CN105176342A - 一种纳米抗菌防指纹药液材料、其制备方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纳米抗菌防指纹药液材料、其制备方法及其应用，其纳米抗菌防指纹药液材料的组分包括甲基九氟丁醚、乙基全氟丁基醚、乙基九氟代丁基醚、全氟硅油、纳米Ag+离子颗粒剂及全氟聚醚烷氧基硅烷。其制备方法是将上述的组分进行逐步的磁动搅拌混合均匀，其应用包括薄膜及包含该薄膜的手机盖板，该纳米抗菌防指纹药液材料的抗菌性、防指纹性、光学性能、耐久及力学等各项性能均优越。

Description

一种纳米抗菌防指纹药液材料、其制备方法及其应用

技术领域

本发明属于化学领域，具体涉及一种纳米抗菌防指纹药液材料、其制备方法及其应用。

背景技术

触摸屏作为一种最新的输入技术，是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式。它赋予了多媒体以崭新的面貌，是极富吸引力的全新多媒体交互设备。随着电子工业的发展，触摸屏的应用越来越广泛，从最初的小屏幕手机、MP3，到现在大尺寸屏幕的电脑、ATM、医疗、工业控制设备及显示器和电视机。特别是近两年，iPhone手机和ipad电脑的推出带动了触摸屏技术的发展，这一技术也正逐渐应用到其他的便携电子产品上。触摸屏在带来方便、舒适和快捷的同时，因使用过程中手指经常触碰屏幕表面留下指纹印和油污，不易清洗，时间一长就会影响屏幕的正常使用。由于科技水平的发展，使得人们的生活观念逐渐发生变化，对绿色健康的生活要求越来越高，触控是用手去操作，有专家对手机做了细菌测试，发现手机屏幕上附着的2000多种细菌，可以导致伤风、肠胃病、耳道发炎甚至肺炎、乙肝等疾病，细菌有白喉及疱疹等，在生活中频繁的用手接触触摸屏会出现大量的细菌严重威胁到人的健康。例如：手机，先前国外媒体Mashable的研究曾指出，手机的含菌量甚至高出马桶20倍，触控是用手去操作，在生活中频繁的用手接触触摸屏会出现大量的细菌指纹，严重威胁到人的健康及观看效果。

现有市场触摸屏品牌部分精品产品系列只单一赋予触控屏表面防指纹功能或者单一赋予触控屏表面抗菌功能，又或者都未增加触控屏表面任何附加功能，只采用单纯的CoverGlass强化玻璃(保护玻璃)玻璃表面。如若需具备抗菌又防指纹效果玻璃，需先进行加工抗菌薄膜，再处理进行加工防指纹薄膜，因经过两次工艺加工，成本因此增加，且得出的薄膜效果也不佳。

由于科技水平的发展，使得人们的生活观念逐渐发生变化，对绿色健康的生活要求越来越高，触控是用手去操作，在生活中频繁的用手接触触摸屏会出现大量的细菌指纹，严重威胁到人的健康及观看效果。且目前市场只有部分产品有采用相应赋予其触控屏单一抗菌功能或者单一防指纹功能，但单纯具备抗菌功能只能针对细菌进行杀灭或抑制细菌生长，无法防止清除手触摸屏幕时产生的脏污、油污，而单纯具备防指纹功能又只能针对手触控屏幕时产生的脏污、油污，且无法针对屏幕上产生的细菌进行有效的杀灭或抑制其细菌生长，无法完全避免因手触控触控屏所带来的隐性健康伤害。因此具备抗菌防指纹的材料具有广阔的应用和发展前景且势在必行。

然后发明人对现有技术的文献做了一定的检索，发现针对抗菌和防指纹双重作用的文献目前还非常少见。

申请公布日为2014.06.25，申请公布号为CN103882391A的中国专利文献公开了一种防指纹抗菌薄膜的制备方法，采用磁控溅射的方法在触摸屏表面一次成型制备一层具有低表面能的二氧化钛掺杂的氟-碳-硅薄膜(即防指纹抗菌薄膜)。其所述磁控溅射采用的靶材为聚四氟乙烯、二氧化硅和二氧化钛的混合物，所述反应气氛为保护气体和反应气体的混合物，所述反应气体为CF₄或SiF₄。

