CN107987653A - 一种抗菌涂料及其喷涂方法和煮食设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电热电器技术领域，公开了一种抗菌涂料及其喷涂方法和煮食设备。该抗菌涂料含有树脂混合物、流平剂、防沉剂和纳米银离子抗菌剂，其中，所述树脂混合物含有40‑50重量％的羟基丙烯酸树脂、35‑40重量％的聚酯树脂和15‑20重量％的芳烃；且以所述树脂混合物的重量为基准，以银离子计的纳米银离子抗菌剂的含量不小于0.5重量％。该抗菌涂料可以有效抑制细菌的滋生，同时起到装饰和耐磨的作用。

Description

一种抗菌涂料及其喷涂方法和煮食设备
技术领域
本发明涉及电热电器技术领域，具体地，涉及一种抗菌涂料及其喷涂方法和煮食设备。
背景技术
近年来，SRAS、禽流感、H7N9等由病毒、细菌传播的疾病频发，健康与卫生在人们心中的地位越来越重要，同时随着生活水平的发展，人们也越来越注重健康的生活品质，对日常饮食等领域抗菌材料的使用越来越重视。抗菌材料在冰、洗、空等大家电得到了一定的应用，加之对健康饮食存在着刚性需求，带有抗菌功能的生活小家电将迎来新的高峰。采用喷涂的方式在小家电产品表面附有一层具有抗菌性能的装饰涂层技术具有广泛的应用前景。然而，由于小家电产品经常接触食物，清洁不干净易导致细菌滋生，一种抗菌性能和耐磨性能良好的小家电产品有待开发。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的上述缺陷，提供一种抗菌涂料及其喷涂方法和煮食设备，该抗菌涂料可以有效抑制细菌的滋生，同时起到装饰和耐磨的作用。
为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种抗菌涂料，该抗菌涂料含有树脂混合物、流平剂、防沉剂和纳米银离子抗菌剂，其中，所述树脂混合物含有40-50重量%的羟基丙烯酸树脂、35-40重量%的聚酯树脂和15-20重量%的芳烃；且以所述树脂混合物的重量为基准，以银离子计的纳米银离子抗菌剂的含量不小于0.5重量%。
第二方面，本发明提供了本发明所述的抗菌涂料的喷涂方法，该方法包括：将所述抗菌涂料喷涂在基材上，并进行烘烤处理。
第三方面，本发明提供了一种煮食设备，该煮食设备包括基材和形成在所述基材上的抗菌层，所述抗菌层通过本发明所述的方法喷涂形成。
本发明的抗菌涂料，固体含量高，粘度低，易于施工，同时具有良好的抗菌性能。由于小家电产品经常接触食物，清洁不干净易导致细菌滋生。而将本发明的抗菌涂料喷涂于电饭煲、电磁炉、电压力锅、豆浆机等煮食设备的外壳及其零部件等部位，可以有效抑制细菌的滋生，同时起到装饰和耐磨的作用。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
第一方面，本发明提供了一种抗菌涂料，该抗菌涂料含有树脂混合物、流平剂、防沉剂和纳米银离子抗菌剂，其中，所述树脂混合物含有40-50重量%的羟基丙烯酸树脂、35-40重量%的聚酯树脂和15-20重量%的芳烃（以所述树脂混合物的重量为基准）；且以所述树脂混合物的重量为基准，以银离子计的纳米银离子抗菌剂的含量不小于0.5重量%。
本发明的抗菌涂料，优选情况下，以所述树脂混合物的重量为基准，以银离子计的纳米银离子抗菌剂的含量为0.5-2重量%，进一步优选为1-2重量%。其中，纳米银离子抗菌剂可以为粉剂或液体剂，均可通过商购获得。
本发明的抗菌涂料，优选情况下，以所述树脂混合物的重量为基准，流平剂的含量为0.1-0.3重量%，防沉剂的含量为0.2-0.4重量%。
本发明的抗菌涂料，对于羟基丙烯酸树脂没有特别的限定，可以为本领域常见的各种羟基丙烯酸树脂，可以通过商购获得或者通过本领域常见的各方法进行制备，优选情况下，羟基丙烯酸树脂通过包括如下步骤的方法制备得到：在40-50重量份芳烃存在下，将25-35重量份的甲基丙烯酸甲酯、8-16重量份的丙烯酸羟丙脂、3-6重量份的苯乙烯、5-10重量份的丙烯酸丁酯和2-4重量份的引发剂进行回流。回流的具体方法为本领域技术人员所熟知，例如可以在70-80℃下回流1-3h，在此不再赘述。
