CN112608655A - 一种纳米氧化锌抗菌涂层 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纳米氧化锌抗菌涂层，包括：氧化锌ZnO粉末、辅助杀菌剂、树脂、有机溶剂及光引发剂配置而成，各成分的重量份数分别为：氧化锌ZnO粉末0.1~20份、辅助杀菌剂5~30份、树脂0.5~20份、有机溶剂10~80份、光引发剂0.01~0.10份，各组分经离心分离、搅拌和乳化的分散方式形成抗菌液；抗菌液经精密涂布设备在塑料薄膜表面涂布抗菌液，经热固化和紫外线固化形成抗菌层。通过上述方式，本发明抗菌涂层硬度达到3H以上，耐划伤，使用寿命更长；采用热风固化+紫外光固化结合固化方式，完全固化，需要150‑350 mJ/cm2的能量，提高附着力、不易脱落，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抗菌效果＞99.9%。

Description

一种纳米氧化锌抗菌涂层
技术领域
本发明涉及一种纳米氧化锌抗菌涂层。
背景技术
抗菌材料在日常生活中的应用已经受到高度重视，抗菌材料已应用于各个领域，如医疗、电信通讯产品、家用电器、化学建材、食品包装日常生活用品、航空、洗浴设备、玩具等。研究开发出具有环保、稳定、高效、持久等特点的新型抗菌材料成为当前的研究重点。
其中，抗菌涂层在生活中应用也较为广泛，但现有技术中，抗菌层涂布厚度为5-25μm时，采用普通固化，能量仅需60-80 mJ/cm2 时抗菌层硬度仅有1-2H，附着差，容易脱落，严重影响抗菌效果。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种纳米氧化锌抗菌涂层，能够使抗菌涂层提高附着力、不易脱落，抗菌效果更好。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种纳米氧化锌抗菌涂层，包括：氧化锌ZnO粉末、辅助杀菌剂、树脂、有机溶剂及光引发剂配置而成，各成分的重量份数分别为：氧化锌ZnO粉末0.1~20份、辅助杀菌剂5~30份、树脂0.5~20份、有机溶剂10~80份、光引发剂0.01~0.10份。
在本发明一个较佳实施例中，辅助杀菌剂包括4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮DCOIT、季鏻盐和季铵盐中的一种或多种以任意比例混合而成的杀菌剂。
在本发明一个较佳实施例中，有机溶剂包括丁酮、丙酮、甲基异丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、苯、甲苯、二甲苯、乙醇、甲醇、异丙醇中的一种或多种以任意比例混合而成的溶剂。
在本发明一个较佳实施例中，树脂包括氨基树脂、丙烯酸树脂、聚丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、聚酯树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂、乙烯基树脂、和聚醚树脂中的一种或多种以任意比例混合而成的树脂。
在本发明一个较佳实施例中，其制备方法包括以下步骤：
1）将组分按照配比混合，搅拌后形成抗菌液；
2）抗菌液采用微凹涂布，在塑料薄膜表面涂布，形成预涂布层；
3）经精密热风固化，温度为60-160℃，固化时间为0.1-2min，形成初步固化涂层；
4）再进入紫外光固化，光引发剂引起树脂固化，紫外光固化能量为150-350 mJ/cm2，最终形成抗菌层。
在本发明一个较佳实施例中，步骤1）中搅拌时间为10-50min。
在本发明一个较佳实施例中，步骤2）中，塑料薄膜包括PET、PVC、PE或PI。
在本发明一个较佳实施例中，步骤2）中，预涂布层的厚度为0.5-5μm。
在本发明一个较佳实施例中，其制备装置包括搅拌机、涂布装置、热固化系统、光固化系统和传送装置，涂布装置、热固化系统和光固化系统之间通过传动装置串联连接，其中，搅拌机的出口通过管道与涂布装置连接，涂布装置在塑料薄膜表面形成预涂布层，传送装置将预涂布层传送至热固化系统中，形成初步固化涂层，传送装置将初步固化涂层传送至光固化系统中，形成抗菌层，光固化系统的输出端通过传送装置与收卷系统连接。
在本发明一个较佳实施例中，所述涂布装置为MG辊涂布装置，预涂布层的厚度为0.5-5 μm。
本发明的有益效果是：本发明的抗菌涂层硬度达到3H以上，耐划伤，使用寿命更长；采用热固化+紫外光固化结合固化方式，完全固化，需要150-350 mJ/cm2的能量，提高附着力、不易脱落，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抗菌效果＞99.9%。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本发明纳米氧化锌抗菌涂层制备方法的一较佳实施例的流程图；
图2是本发明纳米氧化锌抗菌涂层制备装置的一较佳实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
本发明实施例包括：
实施例1：
一种纳米氧化锌抗菌涂层，包括：纳米氧化锌ZnO粉末、4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮DCOIT、氨基树脂、甲基异丁酮及光引发剂配置而成，各成分的重量份数分别为：纳米氧化锌ZnO粉末0.2份、4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮DCOIT 6份、氨基树脂0.6份、甲基异丁酮11份、光引发剂0.02份。
实施例2：
