CN111004536B - 抗菌剂及其制备方法、涂料和使用方法与应用 - Google Patents

抗菌剂及其制备方法、涂料和使用方法与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN111004536B
CN111004536B CN201911194626.XA CN201911194626A CN111004536B CN 111004536 B CN111004536 B CN 111004536B CN 201911194626 A CN201911194626 A CN 201911194626A CN 111004536 B CN111004536 B CN 111004536B
Authority
CN
China
Prior art keywords
coating
agent
nano silver
antibacterial
modulus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911194626.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN111004536A (zh
Inventor
陈英
张力
刘海涛
晏义伍
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Academy of Aerospace Technology
Original Assignee
Shenzhen Academy of Aerospace Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Academy of Aerospace Technology filed Critical Shenzhen Academy of Aerospace Technology
Priority to CN201911194626.XA priority Critical patent/CN111004536B/zh
Publication of CN111004536A publication Critical patent/CN111004536A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111004536B publication Critical patent/CN111004536B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/14—Paints containing biocides, e.g. fungicides, insecticides or pesticides
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N25/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N59/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing elements or inorganic compounds
    • A01N59/16—Heavy metals; Compounds thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/14—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by electrical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/14—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to metal, e.g. car bodies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/24—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials for applying particular liquids or other fluent materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D143/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing boron, silicon, phosphorus, selenium, tellurium, or a metal; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D143/04—Homopolymers or copolymers of monomers containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/08—Anti-corrosive paints
