CN108546436A - 一种暖气散热片用抗菌涂层及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种暖气散热片用抗菌涂层，它由含硅原料与乙醇在浓盐酸与去离子水的作用下预聚合，再与三氯生在改性剂与浓氨水的作用下杂化而成；所述乙醇与硅原料的体积比为2～3:1，所述浓盐酸的质量浓度为36wt％，加入量为与含硅原料的体积比为0.02～0.04:1，所述去离子水的加入量为与含硅原料的体积比为0.04～0.08:1，所述三氯生与含硅原料的质量比为1.5～2.5:10，所述改性剂的加入量为与三氯生的摩尔比为1～4:1，所述浓氨水的质量浓度为25wt％，加入量为与含硅原料的体积比为0.1～0.3:1。本发明制备的抗菌涂层为有机无机复合涂层，高温适应性好，耐溶出性能好。

Description

一种暖气散热片用抗菌涂层及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑涂料技术领域，更具体地说，它涉及一种暖气散热片用抗菌涂层及其制备方法。

背景技术

暖气散热片在人们的日常生活中应用普遍，尤其是在北方地区。其工作原理是在其当中通热水向室内散热以给室内供暖。由于暖气散热片常年在热水的浸泡下工作，潮湿的环境使得在暖气散热片上容易滋生细菌，细菌会降低暖气散热片的使用寿命，也影响人们的健康。因而需要在暖气散热片上涂覆抗菌涂层。

现有的抗菌涂料分为无机抗菌材料和有机抗菌材料两种，无机抗菌材料主要包括银系抗菌材料、锌系抗菌材料和二氧化钛类抗菌材料；有机抗菌材料包括天然抗菌化合物、香醛类、氯酚类、季胺类和咪唑类的化合物等。无机抗菌材料白度高、耐热性好、稳定性高，但相比有机抗菌剂，其作用速度慢、杀菌效能略低；有机抗菌剂抗菌谱广、起效迅速、灭菌能力强大，但有机抗菌材料的耐热性和抗老化性较差。对于应用在暖气散热片上的抗菌涂层，要求其在高温潮湿环境下有良好的抗菌性能，且耐热性要好，因而对抗菌材料提出了新要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于暖气散热片的、有机无机复合的新型耐潮湿耐高温高效的抗菌涂层及其制备方法。

为实现上述目的，通过以下技术手段实现：一种暖气散热片用抗菌涂层，它由含硅原料与乙醇在浓盐酸与去离子水的作用下预聚合，再与三氯生在改性剂与浓氨水的作用下杂化而成；所述乙醇与硅原料的体积比为2～3:1，所述浓盐酸的质量浓度为36wt％，加入量为与含硅原料的体积比为0.02～0.04:1，所述去离子水的加入量为与含硅原料的体积比为0.04～0.08:1，所述三氯生与含硅原料的质量比为1.5～2.5:10，所述改性剂的加入量为与三氯生的摩尔比为1～4:1，所述浓氨水的质量浓度为25wt％，加入量为与含硅原料的体积比为0.1～0.3:1。

