CN113877786A - 一种将纳米载体耦合到凝胶涂层实现对氧化氢的有效装载及活性保持的制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种将纳米载体耦合到凝胶涂层实现对氧化氢的有效装载及活性保持的制备方法和应用，具体包括以下步骤：步骤一、基层调制；步骤二、功能层调制；步骤三、加强层调制；步骤四、喷涂组合；本发明涉及凝胶涂层技术领域。该将纳米载体耦合到凝胶涂层实现对氧化氢的有效装载及活性保持的制备方法和应用，利用基层、功能层和加强层构成三层涂料，其中功能层提供银离子杀菌，加强层提供锌离子杀菌，保证在水存储时对水的杀菌处理，有效保证水的活性，且基层和功能层之间通过天竹纤维与刺毛纤维勾结纤维勾结，有效保证三层涂料之间的结构强度，降低分层脱离情况的出现概率，从而保证其密封效果，有效保证结构的稳定性。

Description

一种将纳米载体耦合到凝胶涂层实现对氧化氢的有效装载及 活性保持的制备方法和应用
技术领域
本发明涉及凝胶涂层技术领域，具体为一种将纳米载体耦合到凝胶涂层实现对氧化氢的有效装载及活性保持的制备方法和应用。
背景技术
水活性指的是在密闭空间中，某一种食品的平衡蒸气压与相同温度下纯水的饱和蒸气压的比值，纯水的水活性等于1.0，水活性所量度的是食物中的自由水分子，而这些水分子是微生物生殖和存活的必需品，大部份生鲜食品的水活性是0.99，而可以抑止多数细菌增长的水活性大约是0.91，通常将凝胶涂层施用于基材(例如纤维增强复合材料)的表面以提供外观吸引人的耐用表面层，银离子、铜离子和锌离子均可以起到杀菌作用，银离子具备瞬杀细菌的作用，而铜离子可以补充人体所需金属元素，但是生产成本较高，锌离子杀菌速度与银离子相比较慢，常规的杀菌离子凝胶涂层往往采用一次喷涂成型，这样在长时间使用过程中，不容易保证杀菌效果和密封质量，为此本发明特提出将纳米载体耦合到凝胶涂层实现对氧化氢的有效装载及活性保持的制备方法和应用，将纳米级别的银离子和锌离子进行耦合，利用缓慢释放的银离子配合锌离子直接对水进行杀菌处理，在长时间使用后，保证水的活性，且多层喷涂，有效保证其密封效果，从而保证对水的有效装载。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种将纳米载体耦合到凝胶涂层实现对氧化氢的有效装载及活性保持的制备方法和应用，解决了上述的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种将纳米载体耦合到凝胶涂层实现对氧化氢的有效装载及活性保持的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤一、基层调制：向搅拌设备中加入糯米粉和水，搅拌均匀后，加入纳米二氧化硅、刺毛纤维和硫酸铝，继续搅拌至均匀状态，即制得基层涂料A；
步骤二、功能层调制：利用喷丸设备将纳米银颗粒均匀的喷洒到纳米天竹纤维上，加入改性聚丙烯，一同倒入到搅拌设备中，搅拌均匀后，依次加入流平剂、成膜助剂、防沉剂和消泡剂，搅拌均匀后，制得功能层涂料B；
步骤三、加强层调制：将纳米级别甲壳素纤维浸润在水中一段时间，待甲壳素纤维表面潮湿后，挤压出水分，将纳米锌粉均匀的喷洒在甲壳素纤维表面，之后直接倒入到搅拌设备中，加入调色填料、改性聚丙烯和成膜助剂，搅拌均匀后，制得加强层涂料C；
步骤四、喷涂组合：对脆性凝胶表面进行清洁后，在干燥状态下，利用步骤一中制得的基层涂料A进行喷涂，形成基层，在基层表面成膜但尚未彻底干燥时，向步骤二中制得的功能层涂料B加入水进行搅拌，搅拌均匀后，在基层上进行喷涂，形成功能层，在功能层表面成膜且尚未彻底干燥时，向步骤三中的制得的加强层涂料C中加入水进行搅拌，搅拌均匀后，在功能层表面进行喷涂，喷涂完成后，静置至彻底干燥，获得凝胶涂层。