本发明的抗菌涂料，对于引发剂没有特别的限定，可以为本领域常见的各种引发剂，优选情况下，引发剂为过氧化乙酰和/或过氧化苯甲酰。
本发明的抗菌涂料，对于聚酯树脂没有特别的限定，可以为本领域常见的各种聚酯树脂，可以通过商购获得或者通过本领域常见的各方法进行制备，优选情况下，聚酯树脂通过包括如下步骤的方法制备得到：将二元酸、二元醇和三元醇以摩尔比（0.6-1）：（0.8-1.2）：（0.2-0.4）进行混合，然后在惰性气氛下将混合物在140-220℃下反应直至反应体系的pH为9-10。其中，二元酸可以为草酸、乙二酸、己二酸、丁二酸和戊二酸中的至少一种，二元醇可以为乙二醇、丙二醇和聚酯二元醇中的至少一种，三元醇可以为丙三醇、聚醚三元醇和聚酯三元醇中的至少一种。
本发明的抗菌涂料，对于使用的芳烃没有特别的限定，只要能够溶解羟基丙烯酸树脂和聚酯树脂等即可，优选情况下，芳烃为苯、二甲苯和甲苯中的至少一种。
本发明的抗菌涂料，对于流平剂没有特别的限定，可以为本领域常见的各种流平剂，优选情况下，流平剂为丙烯酸酯流平剂，例如可以为Ciba公司的EFKA3883。
本发明的抗菌涂料，对于防沉剂没有特别的限定，可以为本领域常见的各种防沉剂，优选情况下，防沉剂为气相二氧化硅和蓖麻油的混合物，以所述树脂混合物的重量为基准，气相二氧化硅的含量为0.1-0.2重量%，蓖麻油的含量为0.1-0.2重量%。
本发明前述的抗菌涂料的制备方法可以包括：将各组分按照相应的含量进行混合。
第二方面，本发明提供了所述抗菌涂料的喷涂方法，该方法包括：将所述抗菌涂料喷涂在基材上，并进行烘烤处理。其中，在喷涂前将基材表面进行清洗。清洗的具体方法为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。
本发明的方法中，优选情况下，喷涂的条件包括：喷枪压力为0.3-0.5MPa，雾化压力为0.3-0.5MPa，喷枪与基材的距离为10-20cm，控制膜厚为15-35μm。
本发明的方法中，优选情况下，烘烤处理的条件包括：温度为60-70℃，时间为10-20min。
第三方面，本发明提供了一种煮食设备，该煮食设备包括基材和形成在所述基材上的抗菌层，所述抗菌层通过本发明上述的方法喷涂形成。
优选情况下，所述煮食设备为电饭煲、电磁炉、电压力锅或豆浆机。
实施例
以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但并不因此限制本发明。
以下实施例和对比例中，如无特别说明，各材料均可通过商购获得，各方法均为本领域的常用方法。
其中，纳米银离子抗菌剂购自日本石塚硝子公司，牌号为IONPURE。
实施例1
本实施例用于说明本发明的抗菌涂料及其喷涂方法。
（1）制备羟基丙烯酸树脂：在反应釜中加入45kg二甲苯，在回流下4.5小时内匀速滴入30kg甲基丙烯酸甲酯、10kg丙烯酸羟丙脂、4kg苯乙烯、8kg丙烯酸丁酯和3kg过氧化乙酰，75℃下回流2小时。
（2）制备聚酯树脂：将草酸、乙二醇和丙三醇以摩尔比0.8：1：0.3进行混合，然后将上述混合物投入至反应釜中，在N2气氛下，将混合物在180℃下反应以脱出脂化水，直至反应体系的pH为9.5时停止反应。
（3）将45kg羟基丙烯酸树脂、38kg聚酯树脂和17kg二甲苯混合，得到树脂混合物，然后向该树脂混合物中加入0.2kg的流平剂（Ciba公司的EFKA3883）、0.15kg的气相二氧化硅、0.15kg的蓖麻油和以银离子计为2kg的纳米银离子抗菌剂，混合均匀，得到抗菌涂料。
（4）将基材表面进行清洗，然后将所得抗菌涂料喷涂在基材上，并在65℃下烘烤15min，其中，喷涂的条件包括：喷枪压力为0.4MPa，雾化压力为0.4MPa，喷枪与基材的距离为15cm，控制膜厚为25μm，得到喷涂有抗菌层的基材。
实施例2
本实施例用于说明本发明的抗菌涂料及其喷涂方法。
