CN102733196A - 一种织物用抗菌隔热涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种织物用抗菌隔热涂料及其制备方法，该织物涂料具有良好的隔热性，并对人体无害。该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。本发明复合涂料织物用于户外用品、服装、建筑、军事等领域，在需要保温、隔热场合大量应用。该涂料中各成分的重量百分比为：乙醇20～30%；邻苯二甲酸二辛酯5-10%；聚乙烯醇缩甲醛0.6-0.9%；硫化锌和含镁氧化铝的复合材料15-20%,聚乙二醇5-12%,其余为聚氨酯。

Description

一种织物用抗菌隔热涂料及其制备方法

 

技术领域

本发明属于涂料领域，涉及一种织物用抗菌隔热涂料及其制备方法。

背景技术

CN201110401768.6涉及一种涂料技术、环保技术和抗菌防霉技术，它为一种高效环保抗菌防霉无机复合纳米涂料及其制备方法。其按重量百分比计，包括以下组分：润湿分散剂0.5～5％；无机复合纳米抗菌剂浓缩浆0.01～20％；疏水剂0.5～10％；负离子粉0.5～10％；成膜助剂0.5～8％；防沉剂0.1～2％；防冻剂0.8～10％；消泡剂0.1～3％；颜料4～30％；填料0～30％；乳液15～45％；增稠剂0.1～4％；流平剂0.1～3％；pH调整剂0～3％；水0.5～45％。 

该技术中，无机复合纳米抗菌剂浓缩浆可以纳米氧化镁为主体，其与纳米氧化锌、纳米氧化钛、纳米氧化铜、纳米氧化亚铜、纳米氧化银、纳米硫化锌、纳米氧化锆、纳米氧化钇、纳米氧化铝、纳米氧化钙中的三种或三种以上无机物复合组成纳米浓缩浆。其中的高分子分散剂是聚烯烃类、聚羧酸类、聚羧酸盐类、聚丙烯酸类、聚丙烯酸盐类、聚酯类、聚酯盐类、聚酰胺类、聚酰胺盐类、聚氨酯类、聚氨酯盐类、聚醚类、聚醚盐类、聚酐类、聚硅氧烷类、聚氧乙烯类、聚氧丙烯类、马来酸酐类、聚ε-己内酮类、聚醇类、醇类中的一种或一种以上化合物。 其中的溶剂是脂肪烃类、脂环烃类、芳香烃类、醇类、酮类、酯类、萜类、醇醚及醚酯类、取代烃类、水中的一种或一种以上化合物。所述疏水剂是指氟表面活性剂、氟硅表面活性剂、有机硅表面活性剂、石蜡乳化剂的一种或一种以上混配。所述负离子粉是指电气石粉、桂林石粉、奇冰石粉、神州奇石粉之一。所述润湿分散剂、成膜助剂、防沉剂、防冻剂、消泡剂、颜料、填料、增稠剂、流平剂、pH调整剂为涂料生产中常用的助剂。所述乳液为丁二烯-苯乙烯乳液、聚醋酸乙烯乳液、醋酸乙烯-顺丁烯二酸酐乳液、丙烯酸酯乳液、醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液、苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液、醋酸乙烯-叔碳酸酯共聚乳液、醋酸乙烯-氯乙烯-丙烯酸醋共聚乳液、硅丙乳液之一种或一种以上混配。

该技术的缺点是所用原料太多工艺太复杂。涂料中有些材料本身是有毒害作用的，如马来酸酐粉尘和蒸气具有刺激性。吸入后可引起咽炎、喉炎和支气管炎。可伴有腹痛。眼和皮肤直接接触有明显刺激作用，并引起灼伤。慢性影响：慢性结膜炎，鼻粘膜溃疡和炎症。有致敏性，可引起皮疹和哮喘。

