CN108707382A - 一种口罩外层用水性涂料及其制备和使用方法 - Google Patents

一种口罩外层用水性涂料及其制备和使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及本发明涉及涂料技术领域，具体公开一种口罩外层用水性涂料及其制备和使用方法。所述水性涂料，按重量份数计，包括如下组分：聚乙烯醇：5‑25份，硅丙乳液：5‑25份，氧化石墨烯：1‑5份，去离子水：10‑50份，纳米银：1‑10份，活性炭：0.1‑10份。本发明制备的口罩外层用水性涂料具有优异的过滤效果，且抗菌性能优异达到99％以上，耐水性好。

Description

一种口罩外层用水性涂料及其制备和使用方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种口罩外层用水性涂料及其制备和使用方法。
背景技术
随着环境日益的恶化，雾霾持续发生，可吸入颗粒物含量越来越多，人们出行对于口罩的需求越来越大。一般的口罩的过滤原理是是机械式过滤，就是当粉尘冲撞到纱布时，经过—层层的阻隔，将一些大颗粒粉尘阻隔在沙布中。而对于市面上出现的口罩，要想达到良好的过滤效果，需要多层叠加，口罩太厚，且口罩也容易起毛，缺乏美感。
发明内容
针对现有口罩机械式过滤导致口罩太厚、过滤效果差等问题，本发明提供一种口罩外层用水性涂料。
以及，本发明还提供一种口罩外层用水性涂料的制备方法。
以及，本发明还提供一种口罩外层用水性涂料的使用方法。
为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：
一种口罩外层用水性涂料，按重量份数计，包括如下组分：聚乙烯醇：5-25份，硅丙乳液：5-25份，氧化石墨烯：1-5份，去离子水：10-50份，纳米银：1-10份，活性炭：0.1-10份。
相对于现有技术，本发明提供的口罩外层用水性涂料，具有以下优势：
(1)选用氧化石墨烯作为空隙支撑材料，使漆膜形成大空洞，同时具有良好的柔韧性和一定的吸附效果；
(2)纳米银使漆膜具有良好的抑菌效果
(3)选用聚乙烯醇PVA搭配硅丙乳液，形成具有良好附着力和表面光滑的效果，PVA硬度高，在成膜物中起到支撑左右，更容易形成规则孔洞，搭配柔软光滑的硅丙乳液使成膜物表面光滑，平整。而氧化石墨烯柔软，能够增加漆膜的柔韧性，同时作为二维纳米材料，厚度薄，平面尺度大，含有很多极性基团，能够很好的连接在纺织物与漆膜之间，起到物理连接和分子间作用力连接，既提高了成膜物与基材的相互作用力，又能提高吸附效果。
进一步地，本发明还提供所述口罩外层用水性涂料的制备方法。该制备方法，至少包括以下步骤：
步骤A、按照上述的原料配比称取各组分；
步骤B、将所述40-60wt％的去离子水、纳米银、活性炭、氧化石墨烯、聚乙烯醇进行混料处理，加热，得到澄清溶液；
步骤C、将所述澄清溶液降温，加入硅丙乳液、剩余的去离子水，搅拌处理，调整粘度，过滤，得到所述口罩外层用水性涂料。
相对于现有技术，本发明提供的口罩外层用水性涂料的制备方法，制备方法简单，过程容易控制，适用于大规模工业化生产。
相应地，本发明提供了该口罩外层用水性涂料的制备方法的一种使用方法。该使用方法，采用喷涂或浸涂中的一种。
相对于现有技术，本发明的使用方法，采用喷涂或浸涂中的一种，以浸涂为主，在喷涂或浸涂过程中，在漆膜中形成一定的孔隙。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种口罩外层用水性涂料，按重量份数计，包括如下组分：聚乙烯醇：5-25份，硅丙乳液：5-25份，氧化石墨烯：1-5份，去离子水：10-50份，纳米银：1-10份，活性炭：0.1-10份。
本发明提供的口罩外层用水性涂料，选用聚乙烯醇PVA搭配硅丙乳液PVA硬度高，在成膜物中起到支撑左右，更容易形成规则孔洞，搭配柔软光滑的硅丙乳液使成膜物表面光滑，平整。而氧化石墨烯柔软，能够增加漆膜的柔韧性，同时作为二维纳米材料，厚度薄，平面尺度大，含有很多极性基团，能够很好的连接在纺织物与漆膜之间，起到物理连接和分子间作用力连接，既提高了成膜物与基材的相互作用力，又能提高吸附效果。纳米银分散在成膜物中，能够长久的起到抑菌效果。
具体的，优选地，所述氧化石墨烯采用Hummers法制备。
使用Hummers法制备的氧化石墨烯既方便快捷，又能有效地增大氧化石墨烯的层间距，提高氧化石墨烯吸附效果。