一种纳米氧化锌抗菌涂层，包括：纳米氧化锌ZnO粉末、季鏻盐、氨基树脂、丁酮及光引发剂配置而成，各成分的重量份数分别为：纳米氧化锌ZnO粉末10份、季鏻盐15份、氨基树脂2份、丁酮25份、光引发剂0.04份。
实施例3：
一种纳米氧化锌抗菌涂层，包括：纳米氧化锌ZnO粉末、季铵盐、氨基树脂、乙酸乙酯及光引发剂配置而成，各成分的重量份数分别为：纳米氧化锌ZnO粉末15份、季铵盐20份、聚丙烯酸树脂5份、聚氨酯丙烯酸酯5份、乙酸乙酯60份、光引发剂0.05份。
实施例4：一种纳米氧化锌抗菌涂层，包括：纳米氧化锌ZnO粉末、季鏻盐和季铵盐、氨基树脂、乙酸乙酯和甲苯及光引发剂配置而成，各成分的重量份数分别为：纳米氧化锌ZnO粉末19份、季鏻盐和季铵盐 29份、氨基树脂19份、乙酸乙酯和甲苯79份、光引发剂 0.10份。
实施例1-4中氨基树脂还可以替换为丙烯酸树脂、聚丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、聚酯树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂、乙烯基树脂、和聚醚树脂中的一种或多种以任意比例混合而成的树脂。
实施例1-4中纳米氧化锌抗菌涂层的制备方法包括以下步骤，请参阅图1：
1）将组分按照配比混合，搅拌后形成抗菌液1，搅拌时间为10-50min。
2）抗菌液采用微凹涂布，在塑料薄膜表面涂布，形成预涂布层2，预涂布层2的厚度为0.5-5 μm，塑料薄膜包括PET、PVC、PE或PI。
3）经精密热风固化，温度为60-160℃，固化时间为0.1-2min，形成初步固化涂层3；
4）再进入紫外光固化，光引发剂引起树脂固化4，紫外光固化能量为150-350 mJ/cm2，硬度达到3H以上，无脱落现象，最终形成抗菌层5。
请参阅图2，一种纳米氧化锌抗菌涂层的制备装置包括搅拌机6、涂布装置7、热固化系统8、光固化系统9和传送装置10，涂布装置7、热固化系统8和光固化系统9之间通过传动装置10串联连接。
其中，搅拌机6的出口通过管道11与涂布装置7连接，涂布装置7在塑料薄膜12表面形成预涂布层，传送装置10将预涂布层传送至热固化系统8中，形成初步固化涂层，传送装置将初步固化涂层传送至光固化系统9中，形成抗菌层，光固化系统9的输出端通过传送装置10与收卷系统13连接。
所述涂布装置7为MG辊涂布装置，预涂布层的厚度为0.5-5 μm。采用MG涂布方式，涂布更加精密、仅需0.5-5 μm就可以达到99.9%以上的抗菌效果。
热固化系统8优选热风烘箱固化，光固化系统9优选紫外光照射固化。采用热固化+紫外光固化结合固化方式，完全固化，需要150-350 mJ/cm2的能量，提高附着力、不易脱落，抗菌效果更好。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种纳米氧化锌抗菌涂层，其特征在于，包括：氧化锌ZnO粉末、辅助杀菌剂、树脂、有机溶剂及光引发剂配置而成，各成分的重量份数分别为：氧化锌ZnO粉末0.1~20份、辅助杀菌剂5~30份、树脂0.5~20份、有机溶剂10~80份、光引发剂 0.01~0.10份。
2.根据权利要求1所述的纳米氧化锌抗菌涂层，其特征在于，辅助杀菌剂包括4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮DCOIT、季鏻盐和季铵盐中的一种或多种以任意比例混合而成的杀菌剂。
3.根据权利要求1所述的纳米氧化锌抗菌涂层，其特征在于，有机溶剂包括丁酮、丙酮、甲基异丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、苯、甲苯、二甲苯、乙醇、甲醇、异丙醇中的一种或多种以任意比例混合而成的溶剂。
4.根据权利要求1所述的纳米氧化锌抗菌涂层，其特征在于，树脂包括氨基树脂、丙烯酸树脂、聚丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、聚酯树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂、乙烯基树脂、和聚醚树脂中的一种或多种以任意比例混合而成的树脂。
5.根据权利要求1所述的纳米氧化锌抗菌涂层，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：
1）将组分按照配比混合，搅拌后形成抗菌液；
2）抗菌液采用精密涂布设备在塑料薄膜表面涂布，形成湿涂层；
3）经热风固化，温度为60-160℃，固化时间为0.1-2min，形成初步固化涂层；
4）再进入紫外光固化，光引发剂引起树脂固化，紫外光固化能量为150-350 mJ/cm2，最终形成抗菌层涂层。
6.根据权利要求1所述的纳米氧化锌抗菌涂层，其特征在于，步骤1）中搅拌时间为10-50min。
7.根据权利要求1所述的纳米氧化锌抗菌涂层，其特征在于，步骤2）中，塑料薄膜包括PET、PVC、PE或PI、TPU。
8.根据权利要求1所述的纳米氧化锌抗菌涂层，其特征在于，步骤2）中，湿涂层的厚度为0.5-5 μm。
9.根据权利要求1所述的纳米氧化锌抗菌涂层，其特征在于，其制备装置包括搅拌机、涂布装置、热固化系统、光固化系统和传送装置，涂布装置、热固化系统和光固化系统之间通过传动装置串联连接，其中，搅拌机的出口通过管道与涂布装置连接，涂布装置在塑料薄膜表面形成预涂布层，传送装置将预涂布层传送至热固化系统中，形成初步固化涂层，传送装置将初步固化涂层传送至光固化系统中，形成抗菌层，光固化系统的输出端通过传送装置与收卷系统连接。
10.根据权利要求9所述的纳米氧化锌抗菌涂层，其特征在于，所述涂布装置为微型凹版涂布、逗号辊涂布、夹缝式挤压型涂布装置，湿涂层的厚度为0.5-5 μm。
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