CN109401610A - 板材用的耐磨抗菌涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种板材用的耐磨抗菌涂料，按照重量份数计算，包括以下原料：改性有机硅树脂45～65份、丙烯酸树脂10～20份、聚丙烯酸全氟辛酸乙二醇酯3～6份、改性纳米氧化锌15～25份、氮化硼5～10份、碳纳米管6～12份及醇水溶液40～50份；所述氮化硼需先经过柠檬酸氢二铵溶液浸泡后干燥处理。该涂料抗菌性能优异，耐磨耐候性能好。

Description

板材用的耐磨抗菌涂料
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种板材用的耐磨抗菌涂料。
背景技术
板材(sheetmaterial)是做成标准大小的扁平矩形建筑材料板，应用于建筑行业，用来作墙壁、天花板或地板的构件。也多指锻造、轧制或铸造而成的金属板。板材产品外形扁平，宽厚比大，单位体积的表面积也很大，定型板材主要包括铸石板、压延微晶板、耐磨钢板、尼龙衬板等；不定型材料主要是指铁屑砂浆、水泥基高强耐磨材料等。不定型材料中，铁屑砂浆因为耐磨性能较差，已经逐步被淘汰，而水泥基高强耐磨料是目前主要应用的一种不定型耐磨材料，其产品的执行标准为JG/T270-2010《工业构筑物水泥基耐磨材料》。
抗菌性涂料靠添加抗菌剂来实现抗菌功能如CN101250344，CN101161734。抗菌剂可分为有机物类，磷酸盐类，硅酸盐类，无机氧化物如三氯生，吡啶硫酮，二氧化钛等。这些抗菌剂由于其特殊化学结构和物理特性，往往只能对一种或一类细菌，真菌有杀灭或抑制作用，因此抗菌性不具有普适型，并且抗菌效果会随着抗菌剂分解、老化而衰减，实际抗菌效果、抗菌长效性都不理想。所以开发环保型，长效性，普适性的抗菌、抗污涂层备受关注；并且抗菌、抗污涂层有着广阔的使用如学校，医院，住宅，以及舰船等领域。氧化锌具有吸收紫外线(UV)特性，故含氧化锌的涂料具有极好的抗老化作用，延长涂层的使用寿命，并且一定数量的氧化锌还可以提高涂料的韧性和硬度如美国专利US4139515。另一方面，美国专利US7348029说明纳米氧化锌颗粒除了抗紫外线外还具备抑制病菌滋生的能力。然而，现有板材的涂料的抗菌性能不佳，持耐磨性也不是很好。
发明内容
本发明提出一种板材用的耐磨抗菌涂料，该涂料抗菌性能优异，耐磨耐候性能好。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种板材用的耐磨抗菌涂料，按照重量份数计算，包括以下原料：
改性有机硅树脂45～65份、丙烯酸树脂10～20份、聚丙烯酸全氟辛酸乙二醇酯3～6份、改性纳米氧化锌15～25份、氮化硼5～10份、碳纳米管6～12份及醇水溶液40～50份；所述氮化硼需先经过柠檬酸氢二铵溶液浸泡后干燥处理。
优选地，所述柠檬酸氢二铵溶液的浓度为1～3wt％，浸泡时间为1～2h。
优选地，所述改性纳米氧化锌通过以下方法制备得到，具体步骤为：
1)将纳米氧化锌加入去离子水进行超声分散，得到分散液；
2)向分散液中加入蓖麻油酸锌进行搅拌，然后水浴升温至45～65℃，再缓慢加入二氧化硅气凝胶与钛酸酯偶联剂，同时进行搅拌，保温2～3h，再进行过滤，滤物进行干燥即可。
优选地，所述纳米氧化锌与所述蓖麻油酸锌的质量之比为20～30:1，所述纳米氧化锌与所述钛酸酯偶联剂的质量之比为10～20:1，所述二氧化硅气凝胶与所述钛酸酯偶联剂的质量之比为6～8:1。