申请公布日为2014.07.09，申请公布号为CN103909699A的中国专利文献，公开了一种镀膜件，其包括基材，还包括形成于基材表面的抗菌层及形成于抗菌层表面的抗指纹层，该抗菌层中含有具有纳米级孔的氧化硅及负载在氧化硅上的抗菌材料，该抗菌材料含有纳米银离子、纳米铜离子中的至少一种、以及纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化铜中的至少一种，该抗指纹层为一氟聚醚硅烷层，该抗指纹层具有的厚度为可使该抗菌层中的抗菌材料游离至抗指纹层的表面。

申请公布日为2015.07.22，申请公布号为CN104797661A的中国专利文献，公开了一种用于在物品的表面上形成多功能涂覆结构的方法，包括：在物品的表面上形成抗菌层；以及在抗菌层上形成防指纹涂层。其中，抗菌层的组分包括羟基化无机载体-抗菌金属络合物和/或包括具有氨基硅烷基的有机载体-抗菌金属络合物；抗菌金属包括从由银、锌、铜、锡、铂、钡、镁、锗、钛和钙组成的组中选择的至少一种。

上述三篇专利文献虽然都有公开了抗菌和防指纹的两种功能，也都公开了各自的原料，其跟发明人的技术方案在原料上明显不同；CN103909699A和CN104797661A在结构上将抗菌和防指纹的功能分为两层，一层是抗菌层，一层是防指纹层，从而分别起到各自的作用。CN103882391A虽然只有一层，但其原料是聚四氟乙烯、二氧化硅和二氧化钛的混合物和CF₄或SiF₄的反应气体。其技术手段采用磁控溅射的方法来制备。

发明内容

综合考虑现有市场和现有技术的特点，发明人进行了有别于上述现有技术的不同的发明构思，并进行了大量的深入研究，在付出了创造性劳动后，从而完成了本发明。

本发明的目的在于提供一种不同构思的具备抗菌功能又兼具备防指纹功能的双重功能的纳米药液材料及其制备方法。本发明提供的纳米抗菌防指纹药液材料，采用的技术方案如下：

一种纳米抗菌防指纹药液材料，包括如下组分：

甲基九氟丁醚、

质量含量为所述甲基九氟丁醚的100％-140％的乙基全氟丁基醚、

质量含量为所述甲基九氟丁醚的70％-100％的乙基九氟代丁基醚、

质量含量为所述甲基九氟丁醚、所述乙基全氟丁基醚和所述乙基九氟代丁基醚质量含量总和的1％-5％的全氟硅油、

质量含量为所述甲基九氟丁醚、所述乙基全氟丁基醚和所述乙基九氟代丁基醚质量含量总和的1％-10％的纳米Ag⁺离子颗粒剂以及

质量含量为所述甲基九氟丁醚、所述乙基全氟丁基醚和所述乙基九氟代丁基醚质量含量总和的20％-50％的全氟聚醚烷氧基硅烷。

上述的纳米抗菌防指纹药液材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、将甲基九氟丁醚与乙基全氟丁基醚采用磁动搅拌混合均匀；

S2、加入乙基九氟代丁基醚采用磁动搅拌混合均匀；

S3、加入全氟硅油进行磁动搅拌混合均匀，制备成混合溶剂；

S4、将混合溶剂加入Ag⁺离子颗粒剂采用磁动搅拌混合均匀；

S5、加入全氟聚醚烷氧基硅烷采用磁动混合搅拌均匀进行制备，从而得到纳米抗菌防指纹药液材料。

本发明还提供该纳米抗菌防指纹药液材料的应用，包括在薄膜上和包含该薄膜的手机盖板上的应用。

其中，本发明提供的薄膜，其是用上述所述的纳米抗菌防指纹药液材料通过湿式喷涂、滚涂、旋涂、刷涂或VD蒸镀工艺制成。

本发明提供的手机盖板，其包含上述所述的薄膜。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、原料不同，本发明尤其是使用混合溶剂的原料是现有技术所没有涉及到的；

