CN111574871A - 改性氟硅烷复合溶胶及其制备方法和含有该改性氟硅烷复合溶胶的涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了改性氟硅烷复合溶胶及其制备方法和含有该改性氟硅烷复合溶胶的涂料及其制备方法和应用。该改性氟硅烷复合溶胶包括2～3份纳米过渡金属磷酸盐、30～40份纳米二氧化钛、20～30份有机氟单体、15～20份硅烷偶联剂、1～3份引发剂BPO和50～60份亲水性分散剂。将热固性树脂、改性氟硅烷复合溶胶和有机溶剂混合，搅拌至充分溶解，即得到涂料。本发明的涂料形成的涂层，与基材的粘附性好；涂层具备高效的疏水性，能有效降低病毒的沾附；在可见光照射下即可发生光催化反应，从而有效杀灭病毒或细菌，使得涂层具备优异的抗病毒和抗菌性能；并且抗菌抗病毒活性组分不会大量溶出而流失，抗菌抗病毒效果稳定，能够大大增加涂层抗菌抗病毒的有效使用周期。

Description

改性氟硅烷复合溶胶及其制备方法和含有该改性氟硅烷复合 溶胶的涂料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及抗菌抗病毒技术领域，尤其涉及改性氟硅烷复合溶胶及其制备方法和含有该改性氟硅烷复合溶胶的涂料及其制备方法和应用。
背景技术
近年来，由于流感病毒及新型冠状病毒等高致病性的病毒和一些对普通杀菌剂有极强耐药性的病菌的出现，使得流行病极易爆发。公共场所如医院、学校等人流密集处成为极易爆发流行性疾病的场所，特别是在医院等公众卫生设施中，病毒和病菌的出现的可能性极高，对公众的健康危害极大。此外，在一些特殊的医疗设备如透析仪的使用当中因为消毒不彻底造成的病毒交叉感染也成为潜在的威胁。因此一种能够适应于多种应用场景的广谱抗菌抗病毒技术对群众的生命安全和社会可持续发展具有重大的意义。
微生物作为一种有机物的组合物，能在过光催化作用下被降解，光催化材料在对于病毒的去除和降解方面有着显著的作用。其中，二氧化钛材料以其优异的光催化性能，被大家广泛关注。普通的二氧化钛添加剂，即钛白粉，拥有优越的白度、着色力、遮盖力、耐候性、耐热性、和化学稳定性。然而二氧化钛的粒径过大，在形成涂覆层后并不能拥有良好的光催化性能，且需要在紫外线照射下才具备光催化性能；二氧化钛的纳米化以及表面修饰是提升其光催化性能的关键方法。
自荷叶表面超疏水和自清洁性被发现以来，仿生超疏水表面的研究引起众多研究人员浓厚的研究兴趣。近年来的研究表明，疏水表面的构建可以赋予材料表面优异的生物相容性如抗蛋白质吸附、抗菌抗病毒粘附、抗细菌粘附等。目前应用的疏水涂层功能普遍较为单一、虽然有一些研究在疏水涂层中添加抗菌抗病毒组分，实现疏水功能和抗菌抗病毒功能的一体化集成，但是存在抗菌抗病毒活性组分容易大量溶出而流失、导致抗菌抗病毒能力不足或丧失，因此构造出一种高效、稳定定性好、使用周期长的疏水、抗菌抗病毒效果好的涂料体系，成为极富有巨大意义的一项开发工作。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种抗菌抗病毒效果好、疏水性好、稳定性好的改性氟硅烷复合溶胶及其制备方法和含有该改性氟硅烷复合溶胶的涂料及其制备方法和应用。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种改性氟硅烷复合溶胶，包括如下质量份数的原料：2～3份纳米过渡金属磷酸盐、30～40份纳米二氧化钛、20～30份有机氟单体、15～20份硅烷偶联剂、1～3份引发剂BPO和50～60份亲水性分散剂。
优选的，所述纳米过渡金属磷酸盐的粒径为200～500nm；所述纳米二氧化钛的粒径为100～200nm。
优选的，所述纳米过渡金属磷酸盐颗粒包括磷酸铜、磷酸银、磷酸铁、磷酸钴和磷酸镍中的一种或多种。