优选地，所述活性炭的细度为200-300目。
以及，本发明还提供一种口罩外层用水性涂料的制备方法，至少包括以下步骤：
步骤A、按照上述的原料配比称取各组分；
步骤B、将所述40-60wt％的去离子水、纳米银、活性炭、氧化石墨烯、聚乙烯醇进行混料处理，加热，得到澄清溶液；
步骤C、将所述澄清溶液降温，加入硅丙乳液、剩余的去离子水，搅拌处理，调整粘度，过滤，得到所述口罩外层用水性涂料。
相对于现有技术，本发明提供的口罩外层用水性涂料的制备方法，制备方法简单，过程容易控制，适用于大规模工业化生产。
具体的，优选地，所述步骤B中混料处理的条件为：搅拌速度为400-500rpm，温度为95-100℃，搅拌时间为0.5-1h。
聚乙烯醇溶于95℃以上的水，所以选择温度为95-100℃。同时由于混料处理时粘度较大，选择400-500rpm低速搅拌不容易将气泡搅入体系中，而高速搅拌容易引入气泡，粘度大时，气泡不容易析出，会影响成膜性能，所以选择低速。
优选地，所述步骤C为将所述澄清溶液降温至20-25℃，加入硅丙乳液以900-1100rpm的速度搅拌15-30min，然后加入剩余的去离子水，调整粘度，过滤，得到所述口罩外层用水性涂料。
选择900-1100rpm的速度搅拌有助于分散。
优选地，所述步骤C中粘度为50S；所述过滤采用200-300目的滤布过滤。
以及，本发明还提供所述的口罩外层用水性涂料的使用方法，所述使用方法采用喷涂或浸涂中的一种。
相对于现有技术，本发明的使用方法，采用喷涂或浸涂中的一种，以浸涂为主，在喷涂或浸涂过程中，在漆膜中形成一定的孔隙。
具体的，优选地，所述浸涂为：将待浸涂材料在所述涂料中浸泡，在25-60℃条件下流平1-10min，在-10～-100℃下抽真空形成漆膜。
待浸涂材料通过浸泡后，漆膜经过低温真空干燥在漆膜表面形成孔隙，增加漆膜的透气性和吸附性。
优选地，所述浸涂为：将待浸涂材料在所述涂料中浸泡，在50-100℃条件下烘烤1-20min，真空干燥形成漆膜。
待浸涂材料通过浸泡后，漆膜经过烘烤，真空干燥在漆膜表面形成孔隙，增加漆膜的透气性和吸附性。
为了更好的说明本发明实施例提供的，下面通过实施例做进一步的举例说明。
实施例1
本发明实施例提供一种口罩外层用水性涂料，按重量份数计，包括如下组分：聚乙烯醇：5份，硅丙乳液：25份，氧化石墨烯：1份，去离子水：10份，纳米银：2份，活性炭：0.1份。
上述聚乙烯醇(PVA)为台湾长春化工有限公司的BP-24；硅丙乳液为广州市广璘化工科技有限公司的GL-406G硅丙乳液；活性炭选自河南椰美日化有限公司；所述的纳米银为佛山市丽源化工有限公司的JL200纳米银抗菌溶液，其中所含纳米银的质量为上述实施例中所需。
上述一种口罩外层用水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤A、按照上述的原料配比称取各组分；
步骤B、将所述40wt％的去离子水、纳米银、活性炭、氧化石墨烯、聚乙烯醇进行混料处理，混料处理的条件为：搅拌速度为400rpm，温度为95℃，搅拌时间为0.5h得到澄清溶液；
步骤C、将所述澄清溶液降温至25℃，加入硅丙乳液以1000rpm的速度搅拌20min，然后加入剩余的去离子水，调整粘度为50S(25℃，涂-4杯粘度)，200目的滤布过滤，得到所述口罩外层用水性涂料。
将待浸涂材料在上述制备的口罩外层用水性涂料中浸泡，在25℃条件下流平10min，在-10～-20℃下抽真空形成漆膜。
实施例2
本发明实施例提供一种口罩外层用水性涂料，按重量份数计，包括如下组分：聚乙烯醇：20份，硅丙乳液：18份，氧化石墨烯：4份，去离子水：20份，纳米银：6份，活性炭：5份。
上述聚乙烯醇(PVA)为台湾长春化工有限公司的BP-24；硅丙乳液为广州市广璘化工科技有限公司的GL-406G硅丙乳液；活性炭选自河南椰美日化有限公司；所述的纳米银为佛山市丽源化工有限公司的JL200纳米银抗菌溶液，其中所含纳米银的质量为上述实施例中所需。
上述一种口罩外层用水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤A、按照上述的原料配比称取各组分；
步骤B、将所述50wt％的去离子水、纳米银、活性炭、氧化石墨烯、聚乙烯醇进行混料处理，混料处理的条件为：搅拌速度为500rpm，温度为95℃，搅拌时间为0.5h得到澄清溶液；
