CN110845888A - 一种粉末涂料用纳米复合抗菌剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种粉末涂料用纳米复合抗菌剂的制备方法，其制备过程为：配置一定摩尔浓度的氢氧化钠溶液于三口烧瓶中，恒温水浴加热至一定温度；配置一定浓度的硝酸锌的溶液，并以一定速率将其滴入氢氧化钠溶液中；滴加完毕后恒温反应一段时间，趁热过滤悬浮液，并用去离子水和无水乙醇分别洗涤、烘干；将得到的块状前驱物手动研磨成细小颗粒，并在马弗炉中以一定温度焙烧，得到纳米氧化锌；将纳米氧化锌与有机试剂按照一定比例混合，在水溶液中高速乳化均匀后，压滤脱水，经闪蒸干燥烘干后，制备得到粉末涂料用纳米复合抗菌剂。本发明以不易变色的纳米氧化锌复配有机试剂作为抗菌剂，兼具无机型抗菌剂与有机型抗菌剂两者的优势，抗菌效果更加明显、价格适中，且适用于粉末涂料各种色系，不会干扰产品颜色。因此，在高性能粉末涂料领域具备广阔的应用市场。

Description

一种粉末涂料用纳米复合抗菌剂的制备方法
技术领域
本发明属于粉末涂料领域，具体涉及一种粉末涂料用纳米复合抗菌剂的制备方法。
背景技术
随着环保意识的增强，涂料行业对VOC(挥发性有机化合物含量)和HMPS(有害物质含量)的控制越来越严格，涂料水性化和粉末化的趋势越来越明显。粉末涂料由于不含溶剂，被认为是目前最清洁的涂料品种之一。由于粉末涂料涂装的特殊性——高温烘烤，而市面上常见的抗菌剂都是水性或溶剂型，含有水分或溶剂不适宜使用，基本上主成分为有机型抗菌剂，不耐高温，在烘烤阶段易分解损失，不能保证抗菌效果，且会产生烟雾，放出一定异味，破坏环境。大部分无机型抗菌剂可以耐高温，其中效果最佳的是银系抗菌剂，但其有很大的缺点就是易变色，不适宜做浅色粉末，且价格较为昂贵。因此，发明一种工艺简单、价格低廉，且具备缓释、长效、高效、低毒、安全特性的抗菌剂具有十分重要的意义。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明以不易变色的纳米氧化锌及有机试剂为主要原材料，简单、快速制备出一种粉末涂料用纳米复合抗菌剂。
本发明一种粉末涂料用纳米复合抗菌剂的制备方法，主要包括以下步骤：
(1)称取一定质量的氢氧化钠溶于100mL溶剂，磁力搅拌一定时间至完全分散；
(2)将上述溶液置于250mL三口烧瓶中，恒温水浴加热至一定温度；
(3)配置一定浓度的硝酸锌的溶液，并将上述硝酸锌的溶液以一定速率滴入(2)中三口烧瓶中；
(4)滴加完毕后恒温反应一段时间，悬浮液趁热过滤，用去离子水和无水乙醇分别洗涤一定次数，在一定温度下于热风烘箱中烘干1h；
(5)将得到的块状前驱物手动研磨成细小颗粒，并在马弗炉中以一定温度焙烧，得到纳米氧化锌；
(6)将纳米氧化锌与有机试剂按照一定比例混合，在水溶液中高速乳化均匀后，压滤脱水，经闪蒸干燥烘干后，制备得到粉末涂料用纳米复合抗菌剂。
所述一种粉末涂料用纳米复合抗菌剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述一定质量，是指2～6g；优选2～4g。
所述一种粉末涂料用纳米复合抗菌剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述溶剂，是指去离子水、乙醇、正丙醇、正丁醇、正己醇、正庚醇、正辛醇中的一种或几种；优选去离子水、乙醇、正庚醇、正辛醇中的一种或几种。
所述一种粉末涂料用纳米复合抗菌剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述一定时间，是指5～45min；优选20～30min。
所述一种粉末涂料用纳米复合抗菌剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述一定温度，是指40～90℃，优选50～70℃。
所述一种粉末涂料用纳米复合抗菌剂的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述一定浓度，是指0.005～0.5mol/L；优选0.05～0.5mol/L。
所述一种粉末涂料用纳米复合抗菌剂的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述一定速率，是指0.1～20mL/min，优选1～10mL/min。
所述一种粉末涂料用纳米复合抗菌剂的制备方法，其特征在于：步骤(4)中所述一段时间，是指1～15h；优选3～6h。
