CN106977992A

CN106977992A - 一种抗菌涂层及其制备方法

Info

Publication number: CN106977992A
Application number: CN201710261638.4A
Authority: CN
Inventors: 刘万青; 郑松林; 何园; 崔亚茹
Original assignee: HEFEI HUAQING METAL SURFACE TREATMENT CO Ltd
Current assignee: HEFEI HUAQING METAL SURFACE TREATMENT CO Ltd
Priority date: 2017-04-20
Filing date: 2017-04-20
Publication date: 2017-07-25

Abstract

本发明公开了一种抗菌涂层，是由抗菌涂料滚涂在基体表面烘干形成0.01mm厚度的干膜，所述抗菌涂料由如下重量百分比的原料制成的：丙二醇二甲基丙烯酸酯10~30%、乙酸丁酯3~7%、1，2‑双（三乙氧基硅基）乙烷1.5~2.5%、纳米硝酸银0.1~0.5%、纳米二氧化钛0.1~0.5%、助剂0.02~0.1%、余量为溶剂。本发明的抗菌涂层与现有技术相比，具有如下有益效果：（1）透光率≥99.9%，雾度≤0.1%；（2）广谱抗菌、抗菌率高；（3）粘附性：常规材料（PET、皮革、玻璃等）表面百格测试无脱落；（4）柔韧性：2mm轴棒直径弯曲无开裂、脱落；（5）硬度高：膜层硬度可达7H；（6）疏水性：浸泡水中取出后，表面完全不沾水。

Description

一种抗菌涂层及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料领域，具体涉及一种抗菌涂层及其制备方法。

背景技术

普通涂料在对底材起到装饰和保护作用的同时，会受到微生物的侵害，在涂层表面形成菌斑，使涂层失去黏附力，甚至造成涂层脱落，影响涂层的保护功能和装饰效果。另一方面，涂层表面的菌斑会传染疾病，对人类健康造成极大危害。而抗菌涂料可以避免上述情况出现。

抗菌涂料是在一般涂料中添加抗菌剂，抗菌剂作为一种功能性助剂分散在涂料体系中，在涂料固化后存在于涂层中。抗菌剂可以是无机抗菌剂，也可以是有机抗菌剂。无机抗菌剂通常是利用银、铜、锌等金属及相应金属离子的抗菌能力，通过物理吸附、离子交换等方法，将银、铜、锌等金属（或其离子）固定在氟石、硅胶等多孔材料的表面制成抗菌剂，然后将其加入到涂料体系中，当然也可以将银、铜、锌等金属粉末及相应无机盐粉末直接加入到涂料中。这类抗菌剂常用的有载银沸石、载银锌沸石等，主要抗菌因子是银离子或银。另外一类具有光敏活性的无机抗菌剂，如纳米二氧化钛，可以直接添加到涂料体系中起到抗菌功能。无机抗菌剂的优点在于热稳性好，在烘烤型涂料中也可以应用，而且广谱抗菌、抗菌效率高、不易产生抗药性；缺点在于银离子或银易变色，不适合浅颜色色漆；而纳米二氧化钛必须有光照才能发挥抗菌活性，同时在光照下分解的原子态氧会分解涂层树脂，造成涂层性能劣化；另外一个显著缺点是生产成本高，价格昂贵。有机抗菌剂有有机小分子抗菌剂和高分子抗菌剂两类，品种很多，主要有香草醛或乙基香草醛类化合物、酰基苯胺类、咪唑类、噻唑类、异噻唑酮衍生物、季铵盐类、季鏻盐、双呱类、酚类等，另外还有甲壳素、芥末、蓖麻油、山葵等天然抗菌剂。有机小分子抗菌剂易于挥发、化学稳定性差，与基料相容性差、在基料中分散困难。有机抗菌剂的另一个显著缺点在于热稳定性差，不适合在烘烤型涂料中应用。不过，添加型抗菌涂料生产工艺简单，易于大批量生产，而存在的普遍缺陷是会迁移到涂层表面，涂层表面擦拭会使抗菌剂丢失，造成抗菌能力衰减，甚至丧失抗菌能力。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种广谱抗菌的、抗菌率高的抗菌涂层及其制备方法。本发明具体采用以下技术方案：