    • C09D5/10—Anti-corrosive paints containing metal dust
    • C09D5/106—Anti-corrosive paints containing metal dust containing Zn
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2202/00—Metallic substrate
    • B05D2202/10—Metallic substrate based on Fe
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals
    • C08K2003/0806—Silver
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals
    • C08K2003/0893—Zinc
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2265—Oxides; Hydroxides of metals of iron
    • C08K2003/2275—Ferroso-ferric oxide (Fe3O4)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/01—Magnetic additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种具有持久抗菌性能的抗菌剂及其制备方法、基于该抗菌剂的涂料以及该涂料的使用方法与应用。该抗菌剂包括复合纳米银材料，该复合纳米银材料包括纳米银线和负载在纳米银线上的磁性颗粒。纳米银线是高长径比的一维银金属材料，其长度在微米尺寸，直径在纳米尺寸。当纳米银线与磁性金属颗粒复合后，能够在磁场作用下按一定方向定向排列，从而可以作为一个整体嵌入到涂层中，以此克服一般的纳米银粒子在涂层中容易通过各种尺寸的孔隙溶出导致的抗菌持久性不足的问题，提升抗菌的长久稳定性。

Description

抗菌剂及其制备方法、涂料和使用方法与应用
技术领域
本发明防腐涂料技术领域，尤其是涉及一种抗菌剂及其制备方法、涂料和使用方法与应用。
背景技术
涂料防腐是钢材防腐蚀的重要手段，随着行业发展和对环境质量要求的提高，防腐涂料正由单一钢材保护功能，向着高性能、水性环保和多功能方向发展。涂料的抗菌功能大多通过添加合适的抗菌剂来实现。目前，涂料用抗菌剂主要可以分为天然抗菌剂、有机抗菌剂和无机抗菌剂三类。无机抗菌剂主要是金属类抗菌剂，其原理在于银、铜、锌、钛等金属及其离子的杀菌或抑菌能力，相对于其他抗菌剂，无机抗菌剂具有广谱抗菌、高效率灭菌、长效、无耐药性等特点，能有效弥补天然和有机抗菌剂的不足。
纳米银是目前涂料中常用的一类新型的无机抗菌剂。纳米银的表面效应使其抗菌能力能够达到微米级银粒子的200倍以上，也远远大于传统的银粒子杀菌剂(如硝酸银和磺胺嘧啶银)。但纳米银的尺寸太小，在涂层中很容易通过各种不同尺寸的孔隙溶出，导致涂料的抗菌持久性不足。研究人员尝试通过浸渍法将纳米银直接负载在介孔石墨烯上，得到的复合材料表现出优异的催化抗菌特性。但浸渍法不能确保石墨烯和纳米银的有效键合，也就无法保证持久的催化抗菌特性。另有研究记载了一种载银伊蒙黏土/壳聚糖季铵盐杂化抗菌剂，选用伊蒙黏土负载有机抗菌剂(壳聚糖季铵盐)和无机抗菌剂(银纳米粒子)，提高抗菌效果，但其长久稳定性仍有待提升。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种具有持久抗菌性能的抗菌剂及其制备方法、基于该抗菌剂的涂料以及该涂料的使用方法与应用。
第一方面，本发明的一个实施例提供了一种抗菌剂，该抗菌剂包括复合纳米银材料，该复合纳米银材料包括纳米银线和负载在纳米银线上的磁性颗粒。
本发明实施例的抗菌剂至少具有如下有益效果：