所述一种粉末涂料用纳米复合抗菌剂的制备方法，其特征在于：步骤(4)中所述一定次数，是指3～5次；所述一定温度是指60～100℃，优选70～80℃。
所述一种粉末涂料用纳米复合抗菌剂的制备方法，其特征在于：步骤(5)中所述一定温度，是指升温速率为2～10℃/min，保温1～5h；优选5～8℃/min，保温3～4h。
所述一种粉末涂料用纳米复合抗菌剂的制备方法，其特征在于：步骤(6)中所述有机试剂，是指吡啶硫酮锌、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、1,2-苯并异噻唑-3-酮、5-氯-2甲基-4异噻唑啉-3-酮、三氯生、PCMX中的一种或几种；优选吡啶硫酮锌，1,2-苯并异噻唑-3-酮，5-氯-2甲基-4异噻唑啉-3-酮，2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮中的一种或几种。
所述一种粉末涂料用纳米复合抗菌剂的制备方法，其特征在于：步骤(6)中所述一定比例，是指纳米氧化锌：吡啶硫酮锌：1,2-苯并异噻唑-3-酮＝85:10:5或纳米氧化锌：吡啶硫酮锌：5-氯-2甲基-4异噻唑啉-3-酮：2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮＝86:10:3:1或纳米氧化锌：PCMX：5-氯-2甲基-4异噻唑啉-3-酮：2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮＝85:11:3:1或纳米氧化锌：三氯生：吡啶硫酮锌：5-氯-2甲基-4异噻唑啉-3-酮：2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮＝80:5:10:3:1；优选纳米氧化锌：吡啶硫酮锌：1,2-苯并异噻唑-3-酮＝85:10:5或纳米氧化锌：吡啶硫酮锌：5-氯-2甲基-4异噻唑啉-3-酮：2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮＝86:10:3:1。
本发明以不易变色的纳米氧化锌复配有机试剂作为抗菌剂，兼具无机型抗菌剂与有机型抗菌剂两者的优势，抗菌效果更加明显、价格适中，且适用于粉末涂料各种色系，不会干扰产品颜色。因此，在高性能粉末涂料领域具备广阔的应用市场。
附图说明
图1为实施案例1制得的纳米复合抗菌剂对不同菌种的抗菌性能效果图；
图2为实施案例2制得的纳米复合抗菌剂对不同菌种的抗菌性能效果图；
图3为实施案例3制得的纳米复合抗菌剂对不同菌种的抗菌性能效果图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明方法作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
称取4g的氢氧化钠溶于100mL去离子水中，磁力搅拌30min至完全分散；将上述溶液置于250mL三口烧瓶中，恒温水浴加热至70℃；配置0.5mol/L的硝酸锌的溶液，并将上述硝酸锌的溶液以1mL/min滴入氢氧化钠溶液中；滴加完毕后恒温反应3h，悬浮液趁热过滤，用去离子水和无水乙醇分别洗涤3～5次，在90℃下于热风烘箱中烘干1h；将得到的块状前驱物手动研磨成细小颗粒，并在马弗炉中以5℃/min，保温2h焙烧，得到纳米氧化锌；按质量比称取纳米氧化锌、吡啶硫酮锌、1,2-苯并异噻唑-3-酮，比例为85:10:5，混合均匀，在水溶液中高速乳化均匀后，压滤脱水，经闪蒸干燥烘干后，制备得到粉末涂料用纳米复合抗菌剂。
实施例2
称取4g的氢氧化钠溶于100mL去离子水中，磁力搅拌30min至完全分散；将上述溶液置于250mL三口烧瓶中，恒温水浴加热至70℃；配置0.5mol/L的硝酸锌的溶液，并将上述硝酸锌的溶液以1mL/min滴入氢氧化钠溶液中；滴加完毕后恒温反应3h，悬浮液趁热过滤，用去离子水和无水乙醇分别洗涤3～5次，在90℃下于热风烘箱中烘干1h；将得到的块状前驱物手动研磨成细小颗粒，并在马弗炉中以5℃/min，保温2h焙烧，得到纳米氧化锌；按质量比称取纳米氧化锌、吡啶硫酮锌、5-氯-2甲基-4异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮，比例为86:10:3:1，混合均匀，在水溶液中高速乳化均匀后，压滤脱水，经闪蒸干燥烘干后，制备得到粉末涂料用纳米复合抗菌剂。
实施例3
