CN114456674A - 一种不锈钢抗菌防污涂层及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种不锈钢抗菌防污涂层及其制备方法，该涂层原料按重量份计包括如下组分，将水性树脂28‑36份、去离子水40‑60份、烤漆催化剂0.5‑1份、交联剂5‑10份、纳米二氧化钛2‑20份、气相二氧化硅3‑8份、纳米石墨烯5‑20份、成膜助剂1‑2份、分散剂0.5‑1.0份、消泡剂0.2‑0.7份；所述纳米二氧化钛、纳米石墨烯粒径3‑5nm。其制备方法：S1称取原料；S2预分散；S3高速分散；S4砂磨混合；S5涂层制备。采用本发明所述技术方案制备得到的涂料在应用到不锈钢基材表面后，有以下效果：一是能起到良好防污效果；二是易清洁；三是良好抗菌效果；四是附着力强；五是硬度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种电梯用不锈钢涂料领域，特别涉及一种不锈钢抗菌防污涂层及其制备方法。
背景技术
在日常生活中，电梯的使用已逐渐普及，但特殊时期公共卫生问题越来越受到人们的重视。而电梯的按键界面操作等则无疑是最易受到接触和细菌易存在的地方，细菌及病毒等也更易附着在其上。同时上述空间及产品表面等的清洁也十分困难，当遇有表面损坏严重时，更换也就不可避免且成本高昂。在电梯使用的不锈钢等表面使用抗菌涂料则显得经济环保，但现在市面上的抗菌涂料由于原料间难以分散均一且性能不稳定，导致经常出现抗菌涂层开裂，或者与被涂覆表面附着力弱导致涂层脱落，或者涂层杀菌效果差、或者损坏涂层不易清洁等。上述问题的出现都显著降低了由抗菌涂料形成的涂层的抗菌性及使用寿命等。
目前，普通的杀菌涂料大多采用在涂料中添加有机杀菌剂的方法，一般杀菌剂有毒性、不安全、易溶出、耐久性差，加上不能承受数千次的反复洗刷与消毒，难以达到应用要求。纳米粒子具有常规微细粉末所不具备的特性。将其应用于涂料中，纳米粒子特殊的磁、光、电性能及其在高温下仍具有高强、高韧、耐磨、优良稳定性的性能，可为开发符合环保要求的高性能涂料提供新的机遇。纳米TiO2光催化活性好，化学性能和光电化学性能均十分稳定，耐强酸强碱，并且具有较深的价带能级，可使一些吸热反应在光照射的 TiO2微粒表面得以实现和加速，且TiO2自身无毒、无味、无刺激性、热稳定性与耐热性好、不燃烧、为白色，因而TiO2是很好的半导体光催化杀灭微生物细菌的催化剂。
本发明基于上述背景技术，旨在提供一种具有抗菌性优良、表面附着力强、强度高的电梯不锈钢用纳米抗菌涂料及其制备方法。
发明内容
本发明为解决前述抗菌涂层开裂，或者与被涂覆表面附着力弱导致涂层脱落，或者涂层杀菌效果差、或者损坏涂层不易清洁等问题，采用如下的技术方案：其原料按重量份计包括如下组分，水性树脂28-36份、去离子水40-60份、烤漆催化剂0.5-1份、交联剂5-10份、纳米二氧化钛2-20份、气相二氧化硅3-8份、纳米石墨烯5-20份、成膜助剂1-2份、分散剂0.5-1.0份、消泡剂0.2-0.7份；
其中优选的，所述纳米二氧化钛、纳米石墨烯粒径为3-5nm。
其中优选的，所述纳米二氧化钛锐钛矿型与金红石型比例为2:1的混晶纳米TiO2作为抗菌剂。
其中优选所述所述树脂为氨基树脂，能够提高漆膜的致密程度，改善漆膜的耐腐蚀性能，同时保持一定的耐冲击性能。
本发明所述不锈钢抗菌防污涂料可采用常规方式来制备，优选本发明所述纳米抗菌涂料采用如下制备方式制备：
S1 按重量份称取原料，其中水性树脂28-36份、去离子水40-60份、烤漆催化剂0.5-1份、交联剂5-10、纳米二氧化钛2-20、气相二氧化硅3-8份、纳米石墨烯5-20份、成膜助剂1-2份、分散剂0.5-1.0份、消泡剂0.2-0.7份。
S2 将所称取的纳米二氧化钛、纳米石墨烯加入到分散剂中超声分散5-15分钟，控制温度在15-35℃左右；
S3 将水、预处理好的各种助剂、分散好的纳米材料放到高速分散机中分散，加入各种填料，经搅拌机在2000-4000r/min高速下分散均匀；
S4 进入砂磨机，砂磨1-2h后，磨到合适的细度后，再进入分散机，加入水性树脂乳液，低速分散混合均匀即可；
S6 将所述抗菌涂料通过常规方式涂覆于待涂覆的不锈钢表面，干燥后形成所述涂层。
本发明有益效果