200910234257.2号申请涉及一种高效能电磁屏蔽复合涂料，它包含具有电磁波反射功能的表层涂料I和具有电磁波吸收功能的底层涂料II；涂料I是由重量含量为67％～68％银包铜粉、25％～28％丙烯酸树脂、1.3％～1.4％钛酸脂偶联剂、0.2％～0.3％有机膨润土和余量二甲苯组成的混合物，银包铜粉含银量为18～22％；涂料II是由重量百分含量为50％～52％铁氧体粉、16％～18％羰基铁粉、25％～26％丙烯酸树脂、1.6％～1.8％钛酸脂偶联剂和余量二甲苯组成的混合物。0-1.5GHz范围内，涂层平均屏蔽效能为61.9dB在30KHz～700MHz频率范围内，涂层屏蔽效能达60dB～80dB；在700MHz～1.5GHz范围内，涂层屏蔽效能在50dB～60dB范围内波动。

该涂料的缺点是使用银来包铜粉成本高。另外丙烯酸树脂皮肤接触可导致皮肤刺激不适和发疹；眼睛接触可导致眼睛刺激不适、流泪或视线模糊；呼入此产品可导致上呼吸道刺激、咳嗽与不适，或不特定不舒服症状，如恶心、头痛或虚弱；食入此产品可导致特定不舒服症状如恶心、头痛或虚弱。

发明内容

本发明的目的就是针对上述技术缺陷，提供一种织物用抗菌隔热涂料，该织物涂料具有良好的隔热性，并对人体无害。

本发明的另一目的是提供一种织物用抗菌隔热涂料的制备方法，该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。

本发明复合涂料织物用于户外用品、服装、建筑、军事等领域，在需要保温、隔热场合大量应用。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种织物用抗菌隔热涂料，该涂料中各成分的重量百分比为：乙醇20～30%；邻苯二甲酸二辛酯5-10%；聚乙烯醇缩甲醛0.6-0.9%；硫化锌和含镁氧化铝的复合材料15-20%,聚乙二醇5-12%,其余为聚氨酯。

一种织物用抗菌隔热涂料的制备方法，该方法包括以下步骤：

将Al₂( SO₄ )₃.18H₂O与水配制成0．2mol/L的溶液A，将(NH4 )₂CO₃与水配制成0．8 mol/L 的溶液B, 将MgSO₄·7H₂O与水配制成0．8 mol/L 的溶液C,按相同体积的将A、B、C三种溶液混合，并用氨水调节pH至为7，将体系搅拌熟化10-20min后，放置2h，然后用去离子水和乙醇分别洗涤3-5次，在130℃干燥1h后，在670-800℃烧制1h得到纳米级含镁氧化铝；

然后将乙醇加入烷基黄原酸锌中，得到摩尔浓度为0．75mol/L烷基黄原酸锌溶液， 在搅拌条件下，缓慢加入0.05 mol/L Na₂S溶液，滴定速率5mL/min，形成D溶液，其中Na₂S与烷基黄原酸锌的摩尔比为1.1∶1；

然后将纳米级含镁氧化铝加入D溶液，磁力搅拌 30m in；D溶液和纳米级含镁氧化铝的质量比为1：1；然后对含有纳米含镁氧化铝的D溶液进行过滤，滤饼在120℃干燥1h后，再在450-500℃烧制1h得到硫化锌和含镁氧化铝的复合材料，接着将该复合材料研成粒径为20-80微米的粉末待用；

然后按如下重量比例配料：乙醇20～30%；邻苯二甲酸二辛酯5-10%；聚乙烯醇缩甲醛0.6-0.9%；上述硫化锌和含镁氧化铝的复合材料15-20%,聚乙二醇5-12%,其余为聚氨酯；搅拌均匀，即形成抗菌隔热涂料。

本发明还提供上述织物用抗菌隔热涂料在织物涂层上的应用。

    将涂料在纯棉织物上刮涂一遍后，厚度为200-400微米，120℃烘干5分钟。

测试时，用275W的红外灯模拟太阳光中的红外光源，通电待红外灯表面的温度恒定后，将涂有涂料的织物固定在隔热板中间的圆孔空隙中，圆孔空隙直径为30mm，将空隙圆孔的中心与红外灯的轴心对齐，调整红外灯与织物的距离为50cm，用红外测温仪测量织物背面温度随时间的变化情况。记录时间为0s，30s，60s，120s，180s，300s织物的温度。采用该方法可对本发明的涂料性能进行测试。

