CN108219558A - 一种水性抗菌防腐达克罗涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种水性抗菌防腐达克罗涂料，由如下组分的原料制成：锌铝混合浆料60‑80份，钝化剂2‑4份，抗菌剂1‑2份，耐盐雾剂3‑7份，生物防腐剂0.5‑1份，聚乙二醇600 5‑10份；本发明采用的抗菌剂为载银石墨烯，一方面氧化石墨烯本身具有抗菌性，能够起到抗菌作用，另一方面也可以作为抗菌活性成分Ag良好的分散载体，能够将活性成分较好的分散于成膜物质中；另外，本发明为一种水性涂料，具有良好的环保性，并且本发明添加耐盐雾剂和生物防腐剂能够较好的提升涂料的防腐蚀性能。

Description

一种水性抗菌防腐达克罗涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种水性抗菌防腐达克罗涂料及其制备方法。
背景技术
涂料，在中国传统名称为油漆。所谓涂料是涂覆在被保护或被装饰的物体表面，并能与被涂物形成牢固附着的连续薄膜，通常是以树脂、或油、或乳液为主，添加或不添加颜料、填料，添加相应助剂，用有机溶剂或水配制而成的粘稠液体。中国涂料界比较权威的《涂料工艺》一书是这样定义的：涂料是一种材料，这种材料可以用不同的施工工艺涂覆在物件表面，形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜。这样形成的膜通称涂膜，又称漆膜或涂层。随着科技的不断发展，涂料逐步成为一种专用性强、功能性强的精细化学产品。
达克罗涂料又称为锌铬涂料或锌铝涂料，是一种工艺简单但是耐蚀效果极佳的防腐涂层，该技术来源于西方汽车行业。达克罗技术是将片状锌粉、片状铝粉、铬醉、润湿剂、分散剂、还原剂、去离子水及其他助剂配成的涂液涂覆在钢材等基体表面，经过330℃左右烘干，固化烧结后在金属基体表面形成一层耐蚀性极佳的涂层。达克罗涂层在烧结过程中，铬酸会与片状锌铝粉和基体金属发生复杂的化学反应，生成的铬酸盐可以作为粘结剂将片状锌铝粉粘结在一起，从而填充了粉末间的空隙，有效阻止腐蚀介质向基体表面扩散，同时锌铝粉和钢基体氧化产生的钝化膜和络合物固化后相互结合，可以使膜层与基体结合更为紧密。达克罗涂层制备工艺简单，又具有极高的耐蚀性、耐热性、无氢脆等优点，并且厚度可控性高，一般在5-l0μm，不会影响工件的连接配合，能显著提高紧固件耐腐蚀性能，从而使得其从最初的汽车防锈逐渐应用到船舶、桥梁、通信甚至军工等行业。
然而，现有的达克罗涂料一般均使用含铬钝化剂，铬的使用污染环境，另外，随着经济社会的不断发展，工业上对达克罗涂料的要求也越来越高，现有技术关于抗菌防腐的达克罗涂料的报道还不多，发展此种功能性涂料十分必要。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗菌性能及防腐性能均十分优异的水性抗菌防腐达克罗涂料以及该涂料的制备方法。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：
一种水性抗菌防腐达克罗涂料，由如下组分的原料制成：锌铝混合浆料60-80份，钝化剂2-4份，抗菌剂1-2份，耐盐雾剂3-7份，生物防腐剂0.5-1份，聚乙二醇6005-10份。
其中，所述锌铝混合浆料是由纳米锌粉和纳米铝粉按重量比4-8：1在溶剂油的作用下混合制成。
所述钝化剂由如下质量分数的组份组成：水溶性有机羧酸5-30％，硅烷偶联剂10-15％，硼酸10-25％和钼酸铵30-50％。
所述抗菌剂为氧化石墨烯负载Ag抗菌剂。
所述抗菌剂的制备方法为：(1)首先采用Hummers法制备氧化石墨烯，烘干后于超声条件下均匀分散于乙醇中；(2)配制浓度为0.1-0.3mol/L的醋酸银溶液，并在不断的搅拌下将上述溶液缓慢滴加到步骤(1)的分散体系中；(3)将步骤(2)的混合液于微波条件下反应10-20min，洗涤、干燥、焙烧及研磨，并经紫外光照射12-48h即得所述抗菌剂。