通过采用上述技术方案，利用基层、功能层和加强层构成三层涂料，其中功能层提供银离子杀菌，加强层提供锌离子杀菌，保证在水存储时对水的杀菌处理，有效保证水的活性，且基层和功能层之间通过纤维勾结，有效保证三层涂料之间的结构强度，降低分层脱离情况的出现概率，从而保证其密封效果。
本发明进一步设置为：所述基层涂料A原料按重量分包括：糯米粉15-30份、水50-90份、纳米二氧化硅9-16份、刺毛纤维5-15份、硫酸铝1-3份。
通过采用上述技术方案，利用刺毛纤维作为勾结载体，保证基层对功能层的勾结，且在糯米粉、硫酸铝和纳米二氧化硅的设备下，有效提高基层的防水效果。
本发明进一步设置为：所述功能层涂料B原料按重量分包括：纳米银颗粒0.2-0.8份、纳米天竹纤维2-5份、改性聚丙烯1-2份、流平剂0.6-0.8份、成膜助剂3-10份、防沉剂0.1-0.3份、消泡剂0.3-1 份。
通过采用上述技术方案，天竹纤维具备杀菌效果，利用天竹纤维作为纳米银颗粒的载体，保证结构稳定性的同时，与刺毛纤维勾结，有效保证结构的稳定性，利用改性聚丙烯增加功能层整体结构的稳定性，并使其具备抗裂和耐磨的特性。
本发明进一步设置为：所述加强层涂料C原料按重量分包括：甲壳素纤维10-15份、纳米锌粉0.5-1.5份、调色填料0.2-0.8份、改性聚丙烯2-5份、成膜助剂4-8份。
通过采用上述技术方案，利用甲壳素纤维作为纳米锌粉的载体，保证锌离子进行杀菌处理，从而实现双重杀菌处理，保证杀菌或者抑菌质量，进一步保证水的活性。
本发明进一步设置为：所述步骤四中向功能层涂料B中加入水按照功能层涂料B：水＝1:3的比例，所述步骤四中向加强层涂料C中加入水按照加强层涂料C：水＝1:2的比例。
本发明进一步设置为：所述成膜助剂采用醇酯十二制造而成。
本发明进一步设置为：所述调色填料采用纳米级别的硫酸铜粉末制作而成。
通过采用上述技术方案，硫酸铜粉末呈蓝色，可以使得加强层具备不同的颜色，提高水存储时的美观度。
本发明还请求保护上述任一方法制备的凝胶涂层在饮用水存放、水生物养殖和游泳池方面的应用。
(三)有益效果
本发明提供了一种将纳米载体耦合到凝胶涂层实现对氧化氢的有效装载及活性保持的制备方法和应用。具备以下有益效果：
(1)该将纳米载体耦合到凝胶涂层实现对氧化氢的有效装载及活性保持的制备方法和应用，通过利用基层、功能层和加强层构成三层涂料，其中功能层提供银离子杀菌，加强层提供锌离子杀菌，保证在水存储时对水的杀菌处理，有效保证水的活性，且基层和功能层之间通过纤维勾结，有效保证三层涂料之间的结构强度，降低分层脱离情况的出现概率，从而保证其密封效果。
(2)该将纳米载体耦合到凝胶涂层实现对氧化氢的有效装载及活性保持的制备方法和应用，通过利用刺毛纤维作为勾结载体，保证基层对功能层的勾结，且在糯米粉、硫酸铝和纳米二氧化硅的设备下，有效提高基层的防水效果。
(3)该将纳米载体耦合到凝胶涂层实现对氧化氢的有效装载及活性保持的制备方法和应用，天竹纤维具备杀菌效果，利用天竹纤维作为纳米银颗粒的载体，保证结构稳定性的同时，与刺毛纤维勾结，有效保证结构的稳定性，利用改性聚丙烯增加功能层整体结构的稳定性，并使其具备抗裂和耐磨的特性。
(4)该将纳米载体耦合到凝胶涂层实现对氧化氢的有效装载及活性保持的制备方法和应用，利用甲壳素纤维作为纳米锌粉的载体，保证锌离子进行杀菌处理，从而实现双重杀菌处理，保证杀菌或者抑菌质量，进一步保证水的活性。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
请参阅图1，本发明实施例提供以下三种技术方案：一种将纳米载体耦合到凝胶涂层实现对氧化氢的有效装载及活性保持的制备方法，具体包括以下实施例：
实施例一、
步骤一、基层调制：向搅拌设备中加入糯米粉15份和水50份，搅拌均匀后，加入纳米二氧化硅9份、刺毛纤维5份和硫酸铝1份，继续搅拌至均匀状态，即制得基层涂料A；