纳米银线是具有高长径比的一维银金属材料，其长度在微米尺寸，直径在纳米尺寸。当纳米银线与磁性金属颗粒复合后，能够在磁场作用下按一定方向定向排列，从而可以作为一个整体嵌入到涂层中，以此克服一般的纳米银粒子在涂层中容易通过各种尺寸的孔隙溶出导致的抗菌持久性不足的问题，提升抗菌的长久稳定性。
根据本发明的另一些实施例的抗菌剂，磁性颗粒可以是任选的能够具有磁性的金属的颗粒，诸如铁、钴、镍、钼、锰、镧系等元素的颗粒。
根据本发明的另一些实施例的抗菌剂，磁性颗粒为磁性氧化铁(四氧化三铁)。
根据本发明的另一些实施例的抗菌剂，纳米银线的直径为10-100nm，纳米银线的长度为5-80μm。
第二方面，本发明的一个实施例提供了上述抗菌剂的制备方法，该制备方法采用简单化学共沉淀法，包括以下步骤：
(1)将纳米银线的溶液与铁盐的溶液混合；
(2)调节混合溶液的pH到11至12，反应；
其中，铁盐包括二价铁离子和三价铁离子，二价铁离子和三价铁离子的摩尔比为(1～1.5)：1。
根据本发明的另一些实施例的抗菌剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
(1a)FeSO4·7H2O与FeCl3·6H2O以摩尔比(1-1.5)：1配置成铁盐的水溶液，搅拌混合均匀；
(1b)将纳米银线的水溶液按照(1-10)：100的质量比添加到上述铁盐溶液中，搅拌混合均匀；
(2)逐步滴加NaOH或KOH溶液至混合溶液pH到11-12，静置2-4h，抽滤后纯水洗涤，真空干燥，得到复合纳米银材料。
第三方面，本发明的一个实施例提供了一种涂料，该涂料包括上述的抗菌剂。
本发明实施例的涂料至少具有如下有益效果：
纳米银线是高长径比的一维银金属材料，其长度在微米尺寸，直径在纳米尺寸。当纳米银线与磁性金属颗粒复合后，能够在磁场作用下按一定方向定向排列，从而可以作为一个整体嵌入到涂层中，以此克服一般的纳米银粒子在涂层中容易通过各种尺寸的孔隙溶出导致的抗菌持久性不足的问题，提升涂料的抗菌长久稳定性。
根据本发明的另一些实施例的涂料，可以是任选的液相涂料或固相涂料，液相涂料包括但不仅限于诸如聚四氟乙烯涂料、氟化乙烯丙稀共聚物涂料、陶瓷涂料和氟聚物树脂涂料，固相涂料包括但不仅限于诸如可熔性聚四氟乙烯塑料、环氧粉末涂料、聚酯粉末涂料和丙烯酸酯粉末涂料等，在上述的涂料中掺杂一定量的抗菌剂以提升其抗菌的持久稳定性。
根据本发明的另一些实施例的涂料，还包括硅酸盐、锌粉、抗藻剂和助剂。
作为抗菌剂使用的高长径比的纳米银线能够与涂料中的锌粉形成高效的导电网络，提高涂料的阴极保护效果，降低锌粉的添加量，延长涂层的防腐寿命。
根据本发明的另一些实施例的涂料，基于涂料的总质量，硅酸盐的质量分数为30～50wt％，锌粉的质量分数为40～69wt％，抗菌剂的质量分数为0.1～5％，抗藻剂的质量分数为0.1～2wt％，助剂的质量分数为0.1～3wt％。
根据本发明的另一些实施例的涂料，硅酸盐的模数为4.5～7，是一种稳定高模数硅酸盐。硅酸盐的模数过低的话，活性硅羟基太少，形成涂层后交联密度小，耐水性差，与基材的附着力较差；硅酸盐的模数过高的话，活性羟基太多，与锌粉交联过快，内聚力过大，会导致形成的涂层机械性能急剧下降。
根据本发明的另一些实施例的涂料，上述具有稳定高模数的硅酸盐由硅酸盐、硅烷偶联剂和硅丙乳液反应得到。
根据本发明的另一些实施例的涂料，硅烷偶联剂包括但不仅限于诸如KH-560、KH-602、甲基三乙氧基硅烷的至少一种。
根据本发明的另一些实施例的涂料，锌粉包括片状锌粉和粒状锌粉，片状锌粉和粒状锌粉的摩尔比为1：(2～4)。片状锌粉和粒状锌粉组成的防腐网络，能够延长涂层对环境中水和氧气的屏蔽路径，同时增加了抗菌剂和抗藻剂的释放路径，提升了涂层的抗菌抗藻性能。
根据本发明的另一些实施例的涂料，粒状锌粉为球形，目数在400-600目；片状锌粉的厚度为0.15-0.4μm，平均粒径15-25μm，径厚比50-70。
根据本发明的另一些实施例的涂料，抗藻剂包括多孔载体和负载在所述多孔载体上的抗藻化合物。
通过抗藻化合物和多孔载体负载形成复合抗藻剂，利用载体的多孔结构特性，实现了抗藻剂的固定和缓慢释放效果，在延长涂层抗藻性的同时延长其防腐寿命。
根据本发明的另一些实施例的涂料，抗藻剂所用多孔载体可以是包括但不仅限于诸如硅藻土、蒙脱石、沸石、高岭土、膨润土、海泡石中的至少一种。
根据本发明的另一些实施例的涂料，抗藻化合物可以是包括但不仅限于诸如吡啶硫酮锌、氧化亚铜、(RS)-2-[4-(2,4-二氯苯氧基)苯氧基]丙酸甲酯、N-(3,4-二氯苯基)-N',N'-二甲基脲中的至少一种。
根据本发明的另一些实施例的涂料，抗藻化合物：多孔载体的质量比为(3～10)：1。
根据本发明的另一些实施例的涂料，助剂包括增稠剂、消泡剂、抗沉剂、分散剂中的至少一种。