所述耐盐雾剂为ZT-719耐盐雾剂。
所述生物防腐剂为茶多酚。
另外，本发明还提供了所述抗菌防腐达克罗涂料的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)锌铝混合浆料的制备：按重量比4-8：1取纳米锌粉和纳米铝粉，并加入适量的溶剂油，在不断的搅拌下混合均匀即得所述锌铝混合浆料；
(2)钝化液的配制：按钝化剂的组成：水溶性有机羧酸5-30％，硅烷偶联剂10-15％，硼酸10-25％和钼酸铵30-50％称取相应原料，混合均匀后加入适量去离子水，在30℃下于磁力搅拌条件下搅拌30-60min即得所述钝化液；
(3)按照各原料配比取锌铝混合浆料、钝化液、抗菌剂、耐盐雾剂、生物防腐剂、聚乙二醇，加入到球磨罐中，同时加入少量助溶剂无水乙醇，室温下球磨5-10h，球磨结束后，将涂料放置于35-40℃水浴锅中静置1-2h，即得到所述抗菌防腐达克罗涂料。
本发明的技术效果为：(1)本发明采用纳米尺寸的锌粉和铝粉为原料来制备锌铝混合浆料，其主要是为了避免片状锌铝材料为原料而与钝化剂接触不均，钝化效果不完全；
(2)本发明采用的抗菌剂为载银石墨烯，一方面氧化石墨烯本身具有抗菌性，能够起到抗菌作用，另一方面也可以作为抗菌活性成分Ag良好的分散载体，能够将活性成分较好的分散于成膜物质中，再者氧化石墨烯具有良好的力学特性，在一定程度上能够改善涂料的力学性能；
(3)本发明为一种水性涂料，具有良好的环保性，并且本发明添加耐盐雾剂和生物防腐剂能够较好的提升涂料的防腐蚀性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的阐述：
实施例1
一种水性抗菌防腐达克罗涂料，由如下组分的原料制成：锌铝混合浆料70份，钝化剂3份，氧化石墨烯负载Ag抗菌剂1.5份，ZT-719耐盐雾剂5份，生物防腐剂茶多酚0.7份，聚乙二醇6008份；其中所述的钝化剂由如下质量分数的组份组成：水溶性有机羧酸25％，硅烷偶联剂15％，硼酸20％和钼酸铵40％。
实施例2
一种水性抗菌防腐达克罗涂料，由如下组分的原料制成：锌铝混合浆料60份，钝化剂2份，氧化石墨烯负载Ag抗菌剂1份，ZT-719耐盐雾剂3份，生物防腐剂茶多酚0.5份，聚乙二醇6005份；其中所述的钝化剂由如下质量分数的组份组成：水溶性有机羧酸30％，硅烷偶联剂10％，硼酸25％和钼酸铵35％。
实施例3
一种水性抗菌防腐达克罗涂料，由如下组分的原料制成：锌铝混合浆料80份，钝化剂4份，氧化石墨烯负载Ag抗菌剂2份，ZT-719耐盐雾剂7份，生物防腐剂茶多酚1份，聚乙二醇60010份；其中所述的钝化剂由如下质量分数的组份组成：水溶性有机羧酸20％，硅烷偶联剂15％，硼酸20％和钼酸铵45％。
实施例4
一种水性抗菌防腐达克罗涂料，由如下组分的原料制成：锌铝混合浆料75份，钝化剂2.5份，氧化石墨烯负载Ag抗菌剂1.5份，ZT-719耐盐雾剂6份，生物防腐剂茶多酚0.8份，聚乙二醇6009份；其中所述的钝化剂由如下质量分数的组份组成：水溶性有机羧酸25％，硅烷偶联剂10％，硼酸25％和钼酸铵40％。
实施例5
一种水性抗菌防腐达克罗涂料，由如下组分的原料制成：锌铝混合浆料65份，钝化剂3.5份，氧化石墨烯负载Ag抗菌剂2份，ZT-719耐盐雾剂4份，生物防腐剂茶多酚0.6份，聚乙二醇6006份；其中所述的钝化剂由如下质量分数的组份组成：水溶性有机羧酸25％，硅烷偶联剂15％，硼酸10％和钼酸铵50％。
实施例6
一种水性抗菌防腐达克罗涂料，由如下组分的原料制成：锌铝混合浆料80份，钝化剂2份，氧化石墨烯负载Ag抗菌剂1.8份，ZT-719耐盐雾剂7份，生物防腐剂茶多酚0.9份，聚乙二醇6009份；其中所述的钝化剂由如下质量分数的组份组成：水溶性有机羧酸20％，硅烷偶联剂10％，硼酸20％和钼酸铵50％。
实施例7