本发明相比现有技术具有如下有益效果：

本发明织物用抗菌隔热涂料，其中的纳米硫化锌与细菌接触时，锌离子缓慢释放出来，由于锌离子具氧化还原性，并能与有机物(硫代基、羧基、羟基)反应，可以与细菌细胞膜及膜蛋白结合，破坏其结构，进入细胞后与酶结合并与DNA反应，达到抗菌的目的。

同时涂料中含镁氧化铝中的镁离子，可以破坏细菌的细胞膜壁的肽键结构，从而迅速杀死细菌。另外，可以产生破坏性吸附，也可能将细菌的细胞膜破坏。可以克服银系抗菌剂作用慢、易变色和二氧化钛系抗菌剂需要紫外线照射的不足。

涂料中所用原材料，如邻苯二甲酸二辛酯、聚乙烯醇缩甲醛、硫化锌和含镁氧化铝、聚乙二醇、聚氨酯等本身无毒，环境友好。因此涂覆涂层时无需防菌剂和防静电剂。

聚氨酯与邻苯二甲酸二辛酯结合可提高有机物基体的耐热性，因此也就保证了涂层的耐高温性。

本涂料中的硫化锌和含镁氧化铝都具有极好的隔热的能力, 特别是复合材料中不同相之间的边界有良好的反射热和太阳光线的能力,具有良好的稳定性和实用性,可广泛应用于多种隔热领域等。

本发明方法简单，生产成本低，适合于工业化生产。

附图说明

图1为本发明实施例1得到的织物涂层组织。

由图1可以看出，织物涂层均匀分布。

具体实施方式

实施例一：

本发明抗菌隔热涂料织物涂料的制备过程如下：

1、将0．1mol 的Al₂( SO₄ )₃.18H₂O与水配制成0．2mol/L的溶液A，将0．8mol (NH₄ )₂CO₃与水配制成0．8 mol/L 的溶液B, 将0.02mol的MgSO₄·7H₂O与水配制成0．8 mol/L 的溶液C,按相同体积的将A、B、C三种溶液混合，并用氨水调节pH至为7，将体系搅拌熟化10-20min后，放置2h，然后用去离子水和乙醇分别洗涤3-5次，在130℃干燥1h后，在685℃烧制1h得到纳米级含镁氧化铝；含镁氧化铝的粒径为70-100nm；

2、然后将20 mL无水乙醇加入0.015 mol烷基黄原酸锌中，得到摩尔浓度为0．75mol/L烷基黄原酸锌溶液， 在搅拌条件下，缓慢加入0.05 mol/LNa₂S溶液，滴定速率5mL/min，形成D溶液，加入的Na₂S与烷基黄原酸锌的摩尔比为1.1∶1；

3、然后将步骤1得到的纳米级含镁氧化铝加入上述D溶液中，磁力搅拌 30m in；D溶液中的烷基黄原酸锌和纳米级含镁氧化铝的质量比为1：1；然后对含有纳米含镁氧化铝的D溶液进行过滤，滤饼在120℃干燥1h后，再在460℃烧制1h得到硫化锌和含镁氧化铝的复合材料，接着将该复合材料研成粒径为20-80微米的粉末待用；

4、复合涂料层涂料的成分的重量百分比为：乙醇20%；邻苯二甲酸二辛酯5%；聚乙烯醇缩甲醛0.69%；上述硫化锌和含镁氧化铝的复合材料15%,聚乙二醇5%,其余为聚氨酯。将上述各成份搅拌均匀,形成抗菌隔热涂料织物涂料。

实施例二：

本发明抗菌隔热涂料织物涂料的制备过程如下：

1、将Al₂( SO₄ )₃.18H₂O与水配制成0．2mol/L的溶液A，将(NH4 )₂CO₃与水配制成0．8 mol/L 的溶液B, 将MgSO₄·7H₂O与水配制成0．8 mol/L 的溶液C,按相同体积的将A、B、C三种溶液混合，并用氨水调节pH至为7，将体系搅拌熟化10-20min后，放置2h，然后用去离子水和乙醇分别洗涤5次，在130℃干燥1h后，在695℃烧制1h得到纳米级含镁氧化铝；