根据本发明的另一些实施例的涂料，增稠剂包含但不限于聚丙烯酸钠，添加量为0.1-1wt％，或者气相二氧化硅，添加量为0.5-1％。
根据本发明的另一些实施例的涂料，消泡剂包含但不限于磷酸三丁酯，添加量为0.1-1wt％。
根据本发明的另一些实施例的涂料，抗沉剂包含但不限于有机蒙脱土，添加量为0.1-1wt％。
根据本发明的另一些实施例的涂料，分散剂包含但不限于水性分散剂，添加量为0.1-1wt％。
根据本发明的另一些实施例的涂料，取上述制备得到的复合纳米银材料与抗藻剂、硅酸盐溶液混合均匀，加入锌粉和助剂，在高速搅拌条件下形成涂料。
本发明所提供的涂料将表面沉积有磁性金属颗粒的纳米银线添加到涂料中，通过外加电场的作用使纳米银线能够与涂层成一定角度取向排列，克服了一般纳米银粒子作为抗菌剂时容易溶出导致抗菌持久性不足问题。同时高长径比的纳米银线与涂料中的锌粉形成了高效导电网络，提高富锌防腐涂料的阴极保护效果，降低了锌粉添加量，延长防腐涂层的防腐寿命。抗藻化合物与多孔载体负载形成的抗藻剂利用载体多孔结构的特性，达到了抗藻剂的固定和缓释效果，延长了涂层抗藻性同时延长了防腐寿命。磁性纳米银线、抗藻剂、片状锌粉和粒状锌粉等原料的添加使得形成的涂料涂层致密且孔隙较少。一方面磁性纳米银线和抗藻剂的添加能赋予涂层多功能化，定向排列的磁性纳米银线能提高防腐涂层内导电网络效率。另一方面，片状锌粉和粒状锌粉组成的防腐网络，能够延长涂层对环境中水和氧气的屏蔽路径，同时增加了抗菌剂和抗藻剂的释放路径。上述多途径的协同作用实现了涂层使用寿命的提高，利用各组分相互协作，赋予了涂层优异的抗菌抗藻和防腐蚀性能，特别适用于炎热潮湿环境钢构件保护。
本发明还提供一种上述涂料的制备方法，包括以下步骤：
制备复合抗藻剂；
制备抗菌剂；
取抗藻剂、抗菌剂与稳定高模数硅酸盐溶液混合，加入锌粉和涂料助剂形成涂料。
根据本发明的另一些实施例的涂料的制备方法，稳定高模数硅酸盐由硅酸盐、硅烷偶联剂和硅丙乳液在温度30-60℃反应制得。
根据本发明的另一些实施例的涂料的制备方法，硅酸盐溶液由包括碱金属的氢氧化物、硅溶胶和水的原料在40～70℃反应制得；
其中，碱金属的氢氧化物：硅溶胶：水的摩尔比为1：(8～14)：(5～10)。
第四方面，本发明的一个实施例提供了上述涂料的使用方法，包括以下步骤：
将涂料涂覆到基材上，待涂料成膜后，施加垂直于所述基材的电场。
本发明所提供该使用方法将表面沉积有磁性金属颗粒的纳米银线添加到涂料中，通过外加电场的作用使纳米银线能够与涂层成一定角度取向排列，克服了一般纳米银粒子作为抗菌剂时容易溶出导致抗菌持久性不足问题。
根据本发明的另一些实施例的涂料的使用方法，在通过诸如刷涂、喷涂、滚涂等涂覆方式在基板表面成膜后，施加垂直于基板的电场，获得磁性纳米银线在涂层内沿一定方向排列的涂层。
第五方面，本发明的一个实施例提供了一种涂层，由上述的涂料涂覆得到。
根据本发明的另一些实施例的涂层，对上述涂料采用上述使用方法涂覆到基板上得到。
第六方面，本发明的一个实施例提供了一种制品，包括上述的涂层。
根据本发明的另一些实施例的制品，该制品包括基板和涂覆在基板上的涂层。
根据本发明的另一些实施例的制品，基板为金属基板，或具有金属基板的装置、设备等。例如，可以是钢材，或包含钢材的装置或设备。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种涂料，基于涂料的总质量，该涂料包括1.5wt％抗菌剂、1.5wt％抗藻剂、30wt％稳定高模数硅酸钾溶液、1.5wt％气相二氧化硅增稠剂、0.5wt％蒙脱土抗沉剂、0.5wt％分散剂、0.5wt％消泡剂、48wt％粒状锌粉、16wt％片状锌粉。其中，抗菌剂为负载有磁性氧化铁(四氧化三铁)的纳米银线；抗藻剂为负载吡啶硫酮锌的硅藻土；稳定高模数硅酸钾溶液的模数为4.5；粒状锌粉为球形，目数在400-600目；片状锌粉的厚度为0.15-0.4μm，平均粒径15-25μm，径厚比50-70。
该涂料按照以下步骤制得：
(1)制备硅酸盐溶液：取摩尔比为1：10：6的氢氧化钾、硅溶胶和水，氢氧化钾和水预混合溶解得到氢氧化钾溶液。在快速搅拌下，将氢氧化钾溶液逐步滴加到硅溶胶里，水浴温度50℃下反应1h，制备得到硅酸盐模数为4.5的高模数硅酸钾溶液。
(2)制备稳定高模数硅酸盐：按照高模数桂酸钾溶液：硅烷偶联剂：硅丙乳液的质量比为1：0.5：(2～5)的比例，称取硅烷偶联剂KH-560和硅丙乳液，在250r/min的搅拌条件下，缓慢滴加到高模数硅酸钾溶液中，反应温度45℃，反应持续1h，制备出稳定高模数硅酸钾溶液。