优选的，所述有机氟单体包括甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸全氟辛酯、甲基丙烯酸三氟乙酯和甲基丙烯酸六氟异丙酯中的一种或多种；所述硅烷偶联剂包括乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或两种；所述亲水性分散剂包括乙醇、异丙醇、乙二醇、四氢呋喃和氯仿中的一种或多种。
一种如上所述的改性氟硅烷复合溶胶的制备方法，包括如下步骤：
S1.将纳米过渡金属磷酸盐、纳米二氧化钛按上述质量份数混合，在 1000～1500r/min的转速下球磨6～8h，得到过渡金属磷酸盐掺杂的改性二氧化钛；
S2.将步骤S1得到的改性二氧化钛与上述质量份数的有机氟单体、硅烷偶联剂、引发剂BPO和亲水性分散剂混合，在60～70℃温度反应4～8h，整个反应过程保持搅拌，收集混合溶液中的沉淀物，即得到改性氟硅烷复合溶胶。
一种涂料，包括如上所述的改性氟硅烷复合溶胶或如上所述的制备方法制备的改性氟硅烷复合溶胶。
优选的，所述涂料包括如下质量份数的原料：10～15份所述改性氟硅烷复合溶胶、20～30份热固性树脂和40～50份有机溶剂。
优选的，所述热固性树脂包括环氧树脂、硅醚树脂和不饱和聚酯中的一种或多种；所述有机溶剂包括乙醇、异丙醇、乙酸乙酯、乙醚中的一种或多种。
一种如上所述的涂料的制备方法，将所述热固性树脂、改性氟硅烷复合溶胶和有机溶剂按上述质量份数混合，搅拌至充分溶解，即得到所述涂料。
一种如上所述的涂料的应用，将将所述涂料涂覆在基材上固化形成涂层，将所述涂层置于可见光中，在0.4～1mW/cm2强度下光照时间10～30min，或者在0.1～0.2mW/cm2强度下光照时间4～6h，以实现对病毒或细菌感染能力的灭活。
在本发明的改性氟硅烷复合溶胶及其制备方法和含有该改性氟硅烷复合溶胶的涂料及其制备方法和应用。该改性氟硅烷复合溶胶包括纳米过渡金属磷酸盐、纳米二氧化钛、有机氟单体、硅烷偶联剂、引发剂BPO和亲水性分散剂；纳米过渡金属磷酸盐中的磷酸根能够吸附在二氧化钛表面，磷酸根能与二氧化钛表面的羟基相互作用，形成稳定的化学键，磷酸根修饰的二氧化钛表面带负电荷，当光生电子从价带激发到导带产生电子空穴对时，由于表面带负电荷，光生空穴能够更好的迁移到二氧化钛表面促进电子和空穴对的分离，由于二氧化钛的亲水性强，其表面会吸附水分子，光生空穴与二氧化钛表面的水分子发生反应生成羟基自由基，从而导致整体的羟基自由基产量增加；另外过渡金属掺杂在二氧化钛的晶格中，能有效阻止电子与空穴的复合，因此能进一步提高羟基自由基的产量，从而能够更有效率的降低病毒或细菌的感染能力，达到灭活病毒或细菌的作用。在引发剂BPO的作用下，有机氟单体与硅烷偶联剂发生交联反应形成氟硅烷聚合物，氟硅烷聚合物将过渡金属磷酸盐掺杂的二氧化钛包覆形成改性氟硅烷复合溶胶，在使用过程中，能够防止过渡金属磷酸盐掺杂的二氧化钛的流失，提高抗菌抗病毒组分的稳定性；并且氟硅烷聚合物能够降低涂层的表面能，能起到较强疏水作用，防止病毒或细菌的沾附，同时有机氟单体交联形成大分子的氟硅烷聚合物，能够与基材紧密结合。
本发明的改性氟硅烷复合溶胶的制备原理如下：通过球磨的方式，将纳米过渡金属磷酸盐掺杂在纳米二氧化钛上，形成改性二氧化硅，将改性二氧化钛，有机氟单体、硅烷偶联剂、引发剂BPO加入亲水性分散剂中，形成混合溶液，亲水性分散剂使得改性二氧化钛在混合溶液体系中得到均匀分散，混合溶液体系中包括水相和油相，油相为有机氟单体、硅烷偶联剂和引发剂 BPO；水相为改性二氧化钛和亲水性分散剂，在一定温度下，在水油两相的界面，疏水的有机氟单体发生原位聚合形成氟硅烷聚合物，氟硅烷聚合物将改性二氧化钛进行包覆，生成改性氟硅烷复合溶胶。