本发明所述涂层具有良好的抗菌性和附着力，采用本发明所述技术方案制备得到的水性抗菌涂料在应用到基材表面后，取得了优异的技术效果。主要有以下效果：一是能起到良好的防污效果，涂料及使用该涂料的产品表面光滑，不会残留污迹，由复合乳液制得的抗菌涂料, 其抗菌纳米粒子在涂料中分散均匀, 有效地防止了纳米粒子在涂料中发生二次团聚的现象；二是在残留脏污后非常容易清洁，污渍液体与其表面附着力低，能够通过简单擦拭就实现清洁；三是使用了二氧化钛体系，具有良好的抗菌效果，经性能测试表明，添加复合纳米TiO2的水性建筑涂料具有杀菌功能，含纳米TiO2的涂料在紫外光照射30-40min后，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌杀菌效果均较好，抑菌率分别为75%以上，其抗菌性能得到明显的提高；四是附着力强，不易脱落。本涂料与涂覆基体结合力强，不易被划伤，具有耐老化抗剥落的优点。涂覆基材选择广泛，具有广泛的应用场景，尤其应用于电梯。
具体实施方式
以下为本发明的具体实例来进一步描述本发明，但是本发明不仅限于此。在按照本发明所记载的方法和配方制备得到涂料后，利用自动涂膜机刮涂方法把所制备的水性抗菌涂料刮涂到不锈钢钢板上，烘干后进行封边，保持涂层厚度为10-12μm，然后进行杀菌功能测试。本发明利用杀菌功能测试来评价所得到的抗菌防污涂层的杀菌性能。杀菌功能测试依据国家标准GB/T15979-1997进行测试。
实施例1
一种不锈钢抗菌防污涂层及其制备方法，其原料按重量份计包括如下组分：水性树脂28份、去离子水40份、烤漆催化剂0.5份、交联剂5份、纳米二氧化钛2份、气相二氧化硅3份、纳米石墨烯5份、成膜助剂1份、分散剂0.5份、消泡剂0.2份。
其中优选的，所述纳米二氧化钛、纳米石墨烯粒径为3-5nm。
其中优选的，所述纳米二氧化钛锐钛矿型与金红石型比例为2:1的混晶纳米TiO2作为抗菌剂。
其中优选所述所述树脂为氨基树脂，能够提高漆膜的致密程度，改善漆膜的耐腐蚀性能，同时保持一定的耐冲击性能。
本发明所述不锈钢抗菌防污涂料可采用常规方式来制备，优选本发明所述纳米抗菌涂料采用如下制备方式制备：
S1 按重量份称取原料，其中水性树脂28份、去离子水40份、烤漆催化剂0.5份、交联剂5份、纳米二氧化钛2份、气相二氧化硅3份、纳米石墨烯5份、成膜助剂1份、分散剂0.5份、消泡剂0.2份。
S2 将所称取的纳米二氧化钛、纳米石墨烯加入到分散剂中超声分散8分钟，控制温度在20℃左右；
S3 将水、预处理好的各种助剂、分散好的纳米材料放到高速分散机中分散，加入各种填料，经搅拌机在2500r/min高速下分散均匀；
S4 进入砂磨机，砂磨1h后，磨到合适的细度后，再进入分散机，加入水性树脂乳液，低速分散混合均匀即可；
S6 将所述抗菌涂料通过常规方式涂覆于待涂覆的不锈钢表面，干燥后形成所述涂层。
将涂料刮涂到钢板上得到实施例1的带涂层样品。经实验检测，见表1。
表1 涂层抗菌性能测试
实施例2
一种不锈钢抗菌防污涂层及其制备方法，其原料按重量份计包括如下组分：水性树脂30份、去离子水45份、烤漆催化剂0.7份、交联剂6份、纳米二氧化钛6份、气相二氧化硅5份、纳米石墨烯8份、成膜助剂1.5份、分散剂0.8份、消泡剂0.4份。
其中优选的，所述纳米二氧化钛、纳米石墨烯粒径为3-5nm。
其中优选的，所述纳米二氧化钛锐钛矿型与金红石型比例为2:1的混晶纳米TiO2作为抗菌剂。
其中优选所述所述树脂为氨基树脂，能够提高漆膜的致密程度，改善漆膜的耐腐蚀性能，同时保持一定的耐冲击性能。
本发明所述不锈钢抗菌防污涂料可采用常规方式来制备，优选本发明所述纳米抗菌涂料采用如下制备方式制备：
S1 按重量份称取原料，其中水性树脂30份、去离子水45份、烤漆催化剂0.7份、交联剂6份、纳米二氧化钛6份、气相二氧化硅5份、纳米石墨烯8份、成膜助剂1.5份、分散剂0.8份、消泡剂0.4份。
S2 将所称取的纳米二氧化钛、纳米石墨烯加入到分散剂中超声分散10分钟，控制温度在25℃左右；
S3 将水、预处理好的各种助剂、分散好的纳米材料放到高速分散机中分散，加入各种填料，经搅拌机在3000r/min高速下分散均匀；
S4 进入砂磨机，砂磨1.5h后，磨到合适的细度后，再进入分散机，加入水性树脂乳液，低速分散混合均匀即可；
S6 将所述抗菌涂料通过常规方式涂覆于待涂覆的不锈钢表面，干燥后形成所述涂层。
