CN113736347B - 一种用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料及其制备方法与应用 - Google Patents

一种用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料及其制备方法与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN113736347B
CN113736347B CN202111023859.0A CN202111023859A CN113736347B CN 113736347 B CN113736347 B CN 113736347B CN 202111023859 A CN202111023859 A CN 202111023859A CN 113736347 B CN113736347 B CN 113736347B
Authority
CN
China
Prior art keywords
epoxy resin
stainless steel
nano
agent
antibacterial
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
CN202111023859.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113736347A (zh
Inventor
牟文杰
李经林
赵良知
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.)
South China University of Technology SCUT
Original Assignee
South China University of Technology SCUT
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 South China University of Technology SCUT filed Critical South China University of Technology SCUT
Priority to CN202111023859.0A priority Critical patent/CN113736347B/zh
Publication of CN113736347A publication Critical patent/CN113736347A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113736347B publication Critical patent/CN113736347B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • C09D163/00—Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins
    • 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
    • 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
    • C08K2003/2237—Oxides; Hydroxides of metals of titanium
    • C08K2003/2241—Titanium dioxide
    • 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
    • C08K2003/2296—Oxides; Hydroxides of metals of 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
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料及其制备方法与应用，该制备方法通过将超声分散处理方法和无机非金属纳米填料表面改性方法结合起来，使无机非金属纳米填料始终保持纳米尺寸分散状态，防止其在后续制备纳米抗菌环氧树脂涂料的生产过程中发生团聚现象，从而保持其纳米尺寸效应以及相应的抗菌性能。本发明制备的纳米抗菌环氧树脂涂料具有稳定性高、抑菌效果好、抗菌持久性、广谱性优异、生产简单以及使用方便等特点；该纳米抗菌环氧树脂涂料不仅不会对不锈钢供水管材的性能产生不利影响，而且还可以对不锈钢供水管材本身的防腐性能起到一定的增强作用。

Description

一种用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料及其制备 方法与应用
技术领域
本发明属于不锈钢供水管材领域，具体涉及一种用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料及其制备方法与应用。
背景技术