上述暖气散热片用抗菌涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)预聚合：

将称取的含硅原料溶于无水乙醇中，加入浓盐酸和去离子水，冷凝回流和磁力搅拌下在60～100℃水浴中反应2～5小时，得到透明均一溶液；

2)杂化：

向步骤1)所得溶液中加入三氯生，再加入一定量的改性剂，待完全溶解后在强烈搅拌下滴加浓氨水，滴加完毕后将所得溶液静置，10分钟以内发生凝胶，所得产物即为抗菌涂料；

3)涂覆：

将抗菌涂料涂覆到暖气散热片上，60℃烘干36～48小时，即得暖气散热片用抗菌涂层。

进一步优化为：所述的含硅原料为正硅酸乙酯或正硅酸盐。

进一步优化为：所述的正硅酸盐为硅酸钠或硅酸钾。

进一步优化为：所述的改性剂为KH-550或KH-560。

本发明的有益效果为：三氯生是一种优良的抗菌剂，能有效抑制有害细菌大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌，同时能够保护有益细菌；含硅原料在去离子水中会水解为以二氧化硅为主体的硅酸根离子，多孔硅酸根离子可作为合成骨架；本发明采用三氯生为抗菌组分，二氧化硅为多孔载体，KH-550或KH-560为改性剂，通过氨催化凝胶法制备了具有良好缓释效果和抗菌性能的有机/无机复合抗菌材料。制备过程中三氯生被镶嵌在多孔二氧化硅孔道中，降低了材料的孔容和比表面积，而随后适量改性剂的加入参与了水解缩合过程，在一定程度上阻碍了所生成二氧化硅骨架的缩聚和颗粒的长大，并促进了多孔结构的形成，从而最终改善材料的孔容和比表面积，得到性能优异的材料，同时改性剂中的氨基和三氯生分子中的酚羟基发生相互作用，使三氯生不易溶出，从而赋予材料更好的缓释性。本发明制备的抗菌涂层为有机无机复合涂层，高温适应性好，耐溶出性能好。

具体实施方式

下面通过具体实施例对发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的本发明的保护范围。

实施例1

1)预聚合：

称取20ml正硅酸乙酯溶于40ml无水乙醇中，加入0.6ml浓盐酸(质量分数为36wt％)和1.2ml去离子水，冷凝回流和磁力搅拌下在85℃水浴中反应3h，得到透明均一溶液；

2)杂化：

向上述透明均一溶液中加入1.07g三氯生，再加入0.86ml KH-550，待完全溶解后在强烈搅拌下滴加浓氨水4ml(刚开始滴加氨水时溶液中会有白色浑浊产生，但继续滴加时白色浑浊消失，溶液重新恢复澄清透明的状态)；滴加完毕后将所得溶液静置，5分钟后发生凝胶，凝胶强度较好，具有一定的弹性。

3)涂覆：

将所得凝胶涂覆到暖气散热片上，60℃烘干36小时，即得暖气散热片用抗菌涂层。

对上述所得涂层采用抑菌环测试法进行抗菌性能测试，测试过程参照WS/T125-1999进行，菌种采用金色葡萄球菌，测试结果如表1所示。

实施例2

1)预聚合：

称取52.28g硅酸钠溶于40ml无水乙醇中，加入0.4ml浓盐酸(质量分数为36wt％)和1.6ml去离子水，冷凝回流和磁力搅拌下在80℃水浴中反应4h，得到透明均一溶液；

2)杂化：

向上述透明均一溶液中加入7.84g三氯生，再加入6.01ml KH-560，待完全溶解后在强烈搅拌下滴加浓氨水2ml(刚开始滴加氨水时溶液中会有白色浑浊产生，但继续滴加时白色浑浊消失，溶液重新恢复澄清透明的状态)；滴加完毕后将所得溶液静置，5分钟后发生凝胶，凝胶强度较好，具有一定的弹性。

3)涂覆：

将所得凝胶涂覆到暖气散热片上，60℃烘干40小时，即得暖气散热片用抗菌涂层。

对上述所得涂层采用抑菌环测试法进行抗菌性能测试，测试过程参照WS/T125-1999进行，菌种采用金色葡萄球菌，测试结果如表1所示。

实施例3

1)预聚合：

称取52.28g硅酸钾溶于60ml无水乙醇中，加入0.8ml浓盐酸(质量分数为36wt％)和1.6ml去离子水，冷凝回流和磁力搅拌下在95℃水浴中反应5h，得到透明均一溶液；

2)杂化：

向上述透明均一溶液中加入10.45g三氯生，再加入8.45ml KH-550，待完全溶解后在强烈搅拌下滴加浓氨水4ml(刚开始滴加氨水时溶液中会有白色浑浊产生，但继续滴加时白色浑浊消失，溶液重新恢复澄清透明的状态)；滴加完毕后将所得溶液静置，5分钟后发生凝胶，凝胶强度较好，具有一定的弹性。

3)涂覆：

将所得凝胶涂覆到暖气散热片上，60℃烘干42小时，即得暖气散热片用抗菌涂层。

对上述所得涂层采用抑菌环测试法进行抗菌性能测试，测试过程参照WS/T125-1999进行，菌种采用金色葡萄球菌，测试结果如表1所示。

实施例4

1)预聚合：

称取20ml正硅酸乙酯溶于50ml无水乙醇中，加入0.7ml浓盐酸(质量分数为36wt％)和1.1ml去离子水，冷凝回流和磁力搅拌下在75℃水浴中反应5h，得到透明均一溶液；