实施例1-6所述抗菌剂的制备方法为：(1)首先采用Hummers法制备氧化石墨烯，烘干后于超声条件下均匀分散于乙醇中；(2)配制浓度为0.2mol/L的醋酸银溶液，并在不断的搅拌下将上述溶液缓慢滴加到步骤(1)的分散体系中；(3)将步骤(2)的混合液于微波条件下反应15min，洗涤、干燥、焙烧及研磨，并经紫外光照射36h即得所述抗菌剂。
实施例8
本发明实施例1-6所述抗菌防腐达克罗涂料的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)锌铝混合浆料的制备：按重量比6：1取纳米锌粉和纳米铝粉，并加入适量的溶剂油，在不断的搅拌下混合均匀即得所述锌铝混合浆料；
(2)钝化液的配制：按钝化剂的组成称取相应原料，混合均匀后加入适量去离子水，在30℃下于磁力搅拌条件下搅拌45min即得所述钝化液；
(3)按照各原料配比取锌铝混合浆料、钝化液、抗菌剂、耐盐雾剂、生物防腐剂、聚乙二醇，加入到球磨罐中，同时加入少量助溶剂无水乙醇，室温下球磨8h，球磨结束后，将涂料放置于40℃水浴锅中静置1.5h，即得到所述抗菌防腐达克罗涂料。
对比例1
同实施例1，唯一区别在于未加入抗菌剂。
对比例2
同实施例1，唯一区别在于未加入生物防腐剂。
对本发明实施例1和对比例1-2的涂料进行性能测试，结果见下表1：
由表1可以看出，本发明实施例各涂料展现出了良好的性能，特别是在抗菌和防腐蚀方面表现优异。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种水性抗菌防腐达克罗涂料，其特征在于，由如下组分的原料制成：锌铝混合浆料60-80份，钝化剂2-4份，抗菌剂1-2份，耐盐雾剂3-7份，生物防腐剂0.5-1份，聚乙二醇6005-10份。
2.根据权利要求1所述的抗菌防腐达克罗涂料，其特征在于，所述锌铝混合浆料是由纳米锌粉和纳米铝粉按重量比4-8：1在溶剂油的作用下混合制成。
3.根据权利要求1所述的抗菌防腐达克罗涂料，其特征在于，所述钝化剂由如下质量分数的组份组成：水溶性有机羧酸5-30％，硅烷偶联剂10-15％，硼酸10-25％和钼酸铵30-50％。
4.根据权利要求1所述的抗菌防腐达克罗涂料，其特征在于，所述抗菌剂为氧化石墨烯负载Ag抗菌剂。
5.根据权利要求4所述的抗菌防腐达克罗涂料，其特征在于，所述抗菌剂的制备方法为：(1)首先采用Hummers法制备氧化石墨烯，烘干后于超声条件下均匀分散于乙醇中；(2)配制浓度为0.1-0.3mol/L的醋酸银溶液，并在不断的搅拌下将上述溶液缓慢滴加到步骤(1)的分散体系中；(3)将步骤(2)的混合液于微波条件下反应10-20min，洗涤、干燥、焙烧及研磨，并经紫外光照射12-48h即得所述抗菌剂。
6.根据权利要求5所述的抗菌防腐达克罗涂料，其特征在于，所述耐盐雾剂为ZT-719耐盐雾剂。
7.根据权利要求6所述的抗菌防腐达克罗涂料，其特征在于，所述生物防腐剂为茶多酚。
8.一种权利要求1-7所述抗菌防腐达克罗涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)锌铝混合浆料的制备：按重量比4-8：1取纳米锌粉和纳米铝粉，并加入适量的溶剂油，在不断的搅拌下混合均匀即得所述锌铝混合浆料；
(2)钝化液的配制：按钝化剂的组成：水溶性有机羧酸5-30％，硅烷偶联剂10-15％，硼酸10-25％和钼酸铵30-50％称取相应原料，混合均匀后加入适量去离子水，在30℃下于磁力搅拌条件下搅拌30-60min即得所述钝化液；
(3)按照各原料配比取锌铝混合浆料、钝化液、抗菌剂、耐盐雾剂、生物防腐剂、聚乙二醇，加入到球磨罐中，同时加入少量助溶剂无水乙醇，室温下球磨5-10h，球磨结束后，将涂料放置于35-40℃水浴锅中静置1-2h，即得到所述抗菌防腐达克罗涂料。
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