步骤C、将所述澄清溶液降温至25℃，加入硅丙乳液以900rpm的速度搅拌25min，然后加入剩余的去离子水，调整粘度为50S(25℃，涂-4杯粘度)，200目的滤布过滤，得到所述口罩外层用水性涂料。
将待浸涂材料在上述制备的口罩外层用水性涂料中浸泡，在50℃条件下烘烤20min，真空干燥形成漆膜。
实施例3
本发明实施例提供一种口罩外层用水性涂料，按重量份数计，包括如下组分：聚乙烯醇：25份，硅丙乳液：5份，氧化石墨烯：5份，去离子水：40份，纳米银：10份，活性炭：10份。
上述聚乙烯醇(PVA)为台湾长春化工有限公司的BP-24；硅丙乳液为广州市广璘化工科技有限公司的GL-406G硅丙乳液；活性炭选自河南椰美日化有限公司；所述的纳米银为佛山市丽源化工有限公司的JL200纳米银抗菌溶液，其中所含纳米银的质量为上述实施例中所需。
上述一种口罩外层用水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤A、按照上述的原料配比称取各组分；
步骤B、将所述60wt％的去离子水、纳米银、活性炭、氧化石墨烯、聚乙烯醇进行混料处理，混料处理的条件为：搅拌速度为450rpm，温度为98℃，搅拌时间为40min得到澄清溶液；
步骤C、将所述澄清溶液降温至20℃，加入硅丙乳液以1100rpm的速度搅拌15min，然后加入剩余的去离子水，调整粘度为50S(25℃，涂-4杯粘度)，200目的滤布过滤，得到所述口罩外层用水性涂料。
将待浸涂材料在上述制备的口罩外层用水性涂料中浸泡，在100℃条件下烘烤2min，真空干燥形成漆膜。
为了更好的说明本发明实施例提供的口罩外层用水性涂料的特性，下面将实施例1、2、3制备的漆膜进行性能检测，检测结果如下表1所示。
表1
从表1可以看出，本发明制备的口罩外层用水性涂料具有优异的过滤效果，且抗菌性能优异，耐水性好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种口罩外层用水性涂料，其特征在于：按重量份数计，包括如下组分：聚乙烯醇：5-25份，硅丙乳液：5-25份，氧化石墨烯：1-5份，去离子水：10-50份，纳米银：1-10份，活性炭：0.1-10份。
2.如权利要求1所述的口罩外层用水性涂料，其特征在于：所述氧化石墨烯采用Hummers法制备。
3.如权利要求1所述的口罩外层用水性涂料，其特征在于：所述活性炭的细度为200-300目。
4.一种口罩外层用水性涂料的制备方法，其特征在于：至少包括以下步骤：
步骤A、按照如权利要求1～3任一项所述的原料配比称取各组分；
步骤B、将所述40-60wt％的去离子水、纳米银、活性炭、氧化石墨烯、聚乙烯醇进行混料处理，加热，得到澄清溶液；
步骤C、将所述澄清溶液降温，加入硅丙乳液、剩余的去离子水，搅拌处理，调整粘度，过滤，得到所述口罩外层用水性涂料。
5.如权利要求4所述的口罩外层用水性涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤B中混料处理的条件为：搅拌速度为400-500rpm，温度为95-100℃，搅拌时间为0.5-1h。
6.如权利要求4所述的口罩外层用水性涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤C为将所述澄清溶液降温至20-25℃，加入硅丙乳液以900-1100rpm的速度搅拌15-30min，然后加入剩余的去离子水，调整粘度，过滤，得到所述口罩外层用水性涂料。
7.如权利要求5所述的口罩外层用水性涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤C中粘度为50S；和/或
所述过滤采用200-300目的滤布过滤。
8.如权利要求1～3所述的口罩外层用水性涂料的使用方法，其特征在于：所述使用方法采用喷涂或浸涂中的一种。
9.如权利要求8所述的口罩外层用水性涂料的使用方法，其特征在于：所述浸涂为：将待浸涂材料在所述涂料中浸泡，在25-60℃条件下流平1-10min，在-10～-100℃下抽真空形成漆膜。
10.如权利要求8所述的口罩外层用水性涂料的使用方法，其特征在于：所述浸涂为：将待浸涂材料在所述涂料中浸泡，在50-100℃条件下烘烤1-20min，真空干燥形成漆膜。
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