2)杂化：

向上述透明均一溶液中加入1.17g三氯生，再加入0.9ml KH-550，待完全溶解后在强烈搅拌下滴加浓氨水6ml(刚开始滴加氨水时溶液中会有白色浑浊产生，但继续滴加时白色浑浊消失，溶液重新恢复澄清透明的状态)；滴加完毕后将所得溶液静置，5分钟后发生凝胶，凝胶强度较好，具有一定的弹性。

3)涂覆：

将所得凝胶涂覆到暖气散热片上，60℃烘干36小时，即得暖气散热片用抗菌涂层。

对上述所得涂层采用抑菌环测试法进行抗菌性能测试，测试过程参照WS/T125-1999进行，菌种采用金色葡萄球菌，测试结果如表1所示。

实施例5

1)预聚合：

称取39.21g硅酸钠溶于45ml无水乙醇中，加入0.6ml浓盐酸(质量分数为36wt％)和1.2ml去离子水，冷凝回流和磁力搅拌下在100℃水浴中反应3h，得到透明均一溶液；

2)杂化：

向上述透明均一溶液中加入9.8g三氯生，再加入15.3ml KH-560，待完全溶解后在强烈搅拌下滴加浓氨水4.5ml(刚开始滴加氨水时溶液中会有白色浑浊产生，但继续滴加时白色浑浊消失，溶液重新恢复澄清透明的状态)；滴加完毕后将所得溶液静置，5分钟后发生凝胶，凝胶强度较好，具有一定的弹性。

3)涂覆：

将所得凝胶涂覆到暖气散热片上，60℃烘干48小时，即得暖气散热片用抗菌涂层。

对上述所得涂层采用抑菌环测试法进行抗菌性能测试，测试过程参照WS/T125-1999进行，菌种采用金色葡萄球菌，测试结果如表1所示。

表1实施例1～5所得抗菌涂层的抗菌性能

由于抑菌圈尺寸越大，说明抗菌性能越好，由上表数据可知，本发明制备的暖气散热片用抗菌涂层在高温下仍有较好的抗菌性能，能很好的满足暖气散热片对涂层的要求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种暖气散热片用抗菌涂层，其特征在于，它由含硅原料与乙醇在浓盐酸与去离子水的作用下预聚合，再与三氯生在改性剂与浓氨水的作用下杂化而成；所述乙醇与硅原料的体积比为2～3:1，所述浓盐酸的质量浓度为36wt％，加入量为与含硅原料的体积比为0.02～0.04:1，所述去离子水的加入量为与含硅原料的体积比为0.04～0.08:1，所述三氯生与含硅原料的质量比为1.5～2.5:10，所述改性剂的加入量为与三氯生的摩尔比为1～4:1，所述浓氨水的质量浓度为25wt％，加入量为与含硅原料的体积比为0.1～0.3:1。

2.根据权利要求1所述的一种暖气散热片用抗菌涂层，其特征在于，所述的含硅原料为正硅酸乙酯或正硅酸盐。

3.根据权利要求2所述的一种暖气散热片用抗菌涂层，其特征在于，所述的正硅酸盐为硅酸钠或硅酸钾。

4.根据权利要求1所述的一种暖气散热片用抗菌涂层，其特征在于，所述的改性剂为KH-550或KH-560。

5.根据权利要求1所述的一种暖气散热片用抗菌涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)预聚合：

将称取的含硅原料溶于无水乙醇中，加入浓盐酸和去离子水，冷凝回流和磁力搅拌下在60～100℃水浴中反应2～5小时，得到透明均一溶液；

2)杂化：

向步骤1)所得溶液中加入三氯生，再加入一定量的改性剂，待完全溶解后在强烈搅拌下滴加浓氨水，滴加完毕后将所得溶液静置，10分钟以内发生凝胶，所得产物即为抗菌涂料；

3)涂覆：

将抗菌涂料涂覆到暖气散热片上，60℃烘干36～48小时，即得暖气散热片用抗菌涂层。