2、然后将乙醇加入烷基黄原酸锌中，得到摩尔浓度为0．75mol/L烷基黄原酸锌溶液， 在搅拌条件下，缓慢加入0.05 mol/L Na₂S溶液，滴定速率5mL/min，形成D溶液，其中Na₂S与烷基黄原酸锌的摩尔比为1.1∶1；

3、然后将纳米级含镁氧化铝加入D溶液，磁力搅拌 30m in；D溶液和纳米级含镁氧化铝的质量比为1：1；然后对含有纳米含镁氧化铝的D溶液进行过滤，滤饼在120℃干燥1h后，再在480℃烧制1h得到硫化锌和含镁氧化铝的复合材料，接着将该复合材料研成粒径为20-80微米的粉末待用；

4、复合涂料层涂料中各成分的重量百分比为：乙醇30%；邻苯二甲酸二辛酯10%；聚乙烯醇缩甲醛0.9%；硫化锌和含镁氧化铝的复合材料20%,聚乙二醇12%,其余为聚氨酯。将上述各成份混合搅拌均匀,形成抗菌隔热涂料织物涂料。

实施例三：

本发明抗菌隔热涂料织物涂料的制备过程如下：

其中1-3步骤如实施例二。

4、复合涂料层涂料中各成分的重量百分比为：乙醇25%；邻苯二甲酸二辛酯7%；聚乙烯醇缩甲醛0.8%；硫化锌和含镁氧化铝的复合材料18%,聚乙二醇9%,其余为聚氨酯。将上述各成份混合搅拌均匀,形成抗菌隔热涂料织物涂料。

实施例四：（成分配比不在本发明设计比例范围内）

本发明抗菌隔热涂料织物涂料的制备过程如下：

其中1-3步骤如实施例二。

4、复合涂料层涂料中各成分的重量百分比为：乙醇17%；邻苯二甲酸二辛酯4%；聚乙烯醇缩甲醛0.5%；硫化锌和含镁氧化铝的复合材料14%,聚乙二醇4%,其余为聚氨酯。将上述各成份混合搅拌均匀,形成抗菌隔热涂料织物涂料。

实施例五：（成分配比不在本发明设计比例范围内）

本发明抗菌隔热涂料织物涂料的制备过程如下：

其中1-3步骤如实施例二。

4、复合涂料层涂料中各成分的重量百分比为：乙醇32%；邻苯二甲酸二辛酯12%；聚乙烯醇缩甲醛1%；硫化锌和含镁氧化铝的复合材料22%,聚乙二醇15%,其余为聚氨酯。将上述各成份混合搅拌均匀,形成抗菌隔热涂料织物涂料。

测试实例：

将各涂料在纯棉织物上刮涂一遍后，厚度为300微米，120℃烘干5分钟。可制得相应织物。

实施例一至五得到的涂料, 分别涂覆在TA1000全棉府绸织物上（100%棉，J50XJ50 140X88 ），单面刮涂一遍，涂层厚度为300微米左右，120℃烘干5分钟,分别对应得到涂层织物1-5。

采用如上同样织物和涂覆方法,200910056507.8号申请的涂料得到对比涂层织物1， 200910234257.2号申请的涂料得到对比涂层织物2。

测试时，用275W的红外灯模拟太阳光中的红外光源，通电待红外灯表面的温度恒定后，将涂有涂料的织物固定在隔热板中间的圆孔空隙中，圆孔空隙直径为30mm，将空隙圆孔的中心与红外灯的轴心对齐，调整红外灯与织物的距离为50cm，用红外测温仪测量织物背面温度随时间的变化情况。记录时间为起始温度和300s织物的温度。

 