步骤二、功能层调制：利用喷丸设备将纳米银颗粒0.8份均匀的喷洒到纳米天竹纤维5份上，加入改性聚丙烯1份，一同倒入到搅拌设备中，搅拌均匀后，依次加入流平剂0.6份、成膜助剂3份、防沉剂0.1份、消泡剂0.3份，搅拌均匀后，制得功能层涂料B；
步骤三、加强层调制：将纳米级别甲壳素纤维15份浸润在水中一段时间，待甲壳素纤维表面潮湿后，挤压出水分，将纳米锌粉0.5 份均匀的喷洒在甲壳素纤维表面，之后直接倒入到搅拌设备中，加入调色填料0.2份、改性聚丙烯2份和成膜助剂4份，搅拌均匀后，制得加强层涂料C；
步骤四、喷涂组合：对脆性凝胶表面进行清洁后，在干燥状态下，利用步骤一中制得的基层涂料A进行喷涂，形成基层，在基层表面成膜但尚未彻底干燥时，按照功能层涂料B：水＝1:3的比例向步骤二中制得的功能层涂料B加入水进行搅拌，搅拌均匀后，在基层上进行喷涂，形成功能层，在功能层表面成膜且尚未彻底干燥时，按照加强层涂料C：水＝1:2的比例向步骤三中的制得的加强层涂料C中加入水进行搅拌，搅拌均匀后，在功能层表面进行喷涂，喷涂完成后，静置至彻底干燥，获得凝胶涂层。
实施例二、
步骤一、基层调制：向搅拌设备中加入糯米粉30份和水90份，搅拌均匀后，加入纳米二氧化硅12份、刺毛纤维10份和硫酸铝2份，继续搅拌至均匀状态，即制得基层涂料A；
步骤二、功能层调制：利用喷丸设备将纳米银颗粒0.6份均匀的喷洒到纳米天竹纤维3份上，加入改性聚丙烯1.5份，一同倒入到搅拌设备中，搅拌均匀后，依次加入流平剂0.7份、成膜助剂5份、防沉剂0.2份、消泡剂0.6份，搅拌均匀后，制得功能层涂料B；
步骤三、加强层调制：将纳米级别甲壳素纤维12份浸润在水中一段时间，待甲壳素纤维表面潮湿后，挤压出水分，将纳米锌粉1份均匀的喷洒在甲壳素纤维表面，之后直接倒入到搅拌设备中，加入调色填料0.6份、改性聚丙烯4份和成膜助剂6份，搅拌均匀后，制得加强层涂料C；
步骤四、喷涂组合：对脆性凝胶表面进行清洁后，在干燥状态下，利用步骤一中制得的基层涂料A进行喷涂，形成基层，在基层表面成膜但尚未彻底干燥时，按照功能层涂料B：水＝1:3的比例向步骤二中制得的功能层涂料B加入水进行搅拌，搅拌均匀后，在基层上进行喷涂，形成功能层，在功能层表面成膜且尚未彻底干燥时，按照加强层涂料C：水＝1:2的比例向步骤三中的制得的加强层涂料C中加入水进行搅拌，搅拌均匀后，在功能层表面进行喷涂，喷涂完成后，静置至彻底干燥，获得凝胶涂层
实施例三、
步骤一、基层调制：向搅拌设备中加入糯米粉25份和水60份，搅拌均匀后，加入纳米二氧化硅16份、刺毛纤维15份和硫酸铝3份，继续搅拌至均匀状态，即制得基层涂料A；
步骤二、功能层调制：利用喷丸设备将纳米银颗粒0.8份均匀的喷洒到纳米天竹纤维5份上，加入改性聚丙烯2份，一同倒入到搅拌设备中，搅拌均匀后，依次加入流平剂0.8份、成膜助剂10份、防沉剂0.3份、消泡剂1份，搅拌均匀后，制得功能层涂料B；
步骤三、加强层调制：将纳米级别甲壳素纤维10份浸润在水中一段时间，待甲壳素纤维表面潮湿后，挤压出水分，将纳米锌粉1.5 份均匀的喷洒在甲壳素纤维表面，之后直接倒入到搅拌设备中，加入调色填料0.8份、改性聚丙烯5份和成膜助剂8份，搅拌均匀后，制得加强层涂料C；
步骤四、喷涂组合：对脆性凝胶表面进行清洁后，在干燥状态下，利用步骤一中制得的基层涂料A进行喷涂，形成基层，在基层表面成膜但尚未彻底干燥时，按照功能层涂料B：水＝1:3的比例向步骤二中制得的功能层涂料B加入水进行搅拌，搅拌均匀后，在基层上进行喷涂，形成功能层，在功能层表面成膜且尚未彻底干燥时，按照加强层涂料C：水＝1:2的比例向步骤三中的制得的加强层涂料C中加入水进行搅拌，搅拌均匀后，在功能层表面进行喷涂，喷涂完成后，静置至彻底干燥，获得凝胶涂层。
综上所述、
