沫洗涤清洗玻璃表面的污渍，再通过去离子净化水清洁干净，并密封烘干保温200～100℃。(3)玻璃在100℃～200时，喷镀(Tio2/Sio2)溶胶/或浸涂(Tio2/Sio2)溶胶膜/或镀纳米Tio2/或镀纳米银。在玻璃表面形成15～100nm膜厚度层。(4)热处理400～700℃固化、钢化处理。其虽然采用了自洁净的概念，但是在该专利中描述的是在100℃-200℃高温情况下涂抹TiO2/SiO2溶胶，是亲水性的还没有抗菌功能。
随着社会的进步生活水平的提高，人们日益更加追求健康时尚的生活方式，在建筑玻璃，室内装修，在公共环境等方面自洁抗菌涂料的需求日益剧增，特别是无色透明的抗菌自洁涂料的需求市场非常之大。目前在全球范围内有些国家使用的透明自洁涂料或抗菌涂料，都是存在功能单一或附着力差，自洁效果不长久等缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中的涂料虽具有自洁性但不具有抗菌性，或有抗菌性没有自洁性问题，或有自洁抗菌没有透明性问题，或有透明抗菌自洁但附着力差和使用寿命不长等问题，而提出一种无色透明抗菌自洁涂料；并提出该无色透明抗菌自洁涂料的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明提出的无色透明抗菌自洁涂料，其组成及重量份如下：
正硅酸乙酯10-20；
水10-20；
异丙醇40-80；
乙二醇甲醚8-15；
磷酸0.05-3；
拒水聚合物1-5；
无色透明纳米银水性溶液0.1-0.3。
优选地，本发明上述无色透明抗菌自洁涂料中，无色透明纳米银水性溶液为上海沪正纳米科技有限公司生产的AGS-WPB003C，其粒径小于5nm，纳米银有效浓度为30000ppm。
优选地，本发明上述无色透明抗菌自洁涂料中，拒水聚合物为德国毕克化学公司生产的BYK-3720。
本发明提出的上述无色透明抗菌自洁涂料制备方法，包括以下步骤：
①将正硅酸乙酯和水放入反应釜内，在常温静置65-75小时，再放入异丙醇、磷酸和乙二醇甲醚后搅拌；转速为600-680转/分钟，温度为45-55℃，搅拌反应110-130小时；
②用异丙醇稀释2-4倍后常温静置2-4小时，再加入拒水聚合物搅拌1-3小时，转速为550-650转/分钟；
③加入无色透明纳米银水性溶液，搅拌25-35分钟，得到无色透明抗菌自洁涂料。
本发明的透明抗菌自洁涂料与已有的技术相比具有以下积极效果：解决了涂料的拒水自洁效果，涂刷到玻璃、瓷砖、不锈钢等表面，拒水性能如同荷花叶子表面滴水滚落一样滚落下来，接触角大于120℃，解决了涂料的自洁性能差的问题。解决了涂料的抗菌自洁效果不持久的问题。
相对于现有技术，本发明涉及的透明抗菌自洁涂料，涂刷到玻璃表面涂层硬度达到5H，附着力为0级，耐热性，耐候性良好，涂刷到建筑玻璃、淋浴房玻璃、瓷砖表面使用5年之久，自洁性能依然如新；委托上海SGS检测中心用日本标准JIS Z 2801标准对抗菌性能进行检测，24小时菌落数小于10，24小时对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抗菌率大于99.9％。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。
实施例1
本实施例的无色透明抗菌自洁涂料，其组成及重量份如下：
正硅酸乙酯                10
水                        10
异丙醇                    70.3
乙二醇甲醚                9.5
磷酸                      0,2
拒水聚合物                1
无色透明纳米银水性溶液    0.1
该涂料的制备工艺如下：
①取正硅酸乙酯重量份为10份，水10份放入反应釜内在常温静放72小时，再放入异丙醇70.3份，乙二醇甲醚9.5份，磷酸0.2份后搅拌。
②转速控制在640转/分钟，温度控制在50℃，搅拌反应120小时。
③在上述100份溶液中加入200份异丙醇后常温静止放置3小时，再加总重量份的1％德国毕克化学公司生产的BYK-3720搅拌2小时，转速控制在600转/分钟。
④再加入总重量份的0.1％上海沪正纳米科技有限公司生产的AGS-WPB003C(粒径小于5nm，纳米银有效浓度为30000ppm)搅拌30分钟，得到纳米银含量为30ppm的无色透明抗菌自洁涂料。
将本实施例制得的无色透明抗菌自洁涂料，涂刷到玻璃表面涂层硬度达到5H，附着力为0级，耐热性，耐候性良好，涂刷到建筑玻璃、淋浴房玻璃、瓷砖表面使用5年之久，自洁性能依然如新；委托上海SGS检测中心用日本标准JIS Z 2801标准对抗菌性能进行检测，24小时菌落数小于10，24小时对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抗菌率大于99.9％。
实施例2
本实施例的无色透明抗菌自洁涂料，其组成及重量份如下：
正硅酸乙酯                12
水                        12
异丙醇                    65.4
乙二醇甲醚                10
磷酸                      0.6
拒水聚合物                1.2
无色透明纳米银水性溶液    0.15
该涂料的制备工艺如下：