不锈钢管作为一种具备优异力学性能和高化学稳定性的型材，已经广泛应用于造纸业、造船业、核工业、化工业等工业生产方面以及日常生活各方面，不锈钢供水管就是其在生活方面一个重要应用。目前给排水建材产品在实际应用中最大的问题就是水质的二次污染。一般来说，自来水厂的水是符合国家饮用水质标准的，但经过主管网和建筑物支管的输送后，终端用户往往使用的是“二次污染”的水，并且以不同的形态表现出来，如“红水”、“蓝水”、“臭水”等。其中臭水主要是由于水管在使用过程中，污染物在水管表面凝聚，形成一种粘稠的污染物，易于滋生细菌、污染水质。在水管停止使用而没有水流经过的时候，由于缺乏抑菌杀菌功能，管材中就会滋生对人体健康不利的细菌、微生物等。所以为了保证“用水安全”，提升人民幸福感，就需要赋予不锈钢供水管抗菌性能，为健康饮水提供保障。
为了赋予不锈钢抗菌性能，目前常用的技术有：
一、表面涂层法，包括有机抗菌涂层和无机抗菌涂层，无机抗菌涂层是在不锈钢表面或表面一定厚度内，以铜、银、锌及它们与其他元素(如稀土类元素)形成的合金；有机涂层的抗菌不锈钢是在其表面涂覆含有有机抗菌药剂或具有光催化活性的涂料，这类涂层有一定的抗菌作用，但是耐热性差。这两种涂层的抗菌效果差，抗菌性能不够持久。中国发明专利申请CN 109439141 A《一种树脂涂层抗菌不锈钢水管》公布了一种涂覆了树脂涂层的不锈钢水管，其抗菌剂采用银离子、季铵盐和生物有机抗菌剂组成，银离子作为重金属离子其安全性受到质疑，对人畜健康可能产生危害，而有机抗菌剂和生物抗菌剂的耐热性差，抗菌效果不够持久。
二、对不锈钢进行表面改性，即通过离子溅射或特殊的热处理方法，将铜、锌、银和稀土等金属抗菌剂渗入到不锈钢中，使不锈钢管具有抗菌性能。如文献(李金刚，汪振福，时海芳等.渗铜法制备抗菌不锈钢的抗菌性和耐蚀性[J].腐蚀与防护，2008，29(5)：253.)中就采用渗铜法制备了一种抗菌不锈钢。但是这种对不锈钢进行表面改性的方法在加工过程存在很多难以解决的工艺问题，且成本高，无法满足生产需求。另外，金属抗菌剂的防霉抗菌作用较弱，需要的抗菌剂添加量大，使得产品整体性价比较低，限制了其广泛应用。
三、在生产过程中掺入金属抗菌剂，包括铜、锌、银、稀土元素等，如中国发明专利申请CN 111910122 A《一种奥氏体抗菌不锈钢及其制造方法》公布了一种奥氏体抗菌不锈钢，其抗菌元素就是铜。虽然铜、银等金属抗菌元素能赋予不锈钢一定的抗菌性，但是金属抗菌元素容易在晶界析出，使不锈钢难以成形，而且整体掺入金属抗菌剂会对不锈钢本身的性能产生一定的影响。此外，金属抗菌剂虽然具有一定的杀菌作用，但是无法破坏细胞结构，所以细菌被灭活后依然能够释放出引发疾病的毒素。
上述三种方法中，表面涂层法是一种操作简单，成本较低的方法，并且涂料中采用无机非金属纳米抗菌剂可以克服金属抗菌剂和有机抗菌剂的缺点。但是无机非金属纳米抗菌剂的制备过程中，无机非金属纳米填料的团聚现象是一个很严重的问题，因为纳米粒子发生团聚后会使其失去特有的纳米尺寸效应以及相应的抗菌功能。所以，如何使无机非金属纳米填料保持纳米尺寸分散状态而不发生团聚现象，以保持其纳米效应是制备抗菌涂料的一个技术难点。
发明内容
为了克服现有技术的不足和缺点，本发明的首要目的在于提供上述用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料的制备方法，该制备方法通过将超声分散处理方法和无机非金属纳米填料表面改性方法结合起来，使无机非金属纳米填料始终保持纳米尺寸分散状态，防止其在后续制备纳米抗菌环氧树脂涂料的生产过程中发生团聚现象，从而保持其纳米尺寸效应以及相应的抗菌性能。
本发明的第二目的是提供一种用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料，该纳米抗菌环氧树脂涂料具有稳定性高、抑菌效果好、抗菌持久性、广谱性优异、生产简单以及使用方便等特点；该纳米抗菌环氧树脂涂料不仅不会对不锈钢供水管材的性能产生不利影响，而且还可以对不锈钢供水管材本身的防腐性能起到一定的增强作用。
本发明的第三目的是提供一种用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料的应用。
本发明的首要目的通过以下技术方案实现：
一种用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照如下质量份数配制原料：环氧树脂35-40份，无机非金属纳米填料2-12份，硅烷偶联剂1-5份，固化剂5-15份，稀释剂3-7份，消泡剂1-2份，流平剂1-2份，溶剂50-100份；
(2)将无机非金属纳米填料加入到乙醇水溶液中，搅拌分散，得到无机非金属纳米填料/乙醇水溶液悬浮液；然后用超声波纳米材料分散器对该无机非金属纳米填料/乙醇水溶液悬浮液进行预处理，预处理过程中加入硅烷偶联剂进行表面改性，将经硅烷偶联剂预处理后的无机非金属纳米填料/乙醇水溶液悬浮液经干燥、过筛工艺处理，得到无机非金属纳米抗菌剂；
(3)将水性环氧树脂和无机非金属纳米抗菌剂加入到溶剂中，然后再加入稀释剂、消泡剂、流平剂，整个过程保持加热搅拌，待混合均匀后加入固化剂，然后剧烈搅拌，得到用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料。
优选地，步骤(1)中所述环氧树脂为水性环氧树脂；所述无机非金属纳米填料为纳米ZnO、纳米SiO2、纳米SnO2、纳米CaCO3或纳米TiO2中的至少一种；所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种；所述固化剂为对酸酐类固化剂、硫醇类固化剂或咪唑类固化剂中的一种；所述稀释剂为亚烷基缩水甘油醚、环氧丙烷邻甲苯基醚或邻甲苯基缩水甘油醚中的一种；所述消泡剂为改性有机硅酮复合物；所述流平剂为BYK346流平剂；所述溶剂为去离子水。