实施例一中制得凝胶涂层的杀菌效果、有效杀菌时长、密封效果与实施例二和实施例三相比，杀菌效果一般，有效杀菌时长一般，密封效果一般，适用于游泳池等短时间内定期换水的环境中。
实施例二中制得凝胶涂层的杀菌效果、有效杀菌时长、密封效果与实施例一和实施例三相比，杀菌效果较好，有效杀菌时长较长，密封效果较好，适用于水生物养殖等长时间内定期换水的环境中。
实施例三中制得凝胶涂层的杀菌效果、有效杀菌时长、密封效果与实施例一和实施例二相比，杀菌效果极佳，有效杀菌时长极长，密封效果极好，适用于饮用水存放等长时间不用换水的环境中。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种将纳米载体耦合到凝胶涂层实现对氧化氢的有效装载及活性保持的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤一、基层调制：向搅拌设备中加入糯米粉和水，搅拌均匀后，加入纳米二氧化硅、刺毛纤维和硫酸铝，继续搅拌至均匀状态，即制得基层涂料A；
步骤二、功能层调制：利用喷丸设备将纳米银颗粒均匀的喷洒到纳米天竹纤维上，加入改性聚丙烯，一同倒入到搅拌设备中，搅拌均匀后，依次加入流平剂、成膜助剂、防沉剂和消泡剂，搅拌均匀后，制得功能层涂料B；
步骤三、加强层调制：将纳米级别甲壳素纤维浸润在水中一段时间，待甲壳素纤维表面潮湿后，挤压出水分，将纳米锌粉均匀的喷洒在甲壳素纤维表面，之后直接倒入到搅拌设备中，加入调色填料、改性聚丙烯和成膜助剂，搅拌均匀后，制得加强层涂料C；
步骤四、喷涂组合：对脆性凝胶表面进行清洁后，在干燥状态下，利用步骤一中制得的基层涂料A进行喷涂，形成基层，在基层表面成膜但尚未彻底干燥时，向步骤二中制得的功能层涂料B加入水进行搅拌，搅拌均匀后，在基层上进行喷涂，形成功能层，在功能层表面成膜且尚未彻底干燥时，向步骤三中的制得的加强层涂料C中加入水进行搅拌，搅拌均匀后，在功能层表面进行喷涂，喷涂完成后，静置至彻底干燥，获得凝胶涂层。
2.根据权利要求1所述的一种将纳米载体耦合到凝胶涂层实现对氧化氢的有效装载及活性保持的制备方法，其特征在于：所述基层涂料A原料按重量分包括：糯米粉15-30份、水50-90份、纳米二氧化硅9-16份、刺毛纤维5-15份、硫酸铝1-3份。
3.根据权利要求1所述的一种将纳米载体耦合到凝胶涂层实现对氧化氢的有效装载及活性保持的制备方法，其特征在于：所述功能层涂料B原料按重量分包括：纳米银颗粒0.2-0.8份、纳米天竹纤维2-5份、改性聚丙烯1-2份、流平剂0.6-0.8份、成膜助剂3-10份、防沉剂0.1-0.3份、消泡剂0.3-1份。
4.根据权利要求1所述的一种将纳米载体耦合到凝胶涂层实现对氧化氢的有效装载及活性保持的制备方法，其特征在于：所述加强层涂料C原料按重量分包括：甲壳素纤维10-15份、纳米锌粉0.5-1.5份、调色填料0.2-0.8份、改性聚丙烯2-5份、成膜助剂4-8份。
5.根据权利要求1所述的一种将纳米载体耦合到凝胶涂层实现对氧化氢的有效装载及活性保持的制备方法，其特征在于：所述步骤四中向功能层涂料B中加入水按照功能层涂料B：水＝1:3的比例，所述步骤四中向加强层涂料C中加入水按照加强层涂料C：水＝1:2的比例。
6.根据权利要求1所述的一种将纳米载体耦合到凝胶涂层实现对氧化氢的有效装载及活性保持的制备方法，其特征在于：所述成膜助剂采用醇酯十二制造而成。
7.根据权利要求1所述的一种将纳米载体耦合到凝胶涂层实现对氧化氢的有效装载及活性保持的制备方法，其特征在于：所述调色填料采用纳米级别的硫酸铜粉末制作而成。
8.权利要求1～7任一所述方法制备的凝胶涂层在饮用水存放、水生物养殖和游泳池方面的应用。
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