一种抗菌涂层，是由抗菌涂料滚涂在基体表面烘干形成0.01mm厚度的干膜，所述抗菌涂料由如下重量百分比的原料制成的：丙二醇二甲基丙烯酸酯10~30%、乙酸丁酯3~7%、1，2-双（三乙氧基硅基）乙烷1.5~2.5%、纳米硝酸银0.1~0.5%、纳米二氧化钛0.1~0.5%、助剂0.02~0.1%、余量为溶剂。

优选地，一种抗菌涂层，是由抗菌涂料滚涂在基体表面烘干形成0.01mm厚度的干膜，所述抗菌涂料由如下重量百分比的原料制成的：丙二醇二甲基丙烯酸酯20%、乙酸丁酯5%、1，2-双（三乙氧基硅基）乙烷2%、纳米硝酸银0.3%、纳米二氧化钛0.3%、助剂0.05%、余量为溶剂。

优选地，所述助剂为碳酸锆钾、二茂铁甲酸、聚氧乙烯月桂醇醚、吡咯烷酮羟酸钠的混合物，各组分的重量配比为碳酸锆钾：二茂铁甲酸：聚氧乙烯月桂醇醚：吡咯烷酮羟酸钠=3：2：1：1。

优选地，所述溶剂为乙醇、丙酮、正丁醇、丙二醇甲醚中任意一种或几种的混合物。

本发明抗菌涂层的制备方法，包括以下步骤：

（1）将丙二醇二甲基丙烯酸酯、纳米硝酸银、纳米二氧化硅加入溶剂中混合搅拌；

（2）在步骤（1）得到的混合溶液中加入乙酸丁酯、1，2-双（三乙氧基硅基）乙烷和助剂，以1000～2000转/分钟的转速搅拌均匀混合均匀，再研磨；

（3）将步骤（2）研磨得到的混合溶液经过300~400目筛网后得到溶液；

（4）将步骤（3）的溶液滚涂在基体表面烘干形成0.01mm厚度的干膜即得抗菌涂层。

本发明的抗菌涂层与现有技术相比，具有如下有益效果：（1）0.01mm厚度干膜透明性优异，透光率≥99.9%，雾度≤0.1%；（2）广谱抗菌、抗菌率高，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌的24小时抗菌率大于99.99%（检测依据GB21551.2-2010 家用和类似用途电器的抗菌、除菌、净化功能抗菌材料的特殊要求（附录A））；（3）粘附性：常规材料（PET、皮革、玻璃等）表面百格测试无脱落；（4）柔韧性：2mm轴棒直径弯曲无开裂、脱落；（5）硬度高：膜层硬度可达7H；（6）疏水性：浸泡水中取出后，表面完全不沾水。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步描述。

实施例1：

一种抗菌涂层，是由抗菌涂料滚涂在基体表面烘干形成0.01mm厚度的干膜，其特征在于，所述抗菌涂料由如下重量百分比的原料制成的：丙二醇二甲基丙烯酸酯10%、乙酸丁酯7%、1，2-双（三乙氧基硅基）乙烷1.5%、纳米硝酸银0.5%、纳米二氧化钛0.1%、助剂0.1%、余量为溶剂；其中助剂为碳酸锆钾、二茂铁甲酸、聚氧乙烯月桂醇醚、吡咯烷酮羟酸钠的混合物，各组分的重量配比为碳酸锆钾：二茂铁甲酸：聚氧乙烯月桂醇醚：吡咯烷酮羟酸钠=3：2：1：1；溶剂为乙醇。

