CN114989652B - 一种不锈钢结构表面防护用抗菌涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种不锈钢结构表面防护用抗菌涂料，属于抗菌涂层技术领域，通过如下步骤制备：将改性填料、改性剂和聚氨酯粉末加入分散剂中，搅拌分散30min，然后设置温度为50‑60℃，搅拌反应4‑5h，得到一种不锈钢结构表面防护用抗菌涂料。通过加入了改性填料和改性剂提高涂料成膜后的表面性能，通过将R基进行化学修饰，引入马来酰亚胺，制成改性剂，然后与利用呋喃环封端的聚氨酯粉末反应，可实现涂层的热处理修复，提高其对于不锈钢的保护。季铵盐抗菌剂通过插层反应与氧化石墨烯复合制备改性填料，季铵盐抗菌剂具有良好的抗菌效果，配合氧化石墨烯和席夫碱结构，提高涂料成膜后抗腐蚀、抗污性能。
Description
技术领域
本发明属于抗菌涂层技术领域，具体地，涉及一种不锈钢结构表面防护用抗菌涂料。
背景技术
不锈钢是一种银白色具有优异的耐蚀性、耐磨性、韧性及工艺性的合金钢，其优良的力学性能、较好的化学稳定性及无毒等特性使其广泛地应用于宇航、海洋、医药、核能工程、石油化工等方面。
不锈钢材料在使用过程中，经常会接触到腐蚀性的液体，如酸、碱等，从而发生腐蚀。有时，不锈钢表面具有极好的亲水亲油性能，不锈钢也存在手汗和油脂污染的问题，进而还会促使细菌、病毒等的繁殖，使用时给人们健康带来不利影响，不锈钢本身没有抗菌性能。
因此需要采表面处理办法，增强不锈钢制品抗腐蚀、抗污和抗菌性。
发明内容
为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明提供一种不锈钢结构表面防护用抗菌涂料。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种不锈钢结构表面防护用抗菌涂料，通过如下步骤制备：
将改性填料、改性剂和聚氨酯粉末加入分散剂中，搅拌分散30min，然后设置温度为50-60℃，搅拌反应4-5h，得到一种不锈钢结构表面防护用抗菌涂料。
所述改性填料通过如下步骤制备：
将季铵盐抗菌剂和氧化石墨烯加入N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌分散，然后升温至80℃，搅拌反应12h，反应结束后，用去离子水洗涤，然后在30℃、真空条件下干燥至恒重，得到改性填料。
进一步地，所述季铵盐抗菌剂通过如下步骤制备：
将3-吡啶甲醛和2-氨基吡啶加入无水乙醇中，用醋酸调节pH值为5，加热回流反应5h，反应结束后，减压浓缩除去溶剂得到中间产物，将得到的中间产物和无水乙醇混合，然后加入十二烷基溴，加热回流反应4h，使用旋转蒸发仪除去乙醇，得到季铵盐抗菌剂。
3-吡啶甲醛中的醛基和2-氨基吡啶的氨基在酸性条件下发生反应，得到含有席夫碱结构的中间体，然后通过与十二烷基溴反应，引入吡啶季铵盐结构，制备出季铵盐抗菌剂，季铵盐抗菌剂属于阳离子型表面活性剂。
进一步地，所述分散剂为N,N-二甲基甲酰胺。
进一步地，聚氨酯粉末通过如下步骤制备：
步骤一、在氮气保护条件下，将二异氰酸酯、聚己内酯二醇和N,N-二甲基甲酰胺混合，在60℃条件下，搅拌反应3h，得到预聚体；
步骤二、在温度为75℃条件下，向预聚体中加入封端剂，加完后，升温至100℃，反应10h。反应结束后，冷却到室温，将产物滴入过量的乙醚中，经过洗涤、过滤，室温真空干燥，得到聚氨酯粉末。