（1）制备羟基丙烯酸树脂：在反应釜中加入50kg甲苯，在回流下4小时内匀速滴入25kg甲基丙烯酸甲酯、15kg丙烯酸羟丙脂、3kg苯乙烯、5kg丙烯酸丁酯和2kg过氧化苯甲酰，70℃下回流2.5小时。
（2）制备聚酯树脂：将丁二酸、丙二醇和聚醚三元醇（购自济南海昊化工有限公司，牌号为N-330）以摩尔比0.6：0.8：0.2进行混合，然后将上述混合物投入至反应釜中，在N2气氛下，将混合物在140℃下反应以脱出脂化水，直至反应体系的pH为9时停止反应。
（3）将40kg羟基丙烯酸树脂、40kg聚酯树脂和20kg甲苯混合，得到树脂混合物，然后向该树脂混合物中加入0.1kg的流平剂（Ciba公司的EFKA3883）、0.1kg的气相二氧化硅、0.1kg的蓖麻油和以银离子计为1kg的纳米银离子抗菌剂，混合均匀，得到抗菌涂料。
（4）将基材表面进行清洗，然后将所得抗菌涂料喷涂在基材上，并在60℃下烘烤20min，其中，喷涂的条件包括：喷枪压力为0.3MPa，雾化压力为0.3MPa，喷枪与基材的距离为10cm，控制膜厚为15μm，得到喷涂有抗菌层的基材。
实施例3
本实施例用于说明本发明的抗菌涂料及其喷涂方法。
（1）制备羟基丙烯酸树脂：在反应釜中加入40kg二甲苯，在回流下5小时内匀速滴入34kg甲基丙烯酸甲酯、8kg丙烯酸羟丙脂、5kg苯乙烯、9kg丙烯酸丁酯和4kg过氧化乙酰，80℃下回流2小时。
（2）制备聚酯树脂：将乙二酸、聚酯二元醇（购自山西凯希瑞科技股份有限公司，牌号为LS707-110）和聚酯三元醇（购自山西凯希瑞科技股份有限公司，牌号为LF804-55）以摩尔比1：1.2：0.4进行混合，然后将上述混合物投入至反应釜中，在N2气氛下，将混合物在220℃下反应以脱出脂化水，直至反应体系的pH为10时停止反应。
（3）将50kg羟基丙烯酸树脂、35kg聚酯树脂和15kg二甲苯混合，得到树脂混合物，然后向该树脂混合物中加入0.3kg的流平剂（Ciba公司的EFKA3883）、0.2kg的气相二氧化硅、0.2kg的蓖麻油和以银离子计为1.5kg的纳米银离子抗菌剂，混合均匀，得到抗菌涂料。
（4）将基材表面进行清洗，然后将所得抗菌涂料喷涂在基材上，并在70℃下烘烤10min，其中，喷涂的条件包括：喷枪压力为0.5MPa，雾化压力为0.5MPa，喷枪与基材的距离为20cm，控制膜厚为35μm，得到喷涂有抗菌层的基材。
实施例4
按照实施例1的方法，不同的是，步骤（3）中，向树脂混合物中加入以银离子计为0.5kg的纳米银离子抗菌剂。
实施例5
按照实施例1的方法，不同的是，步骤（3）中，向树脂混合物中加入以银离子计为2.5kg的纳米银离子抗菌剂。
对比例1
按照实施例1的方法，不同的是，步骤（3）中，加入以银离子计为0.3kg的纳米银离子抗菌剂。
对比例2
按照实施例1的方法，不同的是，步骤（3）中，树脂混合物为83kg的羟基丙烯酸树脂和17kg的二甲苯的混合物。
对比例3
按照实施例1的方法，不同的是，步骤（3）中，树脂混合物为83kg的聚酯树脂和17kg的二甲苯的混合物。
对比例4
按照实施例1的方法，不同的是，步骤（3）中，用羧基丙烯酸树脂（购自余姚市汇鸿塑料厂，牌号为L-16）代替羟基丙烯酸树脂。
试验例
1、耐刮擦：按照GB/T 6739-1996，将硬度测试仪分别轻放在实施例1-5、对比例1-4得到的基材表面，用手抓住滑轮两侧，以10cm/s的速度向前推10mm，观察基材表面是否被刮伤，依铅笔硬度的顺序，由硬到软逐步测试，记录铅笔完全不会划伤基材表面的最高硬度，作为耐刮擦硬度，结果见表1。
2、附着力：按照GB/T 9286-1998，用刀片分别在实施例1-5、对比例1-4得到的基材上划1mm2的正方形小格100格，在同一45°对角位置用“3M610测试胶带”粘紧抗菌层，然后以90°角快速拉起胶布，重复3次，根据GB/T 9286-1998中表1的分级标准，记录等级，结果见表1。