上述抗菌涂层的制备方法，包括以下步骤：

（2）在步骤（1）得到的混合溶液中加入乙酸丁酯、1，2-双（三乙氧基硅基）乙烷和助剂，以1000转/分钟的转速搅拌均匀混合均匀，再研磨；

（3）将步骤（2）研磨得到的混合溶液经过400目筛网后得到溶液；

实施例1的抗菌涂层各项性能指标测试结果如下：

（1）透光率≥99.9%，雾度≤0.1%；（2）广谱抗菌、抗菌率高，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌的24小时抗菌率大于99.99%（检测依据GB21551.2-2010 家用和类似用途电器的抗菌、除菌、净化功能抗菌材料的特殊要求（附录A））；（3）粘附性：常规材料（PET、皮革、玻璃等）表面百格测试无脱落；（4）柔韧性：2mm轴棒直径弯曲无开裂、脱落；（5）硬度高：膜层硬度为7H；（6）疏水性：浸泡水中取出后，表面完全不沾水。

实施例2：

一种抗菌涂层，是由抗菌涂料滚涂在基体表面烘干形成0.01mm厚度的干膜，其特征在于，所述抗菌涂料由如下重量百分比的原料制成的：丙二醇二甲基丙烯酸酯30%、乙酸丁酯3%、1，2-双（三乙氧基硅基）乙烷2.5%、纳米硝酸银0.1%、纳米二氧化钛0.5%、助剂0.02%、余量为溶剂；其中助剂为碳酸锆钾、二茂铁甲酸、聚氧乙烯月桂醇醚、吡咯烷酮羟酸钠的混合物，各组分的重量配比为碳酸锆钾：二茂铁甲酸：聚氧乙烯月桂醇醚：吡咯烷酮羟酸钠=3：2：1：1；溶剂为丙酮、正丁醇重量比为1：2的混合物。

上述抗菌涂层的制备方法，包括以下步骤：

（2）在步骤（1）得到的混合溶液中加入乙酸丁酯、1，2-双（三乙氧基硅基）乙烷和助剂，以2000转/分钟的转速搅拌均匀混合均匀，再研磨；

（3）将步骤（2）研磨得到的混合溶液经过300目筛网后得到溶液；

实施例2的抗菌涂层各项性能指标测试结果如下：

实施例3：

一种抗菌涂层，是由抗菌涂料滚涂在基体表面烘干形成0.01mm厚度的干膜，其特征在于，所述抗菌涂料由如下重量百分比的原料制成的：丙二醇二甲基丙烯酸酯20%、乙酸丁酯5%、1，2-双（三乙氧基硅基）乙烷2%、纳米硝酸银0.3%、纳米二氧化钛0.3%、助剂0.05%、余量为溶剂；其中助剂为碳酸锆钾、二茂铁甲酸、聚氧乙烯月桂醇醚、吡咯烷酮羟酸钠的混合物，各组分的重量配比为碳酸锆钾：二茂铁甲酸：聚氧乙烯月桂醇醚：吡咯烷酮羟酸钠=3：2：1：1；溶剂为正丁醇、丙二醇甲醚重量比为2：1的混合物。

上述抗菌涂层的制备方法，包括以下步骤：

（2）在步骤（1）得到的混合溶液中加入乙酸丁酯、1，2-双（三乙氧基硅基）乙烷和助剂，以1500转/分钟的转速搅拌均匀混合均匀，再研磨；

（3）将步骤（2）研磨得到的混合溶液经过350目筛网后得到溶液；

实施例3的抗菌涂层各项性能指标测试结果如下：

对比实施例1：

一种抗菌涂层，是由抗菌涂料滚涂在基体表面烘干形成0.01mm厚度的干膜，所述抗菌涂料由如下重量百分比的原料制成的：丙二醇二甲基丙烯酸酯10%、乙酸丁酯7%、1，2-双（三乙氧基硅基）乙烷1.5%、纳米硝酸银0.5%、纳米二氧化钛0.1%、助剂0.1%、余量为溶剂；其中助剂为碳酸锆钾、二茂铁甲酸的混合物，各组分的重量配比为碳酸锆钾：二茂铁甲酸=3：2；溶剂为乙醇。