(3)制备抗藻剂：选用粒径为1μm的吡啶硫酮锌作为抗藻化合物，选用5μm的硅藻土作为为多孔载体，按照以下方法进行负载：称取抗藻化合物0.5g溶于体积比为1：(1～2)的水和乙醇混合液，超声强力机械搅拌30min。之后称取3g硅藻土加入上述分散液，继续强力超声搅拌1-2h，之后水洗或乙醇洗，4000～6000r/min离心真空烘干，得到抗藻剂。
(4)制备抗菌剂：将FeCl3·6H2O与FeSO4·7H2O以摩尔比1：(1-1.5)配置成水溶液，搅拌混合均匀。将10wt％的纳米银线水溶液以质量比10:100的比例添加到上述铁盐溶液中，搅拌混合均匀，逐步滴加5wt％NaOH溶液至混合溶液的pH到11-12，静置3h，抽滤纯水洗涤，真空干燥获得复合纳米银材料。
(5)将1.5wt％抗菌剂、1.5wt％抗藻剂与30wt％稳定高模数硅酸钾溶液混合均匀，以1500r/min的速度搅拌30min，搅拌期间逐步添加1.5wt％气相二氧化硅增稠剂、0.5wt％抗沉剂蒙脱土、0.5wt％分散剂和0.5wt％消泡剂，最后添加48wt％的粒状锌粉和16wt％的片状锌粉，得到涂料。
(6)将制得的涂料选用刷涂、喷涂或者滚涂的方式在基材上成膜，并立即施加垂直于基材方向的外加磁场，使得涂层内的复合纳米银材料能与涂层成一定角度排列。
实施例2
本实施例提供一种涂料，与实施例1的区别在于，涂料各组分的配比不同以及稳定高模数硅酸钾溶液的模数不同，具体如下：1wt％抗菌剂、1wt％抗藻剂、31wt％稳定高模数硅酸钾溶液、1.5wt％气相二氧化硅增稠剂、0.5wt％蒙脱土抗沉剂、0.5wt％分散剂、0.5wt％消泡剂、44wt％粒状锌粉、20wt％片状锌粉；高模数硅酸钾溶液模数为5.0。
制备方法参考实施例1。
实施例3
涂料抗菌抗藻性能比较
对比例1：一种涂料，基于涂料的总质量，该涂料包括30wt％稳定高模数硅酸钾溶液、1.5wt％抗菌剂、1.5wt％抗藻剂、1.5wt％气相二氧化硅增稠剂、0.5wt％蒙脱土抗沉剂、0.5wt％分散剂、0.5wt％消泡剂、48wt％粒状锌粉、16wt％片状锌粉；其中，高模数硅酸钾溶液模数为4.5，该对比例中使用的抗菌剂是纳米银复合抗菌粉，选用伊蒙黏土负载有机抗菌剂(壳聚糖季铵盐)和无机抗菌剂(银纳米粒子)，粉末平均粒径在1-2μm，抗藻剂与实施例相同。
制备方法参考实施例1。
分别按照实施例1的制备方法制备实施例1、2和对比例1的涂料。按照表1的方法对涂料的各项性能进行测试，测试结果如表2。其中，试板的制作过程如下：在喷砂过的钢板表面喷涂一层上述制备的涂料使涂膜厚度达到50μm。然后对涂膜进行测试。
表1.涂料特性测试方法
Figure BDA0002294383260000071
表2.涂料特性测试结果
Figure BDA0002294383260000072
Figure BDA0002294383260000081
从实施例1-2和对比例1的实验结果可以看出，采用本发明实施例的抗菌剂的涂料具有很好的防腐性能，磁性纳米银线抗菌剂的加入使涂料具有很好的抗菌效果，抗菌持久性较传统纳米银颗粒有很大提高，可提高整个涂层的使用寿命。
本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (1)

1.提高基材抗菌性的方法，其特征在于，包括以下步骤：将制得的涂料选用刷涂、喷涂或者滚涂的方式在基材上成膜，并立即施加垂直于基材方向的外加磁场，使得涂层内的复合纳米银材料能与涂层成一定角度排列；
基于所述涂料的总质量，所述涂料包括1.5wt%抗菌剂、1.5wt%抗藻剂、30wt%稳定高模数硅酸钾溶液、1.5wt%气相二氧化硅增稠剂、0.5wt%蒙脱土抗沉剂、0.5wt%分散剂、0.5wt%消泡剂、48wt%粒状锌粉、16wt%片状锌粉；所述抗菌剂为负载有磁性氧化铁的纳米银线；所述抗藻剂为负载吡啶硫酮锌的硅藻土；所述稳定高模数硅酸钾溶液的模数为4.5；所述粒状锌粉为球形，目数在400-600目；所述片状锌粉的厚度为0.15-0.4μm，平均粒径15-25μm，径厚比50-70；
所述涂料按照以下步骤制得：
（1）制备硅酸盐溶液：取摩尔比为1：10：6的氢氧化钾、硅溶胶和水，氢氧化钾和水预混合溶解得到氢氧化钾溶液；在快速搅拌下，将氢氧化钾溶液逐步滴加到硅溶胶里，水浴温度50℃下反应1h，制备得到硅酸盐模数为4.5的高模数硅酸钾溶液；
（2）制备稳定高模数硅酸盐：按照高模数硅酸钾溶液：硅烷偶联剂：硅丙乳液的质量比为1：0.5：（2~5）的比例，称取硅烷偶联剂KH-560和硅丙乳液，在250r/min的搅拌条件下，缓慢滴加到高模数硅酸钾溶液中，反应温度45℃，反应持续1h，制备出稳定高模数硅酸钾溶液；