涂料包括改性氟硅烷复合溶胶、热固性树脂和有机溶剂；通过加入热固性树脂，使得涂料能够在基材上固化形成稳定的涂层，并且可以使得改性氟硅烷复合溶胶稳定粘附在基材上，有利于涂料的使用效果；加入有机溶剂，使得改性氟硅烷复合溶胶与热固性树脂能够在溶液体系中分散均匀，并且能够降低涂料的粘度，便于涂料在基材上的涂覆。
本发明制备的涂料，应用范围非常广泛，可将涂层涂覆在塑料、金属、陶瓷、玻璃、木材、石材、纺织品等材料表面，实现公共场所的细菌和病毒的有效杀灭，也可将涂层涂覆在医用高分子材料、医用金属合金材料以及陶瓷等医疗器械基材上进行细菌和病毒的有效杀灭。本发明的涂料形成的涂层，与基材的粘附性好；涂层具备高效的疏水性，能有效降低病毒的沾附；在可见光照射下即可发生光催化反应，从而有效杀灭病毒或细菌，使得涂层具备优异的抗病毒和抗菌性能；并且抗菌抗病毒活性组分不会大量溶出而流失，抗菌抗病毒效果稳定，能够大大增加涂层抗菌抗病毒的有效使用周期。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
本发明的改性氟硅烷复合溶胶的制备方法，具体实施步骤包括如下：
1.以质量份数计，将2份平均粒径为200nm的磷酸铜与40份平均粒径为 100nm的二氧化钛混合，在球磨机中以1000r/min的转速下球磨6h，得到磷酸铜掺杂的改性二氧化钛，通过球磨的方式，使得磷酸铜掺杂在二氧化钛中，得到粒径更小的改性二氧化钛，本实施例中得到的改性二氧化钛的平均粒径为50nm；
2.将步骤1得到的改性二氧化钛、20份甲基丙烯酸十二氟庚酯、15份乙烯基三甲氧基硅烷和1份引发剂BPO分散在40份乙醇中，在60℃温度反应 4h，整个反应过程保持搅拌，收集混合溶液中的沉淀物，将沉淀物干燥即得到改性氟硅烷复合溶胶。
按重量份数计，取10份改性氟硅烷复合溶胶、20份环氧树脂和40份乙醇，将其混合均匀，得到涂料。
在实际使用过程中，将涂层涂覆至塑料基板上，在70℃温度下固化2小时，在塑料基板上形成涂层。
对本实施例制备的涂层进行疏水性能测试、抗病毒/抗菌性能测试、抗沾附性能测试。
疏水性能测试：采用接触角测量仪测定水滴与涂层的静态接触角，本实施例的测试的静态接触角为130度。
抗病毒性能测试：取12孔板，并将每个孔用去离子水清洗3遍，并将孔板放置在高温灭菌箱中进行灭菌处理后备用；将猪流感病毒(H1N1)浓缩液 (滴度为5.8×105TCID50/mL)稀释10倍备用；取5μL的猪流感病毒(H1N1) 稀释液加入涂有涂层的孔板内。将滴入病毒稀释液的孔板放置在避光实验室中，仅打开光源照射，设定好一定的光照强度，照射一段时间后，分别用移液枪取出孔板中上清液，然后将其放入恒温培养箱中培养4天，取出后将其染成形成空斑，并对空斑进行计数。本实施例中，经光照强度为0.8W/cm2照射30min后，对于猪流感病毒(H1N1)的灭活效率为99.5％，经光照强度为 0.1W/cm2照射6h后，对于猪流感病毒(H1N1)的灭活效率为92％。
抗沾附性能测试：将200毫升108/cm3的猪流感病毒(H1N1)的悬浮病毒液均匀地涂在有涂层或无涂层地玻璃表面，并在37℃培养4小时。在显微镜下观察并分别记录沾附在无涂层的玻璃和有涂层的玻璃上的病毒数量；本实施例中的涂层对猪流感病毒(H1N1)的抗沾附率可达99％。
实施例2
本实施例与实施例1中的步骤基本相同，不同之处在于，以重量份数计，步骤1中，将3份平均粒径为500nm的磷酸铁与30份平均粒径为200nm的二氧化钛混合，球磨的转速为1500r/min，球磨时间为8h，制备得到的改性二氧化钛的平均粒径为200nm；步骤2中，30份甲基丙烯酸全氟辛酯、20份乙烯基三乙氧基硅烷和3份引发剂BPO分散在50份异丙醇中，反应温度为70℃，反应时间6h。
按重量份数计，取15份改性氟硅烷复合溶胶、30份硅醚树脂和50份乙酸乙酯，将其混合均匀，得到涂料。
在实际使用过程中，将涂层涂覆至玻璃基板上，在80℃温度下固化1小时，在玻璃基板上形成涂层。