①取正硅酸乙酯重量份为12份，水12份放入反应釜内在常温静放72小时，再放入异丙醇65.4份，乙二醇甲醚10份，磷酸0.6份后搅拌。
②转速控制在640转/分钟，温度控制在50℃，搅拌反应120小时。
③在上述100份溶液中加入200份异丙醇后常温静止放置3小时，再加总重量份的1.2％德国毕克化学公司生产的BYK-3720搅拌2小时，转速控制在600转/分钟。
④再加入总重量份的0.15％上海沪正纳米科技有限公司生产的AGS-WPB003C(粒径小于5nm，纳米银有效浓度为30000ppm)搅拌30分钟得到纳米银含量为45ppm的无色透明抗菌自洁涂料。
将本实施例制得的无色透明抗菌自洁涂料，涂刷到玻璃表面涂层硬度达到5H，附着力为0级，耐热性，耐候性良好，涂刷到建筑玻璃、淋浴房玻璃、瓷砖表面使用5年之久，自洁性能依然如新；委托上海SGS检测中心用日本标准JIS Z 2801标准对抗菌性能进行检测，24小时菌落数小于10，24小时对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抗菌率大于99.9％。
实施例3
本实施例的无色透明抗菌自洁涂料，其组成及重量份如下：
正硅酸乙酯        14
水                      14
异丙醇                  59.2
乙二醇甲醚              12
磷酸                    0.8
拒水聚合物              1.4
无色透明纳米银水性溶液  0.2
该涂料的制备工艺如下：
①取正硅酸乙酯重量份为14份，水14份放入反应釜内在常温静放72小时，再放入异丙醇59.2份，乙二醇甲醚12份，磷酸0.8份后搅拌。
②转速控制在640转/分钟，温度控制在50℃，搅拌反应120小时。
③在上述100份溶液中加入200份异丙醇后常温静止放置3小时，再加总重量份的1.4％德国毕克化学公司生产的BYK-3720搅拌2小时，转速控制在600转/分钟。
④再加入总重量份的0.2％上海沪正纳米科技有限公司生产的AGS-WPB003C(粒径小于5nm，纳米银有效浓度为30000ppm)搅拌30分钟，得到纳米银含量为60ppm的无色透明抗菌自洁涂料。
将本实施例制得的无色透明抗菌自洁涂料，涂刷到玻璃表面涂层硬度达到5H，附着力为0级，耐热性，耐候性良好，涂刷到建筑玻璃、淋浴房玻璃、瓷砖表面使用5年之久，自洁性能依然如新；委托上海SGS检测中心用日本标准JIS Z 2801标准对抗菌性能进行检测，24小时菌落数小于10，24小时对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抗菌率大于99.9％。
实施例4
本实施例的无色透明抗菌自洁涂料，其组成及重量份如下：
正硅酸乙酯    20
水            20
异丙醇                    44
乙二醇甲醚                15
磷酸                      1
拒水聚合物                2
无色透明纳米银水性溶液    0.3
该涂料的制备工艺如下：
①取正硅酸乙酯重量份为20份，水20份放入反应釜内在常温静放72小时，再放入异丙醇44份，乙二醇甲醚15份，磷酸1份后搅拌。
②转速控制在640转/分钟，温度控制在50℃，搅拌反应120小时。
③在上述100份溶液中加入200份异丙醇后常温静止放置3小时，再加总重量份的2％德国毕克化学公司生产的BYK-3720搅拌2小时，转速控制在600转/分钟。
④再加入总重量份的0.3％上海沪正纳米科技有限公司生产的AGS-WPB003C(粒径小于5nm，纳米银有效浓度为30000ppm)搅拌30分钟，得到纳米银含量为90ppm的无色透明抗菌自洁涂料。
将本实施例制得的无色透明抗菌自洁涂料，涂刷到玻璃表面涂层硬度达到5H，附着力为0级，耐热性，耐候性良好，涂刷到建筑玻璃、淋浴房玻璃、瓷砖表面使用5年之久，自洁性能依然如新；委托上海SGS检测中心用日本标准JIS Z 2801标准对抗菌性能进行检测，24小时菌落数小于10，24小时对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抗菌率大于99.9％。

Claims (4)

1.一种无色透明抗菌自洁涂料，其特征在于，其组成及重量份如下：
正硅酸乙酯10-20；
水10-20；
异丙醇40-80；
乙二醇甲醚8-15；
磷酸0.05-3；
拒水聚合物1-5；
无色透明纳米银水性溶液0.1-0.3。
2.根据权利要求1所述的无色透明抗菌自洁涂料，其特征在于，无色透明纳米银水性溶液为上海沪正纳米科技有限公司生产的AGS-WPB003C，其粒径小于5nm，纳米银有效浓度为30000ppm。
3.根据权利要求1所述的无色透明抗菌自洁涂料，其特征在于，拒水聚合物为德国毕克化学公司生产的BYK-3720。
4.权利要求1-3任何一项所述的无色透明抗菌自洁涂料的制备方法，包括以下步骤：
①将正硅酸乙酯和水放入反应釜内，在常温静置65-75小时，再放入异丙醇、磷酸和乙二醇甲醚后搅拌；转速为600-680转/分钟，温度为45-55℃，搅拌反应110-130小时；
②用异丙醇稀释2-4倍后常温静置2-4小时，再加入拒水聚合物搅拌1-3小时，转速为550-650转/分钟；
③加入无色透明纳米银水性溶液，搅拌25-35分钟，得到无色透明抗菌自洁涂料。
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