（3）制备抗藻剂：选用粒径为1μm的吡啶硫酮锌作为抗藻化合物，选用5μm的硅藻土作为多孔载体，按照以下方法进行负载：称取抗藻化合物0.5g溶于体积比为1：（1~2）的水和乙醇混合液，超声强力机械搅拌30min；之后称取3g硅藻土加入上述分散液，继续强力超声搅拌1-2h，之后水洗或乙醇洗，4000~6000r/min离心真空烘干，得到抗藻剂；
（4）制备抗菌剂：将FeCl3·6H2O与FeSO4·7H2O以摩尔比1：（1-1.5）配置成水溶液，搅拌混合均匀；将10wt%的纳米银线水溶液以质量比10:100的比例添加到上述铁盐溶液中，搅拌混合均匀，逐步滴加5wt%NaOH溶液至混合溶液的pH到11-12，静置3h，抽滤纯水洗涤，真空干燥获得复合纳米银材料；
（5）将1.5wt%抗菌剂、1.5wt%抗藻剂与30wt%稳定高模数硅酸钾溶液混合均匀，以1500r/min的速度搅拌30min，搅拌期间逐步添加1.5wt%气相二氧化硅增稠剂、0.5wt%抗沉剂蒙脱土、0.5wt%分散剂和0.5wt%消泡剂，最后添加48wt%的粒状锌粉和16wt%的片状锌粉，得到涂料。
CN201911194626.XA 2019-11-28 2019-11-28 抗菌剂及其制备方法、涂料和使用方法与应用 Active CN111004536B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911194626.XA CN111004536B (zh) 2019-11-28 2019-11-28 抗菌剂及其制备方法、涂料和使用方法与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911194626.XA CN111004536B (zh) 2019-11-28 2019-11-28 抗菌剂及其制备方法、涂料和使用方法与应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111004536A CN111004536A (zh) 2020-04-14
CN111004536B true CN111004536B (zh) 2022-07-19

Family

ID=70112385

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911194626.XA Active CN111004536B (zh) 2019-11-28 2019-11-28 抗菌剂及其制备方法、涂料和使用方法与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111004536B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113122086B (zh) * 2021-05-10 2021-12-31 上海宜瓷龙新材料股份有限公司 一种抗菌抗病毒无机陶瓷内墙涂料及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103289453A (zh) * 2013-07-08 2013-09-11 华夏贝能（北京）生态科技有限公司 一种抑菌除味无机功能涂料及其制备方法
CN103450719A (zh) * 2013-09-09 2013-12-18 武汉武大巨成加固实业有限公司 一种长效水性环保钢结构保护涂料
CN105076206A (zh) * 2014-05-09 2015-11-25 中国人民解放军63971部队 磁性多孔钠米银抗菌材料、其制备方法及用途
CN106924810A (zh) * 2017-02-16 2017-07-07 湖北大学 一种基于纳米银颗粒的纳米抗菌涂层材料及其制备方法
CN108003736A (zh) * 2017-12-23 2018-05-08 严致迪 一种添加Ag-Zn复合抗菌剂的油漆及其制备工艺
CN109077053A (zh) * 2018-07-14 2018-12-25 泉州师范学院 一种载银抗菌剂的制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103506619B (zh) * 2012-06-26 2015-08-05 中国科学院理化技术研究所 一种Fe3O4纳米磁性粒子包覆的银线及制备和用途

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103289453A (zh) * 2013-07-08 2013-09-11 华夏贝能（北京）生态科技有限公司 一种抑菌除味无机功能涂料及其制备方法