优选地，步骤(2)中的乙醇水溶液为无水乙醇和去离子水以质量比为9:1混合配制的乙醇水溶液。
优选地，步骤(2)中将无机非金属纳米填料加入到乙醇水溶液时的搅拌分散为从无机非金属纳米填料加入时就开始搅拌，直至无机非金属纳米填料加完以后再继续搅拌1分钟。
优选地，步骤(2)中用超声波纳米材料分散器对该无机非金属纳米填料/乙醇水溶液悬浮液处理以及处理过程中加入硅烷偶联剂的具体做法如下：超声振荡30s，停顿30s，循环操作8-12次，根据循环操作的次数将硅烷偶联剂均匀分成相应的份数，在进行超声处理前以及停顿30s的时间间隔中依次分别加入硅烷偶联剂，每停顿1次加入1份，总计加入次数与超声处理的循环操作次数相同，待硅烷偶联剂全部加完以后再振荡30s。
优选地，步骤(2)中所述干燥温度为110-130℃，干燥时间为2h。
优选地，步骤(3)中所述加热温度为40-60℃。
优选地，步骤(3)中所述剧烈搅拌时间为1h。
本发明用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料的制备工艺如图1所示。
本发明的第二目的通过以下技术方案实现：
一种用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料，通过上述方法制备得到。
本发明的第三目的通过以下技术方案实现：
一种用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料的应用，所述通过喷涂法将用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料涂覆到不锈钢供水管材内壁上。
本发明相对于现有技术具有如下优点和进步：
(1)本发明所述用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料在超声处理步骤中，采用在超声处理前以及每停顿30s的时间间隔中，间歇性地依次加入硅烷偶联剂的方法，其目的在于使硅烷偶联剂能更好地对无机非金属纳米填料进行表面改性；再结合超声处理的搅拌分散作用，使得硅烷偶联剂能够对处于单分散状态下的无机非金属纳米填料进行表面改性，提高硅烷偶联剂对无机非金属纳米填料的表面改性效果。
尽管本发明在对无机非金属纳米填料的表面改性处理过程采用的是超声波纳米分散器这种常规设备，但是通过本发明的制备方法能够得到上述无机非金属纳米填料优良的表面改性效果，其原理如下：超声波具有独特的声学效应，即超声波在液态中传播可引发声空化和声流两种次级效应，其中声空化表现为空化泡的形成、生长、收缩并经多次周期性振荡，最终以高速度崩溃并产生瞬间高温和高压，空化产生的瞬间高温和高压作用在无机非金属纳米填料表面，降低了无机非金属纳米填料的表面能，这样就拆散了无机非金属纳米填料之间的粘结，实现了单分散状态；而声流表现为在整个液体中的宏观及微观的搅拌作用。所以在超声处理工艺步骤中，偶联剂在超声处理前以及每停顿30s的时间间隔中依次间歇性地加入，使得硅烷偶联剂可以对处于单分散状态下的无机非金属纳米填料更好地进行表面改性，再配合超声波声流效应的搅拌作用，就可提高硅烷偶联剂对无机非金属纳米填料的表面改性效果。
(2)本发明所述用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料采用硅烷偶联剂处理方法和超声处理方法，可提高硅烷偶联剂对无机非金属纳米填料的表面改性效果，防止无机非金属纳米填料发生团聚现象，所以经过以上方法处理后的无机非金属纳米填料制备得到的无机非金属纳米抗菌剂，与环氧树脂基体材料之间具有良好的相容性并能在环氧树脂基体材料中均匀分散。因为硅烷偶联剂分子含有两种活性基团，其中一个基团可以与无机非金属纳米填料表面的羟基发生共价键合，阻止无机非金属纳米填料的团聚；另一个基团可以与环氧树脂基团产生交联，改善无机非金属纳米填料与环氧树脂基体的界面结合及其在环氧树脂基体中的均匀分散性。用经过硅烷偶联剂处理的无机非金属纳米填料所制备得到的无机非金属纳米抗菌剂不仅可以均匀分散在环氧树脂基体中，而且还可以与环氧树脂基体有良好结合，所以相对于金属抗菌剂和有机抗菌剂，无机非金属纳米抗菌剂具有更好的抗菌防霉能力。
(3)本发明所述用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料制备方法中使用的无机非金属纳米抗菌剂不仅稳定、环保以及对人畜健康无危害，而且还具有很好的抗菌性、抗菌广谱性、抗菌持久性，其抗菌原理如下：
一是抗菌剂中无机非金属纳米填料特有的界面效应、尺寸效应以及庞大的表面积使其表面具有很多活性中心，所以无机非金属纳米填料具有很强的吸附能力，可以轻易捕获氧原子、氧自由基等物质，这些自由基具有很强的氧化能力，可以破坏细菌的生理结构和生理活动以及消除已灭活细菌体内的残存毒素，达到杀菌防霉的效果。且由于活性氧自由基和微生物内的有机物反应没有特异性,所以该抗菌剂具有广谱抗菌性，例如对沙门氏菌、绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、牙枝菌、藻毒素和曲霉等都具有很强的杀菌能力。所以该抗菌剂不仅具有比金属抗菌剂和有机抗菌剂更好的杀菌能力，而且无机非金属纳米填料无毒无害，绿色环保；
