CN108610719A - 一种玻璃表面用抗菌涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种玻璃表面抗菌涂料及其制备方法，涉及玻璃涂料领域，包括以下重量份计的原料：有机硅乳液30‑40份、负离子粉1.5‑2.5份、硼酸锌1‑3份、吡啶硫酮铜2‑4份、载银纳米二氧化钛3‑5份、纳米氧化锌3‑5份、纳米二氧化硅4‑7份、壳聚糖铜络合物2‑4份、硅烷偶联剂0.4‑0.9份、抗静电剂0.7‑1.2份、紫外线吸收剂0.4‑0.9份、分散剂0.1‑0.4份和消泡剂0.2‑0.6份；本发明涂料通过组分间的协同作用，具有优异的粘着力和涂覆性，耐老化性优异，不易粉化脱落，抗菌性能突出，涂层可以有效抑制表面细菌的滋生。

Description

一种玻璃表面用抗菌涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及玻璃涂料领域，具体涉一种玻璃表面抗菌涂料及其制备方法。
背景技术
玻璃是无机非金属材料科学与工程领域的重要组成部分也是非晶态固体中重要的一族，人类对传统玻璃进行了研究与创新发明了许多性质与功能与传统玻璃截然不同的新型功能玻璃材料，玻璃科学已经成为新型的应用型科学。
伴随着科技进步和人民生活水平的提高，人们对环境卫生日益重视。生活中，厨房、卫生间滋生的微生物和细菌给人们带来的不适已经屡见不鲜，因此消费者非常渴望生活用品具有杀菌、消毒功能。目前抗菌材料及制品在国外发达国家已经投放市场，但在我国虽有成果报道及少量产品上市，尤其在玻璃行业，抗菌玻璃的应用微乎其微。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种玻璃表面用抗菌涂料及其制备方法，本发明涂料通过组分间的协同作用，具有优异的粘着力和涂覆性，耐老化性优异，不易粉化脱落，抗菌性能突出，涂层可以有效抑制表面细菌的滋生。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种玻璃表面用抗菌涂料，包括以下重量份计的原料：
有机硅乳液30-40份、负离子粉1.5-2.5份、硼酸锌1-3份、吡啶硫酮铜2-4份、载银纳米二氧化钛3-5份、纳米氧化锌3-5份、纳米二氧化硅4-7份、壳聚糖铜络合物2-4份、硅烷偶联剂0.4-0.9份、抗静电剂0.7-1.2份、紫外线吸收剂0.4-0.9份、分散剂0.1-0.4份和消泡剂0.2-0.6份。
优选地，包括以下重量份计的原料：有机硅乳液33-37份、负离子粉1.8-2.2份、硼酸锌1.5-2.5份、吡啶硫酮铜2.5-3.5份、载银纳米二氧化钛3.5-4.5份、纳米氧化锌3.5-4.5份、纳米二氧化硅5-6份、壳聚糖铜络合物2.5-3.5份、硅烷偶联剂0.5-0.8份、抗静电剂0.9-1.1份、紫外线吸收剂0.5-0.8份、分散剂0.2-0.3份和消泡剂0.3-0.5份。
优选地，包括以下重量份计的原料：有机硅乳液35份、负离子粉2.1份、硼酸锌2份、吡啶硫酮铜3份、载银纳米二氧化钛4份、纳米氧化锌4份、纳米二氧化硅5.5份、壳聚糖铜络合物3份、硅烷偶联剂0.7份、抗静电剂1份、紫外线吸收剂0.7份、分散剂0.25份和消泡剂0.4份。
优选地，所述硅烷偶联剂为γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧甲基硅烷、3-(2-氨乙基)-氨丙基三甲氧基硅烷和3-(甲基丙基酰氧)丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种结合。
优选地，所述紫外吸收剂为苯酮类紫外线吸收剂、苯并咪唑类紫外线吸收剂和三嗪类紫外线吸收剂中的一种或几种结合。
优选地，所述抗静电剂为硬脂酸三甲基氯化铵、硬脂酸二甲基戊基氯化铵、烷基叔胺硝酸盐、(月桂酸胺丙基三甲基铵)硫酸甲酯盐和硬脂酰胺丙基二甲基-β-羟乙基铵二氢磷酸盐中的一种或几种结合。
优选地，所述分散剂为烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯蓖麻油和山梨糖醇烷基化物中的一种或几种结合。