本实施例制备的涂层，测试的静态接触角为140度。
本实施例制备的涂层进行乙肝病毒的抗病毒性能测试，经光照强度为 0.4W/cm2照射30min后，对于乙肝病毒的灭活效率为99.0％；经光照强度为 0.1W/cm2照射6h后，对于乙肝病毒的灭活效率为94％。
本实施例的涂层对乙肝病毒的抗沾附率达到99％。
实施例3
本实施例与实施例1中的步骤基本相同，不同之处在于，以重量份数计，步骤1中，将2.5份平均粒径为300nm的磷酸钴与35份平均粒径为150nm的二氧化钛混合，球磨的转速为1350r/min，球磨时间为7h，制备得到的改性二氧化钛的平均粒径为140nm；步骤2中，25份甲基丙烯酸三氟乙酯、18份乙烯基三乙氧基硅烷和2份引发剂BPO分散在55份乙二醇中，反应温度为65℃，反应时间8h。
按重量份数计，取12份改性氟硅烷复合溶胶、25份不饱和聚酯和45份乙醚，将其混合均匀，得到涂料。
在实际使用过程中，将涂层涂覆至陶瓷基板上，在90℃温度下固化1小时，在陶瓷基板上形成涂层。
本实施例制备的涂层，测试的静态接触角为136度。
本实施例制备的涂层进行肠病毒的抗病毒性能测试，经光照强度为 1.0W/cm2照射30min后，对于肠病毒的灭活效率为99.4％；经光照强度为 0.2W/cm2照射6h后，对于肠病毒的灭活效率为96％。
本实施例的涂层对肠病毒的抗沾附率达到99％。
实施例4
本实施例与实施例1中的步骤基本相同，不同之处在于，以重量份数计，步骤1中，将2.2份平均粒径为250nm的磷酸镍与32份平均粒径为125nm的二氧化钛混合，球磨的转速为1200r/min，球磨时间为6.5h，制备得到的改性二氧化钛的平均粒径为100nm；步骤2中，22份甲基丙烯酸六氟异丙酯、16 份乙烯基三甲氧基硅烷和1.5份引发剂BPO分散在54份四氢呋喃中，反应温度为68℃，反应时间7h。
按重量份数计，取14份改性氟硅烷复合溶胶、28份环氧树脂和48份异丙醇，将其混合均匀，得到涂料。
在实际使用过程中，将涂层涂覆至不锈钢基板上，在85℃温度下固化1 小时，在不锈钢基板上形成涂层。
本实施例制备的涂层，测试的静态接触角为138度。
本实施例制备的涂层进行大肠杆菌的抗菌性能测试，经光照强度为 0.6W/cm2照射30min后，对于大肠杆菌的灭活效率为99.2％；经光照强度为 0.2W/cm2照射6h后，对于大肠杆菌的灭活效率为95％。
本实施例的涂层对大肠杆菌的抗沾附率达到99％。
表1和表2为本发明实施例中的涂层的抗病毒抗菌测试结果；由表1和表2可知，本发明制备的涂料形成的涂层，在光照强度为0.4～1.0mW/cm2的强光照条件下，在30min内，能够达到对病毒和细菌的高效降解；即使是在 0.1～0.2mW/cm2弱光照条件下，只需光照数小时，也可达到对病毒和细菌的灭活。
本发明制备的涂料形成的涂层，静态接触角可达130～140度，涂层的疏水性好，病毒和细菌不易沾附在涂层表面；在可见光照射下，抗菌抗病毒活性组分发生光催化反应，从而有效杀灭病毒或细菌，使得涂层具备优异的抗病毒和抗菌性能；并且抗菌抗病毒活性组分不会大量溶出而流失，抗菌抗病毒效果稳定，能够延长涂层抗菌抗病毒的有效使用周期。
表1本发明实施例中的涂层在强光照条件下的抗病毒/抗菌测试结果
Figure BDA0002464153780000091
表2本发明实施例中的涂层在弱光照条件下的抗病毒/抗菌测试结果
Figure BDA0002464153780000092
以上未涉及之处，适用于现有技术。