二是由于无机非金属纳米填料表面的电子易脱离而带正电荷，当带正电荷的抗菌成分接触到带负电荷的微生物细胞后，便可吸附微生物并利用电荷转移来击穿细胞膜，使其蛋白质变性，无法进行正常生理活动直至死亡。同时，抗菌剂并不会消耗，并能保持原有的抗菌活性，所以这种抗菌剂具有很好的抗菌持久性。这就使该抗菌剂优于对不锈钢的表面改性以及添加金属抗菌元素这两种方法。
(4)本发明所述用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料制备方法中使用无机非金属纳米抗菌剂还可以在一定程度上进一步增强不锈钢供水管材本身的防腐能力。因为涂层在固化的过程中会因局部收缩产生微孔，而抗菌剂中的无机非金属纳米填料凭借其较小的尺寸可以填补这些因固化而局部收缩所产生的微孔，从而增加涂层的交联密度，使涂层可以通过减少传输路径的方式有效地阻隔水、氧气以及腐蚀离子的渗透，所以本发明中的无机非金属纳米抗菌剂在一定程度上可以进一步增强不锈钢供水管材本身的防腐能力。
(5)市场上现有技术中采用离子溅射或特殊热处理方法对不锈钢表面改性的方法存在工艺复杂、控制难度大及无法满足日常需求等缺点；在生产制造过程中掺入金属抗菌剂的方法会使不锈钢难以成型，且加入的金属抗菌剂会对不锈钢本身的性能产生不利的影响。本发明所采用的方法中，由于影响涂层附着力的主要因素是固化过程中体积收缩产生的收缩应力，而抗菌剂中的无机非金属纳米填料可以通过填补固化过程产生的微孔等方式减小涂料固化过程中的收缩，从而减小内应力，进而提高涂层在不锈钢供水管材上的附着力。所以本发明所制备的用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料只需采用常规喷涂法即可涂覆到不锈钢供水管材上，从而制得具有优良抗菌性能的不锈钢供水管材，这种制备方法不会对不锈钢供水管材本身的性能产生不利影响，还克服了在制造过程中掺入金属抗菌剂的缺点，且成型工艺简单易操作。
超声处理和使用硅烷偶联剂对无机非金属纳米填料进行表面改性，这两种方法虽然是常规处理方法，但本发明将两者结合起来，得到一种不易发生团聚现象且能够均匀分散在水性环氧树脂基体材料中的无机非金属纳米抗菌剂，从而制备出用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料。本发明通过将物理超声理论和化学表面改性结合起来，并应用纳米尺寸效应及其抗菌理论，提出这种可应用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料的制备方法。这种制备方法具有单一处理工艺无法得到的优良抗菌效果和良好的不锈钢供水管材防腐能力提升效果。
附图说明
图1为本发明用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料的合成线路图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料的制备
(1)按照如下质量份数配制原料：
Figure BDA0003242570000000061
Figure BDA0003242570000000071
(2)边搅拌分散边将纳米SiO2加入到乙醇水溶液中，纳米SiO2加完以后再搅拌1分钟，得到纳米SiO2/乙醇水溶液悬浮液；用超声波纳米材料分散器(型号：JH，杭州精浩机械有限公司)对该纳米SiO2/乙醇水溶液悬浮液进行处理并通过自动定量加料系统(型号：LS系列，江苏力盛测控仪表有限公司)加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷偶联剂，具体做法为：超声振荡30s，停顿30s，循环操作10次，根据循环操作的次数将γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷偶联剂均匀分成10份，在进行超声处理前以及停顿30s的时间间隔中依次分别加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷偶联剂，每停顿1次加入1份，合计分10次加入，待γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷偶联剂全部加完以后再振荡30；将经γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷偶联剂处理后的纳米SiO2/乙醇水溶液悬浮液在110℃的环境中干燥2h，然后过筛处理，得到无机非金属纳米抗菌剂。
(3)将水性环氧树脂和无机非金属纳米抗菌剂加入到溶剂中，再加入亚烷基缩水甘油醚稀释剂、改性有机硅酮复合物消泡剂、BYK346流平剂，整个过程保持加热搅拌，加热温度为45℃，混合均匀后加入酸酐类固化剂ZY-S812，然后剧烈搅拌1h，制得一种用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料。
(4)将所制得的纳米抗菌环氧树脂涂料通过管道内壁喷涂机(型号：NKP-1，济宁程煤工矿设备有限公司)喷涂到不锈钢供水管内壁，即可赋予不锈钢供水管优良的抗菌性能。
实施例2：用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料的制备