优选地，所述消泡剂为高碳醇脂肪酸酯复合物、聚二甲基硅氧烷、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚中的一种或几种结合。
本发明中还公开了一种上述玻璃表面抗菌涂料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照上述原料的重量份数称取各组分；
(2)向有机硅乳液中加入紫外线吸收剂、抗静电剂和硅烷偶联剂以400-500转/分钟的速度搅拌混合10-15分钟；
(3)开启搅拌器，控制搅拌速度在500-600转/分钟，温度在35-40摄氏度，依次加入负离子粉、硼酸锌、吡啶硫酮铜、载银纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米二氧化硅、壳聚糖铜络合物，搅拌5-10分钟，加入分散剂和消泡剂，继续搅拌15-20分钟，冷却至室温，即得所述玻璃表面用抗菌涂料。
本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明涂料通过组分间的协同作用，具有优异的粘着力和涂覆性，耐老化性优异，不易粉化脱落，抗菌性能突出，涂层可以有效抑制表面细菌的滋生。
(2)本发明中添加有载银纳米二氧化钛，载银纳米二氧化钛对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有良好的抑菌率，在受到紫外线作用时，载银纳米二氧化钛中的自由基等光活性粒子被激发，抗菌效果更加明显，同时载银纳米二氧化钛具有抗紫外线作用，可以增强涂层的光稳定性。
(3)本发明原料中添加有壳聚糖铜络合物，壳聚糖铜络合物具有良好的抑菌活性，能够抑制真菌、病毒和细菌的生长，壳聚糖铜络合物可以增强壳聚糖的抑菌性，增强涂层的防腐性和抗老化性。
(4)本发明中通过纳米氧化锌、纳米二氧化硅和硼酸锌的配合作用可以增强涂层的耐腐蚀性和耐候性，同时纳米颗粒可以增强涂层的致密性，从而增强涂层的粘着力和稳定性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种玻璃表面用抗菌涂料，包括以下重量份计的原料：
有机硅乳液30份、负离子粉1.5份、硼酸锌1份、吡啶硫酮铜2份、载银纳米二氧化钛3份、纳米氧化锌3份、纳米二氧化硅4份、壳聚糖铜络合物2份、硅烷偶联剂0.4份、抗静电剂0.7份、紫外线吸收剂0.4份、分散剂0.1份和消泡剂0.2份。
硅烷偶联剂为γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷。
紫外吸收剂为苯酮类紫外线吸收剂。
抗静电剂为硬脂酸三甲基氯化铵。
分散剂为烷基酚聚氧乙烯醚。
消泡剂为高碳醇脂肪酸酯复合物。
本实施例中的玻璃表面抗菌涂料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照上述原料的重量份数称取各组分；
(2)向有机硅乳液中加入紫外线吸收剂、抗静电剂和硅烷偶联剂以400转/分钟的速度搅拌混合10分钟；
(3)开启搅拌器，控制搅拌速度在500转/分钟，温度在35摄氏度，依次加入负离子粉、硼酸锌、吡啶硫酮铜、载银纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米二氧化硅、壳聚糖铜络合物，搅拌5分钟，加入分散剂和消泡剂，继续搅拌15分钟，冷却至室温，即得所述玻璃表面用抗菌涂料。
实施例2
一种玻璃表面用抗菌涂料，包括以下重量份计的原料：
有机硅乳液40份、负离子粉2.5份、硼酸锌3份、吡啶硫酮铜4份、载银纳米二氧化钛5份、纳米氧化锌5份、纳米二氧化硅7份、壳聚糖铜络合物4份、硅烷偶联剂0.9份、抗静电剂1.2份、紫外线吸收剂0.9份、分散剂0.4份和消泡剂0.6份。
硅烷偶联剂为3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧甲基硅烷。
紫外吸收剂为苯并咪唑类紫外线吸收剂。
抗静电剂为硬脂酸二甲基戊基氯化铵。
分散剂为聚氧乙烯蓖麻油。
消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