上述抗菌涂层的制备方法，包括以下步骤：

对比实施例1的抗菌涂层各项性能指标测试结果如下：

（1）透光率≥99.9%，雾度≤0.1%；（2）对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌的24小时抗菌率分别为24%、20%、35%（检测依据GB21551.2-2010 家用和类似用途电器的抗菌、除菌、净化功能抗菌材料的特殊要求（附录A））；（3）粘附性：常规材料（PET、皮革、玻璃等）表面百格测试无脱落；（4）柔韧性：2mm轴棒直径弯曲无开裂、脱落；（5）膜层硬度为4H；（6）疏水性：浸泡水中取出后，表面完全不沾水。

对比实施例2：

一种抗菌涂层，是由抗菌涂料滚涂在基体表面烘干形成0.01mm厚度的干膜，所述抗菌涂料由如下重量百分比的原料制成的：丙二醇二甲基丙烯酸酯10%、乙酸丁酯7%、1，2-双（三乙氧基硅基）乙烷1.5%、纳米硝酸银0.5%、纳米二氧化钛0.1%、助剂0.1%、余量为溶剂；其中助剂为聚氧乙烯月桂醇醚、吡咯烷酮羟酸钠的混合物，各组分的重量配比为聚氧乙烯月桂醇醚：吡咯烷酮羟酸钠=1：1；溶剂为乙醇。

上述抗菌涂层的制备方法，包括以下步骤：

对比实施例2的抗菌涂层各项性能指标测试结果如下：

（1）透光率≥99.9%，雾度≤0.1%；（2）广谱抗菌、抗菌率高，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌的24小时抗菌率分别为31%、18%、28%（检测依据GB21551.2-2010 家用和类似用途电器的抗菌、除菌、净化功能抗菌材料的特殊要求（附录A））；（3）粘附性：常规材料（PET、皮革、玻璃等）表面百格测试无脱落；（4）柔韧性：2mm轴棒直径弯曲无开裂、脱落；（5）膜层硬度为5H；（6）疏水性：浸泡水中取出后，表面完全不沾水。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，只要不偏离或超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种抗菌涂层，是由抗菌涂料滚涂在基体表面烘干形成0.01mm厚度的干膜，其特征在于，所述抗菌涂料由如下重量百分比的原料制成的：丙二醇二甲基丙烯酸酯10~30%、乙酸丁酯3~7%、1，2-双（三乙氧基硅基）乙烷1.5~2.5%、纳米硝酸银0.1~0.5%、纳米二氧化钛0.1~0.5%、助剂0.02~0.1%、余量为溶剂。

2.根据权利要求1所述的一种抗菌涂层，是由抗菌涂料滚涂在基体表面烘干形成0.01mm厚度的干膜，其特征在于，所述抗菌涂料由如下重量百分比的原料制成的：丙二醇二甲基丙烯酸酯20%、乙酸丁酯5%、1，2-双（三乙氧基硅基）乙烷2%、纳米硝酸银0.3%、纳米二氧化钛0.3%、助剂0.05%、余量为溶剂。

3.根据权利要求1或2所述的一种抗菌涂层，其特征在于，所述助剂为碳酸锆钾、二茂铁甲酸、聚氧乙烯月桂醇醚、吡咯烷酮羟酸钠的混合物，各组分的重量配比为碳酸锆钾：二茂铁甲酸：聚氧乙烯月桂醇醚：吡咯烷酮羟酸钠=3：2：1：1。

4.根据权利要求1或2所述的一种抗菌涂层，其特征在于，所述溶剂为乙醇、丙酮、正丁醇、丙二醇甲醚中任意一种或几种的混合物。

5.根据权利要求1或2所述的一种抗菌涂层，其特征在于，制备方法包括以下步骤：