进一步地，二异氰酸酯为4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种。
进一步地，封端剂为糠醇、糠胺中的一种。
进一步地，改性剂为改性剂a和改性剂b中的一种；改性剂属于马来酰亚胺改性POSS。其中改性剂为改性剂a和改性剂b中的一种，改性剂a和改性剂b均属于马来酰亚胺改性POSS，POSS具有Si-O-Si键为核心的无机纳米笼型结构，外围含有R基有机基团，POSS属于纳米无机填料，纳米无机填料填充到涂膜中，填补固化膜网状结构中的缝隙，起到基石的作用，同时可以减低涂料的成本，可形成多重交联网络，提高成膜性能。
进一步地，改性剂a通过如下步骤制备：
在氮气保护条件下，将3-缩水甘油基氧丙基三甲氧基硅烷、质量分数40%的四甲基氢氧化铵水溶液和异丙醇混合，然后在温度为20℃条件下搅拌反应5h，反应结束后，减压浓缩除去溶剂，然后经过水洗、干燥后得到环氧基POSS。
在氮气保护条件下，将N-氨基甲酰马来酰亚胺和环氧基POSS加入甲苯中，升温至60℃，搅拌反应8h，反应结束后，减压浓缩除去溶剂，得到改性剂a。N-氨基甲酰马来酰亚胺中的氨基和环氧基POSS中的环氧基发生反应得到改性剂a。
进一步地，改性剂b通过如下步骤制备：
在氮气保护条件下，将疏丙基三甲氧基硅烷加入甲醇中，搅拌30min，然后加入质量分数40%的四甲基氢氧化铵水溶液，加热回流反应6h，反应结束后减压浓缩除去溶剂，然后经过丙酮洗涤、干燥后得到巯基POSS。
在氮气保护条件下，将N-烯丙基马来酰亚胺和巯基POSS加入甲苯中，然后加入三乙胺，加热回流反应16h，反应结束后，减压浓缩除去溶剂，得到改性剂b。在改性剂b合成过程中，发生了巯基-烯Michael加成反应，将N-烯丙基马来酰亚胺引入巯基POSS中。
本发明的有益效果：
本发明中制备了一种季铵盐抗菌剂，通过插层反应与氧化石墨烯复合，提升填料的分散效果，减少堆积，引入了更多的长碳链，分子链相对更大，能更有效地阻止含氧基团的热分解，使得氧化石墨烯的热稳定性更佳，且季铵盐抗菌剂具有良好的抗菌效果，配合氧化石墨烯和席夫碱结构，提高涂料成膜后抗腐蚀、抗污性能。
本发明中通过加入了改性填料和改性剂提高涂料成膜后的表面性能，通过将R基进行化学修饰，引入马来酰亚胺，制成改性剂，然后与利用呋喃环封端的聚氨酯粉末反应，形成Diels-Alder(DA）键，改性剂对聚氨酯粉末中的端基官能团扩链反应，制备出同时含有DA键的动态共价键，可实现涂层的热处理修复，提高其对于不锈钢的保护。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
改性剂包括改性剂a和改性剂b。
制备改性剂a：
环氧基POSS通过如下步骤制备：
在氮气保护条件下，将2g3-缩水甘油基氧丙基三甲氧基硅烷、1g质量分数40%的四甲基氢氧化铵水溶液和20mL异丙醇混合，然后在温度为20℃条件下搅拌反应5h，反应结束后，减压浓缩除去溶剂，然后经过水洗、干燥后得到环氧基POSS。
在氮气保护条件下，将3gN-氨基甲酰马来酰亚胺和1g环氧基POSS加入30mL甲苯，升温至60℃，搅拌反应8h，反应结束后，减压浓缩除去溶剂，得到改性剂a。
制备改性剂b：
在氮气保护条件下，将5mL疏丙基三甲氧基硅烷加入10mL甲醇中，搅拌30min，然后加入5mL质量分数40%的四甲基氢氧化铵水溶液，加热回流反应6h，反应结束后减压浓缩除去溶剂，然后经过丙酮洗涤、干燥后得到巯基POSS。
在氮气保护条件下，将3gN-烯丙基马来酰亚胺和1g巯基POSS加入30mL甲苯中，然后加入1g三乙胺，加热回流反应16h，反应结束后，减压浓缩除去溶剂，得到改性剂b。