本实施例中的玻璃表面抗菌涂料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照上述原料的重量份数称取各组分；
(2)向有机硅乳液中加入紫外线吸收剂、抗静电剂和硅烷偶联剂以500转/分钟的速度搅拌混合15分钟；
(3)开启搅拌器，控制搅拌速度在600转/分钟，温度在40摄氏度，依次加入负离子粉、硼酸锌、吡啶硫酮铜、载银纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米二氧化硅、壳聚糖铜络合物，搅拌10分钟，加入分散剂和消泡剂，继续搅拌20分钟，冷却至室温，即得所述玻璃表面用抗菌涂料。
实施例3
一种玻璃表面用抗菌涂料，包括以下重量份计的原料：
有机硅乳液33份、负离子粉1.8份、硼酸锌1.5份、吡啶硫酮铜2.5份、载银纳米二氧化钛3.5份、纳米氧化锌3.5份、纳米二氧化硅5份、壳聚糖铜络合物2.5份、硅烷偶联剂0.5份、抗静电剂0.9份、紫外线吸收剂0.5份、分散剂0.2份和消泡剂0.3份。
硅烷偶联剂为3-(2-氨乙基)-氨丙基三甲氧基硅烷。
紫外吸收剂为三嗪类紫外线吸收剂。
抗静电剂为烷基叔胺硝酸盐。
分散剂为山梨糖醇烷基化物。
消泡剂聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚。
本实施例中的玻璃表面抗菌涂料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照上述原料的重量份数称取各组分；
(2)向有机硅乳液中加入紫外线吸收剂、抗静电剂和硅烷偶联剂以440转/分钟的速度搅拌混合13分钟；
(3)开启搅拌器，控制搅拌速度在540转/分钟，温度在36摄氏度，依次加入负离子粉、硼酸锌、吡啶硫酮铜、载银纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米二氧化硅、壳聚糖铜络合物，搅拌6分钟，加入分散剂和消泡剂，继续搅拌17分钟，冷却至室温，即得所述玻璃表面用抗菌涂料。
实施例4
一种玻璃表面用抗菌涂料，包括以下重量份计的原料：
有机硅乳液37份、负离子粉2.2份、硼酸锌2.5份、吡啶硫酮铜3.5份、载银纳米二氧化钛4.5份、纳米氧化锌4.5份、纳米二氧化硅6份、壳聚糖铜络合物3.5份、硅烷偶联剂0.8份、抗静电剂1.1份、紫外线吸收剂0.8份、分散剂0.3份和消泡剂0.5份。
硅烷偶联剂为3-(甲基丙基酰氧)丙基三乙氧基硅烷。
紫外吸收剂为苯酮类紫外线吸收剂。
抗静电剂为(月桂酸胺丙基三甲基铵)硫酸甲酯盐。
分散剂为烷基酚聚氧乙烯醚。
消泡剂为聚氧丙烯甘油醚。
本实施例中的玻璃表面抗菌涂料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照上述原料的重量份数称取各组分；
(2)向有机硅乳液中加入紫外线吸收剂、抗静电剂和硅烷偶联剂以460转/分钟的速度搅拌混合13分钟；
(3)开启搅拌器，控制搅拌速度在560转/分钟，温度在37摄氏度，依次加入负离子粉、硼酸锌、吡啶硫酮铜、载银纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米二氧化硅、壳聚糖铜络合物，搅拌8分钟，加入分散剂和消泡剂，继续搅拌18分钟，冷却至室温，即得所述玻璃表面用抗菌涂料。
实施例5
一种玻璃表面用抗菌涂料，包括以下重量份计的原料：
有机硅乳液35份、负离子粉2.1份、硼酸锌2份、吡啶硫酮铜3份、载银纳米二氧化钛4份、纳米氧化锌4份、纳米二氧化硅5.5份、壳聚糖铜络合物3份、硅烷偶联剂0.7份、抗静电剂1份、紫外线吸收剂0.7份、分散剂0.25份和消泡剂0.4份。
硅烷偶联剂为3-(甲基丙基酰氧)丙基三乙氧基硅烷。
紫外吸收剂为苯并咪唑类紫外线吸收剂。
抗静电剂为硬脂酰胺丙基二甲基-β-羟乙基铵二氢磷酸盐。
分散剂为聚氧乙烯蓖麻油。
消泡剂为聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚。
本实施例中的玻璃表面抗菌涂料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照上述原料的重量份数称取各组分；
(2)向有机硅乳液中加入紫外线吸收剂、抗静电剂和硅烷偶联剂以480转/分钟的速度搅拌混合14分钟；