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围，本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例来做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的方向或者超越所附权利要求书所定义的范围。本领域的技术人员应该理解，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种改性氟硅烷复合溶胶，其特征在于，包括如下质量份数的原料：2～3份纳米过渡金属磷酸盐、30～40份纳米二氧化钛、20～30份有机氟单体、15～20份硅烷偶联剂、1～3份引发剂BPO和50～60份亲水性分散剂。
2.如权利要求1所述的一种改性氟硅烷复合溶胶，其特征在于，所述纳米过渡金属磷酸盐的粒径为200～500nm；所述纳米二氧化钛的粒径为100～200nm。
3.如权利要求2所述的一种改性氟硅烷复合溶胶，其特征在于，所述纳米过渡金属磷酸盐颗粒包括磷酸铜、磷酸银、磷酸铁、磷酸钴和磷酸镍中的一种或多种。
4.如权利要求3所述的一种改性氟硅烷复合溶胶，其特征在于，所述有机氟单体包括甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸全氟辛酯、甲基丙烯酸三氟乙酯和甲基丙烯酸六氟异丙酯中的一种或多种；所述硅烷偶联剂包括乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或两种；所述亲水性分散剂包括乙醇、异丙醇、乙二醇、四氢呋喃和氯仿中的一种或多种。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的改性氟硅烷复合溶胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.将纳米过渡金属磷酸盐、纳米二氧化钛按上述质量份数混合，在1000～1500r/min的转速下球磨6～8h，得到过渡金属磷酸盐掺杂的改性二氧化钛；
S2.将步骤S1得到的改性二氧化钛与上述质量份数的有机氟单体、硅烷偶联剂、引发剂BPO和亲水性分散剂混合，在60～70℃温度反应4～8h，整个反应过程保持搅拌，收集混合溶液中的沉淀物，即得到改性氟硅烷复合溶胶。
6.一种涂料，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的改性氟硅烷复合溶胶。
7.如权利要求6所述的一种涂料，其特征在于，所述涂料包括如下质量份数的原料：10～15份所述改性氟硅烷复合溶胶、20～30份热固性树脂和40～50份有机溶剂。
8.如权利要求7所述的一种涂料，其特征在于，所述热固性树脂包括环氧树脂、硅醚树脂和不饱和聚酯中的一种或多种；所述有机溶剂包括乙醇、异丙醇、乙酸乙酯、乙醚中的一种或多种。
9.一种如权利要求7或8所述的涂料的制备方法，其特征在于，将所述热固性树脂、改性氟硅烷复合溶胶和有机溶剂按上述质量份数混合，搅拌至充分溶解，即得到所述涂料。
10.一种如权利要求9所述的涂料的应用，其特征在于，将将所述涂料涂覆在基材上固化形成涂层，将所述涂层置于可见光中，在0.4～1mW/cm2强度下光照时间10～30min，或者在0.1～0.2mW/cm2强度下光照时间4～6h，以实现对病毒或细菌感染能力的灭活。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112661413A (zh) * 2020-12-25 2021-04-16 安徽鸿程光电有限公司 抗菌防指纹玻璃及其制备方法和有该玻璃的触控显示产品
CN115445326A (zh) * 2022-09-29 2022-12-09 天津日津科技股份有限公司 一种复合型抗菌空气过滤膜

Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2053353B1 (zh) * 1969-07-31 1973-04-27 Matsushita Electric Works Ltd
CN1384150A (zh) * 2002-04-29 2002-12-11 中国科学院上海硅酸盐研究所 纳米氧化钛/氧化硅复合抗菌粉料及制备方法
CN1459474A (zh) * 2002-05-20 2003-12-03 中国科学院理化技术研究所 微介孔二氧化硅异质复合体及其制备方法和用途
CN1459476A (zh) * 2002-05-20 2003-12-03 中山市华铿喷涂有限公司 磷酸银抗菌改性二氧化钛复合颗粒及其制备方法和用途
JP2005132944A (ja) * 2003-10-30 2005-05-26 Toshio Irie 光触媒粒子固定用塗布剤、光触媒粒子固定方法及び光触媒担持部材。
CN101184866A (zh) * 2005-05-31 2008-05-21 法国空中客车公司 用于表面溶胶-凝胶涂层的溶胶以及使用它的溶胶-凝胶涂覆方法
CN101193992A (zh) * 2005-04-22 2008-06-04 道康宁东丽株式会社 含用金属元素掺杂的钛氧化物的基材表面处理用溶液或分散液，采用上述液体的基材表面处理法，以及采用该法得到的表面处理材料
CN101300982A (zh) * 2008-06-27 2008-11-12 中南大学 载银纳米二氧化钛的制备方法
CN103396634A (zh) * 2013-08-13 2013-11-20 武汉羿阳科技有限公司 一种自清洁抗菌防雾薄膜
CN103551174A (zh) * 2013-10-23 2014-02-05 三棵树涂料股份有限公司 磷酸铁包裹的光催化纳米二氧化钛粉末及其应用
CN103894216A (zh) * 2014-03-27 2014-07-02 常州大学 一种磁性纳米磷酸银/二氧化钛复合光催化材料的制备方法
CN106478903A (zh) * 2016-08-31 2017-03-08 秦瑶 一种纳米银抗菌乳液
CN106538583A (zh) * 2016-10-29 2017-03-29 江苏微特克纳米科技有限公司 长效消毒抗菌组合物、其涂布方法和用于涂层的再生方法
CN107200991A (zh) * 2017-06-21 2017-09-26 芜湖蓝天工程塑胶有限公司 改性纳米二氧化钛负载磷酸锆保鲜盒材料及其制备方法
CN107512733A (zh) * 2017-09-28 2017-12-26 苏州泰利三佳纳米科技有限公司 一种二氧化钛掺杂银离子纳米粉体溶液的制备方法
CN107603315A (zh) * 2017-09-22 2018-01-19 赵兰敏 儿童自行车专用复合抗菌涂料与复合抗菌剂及复合抗菌剂的制备方法
CN108822693A (zh) * 2018-07-18 2018-11-16 杨程飞扬 一种抗菌疏水涂层的制备方法
CN109110909A (zh) * 2018-08-31 2019-01-01 江苏新亿源环保科技有限公司 一种银掺杂改性生物滤料的制备方法
CN109666178A (zh) * 2017-10-17 2019-04-23 翁秋梅 一种杂化动态聚合物组合物及其应用
CN110144150A (zh) * 2019-05-15 2019-08-20 杨茂本 用于医疗检验平台的抑菌隔离涂层组合物及其制备方法

Patent Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2053353B1 (zh) * 1969-07-31 1973-04-27 Matsushita Electric Works Ltd
CN1384150A (zh) * 2002-04-29 2002-12-11 中国科学院上海硅酸盐研究所 纳米氧化钛/氧化硅复合抗菌粉料及制备方法
CN1459474A (zh) * 2002-05-20 2003-12-03 中国科学院理化技术研究所 微介孔二氧化硅异质复合体及其制备方法和用途
CN1459476A (zh) * 2002-05-20 2003-12-03 中山市华铿喷涂有限公司 磷酸银抗菌改性二氧化钛复合颗粒及其制备方法和用途
JP2005132944A (ja) * 2003-10-30 2005-05-26 Toshio Irie 光触媒粒子固定用塗布剤、光触媒粒子固定方法及び光触媒担持部材。
CN101193992A (zh) * 2005-04-22 2008-06-04 道康宁东丽株式会社 含用金属元素掺杂的钛氧化物的基材表面处理用溶液或分散液，采用上述液体的基材表面处理法，以及采用该法得到的表面处理材料
CN101184866A (zh) * 2005-05-31 2008-05-21 法国空中客车公司 用于表面溶胶-凝胶涂层的溶胶以及使用它的溶胶-凝胶涂覆方法
CN101300982A (zh) * 2008-06-27 2008-11-12 中南大学 载银纳米二氧化钛的制备方法
CN103396634A (zh) * 2013-08-13 2013-11-20 武汉羿阳科技有限公司 一种自清洁抗菌防雾薄膜
CN103551174A (zh) * 2013-10-23 2014-02-05 三棵树涂料股份有限公司 磷酸铁包裹的光催化纳米二氧化钛粉末及其应用
CN103894216A (zh) * 2014-03-27 2014-07-02 常州大学 一种磁性纳米磷酸银/二氧化钛复合光催化材料的制备方法
CN106478903A (zh) * 2016-08-31 2017-03-08 秦瑶 一种纳米银抗菌乳液
CN106538583A (zh) * 2016-10-29 2017-03-29 江苏微特克纳米科技有限公司 长效消毒抗菌组合物、其涂布方法和用于涂层的再生方法
CN107200991A (zh) * 2017-06-21 2017-09-26 芜湖蓝天工程塑胶有限公司 改性纳米二氧化钛负载磷酸锆保鲜盒材料及其制备方法
CN107603315A (zh) * 2017-09-22 2018-01-19 赵兰敏 儿童自行车专用复合抗菌涂料与复合抗菌剂及复合抗菌剂的制备方法
CN107512733A (zh) * 2017-09-28 2017-12-26 苏州泰利三佳纳米科技有限公司 一种二氧化钛掺杂银离子纳米粉体溶液的制备方法
CN109666178A (zh) * 2017-10-17 2019-04-23 翁秋梅 一种杂化动态聚合物组合物及其应用
CN108822693A (zh) * 2018-07-18 2018-11-16 杨程飞扬 一种抗菌疏水涂层的制备方法
CN109110909A (zh) * 2018-08-31 2019-01-01 江苏新亿源环保科技有限公司 一种银掺杂改性生物滤料的制备方法
CN110144150A (zh) * 2019-05-15 2019-08-20 杨茂本 用于医疗检验平台的抑菌隔离涂层组合物及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
魏超: "复合纳米二氧化钛的制备及光催化性能研究", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112661413A (zh) * 2020-12-25 2021-04-16 安徽鸿程光电有限公司 抗菌防指纹玻璃及其制备方法和有该玻璃的触控显示产品
CN115445326A (zh) * 2022-09-29 2022-12-09 天津日津科技股份有限公司 一种复合型抗菌空气过滤膜

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