称取4g的氢氧化钠溶于100mL去离子水中，磁力搅拌30min至完全分散；将上述溶液置于250mL三口烧瓶中，恒温水浴加热至70℃；配置0.5mol/L的硝酸锌的溶液，并将上述硝酸锌的溶液以1mL/min滴入氢氧化钠溶液中；滴加完毕后恒温反应3h，悬浮液趁热过滤，用去离子水和无水乙醇分别洗涤3～5次，在90℃下于热风烘箱中烘干1h；将得到的块状前驱物手动研磨成细小颗粒，并在马弗炉中以5℃/min，保温2h焙烧，得到纳米氧化锌；按质量比称取纳米氧化锌、PCMX、5-氯-2甲基-4异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮，比例为85:11:3:1，混合均匀，在水溶液中高速乳化均匀后，压滤脱水，经闪蒸干燥烘干后，制备得到粉末涂料用纳米复合抗菌剂。
性能测试
抑制细菌生长的无菌圈就是抑菌圈，用抑菌圈的直径来表征抗菌性能，直径越大，表示粉末涂料抗菌性能越好。采用扩散法对抗菌粉末涂料的抗菌性能进行检测，测试菌种包括大肠杆菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、霉菌、酵母菌。

Claims (7)

1.一种粉末涂料用纳米复合抗菌剂的制备方法，其特征在于：该制备方法主要包括以下步骤：
（1）称取一定质量的氢氧化钠溶于100mL溶剂，磁力搅拌一定时间至完全分散；
（2）将上述溶液置于250 mL三口烧瓶中，恒温水浴加热至一定温度；
（3）配置一定浓度的硝酸锌的溶液，并将上述硝酸锌的溶液以一定速率滴入（2）中三口烧瓶中；
（4）滴加完毕后恒温反应一段时间，悬浮液趁热过滤，用去离子水和无水乙醇分别洗涤一定次数，在一定温度下于热风烘箱中烘干1 h；
（5）将得到的块状前驱物手动研磨成细小颗粒，并在马弗炉中以一定温度焙烧，得到纳米氧化锌；
（6）将纳米氧化锌与有机试剂按照一定比例混合，在水溶液中高速乳化均匀后，压滤脱水，经闪蒸干燥烘干后，制备得到粉末涂料用纳米复合抗菌剂。
2.根据权利要求1所述一种粉末涂料用纳米复合抗菌剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述一定质量，是指2~6g；所述溶剂，是指去离子水、乙醇、正丙醇、正丁醇、正己醇、正庚醇、正辛醇中的一种或几种；所述一定时间，是指5~45 min。
3.根据权利要求1所述一种粉末涂料用纳米复合抗菌剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述一定温度，是指40~90℃。
4.根据权利要求1所述一种粉末涂料用纳米复合抗菌剂的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述一定浓度，是指0.005~0.5 mol/L；所述一定速率，是指0.1~20mL/min。
5.根据权利要求1所述一种粉末涂料用纳米复合抗菌剂的制备方法，其特征在于：步骤（4）中所述一段时间，是指1~15h；所述一定次数，是指3~5次；所述一定温度是指60~100℃。
6.根据权利要求1所述一种粉末涂料用纳米复合抗菌剂的制备方法，其特征在于：步骤（5）中所述一定温度，是指升温速率为2~10℃/min，保温1~5 h。
7.根据权利要求1所述一种粉末涂料用纳米复合抗菌剂的制备方法，其特征在于：步骤（6）中所述有机试剂，是指吡啶硫酮锌、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、1,2-苯并异噻唑-3-酮、5-氯-2甲基-4 异噻唑啉-3-酮、三氯生、PCMX中的一种或几种；所述一定比例，是指纳米氧化锌：吡啶硫酮锌：1,2-苯并异噻唑-3-酮=85:10:5或纳米氧化锌：吡啶硫酮锌：5-氯-2甲基-4 异噻唑啉-3-酮：2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮=86:10:3:1或纳米氧化锌：PCMX：5-氯-2甲基-4 异噻唑啉-3-酮：2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮=85:11:3:1或纳米氧化锌：三氯生：吡啶硫酮锌：5-氯-2甲基-4 异噻唑啉-3-酮：2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮=80:5:10:3:1。
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