优选地，所述醇水溶液为体积浓度为75％的乙醇水溶液或者体积浓度为85％的乙醇水溶液。
本发明的板材用的耐磨抗菌涂料的制备方法：
称取聚酯树脂与丙烯酸树脂加入到部分醇水溶液中，搅拌混合形成稳定的粘稠状溶液，然后加入改性纳米氧化锌、聚丙烯酸全氟辛酸乙二醇酯与碳纳米管，搅拌混匀，再加入余下醇水溶液搅拌混匀后，再加入氮化硼进行搅拌混匀，即可。
本发明的有益效果：
1)本发明的板材用的耐磨抗菌涂料中采用主要由纳米氧化锌、去离子水、蓖麻油酸锌、二氧化硅气凝胶与钛酸酯偶联剂制备得到的改性纳米氧化锌，将纳米氧化锌表面全面功能化，同时将二氧化硅气凝胶与纳米氧化锌结合在一起，更容易受紫外线诱导，在可见光、氧气、水的作用下即可以发生光化学反应，生成理想浓度的过氧化氢(H2O2)，使得涂料表面具有抗菌普适性，抗污能力突出，耐候性能优异。
2)本发明涂料中的氮化硼需先经过柠檬酸氢二铵溶液浸泡后干燥处理，其能够使得氮化硼表面的基团活化，与基体树脂结合力更强，更加提高了涂层的耐磨性能。
具体实施方式
实施例1
改性纳米氧化锌的制备方法包括以下步骤：
1)将纳米氧化锌加入去离子水进行超声分散，得到分散液；醇水溶液为体积浓度为75％的乙醇水溶液；
2)向分散液中加入蓖麻油酸锌进行搅拌，然后水浴升温至65℃，再缓慢加入二氧化硅气凝胶与钛酸酯偶联剂，同时进行搅拌，保温2h，再进行过滤，滤物进行干燥即可。
纳米氧化锌与蓖麻油酸锌的质量之比为20:1，纳米氧化锌与钛酸酯偶联剂的质量之比为10:1，二氧化硅气凝胶与钛酸酯偶联剂的质量之比为6:1。
实施例2
改性纳米氧化锌的制备方法包括以下步骤：
1)将纳米氧化锌加入去离子水进行超声分散，得到分散液；体积浓度为85％的乙醇水溶液；
2)向分散液中加入蓖麻油酸锌进行搅拌，然后水浴升温至45℃，再缓慢加入二氧化硅气凝胶与钛酸酯偶联剂，同时进行搅拌，保温3h，再进行过滤，滤物进行干燥即可。
纳米氧化锌与蓖麻油酸锌的质量之比为30:1，纳米氧化锌与钛酸酯偶联剂的质量之比为20:1，二氧化硅气凝胶与钛酸酯偶联剂的质量之比为8:1。
实施例3
一种板材用的耐磨抗菌涂料，按照重量份数计算，包括以下原料：
改性有机硅树脂55份、丙烯酸树脂15份、聚丙烯酸全氟辛酸乙二醇酯4份、实施例1的改性纳米氧化锌20份、氮化硼7份、碳纳米管9份及醇水溶液46份。氮化硼需先经过2wt％柠檬酸氢二铵溶液浸泡1h后干燥处理。
用板材用的耐磨抗菌涂料喷涂于钢板表面，真空干燥48h，对上述耐磨层进行JG/T270-2010《工业构筑物水泥基耐磨材料》标准检测，测试结果为：该耐磨层的耐磨损失量为0.22kg/m2。
实施例4
一种板材用的耐磨抗菌涂料，按照重量份数计算，包括以下原料：
改性有机硅树脂45份、丙烯酸树脂18份、聚丙烯酸全氟辛酸乙二醇酯3份、实施例2的改性纳米氧化锌17份、氮化硼5份、碳纳米管6份及醇水溶液40份。氮化硼需先经过1wt％柠檬酸氢二铵溶液浸泡2h后干燥处理。
用板材用的耐磨抗菌涂料喷涂于钢板表面，真空干燥48h，对上述耐磨层进行JG/T270-2010《工业构筑物水泥基耐磨材料》标准检测，测试结果为：该耐磨层的耐磨损失量为0.24kg/m2。
实施例5
一种板材用的耐磨抗菌涂料，按照重量份数计算，包括以下原料：
改性有机硅树脂60份、丙烯酸树脂10份、聚丙烯酸全氟辛酸乙二醇酯6份、实施例1的改性纳米氧化锌25份、氮化硼6份、碳纳米管12份及醇水溶液43份。氮化硼需先经过3wt％柠檬酸氢二铵溶液浸泡1h后干燥处理。