2、形态不同，本发明的形态形成的是药液然后再做应用，现有技术是直接形成薄膜、镀膜或涂覆结构。

3、应用方式不同，

1)本发明将纳米Ag⁺离子与防指纹全氟材料(全氟聚醚烷氧基硅烷)进行分散均匀混合得到抗菌防指纹药液材料，该药液材料可应用到湿式喷涂、滚涂、旋涂、擦拭(即刷涂)及PVD蒸镀(PhysicalVaporDeposition,物理气相蒸镀)等多种可选择的工艺上，经以上任一工艺制成的薄膜可在原材料性能上赋予抗菌防指纹双重功能。现有技术是在物品上或基材上直接真空沉积或磁控溅射或直接蒸发镀膜形成。

2)本发明一次加工工艺即可得到抗菌且又防指纹双重功能薄膜，可在应用时再加工，其与应用相分开，且选择何种工艺具有广泛的选择性，现有技术则需直接生产应用，无选择性。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明进行详细说明，但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。

实施例1：

一种纳米抗菌防指纹药液材料，包括如下组分：

甲基九氟丁醚、

质量含量为所述甲基九氟丁醚的100％的乙基全氟丁基醚、

质量含量为所述甲基九氟丁醚的70％的乙基九氟代丁基醚、

质量含量为所述甲基九氟丁醚、所述乙基全氟丁基醚和所述乙基九氟代丁基醚质量含量总和的1％的全氟硅油、

质量含量为所述甲基九氟丁醚、所述乙基全氟丁基醚和所述乙基九氟代丁基醚质量含量总和的1％的纳米Ag⁺离子颗粒剂以及

质量含量为所述甲基九氟丁醚、所述乙基全氟丁基醚和所述乙基九氟代丁基醚质量含量总和的20％的全氟聚醚烷氧基硅烷。

上述的纳米抗菌防指纹药液材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、将甲基九氟丁醚与乙基全氟丁基醚采用磁动搅拌混合均匀；

S2、加入乙基九氟代丁基醚采用磁动搅拌混合均匀；

S3、加入全氟硅油进行磁动搅拌混合均匀，制备成混合溶剂；

S4、将混合溶剂加入Ag⁺离子颗粒剂采用磁动搅拌混合均匀；

S5、加入全氟聚醚烷氧基硅烷采用磁动混合搅拌均匀进行制备，从而得到纳米抗菌防指纹药液材料。

将纳米抗菌防指纹药液材料制备完成后采用湿式喷涂工艺在触控屏中的CoverGlass(强化玻璃或称保护玻璃)表面上将抗菌防指纹药液喷涂至CoverGlass表面。喷涂完成后将喷涂好后的CoverGlass采用100℃-300℃烘烤20min-90min制备成抗菌防指纹型CoverGlass。制作样品为1#

实施例2：

一种纳米抗菌防指纹药液材料，包括如下组分：

甲基九氟丁醚、

质量含量为所述甲基九氟丁醚的110％的乙基全氟丁基醚、

质量含量为所述甲基九氟丁醚的80％的乙基九氟代丁基醚、

质量含量为所述甲基九氟丁醚、所述乙基全氟丁基醚和所述乙基九氟代丁基醚质量含量总和的2％的全氟硅油、

质量含量为所述甲基九氟丁醚、所述乙基全氟丁基醚和所述乙基九氟代丁基醚质量含量总和的3％的纳米Ag⁺离子颗粒剂以及

质量含量为所述甲基九氟丁醚、所述乙基全氟丁基醚和所述乙基九氟代丁基醚质量含量总和的30％的全氟聚醚烷氧基硅烷。

制备方法参照实施例1实施，此处不再赘述。

将纳米抗菌防指纹药液材料制备完成后采用湿式旋涂工艺在触控屏中的CoverGlass表面上将抗菌防指纹药液进行旋涂。旋涂完成后将旋涂好后的CoverGlass采用100-300℃烘烤20min-90min制备成抗菌防指纹型CoverGlass。制作样品为2#