将涂料刮涂到钢板上得到实施例2的带涂层样品。经实验检测，见表2。
表2 涂层抗菌性能测试
| 供试微生物菌株 | 待测涂层菌落数 | 对照涂层菌落数 | 抑菌率% |
| 金黄色葡萄球菌 | 35 | 180 | 80.56 |
| 大肠杆菌 | 40 | 212 | 81.13 |
实施例3
一种不锈钢抗菌防污涂层及其制备方法，其原料按重量份计包括如下组分：水性树脂36份、去离子水60份、烤漆催化剂1份、交联剂10份、纳米二氧化钛15份、气相二氧化硅8份、纳米石墨烯20份、成膜助剂2份、分散剂1.0份、消泡剂0.7份。
其中优选的，所述纳米二氧化钛、纳米石墨烯粒径为3-5nm。
其中优选的，所述纳米二氧化钛锐钛矿型与金红石型比例为2:1的混晶纳米TiO2作为抗菌剂。
其中优选所述所述树脂为氨基树脂，能够提高漆膜的致密程度，改善漆膜的耐腐蚀性能，同时保持一定的耐冲击性能。
本发明所述不锈钢抗菌防污涂料可采用常规方式来制备，优选本发明所述纳米抗菌涂料采用如下制备方式制备：
S1 按重量份称取原料，其中水性树脂36份、去离子水60份、烤漆催化剂1份、交联剂10份、纳米二氧化钛15份、气相二氧化硅8份、纳米石墨烯20份、成膜助剂2份、分散剂1.0份、消泡剂0.7份。
S2 将所称取的纳米二氧化钛、纳米石墨烯加入到分散剂中超声分散15分钟，控制温度在30℃左右；
S3 将水、预处理好的各种助剂、分散好的纳米材料放到高速分散机中分散，加入各种填料，经搅拌机在3500r/min高速下分散均匀；
S4 进入砂磨机，砂磨2h后，磨到合适的细度后，再进入分散机，加入水性树脂乳液，低速分散混合均匀即可；
S6 将所述抗菌涂料通过常规方式涂覆于待涂覆的不锈钢表面，干燥后形成所述涂层。
将涂料刮涂到钢板上得到实施例3的带涂层样品。经实验检测，见表3。
表3 涂层抗菌性能测试
| 供试微生物菌株 | 待测涂层菌落数 | 对照涂层菌落数 | 抑菌率% |
| 金黄色葡萄球菌 | 42 | 180 | 76.67 |
| 大肠杆菌 | 44 | 218 | 79.82 |
本发明说明书及具体实施方式不构成对本发明权利要求的限制，任何熟悉本技术 领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思，通过 常规技术手段的各种变化和改变加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种不锈钢抗菌防污涂层及其制备方法，其特征在于：原料按重量份计包括如下组分水性树脂28-36份、去离子水40-60份、烤漆催化剂0.5-1份、交联剂5-10份、纳米二氧化钛2-20份、气相二氧化硅3-8份、纳米石墨烯5-20份、成膜助剂1-2份、分散剂0.5-1.0份、消泡剂0.2-0.7份。
2.根据权利要求1所述的一种不锈钢抗菌防污涂层及其制备方法，其特征在于：所述所述纳米二氧化钛、纳米石墨烯粒径为3-5nm。
3.根据权利要求1所述的一种不锈钢抗菌防污涂层及其制备方法，其特征在于：所述纳米二氧化钛锐钛矿型与金红石型比例为2:1的混晶纳米TiO2作为抗菌剂。
4.根据权利要求1所述的一种不锈钢抗菌防污涂层及其制备方法，其特征在于：所述树脂为氨基树脂，能够提高漆膜的致密程度，改善漆膜的耐腐蚀性能，同时保持一定的耐冲击性能。
5.根据权利要求1-4所述的一种不锈钢抗菌防污涂层的制备方法，其特征在于：
S1 按重量份称取，其中水性树脂28-36份、去离子水40-60份、烤漆催化剂0.5-1份、交联剂5-10、纳米二氧化钛2-20、气相二氧化硅3-8份、纳米石墨烯5-20份、成膜助剂1-2份、分散剂0.5-1.0份、消泡剂0.2-0.7份；
S2 将所称取的纳米二氧化钛、纳米石墨烯加入到分散剂中超声分散5-15分钟，控制温度在15-35℃左右；
S3 将水、预处理好的各种助剂、分散好的纳米材料放到高速分散机中分散，加入各种填料，经搅拌机在2000- 4000r/min高速下分散均匀；
S4 进入砂磨机，砂磨1-2h后，磨到合适的细度后，再进入分散机，加入水性树脂乳液，低速分散混合均匀即可；
S5 将所述抗菌涂料通过常规方式涂覆于待涂覆的不锈钢表面，干燥后形成所述涂层。
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