(1)按照如下质量份数配制原料：
Figure BDA0003242570000000072
Figure BDA0003242570000000081
(2)边搅拌分散边将纳米TiO2加入到乙醇水溶液中，纳米TiO2加完以后再搅拌1分钟，得到纳米TiO2/乙醇水溶液悬浮液；用超声波纳米材料分散器(型号：JH，杭州精浩机械有限公司)对该纳米TiO2/乙醇水溶液悬浮液进行处理并通过自动定量加料系统(型号：LS系列，江苏力盛测控仪表有限公司)加入3-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂，具体做法为：超声振荡30s，停顿30s，循环操作8次，根据循环操作的次数将3-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂均匀分成8份，每停顿1次加入1份，在进行超声处理前以及停顿30s的时间间隔中依次分别加入3-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂，合计分8次加入，待3-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂全部加完以后再振荡30s；将经3-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂处理后的纳米TiO2/乙醇水溶液悬浮液在115℃的环境中干燥2h，然后过筛处理，得到无机非金属纳米抗菌剂。
(3)将水性环氧树脂和无机非金属纳米抗菌剂加入到溶剂中，再加入亚烷基缩水甘油醚稀释剂、改性有机硅酮复合物消泡剂、BYK346流平剂，整个过程保持加热搅拌，加热温度为50℃，混合均匀后加入硫醇类固化剂GL1805，然后剧烈搅拌1h，制得一种用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料。
(4)将所制得的纳米抗菌环氧树脂涂料通过管道内壁喷涂机(型号：NKP-1，济宁程煤工矿设备有限公司)喷涂到不锈钢供水管内壁，即可赋予不锈钢供水管优良的抗菌性能。
实施例3：用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料的制备
(1)按照如下质量份数配制原料：
Figure BDA0003242570000000082
Figure BDA0003242570000000091
(2)边搅拌分散边将纳米ZnO加入到乙醇水溶液中，纳米ZnO加完以后再搅拌1分钟，得到纳米ZnO/乙醇水溶液悬浮液；用超声波纳米材料分散器(型号：JH，杭州精浩机械有限公司)对该纳米ZnO/乙醇水溶液悬浮液进行处理并通过自动定量加料系统(型号：LS系列，江苏力盛测控仪表有限公司)加入γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷偶联剂，具体做法为：超声振荡30s，停顿30s，循环操作12次，根据循环操作的次数将γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷偶联剂均匀分成12份，在进行超声处理前以及停顿30s的时间间隔中依次分别加入γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷偶联剂，每停顿1次加入1份，合计分12次加入，待γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷偶联剂全部加完以后再振荡30s；将经γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷偶联剂处理后的纳米ZnO/乙醇水溶液悬浮液在120℃的环境中干燥2h，然后过筛处理，得到无机非金属纳米抗菌剂。
(3)将水性环氧树脂和无机非金属纳米抗菌剂加入到溶剂中，再加入邻甲苯基缩水甘油醚稀释剂、改性有机硅酮复合物消泡剂、BYK346流平剂，整个过程保持加热搅拌，加热温度为60℃，混合均匀后加入咪唑类固化剂HMA23，然后剧烈搅拌1h，制得一种用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料。
(4)将所制得的纳米抗菌环氧树脂涂料通过管道内壁喷涂机(型号：NKP-1，济宁程煤工矿设备有限公司)喷涂到不锈钢供水管内壁，即可赋予不锈钢供水管优良的抗菌性能。
抗菌防霉性能测试
对上述实施例1至3所制备样品进行抗菌防霉性能测试以及耐腐蚀性能测试，所用测试方法和结果如下。
(1)抗菌防霉性能测试
按照国标《GB15979-2002附录C5》所规定方法进行测试，本发明实施例中的纳米抗菌环氧树脂涂料样品对常见的几种病菌的杀菌抑菌率均达96％以上，具体测试结果如表1所示。
表1本发明实施例的杀菌抑菌效果
Figure BDA0003242570000000101
*表1中防霉等级为0级，代表样品不长霉，试验菌种为黑曲霉、宛氏拟青霉、球毛壳霉、出芽短梗霉、绳状青霉、土曲霉。
耐腐蚀性能测试
按照国标《GB/T 10125-2012》中所规定的方法，用未喷涂防腐涂料的普通不锈钢供水管与本发明实施例1至3制备的样品进行对照测试，具体测试结果如表2所示。
表2本发明实施例的耐腐蚀性能