实施例3：

一种纳米抗菌防指纹药液材料，包括如下组分：

甲基九氟丁醚、

质量含量为所述甲基九氟丁醚的120％的乙基全氟丁基醚、

质量含量为所述甲基九氟丁醚的85％的乙基九氟代丁基醚、

质量含量为所述甲基九氟丁醚、所述乙基全氟丁基醚和所述乙基九氟代丁基醚质量含量总和的3％的全氟硅油、

质量含量为所述甲基九氟丁醚、所述乙基全氟丁基醚和所述乙基九氟代丁基醚质量含量总和的5％的纳米Ag⁺离子颗粒剂以及

质量含量为所述甲基九氟丁醚、所述乙基全氟丁基醚和所述乙基九氟代丁基醚质量含量总和的35％的全氟聚醚烷氧基硅烷。

制备方法参照实施例1实施，此处不再赘述。

将纳米抗菌防指纹药液材料制备完成后采用湿式滚涂工艺在触控屏中的coverGlass表面上将抗菌防指纹药液进行滚涂。旋涂完成后将滚涂好后的CoverGlass采用100-300℃烘烤20min-90min制备成抗菌防指纹型CoverGlass。制作样品为3#

实施例4：

一种纳米抗菌防指纹药液材料，包括如下组分：

甲基九氟丁醚、

质量含量为所述甲基九氟丁醚的130％的乙基全氟丁基醚、

质量含量为所述甲基九氟丁醚的90％的乙基九氟代丁基醚、

质量含量为所述甲基九氟丁醚、所述乙基全氟丁基醚和所述乙基九氟代丁基醚质量含量总和的4％的全氟硅油、

质量含量为所述甲基九氟丁醚、所述乙基全氟丁基醚和所述乙基九氟代丁基醚质量含量总和的7％的纳米Ag⁺离子颗粒剂以及

质量含量为所述甲基九氟丁醚、所述乙基全氟丁基醚和所述乙基九氟代丁基醚质量含量总和的40％的全氟聚醚烷氧基硅烷。

制备方法参照实施例1实施，此处不再赘述。

将纳米抗菌防指纹药液材料制备完成后采用湿式擦拭/刷涂涂膜在触控屏中的coverGlass表面上将抗菌防指纹药液进行擦拭/刷涂涂膜。擦拭涂膜完成后将擦拭/刷涂膜好后的CoverGlass采用100-300℃烘烤20min-90min制备成抗菌防指纹型CoverGlass。制作样品为4#

实施例5：

一种纳米抗菌防指纹药液材料，包括如下组分：

甲基九氟丁醚、

质量含量为所述甲基九氟丁醚的140％的乙基全氟丁基醚、

质量含量为所述甲基九氟丁醚的100％的乙基九氟代丁基醚、

质量含量为所述甲基九氟丁醚、所述乙基全氟丁基醚和所述乙基九氟代丁基醚质量含量总和的5％的全氟硅油、

质量含量为所述甲基九氟丁醚、所述乙基全氟丁基醚和所述乙基九氟代丁基醚质量含量总和的10％的纳米Ag⁺离子颗粒剂以及

质量含量为所述甲基九氟丁醚、所述乙基全氟丁基醚和所述乙基九氟代丁基醚质量含量总和的50％的全氟聚醚烷氧基硅烷。

制备方法参照实施例1实施，此处不再赘述。

将纳米抗菌防指纹药液材料制备完成后采用PVD蒸镀工艺采用90℃-200℃舱体温度高真空环境中且蒸发温度200℃-500℃条件下将触控屏中的coverGlass表面上进行蒸发抗菌防指纹药液。制备成抗菌防指纹型CoverGlass。制作样品为5#