本发明的织物用抗菌隔热涂料中乙醇为溶剂，过少起不到溶剂作用，过多会稀释涂料；涂料中聚乙烯醇缩甲醛和聚乙二醇为粘接剂增强组分，过少起不到粘接隔热颗粒作用，过多会稀释隔热颗粒和聚氨酯；硫化锌和含镁氧化铝的复合体过少起不到隔热和抗菌作用，过多会减少粘接剂的粘接作用；涂料中邻苯二甲酸二辛酯为增塑剂，过少起不到增塑作用，过多没有必要，还会削弱涂料的性能。 

Claims (4)

1.一种织物用抗菌隔热涂料，其特征在于，该涂料中各成分的重量百分比为：乙醇20～30%；邻苯二甲酸二辛酯5-10%；聚乙烯醇缩甲醛0.6-0.9%；硫化锌和含镁氧化铝的复合材料15-20%,聚乙二醇5-12%,其余为聚氨酯。

2.根据权利要求1所述的织物用抗菌隔热涂料，其特征在于，所述硫化锌和含镁氧化铝的复合材料的制备过程如下：

将Al₂( SO₄ )₃.18H₂O与水配制成0．2mol/L的溶液A，将(NH₄ )₂CO₃与水配制成0．8 mol/L 的溶液B, 将MgSO₄·7H₂O与水配制成0．8mol/L的溶液C,将A、B、C三种溶液按相同体积混合，并用氨水调节pH至7，将体系搅拌熟化10-20min后，放置2h，然后用去离子水和乙醇分别洗涤3-5次，在130℃干燥1h后，再在670-800℃烧制1h得到纳米级的含镁氧化铝待用，含镁氧化铝的粒径为70-100nm；

将乙醇加入烷基黄原酸锌中，得到摩尔浓度为0．75mol/L烷基黄原酸锌溶液， 在搅拌条件下，缓慢加入0.05 mol/L的 Na₂S溶液，滴定速率为5mL/min，形成D溶液，其中Na₂S与烷基黄原酸锌的摩尔比为1.1∶1；

然后将上述纳米级含镁氧化铝加入D溶液，磁力搅拌 30m in；D溶液中烷基黄原酸锌和纳米级含镁氧化铝的质量比为1：1；然后对含有纳米级含镁氧化铝的D溶液进行过滤，滤饼在120℃干燥1h后，再在450-500℃烧制1h得到硫化锌和含镁氧化铝的复合材料，接着将该复合材料研成粒径为20-80微米的粉末。

3.一种织物用抗菌隔热涂料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

将Al₂( SO₄ )₃.18H₂O与水配制成0．2mol/L的溶液A，将(NH4 )₂CO₃与水配制成0．8 mol/L 的溶液B, 将MgSO₄·7H₂O与水配制成0．8 mol/L 的溶液C,按相同体积的将A、B、C三种溶液混合，并用氨水调节pH至为7，将体系搅拌熟化10-20min后，放置2h，然后用去离子水和乙醇分别洗涤3-5次，在130℃干燥1h后，在670-800℃烧制1h得到纳米级含镁氧化铝；

然后将乙醇加入烷基黄原酸锌中，得到摩尔浓度为0．75mol/L烷基黄原酸锌溶液， 在搅拌条件下，缓慢加入0.05 mol/L Na₂S溶液，滴定速率5mL/min，形成D溶液，其中Na₂S与烷基黄原酸锌的摩尔比为1.1∶1；

然后将纳米级含镁氧化铝加入D溶液，磁力搅拌 30m in；D溶液和纳米级含镁氧化铝的质量比为1：1；然后对含有纳米含镁氧化铝的D溶液进行过滤，滤饼在120℃干燥1h后，再在450-500℃烧制1h得到硫化锌和含镁氧化铝的复合材料，接着将该复合材料研成粒径为20-80微米的粉末待用；

然后按如下重量比例配料：乙醇20～30%；邻苯二甲酸二辛酯5-10%；聚乙烯醇缩甲醛0.6-0.9%；上述硫化锌和含镁氧化铝的复合材料15-20%,聚乙二醇5-12%,其余为聚氨酯；搅拌均匀，即形成抗菌隔热涂料。

4.权利要求1所述抗菌隔热涂料在织物涂层中的应用。

Images