Figure BDA0003242570000000102
从表2的结果可知，本发明中的纳米抗菌环氧树脂涂料可以在一定程度上提高不锈钢供水管材的耐腐蚀性能。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料的应用，其特征在于，通过喷涂法将用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料涂覆到不锈钢供水管材内壁上；
所述用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照如下质量份数配制原料：环氧树脂35-40份，无机非金属纳米填料2-12份，硅烷偶联剂1-5份，固化剂5-15份，稀释剂3-7份，消泡剂1-2份，流平剂1-2份，溶剂50-100份；
(2)将无机非金属纳米填料加入到乙醇水溶液中，搅拌分散，得到无机非金属纳米填料/乙醇水溶液悬浮液；然后用超声波纳米材料分散器对该无机非金属纳米填料/乙醇水溶液悬浮液进行预处理，预处理过程中加入硅烷偶联剂进行表面改性，将经硅烷偶联剂预处理后的无机非金属纳米填料/乙醇水溶液悬浮液经干燥、过筛工艺处理，得到无机非金属纳米抗菌剂；
(3)将水性环氧树脂和无机非金属纳米抗菌剂加入到溶剂中，然后再加入稀释剂、消泡剂、流平剂，整个过程保持加热搅拌，待混合均匀后加入固化剂，然后剧烈搅拌，得到用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料；
步骤(1)中所述环氧树脂为水性环氧树脂；所述无机非金属纳米填料为纳米ZnO、纳米SiO2或纳米TiO2中的至少一种；所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种；所述固化剂为对酸酐类固化剂、硫醇类固化剂或咪唑类固化剂中的一种；所述稀释剂为亚烷基缩水甘油醚、环氧丙烷邻甲苯基醚或邻甲苯基缩水甘油醚中的一种；所述消泡剂为改性有机硅酮复合物；所述流平剂为BYK346流平剂；所述溶剂为去离子水；
步骤(2)中的乙醇水溶液为无水乙醇和去离子水以质量比为9:1混合配制的乙醇水溶液；
步骤(2)中将无机非金属纳米填料加入到乙醇水溶液时的搅拌分散为从无机非金属纳米填料加入时就开始搅拌，直至无机非金属纳米填料加完以后再继续搅拌1分钟；
步骤(2)中用超声波纳米材料分散器对该无机非金属纳米填料/乙醇水溶液悬浮液处理以及处理过程中加入硅烷偶联剂的具体做法如下：超声振荡30s，停顿30s，循环操作8-12次，根据循环操作的次数将硅烷偶联剂均匀分成相应的份数，在进行超声处理前以及停顿30s的时间间隔中依次分别加入硅烷偶联剂，每停顿1次加入1份，总计加入次数与超声处理的循环操作次数相同，待硅烷偶联剂全部加完以后再振荡30s。
2.根据权利要求1所述的用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料的应用，其特征在于，步骤(2)中所述干燥温度为110-130℃，干燥时间为2h。
3.根据权利要求1所述的用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料的应用，其特征在于，步骤(3)中所述加热温度为40-60℃。
4.根据权利要求1所述的用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料的应用，其特征在于，步骤(3)中所述剧烈搅拌时间为1h。
CN202111023859.0A 2021-09-02 2021-09-02 一种用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料及其制备方法与应用 Active CN113736347B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111023859.0A CN113736347B (zh) 2021-09-02 2021-09-02 一种用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料及其制备方法与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111023859.0A CN113736347B (zh) 2021-09-02 2021-09-02 一种用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料及其制备方法与应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113736347A CN113736347A (zh) 2021-12-03
CN113736347B true CN113736347B (zh) 2022-09-20

Family

ID=78734815