测试结果如下：

A、数据一

目前针对手机物品的卫生标准还没有，不过因为这些都是和手频繁密切接触的物品，手在接触这些细菌后可能带到身体其他部位，因此其卫生标准可参照《公共用品清洗消毒判定标准》。该标准中规定，公共用品细菌菌落总数应小于200CFU/25cm²，大肠菌群和致病菌都不得检出。

表1

表2

参照此标准我们不难发现，表1的此次检测的8个样本的细菌菌落总数值中，普通coverGlass级单纯防指纹样品都超出了国家标准。经过采用单纯抗菌及抗菌防指纹药液材料在不同工艺制备的样品都可达到国家标准。表2中经过3个月耐久测试数据可看出采用单纯抗菌及抗菌防指纹药液材料在不同工艺制备的样品还是都达到国家标准且效果显著。

B、数据二

对玻璃防指纹性能测试仪器：

测试数据如下：：

1)水接触角及持久性耐磨测试见表3：

表3

2)表面摩擦系数测试件表4：

表4

3)光学及其他力学测试见表5：

表5

从上述所有的测试结果来看，采用纳米抗菌防指纹药液材料采用不同工艺制备成的抗菌防指纹膜层具有抗菌玻璃的特性和防指纹印、防油污相结合的优势特性，又能保证原有使用功能和装饰效果，融合了抗菌和防指纹防污等各项性能为一体。

需要说明的是，本发明的纳米抗菌防指纹药液材料的配方应作为一个整体看待，其作为一个整体具备了上述实验所得的技术效果，而不宜将本发明的配方机械地拆分。也就是说，本发明的配方的各个组分具有协同作用，组分与组分直接的协同对抗菌材料和抗指纹材料的发挥具有重要的作用，其中纳米Ag⁺离子颗粒剂起到主要的抗菌作用，全氟聚醚烷氧基硅烷起到主要的抗指纹作用，而其他组分将其溶合成一体，将整个配方形成了一个整体从而在应用过程(如湿式喷涂、滚涂、旋涂、擦拭/刷涂及PVD蒸镀等多种可选择的工艺)中，整体的一个薄膜融合了抗菌和防指纹防污等各项性能为一体。

另外需要说明的是，将本发明的纳米抗菌防指纹药液材料应用于薄膜和包含该薄膜的手机盖板上，形成的薄膜和手机盖板均是在本发明的保护范围内。

应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种纳米抗菌防指纹药液材料，其特征在于，包括如下组分：

甲基九氟丁醚、

质量含量为所述甲基九氟丁醚的100％-140％的乙基全氟丁基醚、

质量含量为所述甲基九氟丁醚的70％-100％的乙基九氟代丁基醚、

质量含量为所述甲基九氟丁醚、所述乙基全氟丁基醚和所述乙基九氟代丁基醚质量含量总和的1％-5％的全氟硅油、

质量含量为所述甲基九氟丁醚、所述乙基全氟丁基醚和所述乙基九氟代丁基醚质量含量总和的1％-10％的纳米Ag⁺离子颗粒剂以及

质量含量为所述甲基九氟丁醚、所述乙基全氟丁基醚和所述乙基九氟代丁基醚质量含量总和的20％-50％的全氟聚醚烷氧基硅烷。

2.一种权利要求1所述的纳米抗菌防指纹药液材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、将甲基九氟丁醚与乙基全氟丁基醚采用磁动搅拌混合均匀；

S2、加入乙基九氟代丁基醚采用磁动搅拌混合均匀；

S3、加入全氟硅油进行磁动搅拌混合均匀，制备成混合溶剂；

S4、将混合溶剂加入Ag⁺离子颗粒剂采用磁动搅拌混合均匀；

S5、加入全氟聚醚烷氧基硅烷采用磁动混合搅拌均匀进行制备，从而得到纳米抗菌防指纹药液材料。

3.一种薄膜，其特征在于，其是用权利要求1所述的纳米抗菌防指纹药液材料通过湿式喷涂、滚涂、旋涂、刷涂或VD蒸镀工艺制成。

4.一种手机盖板，其特征在于，其包含权利要求3所述的薄膜。