用板材用的耐磨抗菌涂料喷涂于钢板表面，真空干燥48h，对上述耐磨层进行JG/T270-2010《工业构筑物水泥基耐磨材料》标准检测，测试结果为：该耐磨层的耐磨损失量为0.21kg/m2。
实施例6
一种板材用的耐磨抗菌涂料，按照重量份数计算，包括以下原料：
聚酯树脂65份、丙烯酸树脂20份、聚丙烯酸全氟辛酸乙二醇酯5份、实施例2的改性纳米氧化锌15份、氮化硼10份、碳纳米管6份及醇水溶液50份。氮化硼需先经过1wt％柠檬酸氢二铵溶液浸泡2h后干燥处理。
用板材用的耐磨抗菌涂料喷涂于钢板表面，真空干燥48h，对上述耐磨层进行JG/T270-2010《工业构筑物水泥基耐磨材料》标准检测，测试结果为：该耐磨层的耐磨损失量为0.19kg/m2。
对比例1
一种板材用的耐磨抗菌涂料，按照重量份数计算，包括以下原料：
改性有机硅树脂50份、丙烯酸树脂15份、聚丙烯酸全氟辛酸乙二醇酯4份、纳米氧化锌20份、氮化硼7份、碳纳米管9份及醇水溶液46份。氮化硼需先经过2wt％柠檬酸氢二铵溶液浸泡1h后干燥处理。
试验例
用板材用的耐磨抗菌涂料喷涂于钢板表面，真空干燥48h，去除溶剂，形成抗菌，抗污保护层，进行过氧化氢含量测定。具体测试方法如下：
在塑料桶中装入1L人造海水(ASTM D1141)，并用空气泵往海水中不断充入空气，将一块涂上本实例涂层的金属板材测试板浸没于人造海水中，用60w白炽灯对人造海水表面进行照射，每隔一定照射时间提取人造海水样品，用ET8600过氧化氢测定仪，测定H2O2痕量，结果如表1所示。
表1
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种板材用的耐磨抗菌涂料，其特征在于，按照重量份数计算，包括以下原料：
改性有机硅树脂45～65份、丙烯酸树脂10～20份、聚丙烯酸全氟辛酸乙二醇酯3～6份、改性纳米氧化锌15～25份、氮化硼5～10份、碳纳米管6～12份及醇水溶液40～50份；所述氮化硼需先经过柠檬酸氢二铵溶液浸泡后干燥处理。
2.根据权利要求1所述的板材用的耐磨抗菌涂料，其特征在于，所述柠檬酸氢二铵溶液的浓度为1～3wt％，浸泡时间为1～2h。
3.根据权利要求1所述的板材用的耐磨抗菌涂料，其特征在于，所述改性纳米氧化锌通过以下方法制备得到，具体步骤为：
1)将纳米氧化锌加入去离子水进行超声分散，得到分散液；
2)向分散液中加入蓖麻油酸锌进行搅拌，然后水浴升温至45～65℃，再缓慢加入二氧化硅气凝胶与钛酸酯偶联剂，同时进行搅拌，保温2～3h，再进行过滤，滤物进行干燥即可。
4.根据权利要求3所述的板材用的耐磨抗菌涂料，其特征在于，所述纳米氧化锌与所述蓖麻油酸锌的质量之比为20～30:1，所述纳米氧化锌与所述钛酸酯偶联剂的质量之比为10～20:1，所述二氧化硅气凝胶与所述钛酸酯偶联剂的质量之比为6～8:1。
5.根据权利要求1所述的板材用的耐磨抗菌涂料，其特征在于，所述醇水溶液为体积浓度为75％的乙醇水溶液或者体积浓度为85％的乙醇水溶液。
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WO2024047649A3 (en) * 2022-09-01 2024-04-25 U.B.Q Materials Ltd. Particulate matter and uses thereof

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