(3)开启搅拌器，控制搅拌速度在580转/分钟，温度在39摄氏度，依次加入负离子粉、硼酸锌、吡啶硫酮铜、载银纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米二氧化硅、壳聚糖铜络合物，搅拌8分钟，加入分散剂和消泡剂，继续搅拌18分钟，冷却至室温，即得所述玻璃表面用抗菌涂料。
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 (9)

1.一种玻璃表面抗菌涂料，其特征在于，包括以下重量份计的原料：有机硅乳液30-40份、负离子粉1.5-2.5份、硼酸锌1-3份、吡啶硫酮铜2-4份、载银纳米二氧化钛3-5份、纳米氧化锌3-5份、纳米二氧化硅4-7份、壳聚糖铜络合物2-4份、硅烷偶联剂0.4-0.9份、抗静电剂0.7-1.2份、紫外线吸收剂0.4-0.9份、分散剂0.1-0.4份和消泡剂0.2-0.6份。
2.根据权利要求1所述的玻璃表面抗菌涂料，其特征在于，包括以下重量份计的原料：有机硅乳液33-37份、负离子粉1.8-2.2份、硼酸锌1.5-2.5份、吡啶硫酮铜2.5-3.5份、载银纳米二氧化钛3.5-4.5份、纳米氧化锌3.5-4.5份、纳米二氧化硅5-6份、壳聚糖铜络合物2.5-3.5份、硅烷偶联剂0.5-0.8份、抗静电剂0.9-1.1份、紫外线吸收剂0.5-0.8份、分散剂0.2-0.3份和消泡剂0.3-0.5份。
3.根据权利要求1所述的玻璃表面抗菌涂料，其特征在于，包括以下重量份计的原料：有机硅乳液35份、负离子粉2.1份、硼酸锌2份、吡啶硫酮铜3份、载银纳米二氧化钛4份、纳米氧化锌4份、纳米二氧化硅5.5份、壳聚糖铜络合物3份、硅烷偶联剂0.7份、抗静电剂1份、紫外线吸收剂0.7份、分散剂0.25份和消泡剂0.4份。
4.根据权利要求1所述的玻璃表面抗菌涂料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧甲基硅烷、3-(2-氨乙基)-氨丙基三甲氧基硅烷和3-(甲基丙基酰氧)丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种结合。
5.根据权利要求1所述的玻璃表面抗菌涂料，其特征在于，所述紫外吸收剂为苯酮类紫外线吸收剂、苯并咪唑类紫外线吸收剂和三嗪类紫外线吸收剂中的一种或几种结合。
6.根据权利要求1所述的玻璃表面抗菌涂料，其特征在于，所述抗静电剂为硬脂酸三甲基氯化铵、硬脂酸二甲基戊基氯化铵、烷基叔胺硝酸盐、(月桂酸胺丙基三甲基铵)硫酸甲酯盐和硬脂酰胺丙基二甲基-β-羟乙基铵二氢磷酸盐中的一种或几种结合。
7.根据权利要求1所述的玻璃表面抗菌涂料，其特征在于，所述分散剂为烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯蓖麻油和山梨糖醇烷基化物中的一种或几种结合。
8.根据权利要求1所述的玻璃表面抗菌涂料，其特征在于，所述消泡剂为高碳醇脂肪酸酯复合物、聚二甲基硅氧烷、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚中的一种或几种结合。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的玻璃表面抗菌涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照上述原料的重量份数称取各组分；
(2)向有机硅乳液中加入紫外线吸收剂、抗静电剂和硅烷偶联剂以400-500转/分钟的速度搅拌混合10-15分钟；
(3)开启搅拌器，控制搅拌速度在500-600转/分钟，温度在35-40摄氏度，依次加入负离子粉、硼酸锌、吡啶硫酮铜、载银纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米二氧化硅、壳聚糖铜络合物，搅拌5-10分钟，加入分散剂和消泡剂，继续搅拌15-20分钟，冷却至室温，即得所述玻璃表面用抗菌涂料。
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