3、抗菌性：按照中华人民共和国轻工行业标准QB/T 2591-2003进行实验，将金黄色葡萄球菌的菌液、大肠埃希氏菌的菌液各自分别滴加在实施例1-5、对比例1-4得到的基材表面，起始滴加量记为“0”接触时间试样上的菌落数，培养24小时后的菌量记为24小时培养后试样上的菌落数，抗菌率=（“0”接触时间试样上的菌落数-24小时培养后试样上的菌落数）/“0”接触时间试样上的菌落数×100%，金黄色葡萄球菌的结果和大肠埃希氏菌的结果见表2。
表1
表2
抗菌率（大肠埃希氏菌） 抗菌率（金黄色葡萄球菌）
实施例1 99.99% 99.99%
实施例2 99.99% 99.99%
实施例3 99.99% 99.99%
实施例4 91.0% 90.0%
实施例5 99.99% 99.99%
对比例1 66.00% 75.00%
对比例2 99.99% 99.99%
对比例3 99.99% 99.99%
对比例4 99.99% 99.99%
从表1可以看出，利用本发明的抗菌涂料喷涂得到的抗菌层与基材之间具有较高的结合强度，且得到的基材具有优异的耐磨性。
从表2可以看出，喷涂有本发明的抗菌涂料的基材具有优异的抗菌性。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (13)

1.一种抗菌涂料，其特征在于，该抗菌涂料含有树脂混合物、流平剂、防沉剂和纳米银离子抗菌剂，其中，所述树脂混合物含有40-50重量％的羟基丙烯酸树脂、35-40重量％的聚酯树脂和15-20重量％的芳烃；且以所述树脂混合物的重量为基准，以银离子计的纳米银离子抗菌剂的含量不小于0.5重量％。
2.根据权利要求1所述的抗菌涂料，其中，以所述树脂混合物的重量为基准，以银离子计的纳米银离子抗菌剂的含量为0.5-2重量％，优选为1-2重量％。
3.根据权利要求1或2所述的抗菌涂料，其中，以所述树脂混合物的重量为基准，流平剂的含量为0.1-0.3重量％，防沉剂的含量为0.2-0.4重量％。
4.根据权利要求1或2所述的抗菌涂料，其中，所述羟基丙烯酸树脂通过包括如下步骤的方法制备得到：在40-50重量份芳烃存在下，将25-35重量份的甲基丙烯酸甲酯、8-16重量份的丙烯酸羟丙脂、3-6重量份的苯乙烯、5-10重量份的丙烯酸丁酯和2-4重量份的引发剂进行回流；
优选地，所述引发剂为过氧化乙酰和/或过氧化苯甲酰。
5.根据权利要求1或2所述的抗菌涂料，其中，所述聚酯树脂通过包括如下步骤的方法制备得到：将二元酸、二元醇和三元醇以摩尔比(0.6-1)：(0.8-1.2)：(0.2-0.4)进行混合，然后在惰性气氛下将混合物在140-220℃下反应直至反应体系的pH为9-10。
6.根据权利要求1或4所述的抗菌涂料，其中，所述芳烃为苯、二甲苯和甲苯中的至少一种。
7.根据权利要求1-3中任意一项所述的抗菌涂料，其中，所述流平剂为丙烯酸酯流平剂。
8.根据权利要求1-3中任意一项所述的抗菌涂料，其中，所述防沉剂为气相二氧化硅和蓖麻油的混合物，以所述树脂混合物的重量为基准，气相二氧化硅的含量为0.1-0.2重量％，蓖麻油的含量为0.1-0.2重量％。
9.权利要求1-8中任意一项所述的抗菌涂料的喷涂方法，其特征在于，该方法包括：将所述抗菌涂料喷涂在基材上，并进行烘烤处理。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述喷涂的条件包括：喷枪压力为0.3-0.5MPa，雾化压力为0.3-0.5MPa，喷枪与基材的距离为10-20cm，控制膜厚为15-35μm。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述烘烤处理的条件包括：温度为60-70℃，时间为10-20min。
12.一种煮食设备，其特征在于，该煮食设备包括基材和形成在所述基材上的抗菌层，所述抗菌层通过权利要求9-11中任意一项所述的方法喷涂形成。
13.根据权利要求12所述的煮食设备，其中，所述煮食设备为电饭煲、电磁炉、电压力锅或豆浆机。
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