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111023859.0A Active CN113736347B (zh) 2021-09-02 2021-09-02 一种用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料及其制备方法与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113736347B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114213940A (zh) * 2022-01-27 2022-03-22 广德辉龙环保科技有限公司 一种菱形袋笼表面防护用涂料
CN116463029B (zh) * 2023-04-11 2024-04-12 福耀玻璃工业集团股份有限公司 抗菌涂料及其制备方法、抗菌玻璃及其制备方法和车辆

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101215438A (zh) * 2008-01-03 2008-07-09 海门市森达装饰材料有限公司 抗污耐老化不锈钢涂料及其制备方法
WO2010137636A1 (ja) * 2009-05-28 2010-12-02 昭和電工株式会社 エポキシ樹脂コーティング組成物
CN109575753A (zh) * 2018-12-10 2019-04-05 安庆市华璞环保材料科技有限责任公司 一种用于钢表面水性环氧型防腐涂料及其制备方法
CN112063109A (zh) * 2020-09-11 2020-12-11 石家庄元鼎新材料有限公司 一种纳米氧化锌/黄蒿挥发油/环氧树脂高性能抗菌材料及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101215438A (zh) * 2008-01-03 2008-07-09 海门市森达装饰材料有限公司 抗污耐老化不锈钢涂料及其制备方法
WO2010137636A1 (ja) * 2009-05-28 2010-12-02 昭和電工株式会社 エポキシ樹脂コーティング組成物
CN109575753A (zh) * 2018-12-10 2019-04-05 安庆市华璞环保材料科技有限责任公司 一种用于钢表面水性环氧型防腐涂料及其制备方法
CN112063109A (zh) * 2020-09-11 2020-12-11 石家庄元鼎新材料有限公司 一种纳米氧化锌/黄蒿挥发油/环氧树脂高性能抗菌材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113736347A (zh) 2021-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113736347B (zh) 一种用于不锈钢供水管材的纳米抗菌环氧树脂涂料及其制备方法与应用
Lee et al. Biological synthesis of copper nanoparticles using plant extract
CN103589247B (zh) 纳米银抗菌功能的建筑内墙乳胶漆及其制备方法
CN103756155B (zh) 一种抗菌ppr管材
CN107189585A (zh) 一种二氧化硅负载纳米银水性抗菌涂料及其制备方法
CN102093791A (zh) 纳米负离子复合功能性涂料配方工艺
CN101508863B (zh) 一种纳米羟基磷灰石抗菌涂料及其制备方法
CN115340682B (zh) 一种高生物活性木质素及其制备方法
CN112409871A (zh) 一种抗菌聚合物基防水涂料及其制备方法
CN115368055A (zh) 一种建筑用抗菌剂、抗菌砂浆及其应用
CN114836097A (zh) 一种多功能纳米建筑外墙涂料及其制备方法
Lin et al. PHB/PCL fibrous membranes modified with SiO 2@ TiO 2-based core@ shell composite nanoparticles for hydrophobic and antibacterial applications
CN111808481B (zh) 一种单原子灭藻杀菌水池涂料及其制备方法
CN111057445B (zh) 一种植物功能性油性涂料的制备方法
CN114436616B (zh) 一种无机外墙防霉真石漆
CN113349220A (zh) 一种氧化亚铜-氧化锌核壳抗菌材料的制备方法
CN110922661B (zh) 一种无机纳米抗菌塑料及其制备方法和在供水管中的应用
CN108610719A (zh) 一种玻璃表面用抗菌涂料及其制备方法
CN115651438B (zh) 一种无机内墙医院用抗菌抗病毒涂料及其制备方法
CN115366512A (zh) 一种高硬度抗菌木塑的制备方法
CN109161127B (zh) 一种抗菌聚氯乙烯管材及其制备方法
CN106010235A (zh) 一种银、镱离子复合二氧化钛纳米粒子改性有机硅树脂内墙抑菌涂料及制备方法
CN111303678A (zh) 一种装修材料用负离子粉及其制备方法和应用
CN112006032B (zh) 一种插层型金属氧化物抗菌剂的制备方法
Hou et al. Enhanced antibacterial activities of La/Zn-doped BiNbO 4 nanocomposites

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