CN103450719A (zh) * 2013-09-09 2013-12-18 武汉武大巨成加固实业有限公司 一种长效水性环保钢结构保护涂料
CN105076206A (zh) * 2014-05-09 2015-11-25 中国人民解放军63971部队 磁性多孔钠米银抗菌材料、其制备方法及用途
CN106924810A (zh) * 2017-02-16 2017-07-07 湖北大学 一种基于纳米银颗粒的纳米抗菌涂层材料及其制备方法
CN108003736A (zh) * 2017-12-23 2018-05-08 严致迪 一种添加Ag-Zn复合抗菌剂的油漆及其制备工艺
CN109077053A (zh) * 2018-07-14 2018-12-25 泉州师范学院 一种载银抗菌剂的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111004536A (zh) 2020-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106752543B (zh) 一种温敏纳米银控释智能抗菌涂料及其制备方法
Zhang et al. Preparation and characterization of novel polyethersulfone hybrid ultrafiltration membranes bending with modified halloysite nanotubes loaded with silver nanoparticles
KR101399260B1 (ko) 금속 알콕시드 축합 생성물, 유기 실란 화합물 및 붕소 화합물을 포함하는 중합체 조성물
CN109971295A (zh) 一种无氟抗菌透明超疏水涂料、制备方法及其应用
CN109266165A (zh) 一种环氧复合涂料及其制备方法
CN109880470B (zh) 一种水性丙烯酸酯延时抗菌涂料的制备方法
CN107815193A (zh) 石墨烯负载纳米银抗菌剂和石墨烯原位还原负载纳米银水性抗菌涂料
CN111004536B (zh) 抗菌剂及其制备方法、涂料和使用方法与应用
CN104151998B (zh) 一种耐洗刷复合抗菌金属涂料及其制备方法
CN102675547A (zh) 具有双重性质的Janus颗粒及其制备方法
Yeole et al. The effect of carbon nanotubes loaded with 2-mercaptobenzothiazole in epoxy-based coatings
CN101892000A (zh) 一种抗菌防霉亲水涂料、铝箔以及其制备方法
Lu et al. Mussel-inspired multifunctional integrated liquid metal-based magnetic suspensions with rheological, magnetic, electrical, and thermal reinforcement
CN101508863B (zh) 一种纳米羟基磷灰石抗菌涂料及其制备方法
Wu et al. Antifouling and anticorrosion performance of the composite coating made of tetrabromobisphenol-A epoxy and polyaniline nanowires
CN100512650C (zh) 一种抗菌防霉剂的制备方法
CN100345486C (zh) 一种纳米层状磷酸锆载银无机抗菌粉体及其制备新方法
CN108902177A (zh) 一种含银二氧化钛抗菌剂的制备方法
Jin et al. Intelligent antibacterial surface based on ionic liquid molecular brushes for bacterial killing and release
TWI640565B (zh) 一種含奈米銀粒子之高分子乳膠顆粒組成物
CN107163826B (zh) 一种纳米陶瓷聚合物重防腐涂料及其制备方法
CN110885592A (zh) 一种超疏水抗菌阳离子含氟聚合物纳米涂层
CN112940555B (zh) 一种具有可控释放亚铜离子特征的防污剂的制备及其应用
JP4164009B2 (ja) 銅粉末及びそれを用いた銅ペースト・塗料、電極
CN103172092B (zh) 一种纳米氧化镁三氯生复合纳米抗菌剂

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant