CN112143319A - 一种透明抗菌抗病毒自清洁涂层溶液及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种透明抗菌抗病毒自清洁涂层溶液及其使用方法，所述涂层溶液包括：1‑4份聚甲基丙烯酸甲酯、0.01‑2份纳米氧化锌、0.5‑3份含银溶液、1‑3份硅烷偶联剂、0.5‑2份附着力促进剂和90‑110份溶剂，将配制得到的所述涂层溶液均匀涂覆在经70‑150℃热处理后的基材表面上，经过退火处理，得到带有透明抗菌抗病毒自清洁涂层的基材。本发明通过将聚甲基丙烯酸甲酯与纳米氧化锌复合得到所述涂层溶液，不仅提高了聚甲基丙烯酸甲酯的综合性能，还可以有效提高涂层对基材表面的附着力，得到的带有涂层的基材既具有基材抗菌抗病毒性能，又具有一定自清洁能力，还具有良好的透明度和防紫外线的能力。

Description

一种透明抗菌抗病毒自清洁涂层溶液及其使用方法
技术领域
本发明涉及功能涂层领域，具体涉及一种透明抗菌抗病毒自清洁涂层溶液及其使用方法。
背景技术
玻璃及玻璃制品在日常居家生活、汽车交通、工业建筑以及航空航天工程等领域得到了极其广泛的应用。在日常生活中，酒店、家庭淋浴房、私人手机屏幕以及公共场所的各种触摸屏设备，均采用的玻璃制品。然而，在玻璃制品的使用过程中，一方面，留在玻璃制品表面的汗渍、划痕以及温暖潮湿的环境都为细菌、病毒的滋生提供了有利条件，对人体健康以及生活质量产生了严重影响；另一方面，玻璃表面的灰尘经过长时间积累，清洁过程繁琐耗时。因此，人们开始致力于开发一种既可以抗菌抗病毒，又具有一定自清洁能力的功能玻璃。
目前，现有技术研究的抗菌玻璃主要采用在玻璃原料中加入银系抗菌剂等抗菌成分，然后通过高温熔融后再进行低温冷却，从而赋予玻璃产品抗菌性能。例如CN106746675A公开了一种高强度抑菌抗菌二硅酸锂玻璃陶瓷及其制备方法，所述制备方法在确定SiO2、Li2O等玻璃成分配料的基础上，另外按基体玻璃重量0.1～8％的比例确定抗菌成分Ag2O、ZnO、CuO的总量，然后采用高温熔融法制得基体玻璃，随后依次进行核化和三步晶化，制备得到所述高强度抑菌抗菌二硅酸锂玻璃陶瓷。所述制备方法为了保证抗菌玻璃整体抗菌性能均匀一致，需要采用大量抗菌成分，制备得到的抗菌玻璃易出现透光率低、强度低等缺陷，严重影响抗菌玻璃的质量。
另外，也有现有技术利用高温熔盐离子交换法赋予玻璃抗菌性能，例如CN104472540A公开了一种用于玻璃制品的抗菌溶液及其使用方法，所述抗菌溶液含有银系离子，所述使用方法包括：首先，将抗菌溶液涂覆于玻璃制品需要抗菌的表面，然后进行干燥，在抗菌溶液彻底干燥后将玻璃制品置于150-410℃条件下加热20-180min，之后将抗菌涂层剥离，对玻璃制品进行清洗，即得到抗菌玻璃制品。在150-410℃条件下的加热处理过程中，玻璃制品表面形成的银系离子涂层会发生软化，涂层中的银系离子会与玻璃制品表面的钠离子和钾离子发生高温熔盐离子交换反应，随后玻璃容器表面就存在了一层具有抗菌性能的银系离子，而且由于银系离子半径很大，不会溢出玻璃制品的表面，于是经过所述抗菌溶液处理过的玻璃制品就具有了长期有效的抗菌性能。然而，所述抗菌溶液的处理过程复杂，而且没有自清洁能力，功能单一。
此外，部分现有技术也公开了采用在玻璃表面涂层的方法赋予玻璃制品抗菌性能，例如CN210176775U公开了一种透明抗菌涂层及包含该涂层的抗菌玻璃，该涂层由第一层纳米银/聚乙二醇复合涂层，第二层为乙氧基改性的三羟甲基丙烷三丙烷酸酯/UV树脂复合涂层组成，最终抗菌涂层的性能由第一和第二两涂层的性能决定。该工艺对每层涂层的厚度、均匀性都有一定要求，操作复杂，工艺要求较高，不适合大规模推广。
综上所述，目前亟需开发一种透明抗菌抗病毒自清洁涂层溶液及其使用方法，将所述涂层溶液应用于玻璃等基材上，既可以抗菌抗病毒，又具有一定自清洁能力，还不会影响玻璃的透明度。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种透明抗菌抗病毒自清洁涂层溶液及其使用方法，通过将聚甲基丙烯酸甲酯与纳米氧化锌复合，并加入适量添加剂得到所述涂层溶液，不仅提高了作为基底材料的聚甲基丙烯酸甲酯的综合性能，还可以有效提高涂层对基材表面的附着力，利用本发明得到的涂层，既赋予了基材抗菌抗病毒性能，又使得基材具有一定自清洁能力，还具有良好的透明度和防紫外线的能力。
为达此目的，本发明采用了如下技术方案：
本发明的目的之一在于提供一种透明抗菌抗病毒自清洁涂层溶液，按照质量份计，所述涂层溶液包括：1-4份聚甲基丙烯酸甲酯、0.01-2份纳米氧化锌、0.5-3份含银溶液、1-3份硅烷偶联剂、0.5-2份附着力促进剂和90-110份溶剂。
聚甲基丙烯酸甲酯(简称PMMA)是一种高分子聚合物，又称做压克力、亚克力或有机玻璃，具有良好的力学性能、加工性能、电绝缘性能及透光率，而且价格低廉、易于机械加工，是平常经常使用的玻璃替代材料。然而，一方面，由于PMMA自身物理化学性质的限制，其材料本身耐磨性、耐热性以及耐溶剂性均较差；另一方面，PMMA作为高分子聚合物和无机玻璃之间不易结合，导致现有技术无法将PMMA的优势发挥到玻璃上。
本发明所述涂层溶液将PMMA与纳米氧化锌复合，同时加入适量添加剂，溶剂可以实现对PMMA的改性，不仅可以提高作为基底材料的PMMA的力学性能等综合性能，还可以有效提高PMMA对基材表面的附着力，赋予PMMA抗菌抗病毒性能。
因此，利用本发明得到的涂层，首先，纳米氧化锌均匀分散在基材表面的涂层中，既可以释放锌离子，又可以基于电子跃迁实现光催化，均实现了破坏基材表面残留的细菌等微生物的蛋白质结构，从而达到抗菌抗病毒的效果；其次，纳米氧化锌作为一种半导体材料，可以吸收部分紫外光，当涂层应用在玻璃表面时，可以降低玻璃对紫外光的透射率，从而更有效地保护人体健康；另外，被纳米氧化锌改性后的PMMA型涂层具有良好的疏水性和透明度，不仅可以对玻璃等基材表面的灰尘起到自清洁效果，还可以保证玻璃等基材的美观性。
本发明所述涂层溶液包括1-4份聚甲基丙烯酸甲酯，例如1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份或4份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明所述涂层溶液包括0.01-2份纳米氧化锌，例如0.01份、0.05份、0.1份、0.15份、0.2份、0.5份、1份、1.3份、1.5份或2份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明所述涂层溶液包括0.5-3份含银溶液，例如0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份或3份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明所述涂层溶液包括1-3份硅烷偶联剂，例如1份、1.5份、2份、2.5份或3份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明所述涂层溶液包括0.5-2份附着力促进剂，例如0.5份、1份、1.5份或2份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明所述涂层溶液包括90-110份溶剂，例如90份、95份、100份、105份或110份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述含银溶液包括硝酸银溶液和/或纳米银溶液。
优选地，所述含银溶液包括质量份比例为1:(1-2)的所述硝酸银溶液和所述纳米银溶液，例如1:1、3:4、3:5或1:2等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述硝酸银溶液的溶剂为异丙醇、乙醇或乙二醇中的任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性的实例为：异丙醇和乙醇的组合、乙醇和乙二醇的组合或异丙醇和乙二醇的组合等。
优选地，所述硝酸银溶液的浓度为4-6mmol/mL，例如4mmol/mL、4.5mmol/mL、5mmol/mL、5.5mmol/mL或6mmol/mL等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述纳米银溶液的溶剂为乙醇。
优选地，所述纳米银溶液的浓度为4-6mg/mL，例如4mg/mL、4.5mg/mL、5mg/mL、5.5mg/mL或6mg/mL等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明所述含银溶液溶剂选自异丙醇、乙醇或乙二醇，一方面，可以有效防止硝酸银被氧化，既避免了硝酸银抗菌抗病毒性能减弱，又避免了被氧化的硝酸银发黄而降低涂层透明度；另一方面，可以起到流平剂的作用，有助于整个涂层溶液更平整，不易起波纹，从而有助于后续涂覆过程的均匀一致性。
作为本发明优选的技术方案，所述溶剂为冰醋酸和/或丙酮，既可以保证PMMA、纳米氧化锌和添加剂分散均匀，得到澄清透明或者悬浊的涂层溶液，又可以在涂覆过程中快速挥发，保证涂层的均匀一致性。
优选地，所述硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷或N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性的实例是：γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的组合，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷的组合，N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷的组合，或γ-氨丙基三乙氧基硅烷和N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷的组合等。
优选地，所述附着力促进剂包括丙烯酸聚酯改性环氧羧酸酯，优选为江苏云峰化工的1985-22w水性附着力促进剂或1985-23A溶剂型附着力促进剂。
本发明的目的之二在于提供一种目的之一所述涂层溶液的使用方法，所述使用方法包括如下步骤：
(1)按照权利要求1-3任一项所述涂层溶液的质量份配比进行配制，得到所述涂层溶液；
(2)将待处理的基材表面进行预处理，然后在70-150℃下进行热处理；
(3)将步骤(1)所述涂层溶液涂覆在步骤(2)所述热处理后的基材表面上，经过退火处理，得到带有透明抗菌抗病毒自清洁涂层的基材；
其中，步骤(1)和步骤(2)没有先后顺序。
本发明所述使用方法先将待处理的基材表面在70-150℃下进行热处理，保证涂覆过程中涂层溶液不会发生流动，进而可以在基材表面上得到均匀一致的涂层，然后将涂覆有涂层溶液的基材进行退火处理，使得硅烷偶联剂和附着力促进剂发挥作用，保证以PMMA为基底材料的涂层能够与基材表面牢固结合。
优选地，步骤(3)所述涂覆为雾化喷涂。
本发明所述使用方法中步骤(2)的热处理温度为70-150℃，例如70℃、80℃、90℃、105℃、110℃、120℃、130℃、140℃或150℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述涂层溶液为澄清透明溶液或悬浊液，值得说明的是，当所述涂层溶液为澄清透明溶液时，可以保证涂覆之后得的到涂层具有良好的透明度，而当所述涂层溶液为悬浊液时，在步骤(3)所述涂覆过程中，也会受热得到透明涂层。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述配制过程为：准备90-110份溶剂，先加入1-4份聚甲基丙烯酸甲酯并充分搅拌使其溶解，然后加入0.01-2份纳米氧化锌和0.5-3份含银溶液，通过超声使其分散均匀，随后加入1-3份硅烷偶联剂和0.5-2份附着力促进剂，通过超声使其混合均匀，得到所述涂层溶液；值得说明的是，本发明所述配制过程的先后顺序并不仅限于此，本领域技术人员可以根据实际情况合理选择，只要得到均匀分散的澄清透明溶液或悬浊液即可。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述基材包括玻璃、陶瓷、金属或高分子材料中的任意一种。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述预处理包括依次进行的碱洗、醇洗和水洗。
优选地，所述碱洗采用质量浓度为5-10％的氢氧化钠水溶液进行洗涤，例如5％、6％、7％、8％、9％或10％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述醇洗采用无水乙醇和/或无水甲醇进行洗涤。
优选地，所述水洗采用去离子水进行洗涤。
优选地，所述碱洗、醇洗和水洗均在超声条件下进行15-25min，例如15min、16min、18min、20min、21min、23min或25min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述热处理的时间为10-30min，例如10min、12min、15min、18min、20min、23min、25min、28min或30min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述退火处理的温度为200-280℃，例如200℃、220℃、240℃、250℃、260℃或280℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)所述退火处理的时间为60-120min，例如60min、70min、80min、90min、100min、110min或120min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述使用方法包括如下步骤：
(1)按照权利要求1-3任一项所述涂层溶液的质量份配比进行配制，得到所述涂层溶液；
其中，所述涂层溶液为澄清透明溶液；
(2)将待处理的基材表面先在质量浓度为5-10％的氢氧化钠水溶液进行碱洗，然后在无水乙醇和/或无水甲醇中进行醇洗，随后在去离子水中进行水洗，将依次进行的碱洗、醇洗和水洗作为预处理，然后在70-150℃下进行10-30min的热处理；
其中，所述碱洗、醇洗和水洗均在超声条件下进行15-25min；
(3)将步骤(1)所述涂层溶液涂覆在步骤(2)所述热处理后的基材表面上，在200-280℃下进行60-120min的退火处理，得到带有透明抗菌抗病毒自清洁涂层的基材；
其中，步骤(1)和步骤(2)没有先后顺序。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明通过将聚甲基丙烯酸甲酯与纳米氧化锌复合，并加入适量添加剂得到所述涂层溶液，不仅提高了作为基底材料的聚甲基丙烯酸甲酯的综合性能，还可以有效提高涂层对基材表面的附着力，利用本发明得到的涂层，既赋予了基材抗菌抗病毒性能，又使得基材具有一定自清洁能力，还具有良好的透明度和防紫外线的能力；
(2)利用本发明得到的涂层，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率均达到99％以上，对F9和H3N2流感病毒的抗病毒活性率均达到99％以上，具有持久的抗菌抗病毒性能；而且，利用本发明得到的涂层，与水的接触角＞120度。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
本发明典型但非限制性的实施例如下：
本发明所述使用方法中，透明抗菌抗病毒自清洁涂层溶液的配制过程为：
准备90-110份溶剂，先加入1-4份聚甲基丙烯酸甲酯并充分搅拌使其溶解，然后加入0.01-2份纳米氧化锌和0.5-3份含银溶液，通过超声使其分散均匀，随后加入1-3份硅烷偶联剂和0.5-2份附着力促进剂，通过超声使其混合均匀，得到所述涂层溶液。
实施例1
本实施例提供了一种透明抗菌抗病毒自清洁涂层溶液及其使用方法，按照质量份计，所述涂层溶液包括：2.5份聚甲基丙烯酸甲酯、0.03份纳米氧化锌、1.5份含银溶液、2份作为硅烷偶联剂的γ-氨丙基三乙氧基硅烷、1.2份包括丙烯酸聚酯改性环氧羧酸酯的附着力促进剂和100份丙酮；其中，所述含银溶液由质量份比例为1:1的5mmol/mL硝酸银异丙醇溶液和5mg/mL纳米银乙醇溶液组成，所述附着力促进剂为江苏云峰化工的1985-22w水性附着力促进剂。
以市场上购买的普通玻璃作为基材，所述使用方法包括如下步骤：
(1)按照所述涂层溶液的质量份配比进行配制，得到所述涂层溶液；
其中，所述涂层溶液为均匀分散的悬浊液；
(2)将待处理的普通玻璃表面先在质量浓度为5％的氢氧化钠水溶液进行碱洗，然后在无水乙醇中进行醇洗，随后在去离子水中进行水洗，将依次进行的碱洗、醇洗和水洗作为预处理，然后在105℃下进行25min的热处理；
其中，所述碱洗、醇洗和水洗均在超声条件下进行20min；
(3)将步骤(1)所述涂层溶液涂覆在步骤(2)所述热处理后的普通玻璃表面上，在250℃下进行100min的退火处理，得到带有透明抗菌抗病毒自清洁涂层的玻璃；
其中，步骤(1)和步骤(2)没有先后顺序。
实施例2
本实施例提供了一种透明抗菌抗病毒自清洁涂层溶液及其使用方法，除了将涂层溶液中的“所述含银溶液由质量份比例为1:1的5mmol/mL硝酸银异丙醇溶液和5mg/mL纳米银乙醇溶液组成”替换为“所述含银溶液为5mmol/mL硝酸银异丙醇溶液”，其他条件和实施例1完全相同，同样得到了带有透明抗菌抗病毒自清洁涂层的玻璃。
实施例3
本实施例提供了一种透明抗菌抗病毒自清洁涂层溶液及其使用方法，除了将涂层溶液中的“所述含银溶液由质量份比例为1:1的5mmol/mL硝酸银异丙醇溶液和5mg/mL纳米银乙醇溶液组成”替换为“所述含银溶液为5mg/mL纳米银乙醇溶液”，其他条件和实施例1完全相同，同样得到了带有透明抗菌抗病毒自清洁涂层的玻璃。
实施例4
本实施例提供了一种透明抗菌抗病毒自清洁涂层溶液及其使用方法，按照质量份计，所述涂层溶液包括：1份聚甲基丙烯酸甲酯、0.01份纳米氧化锌、0.5份含银溶液、1份作为硅烷偶联剂的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、0.5份包括丙烯酸聚酯改性环氧羧酸酯的附着力促进剂和90份冰醋酸；其中，所述含银溶液由质量份比例为1:2的4mmol/mL硝酸银乙二醇溶液和4mg/mL纳米银乙醇溶液组成，所述附着力促进剂为江苏云峰化工的1985-23A溶剂型附着力促进剂。
以市场上购买的普通陶瓷作为基材，所述使用方法包括如下步骤：
(1)按照所述涂层溶液的质量份配比进行配制，得到所述涂层溶液；
其中，所述涂层溶液为澄清透明溶液；
(2)将待处理的普通陶瓷表面先在质量浓度为10％的氢氧化钠水溶液进行碱洗，然后在无水乙醇中进行醇洗，随后在去离子水中进行水洗，将依次进行的碱洗、醇洗和水洗作为预处理，然后在150℃下进行10min的热处理；
其中，所述碱洗、醇洗和水洗均在超声条件下进行15min；
(3)将步骤(1)所述涂层溶液涂覆在步骤(2)所述热处理后的普通陶瓷表面上，在200℃下进行120min的退火处理，得到带有透明抗菌抗病毒自清洁涂层的陶瓷；
其中，步骤(1)和步骤(2)没有先后顺序。
实施例5
本实施例提供了一种透明抗菌抗病毒自清洁涂层溶液及其使用方法，按照质量份计，所述涂层溶液包括：4份聚甲基丙烯酸甲酯、2份纳米氧化锌、3份含银溶液、3份作为硅烷偶联剂的N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、2份包括丙烯酸聚酯改性环氧羧酸酯的附着力促进剂和110份冰醋酸；其中，所述含银溶液由质量份比例为1:1的6mmol/mL硝酸银异丙醇溶液和6mg/mL纳米银乙醇溶液组成，所述附着力促进剂为江苏云峰化工的1985-22w水性附着力促进剂。
以实施例1所述的普通玻璃作为基材，所述使用方法包括如下步骤：
(1)按照所述涂层溶液的质量份配比进行配制，得到所述涂层溶液；
其中，所述涂层溶液为澄清透明溶液；
(2)将待处理的普通玻璃表面先在质量浓度为5％的氢氧化钠水溶液进行碱洗，然后在无水乙醇中进行醇洗，随后在去离子水中进行水洗，将依次进行的碱洗、醇洗和水洗作为预处理，然后在70℃下进行30min的热处理；
其中，所述碱洗、醇洗和水洗均在超声条件下进行25min；
(3)将步骤(1)所述涂层溶液涂覆在步骤(2)所述热处理后的普通玻璃表面上，在280℃下进行60min的退火处理，得到带有透明抗菌抗病毒自清洁涂层的玻璃；
其中，步骤(1)和步骤(2)没有先后顺序。
对比例1
本对比例提供了一种涂层溶液及其使用方法，除了将涂层溶液中的“0.03份纳米氧化锌”等量替换为“0.03份纳米二氧化钛”，其他条件和实施例1完全相同，同样得到了带有涂层的玻璃。
对比例2
本对比例提供了一种透明抗菌抗病毒自清洁涂层溶液及其使用方法，所述涂层溶液和实施例1完全相同，以实施例1所述的普通玻璃作为基材，所述使用方法包括如下步骤：
(1)按照所述涂层溶液的质量份配比进行配制，得到所述涂层溶液；
其中，所述涂层溶液为澄清透明溶液；
(2)将待处理的普通玻璃表面先在质量浓度为5％的氢氧化钠水溶液进行碱洗，然后在无水乙醇中进行醇洗，随后在去离子水中进行水洗，将依次进行的碱洗、醇洗和水洗作为预处理；
其中，所述碱洗、醇洗和水洗均在超声条件下进行20min；
(3)将步骤(1)所述涂层溶液涂覆在步骤(2)得到的普通玻璃表面上，在250℃下进行100min的退火处理，得到带有透明抗菌抗病毒自清洁涂层的玻璃；
即，本对比例将步骤(2)所述热处理省略，其他条件和实施例1完全相同。
将上述实施例和对比例得到的带有涂层的基材，参照建材行业标准JC/T 1054-2007《镀膜抗菌玻璃》的相关内容，进行如下测试：
(1)抗菌率：以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌作为测试菌种，分别配制试验用菌液，并滴加在待测样品的涂层上，然后用灭菌镊子夹起经灭菌处理的PET薄膜，覆盖在待测样品的涂层上使得菌液与其均匀接触，随后置于灭菌平皿中培养24h，后取出样品并反复冲洗PET薄膜和待测样品的涂层，再将洗液接种和培养24h，从而根据前后活菌数计算抗菌率；
(2)抗病毒率：以A型流感病毒(H3N2)和猫杯状病毒(F9)作为测试病毒，所述病毒购买自广东省微生物分析检测中心，参照上述抗菌率的测试方法，根据前后活病毒数计算抗病毒率；
(3)透明度：以肉眼判断待测样品的涂层是否透明；
此外，通过接触角测试仪测试涂层表面与水的接触角，以此表征疏水性；
具体测试结果见表1。
表1
Figure BDA0002697517350000141
由表1可以得到如下几点：
(1)本发明通过将聚甲基丙烯酸甲酯与纳米氧化锌复合，并加入适量添加剂得到所述涂层溶液，不仅提高了作为基底材料的聚甲基丙烯酸甲酯的综合性能，还可以有效提高涂层对基材表面的附着力，利用本发明得到的涂层，既赋予了基材抗菌抗病毒性能，又使得基材具有一定自清洁能力，还具有良好的透明度和防紫外线的能力；其中，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率均达到99％以上，对F9和H3N2流感病毒的抗病毒活性率均达到99％以上，与水的接触角＞120度；
(2)将实施例1和对比例1进行对比，由于对比例1将纳米氧化锌替换为纳米二氧化钛，而纳米二氧化钛溶解性较差，导致涂层溶液浑浊无法溶清，即使涂层具有良好的抗菌抗病毒性能和疏水性，但是膜层基本不透明，严重影响了玻璃的透光率或者陶瓷的美观性；
(3)将实施例1和对比例2进行对比，由于对比例2没有对普通玻璃进行热处理，直接将涂层溶液涂覆在普通玻璃的表面，使得具有一定流动性的涂层溶液没有均匀地涂覆在普通玻璃表面，且涂层凹凸不平，虽然涂层满足透明度的要求，但是涂层的抗菌抗病毒性能和疏水性有所降低。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种透明抗菌抗病毒自清洁涂层溶液，其特征在于，按照质量份计，所述涂层溶液包括：1-4份聚甲基丙烯酸甲酯、0.01-2份纳米氧化锌、0.5-3份含银溶液、1-3份硅烷偶联剂、0.5-2份附着力促进剂和90-110份溶剂。
2.根据权利要求1所述涂层溶液，其特征在于，所述含银溶液包括硝酸银溶液和/或纳米银溶液；
优选地，所述含银溶液包括质量份比例为1:(1-2)的所述硝酸银溶液和所述纳米银溶液；
优选地，所述硝酸银溶液的溶剂为异丙醇、乙醇或乙二醇中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述硝酸银溶液的浓度为4-6mmol/mL；
优选地，所述纳米银溶液的溶剂为乙醇；
优选地，所述纳米银溶液的浓度为4-6mg/mL。
3.根据权利要求1或2所述涂层溶液，其特征在于，所述溶剂为冰醋酸和/或丙酮；
优选地，所述硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷或N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述附着力促进剂包括丙烯酸聚酯改性环氧羧酸酯。
4.一种权利要求1-3任一项所述涂层溶液的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括如下步骤：
(1)按照权利要求1-3任一项所述涂层溶液的质量份配比进行配制，得到所述涂层溶液；
(2)将待处理的基材表面进行预处理，然后在70-150℃下进行热处理；
(3)将步骤(1)所述涂层溶液涂覆在步骤(2)所述热处理后的基材表面上，经过退火处理，得到带有透明抗菌抗病毒自清洁涂层的基材；
其中，步骤(1)和步骤(2)没有先后顺序。
5.根据权利要求4所述的使用方法，其特征在于，步骤(1)所述涂层溶液为澄清透明溶液或悬浊液。
6.根据权利要求4或5所述的使用方法，其特征在于，步骤(2)所述基材包括玻璃、陶瓷、金属或高分子材料中的任意一种。
7.根据权利要求4-6任一项所述的使用方法，其特征在于，步骤(2)所述预处理包括依次进行的碱洗、醇洗和水洗；
优选地，所述碱洗采用质量浓度为5-10％的氢氧化钠水溶液进行洗涤；
优选地，所述醇洗采用无水乙醇和/或无水甲醇进行洗涤；
优选地，所述水洗采用去离子水进行洗涤；
优选地，所述碱洗、醇洗和水洗均在超声条件下进行15-25min。
8.根据权利要求4-7任一项所述的使用方法，其特征在于，步骤(2)所述热处理的时间为10-30min。
9.根据权利要求4-8任一项所述的使用方法，其特征在于，步骤(3)所述退火处理的温度为200-280℃；
优选地，步骤(3)所述退火处理的时间为60-120min。
10.根据权利要求4-9任一项所述的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括如下步骤：
(1)按照权利要求1-3任一项所述涂层溶液的质量份配比进行配制，得到所述涂层溶液；
其中，所述涂层溶液为澄清透明溶液或悬浊液；
(2)将待处理的基材表面先在质量浓度为5-10％的氢氧化钠水溶液进行碱洗，然后在无水乙醇和/或无水甲醇中进行醇洗，随后在去离子水中进行水洗，将依次进行的碱洗、醇洗和水洗作为预处理，然后在70-150℃下进行10-30min的热处理；
其中，所述碱洗、醇洗和水洗均在超声条件下进行15-25min；
(3)将步骤(1)所述涂层溶液涂覆在步骤(2)所述热处理后的基材表面上，在200-280℃下进行60-120min的退火处理，得到带有透明抗菌抗病毒自清洁涂层的基材；
其中，步骤(1)和步骤(2)没有先后顺序。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111765712A (zh) * 2020-07-09 2020-10-13 长虹美菱股份有限公司 一种冰箱抗菌触控储物盒盖板
CN112876894A (zh) * 2021-01-08 2021-06-01 同曦集团有限公司 一种超疏水抗菌抗病毒不锈钢基于溶胶-凝胶的制备方法
WO2023038532A1 (en) * 2021-09-07 2023-03-16 James Howard Johnston Antiviral coatings

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101190583A (zh) * 2006-11-24 2008-06-04 科彰有限公司 涂装纳米抗菌材料表层的板材及其制造方法
CN102702889A (zh) * 2012-06-01 2012-10-03 安徽省金盾涂料有限责任公司 一种抗菌型水性涂料及制备方法
CN104877490A (zh) * 2015-06-02 2015-09-02 亚振家具股份有限公司 一种木质家具用纳米银抗菌涂料
CN108359327A (zh) * 2018-03-05 2018-08-03 广西融辰建设工程有限公司 一种抗菌乳胶漆
CN109836952A (zh) * 2017-11-27 2019-06-04 东明明华木业有限公司 一种木制品抗菌面漆

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101190583A (zh) * 2006-11-24 2008-06-04 科彰有限公司 涂装纳米抗菌材料表层的板材及其制造方法
CN102702889A (zh) * 2012-06-01 2012-10-03 安徽省金盾涂料有限责任公司 一种抗菌型水性涂料及制备方法
CN104877490A (zh) * 2015-06-02 2015-09-02 亚振家具股份有限公司 一种木质家具用纳米银抗菌涂料
CN109836952A (zh) * 2017-11-27 2019-06-04 东明明华木业有限公司 一种木制品抗菌面漆
CN108359327A (zh) * 2018-03-05 2018-08-03 广西融辰建设工程有限公司 一种抗菌乳胶漆

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
汪多仁: "《绿色化工助剂》", 31 January 2006, 科学技术文献出版社 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111765712A (zh) * 2020-07-09 2020-10-13 长虹美菱股份有限公司 一种冰箱抗菌触控储物盒盖板
CN112876894A (zh) * 2021-01-08 2021-06-01 同曦集团有限公司 一种超疏水抗菌抗病毒不锈钢基于溶胶-凝胶的制备方法
WO2023038532A1 (en) * 2021-09-07 2023-03-16 James Howard Johnston Antiviral coatings

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