实施例2
制备聚氨酯粉末：
步骤一、在氮气保护条件下，将2g4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯、4g聚己内酯二醇和6mLN,N-二甲基甲酰胺混合，在60℃条件下，搅拌反应3h，得到预聚体；
步骤二、在温度为75℃条件下，向8g预聚体中加入1g糠醇，加完后，升温至100℃，反应10h。反应结束后，冷却到室温，将产物滴入过量的乙醚中，经过洗涤、过滤，室温真空干燥，得到聚氨酯粉末。
实施例3
制备聚氨酯粉末：
步骤一、在氮气保护条件下，将2g异佛尔酮二异氰酸酯、4g聚己内酯二醇和6mLN,N-二甲基甲酰胺混合，在60℃条件下，搅拌反应3h，得到预聚体；
步骤二、在温度为75℃条件下，向8g预聚体中加入1g糠胺，加完后，升温至100℃，反应10h。反应结束后，冷却到室温，将产物滴入过量的乙醚中，经过洗涤、过滤，室温真空干燥，得到聚氨酯粉末。
实施例4
改性填料通过如下步骤制备：
将1g3-吡啶甲醛和1g2-氨基吡啶加入20mL无水乙醇中，用醋酸调节pH值为5，加热回流反应5h，反应结束后，减压浓缩除去溶剂得到中间产物，将得到的中间产物和无水乙醇混合，然后加入4.2g十二烷基溴，加热回流反应4h，使用旋转蒸发仪除去乙醇，得到季铵盐抗菌剂。
将1g季铵盐抗菌剂和0.8g氧化石墨烯加入100mLN,N-二甲基甲酰胺中，搅拌分散，然后升温至80℃，搅拌反应12h，反应结束后，用去离子水洗涤，然后在30℃、真空条件下干燥至恒重，得到改性填料。
实施例5
本实施例提供一种不锈钢结构表面防护用抗菌涂料，通过如下步骤制备：
按重量份计，将8份实施例4制备的改性填料、4份改性剂a和20份实施例2制备的聚氨酯粉末加入20份N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌分散30min，然后设置温度为50℃，搅拌反应5h，得到一种不锈钢结构表面防护用抗菌涂料。
实施例6
本实施例提供一种不锈钢结构表面防护用抗菌涂料，通过如下步骤制备：
按重量份计，将9份实施例4制备的改性填料、3份改性剂a和20份实施例2制备的聚氨酯粉末加入25份N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌分散30min，然后设置温度为55℃，搅拌反应5h，得到一种不锈钢结构表面防护用抗菌涂料。
实施例7
本实施例提供一种不锈钢结构表面防护用抗菌涂料，通过如下步骤制备：
按重量份计，将10份实施例4制备的改性填料、2份改性剂b和20份实施例3制备的聚氨酯粉末加入30份N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌分散30min，然后设置温度为60℃，搅拌反应4h，得到一种不锈钢结构表面防护用抗菌涂料。
对比例1
将实施例7中的改性填料换成氧化石墨烯，其余原料及制备过程保持不变。
对比例2
将实施例7中的改性剂b，换成4,4'-双马来酰亚胺，其余原料及制备过程保持不变。
对实施例5-7和对比例1-2制备的涂料样品进行测试；将样品涂覆在不锈钢表面，在室温条件放置10h后，置于70℃条件下干燥48h，得到厚度为0.8±0.05mm的保护层，测试保护相关性能。根据GB/T1771-2007测试耐盐雾性，根据GB/T9274-1988测试耐碱性；
抗菌性：选用金黄色葡萄球菌和大肠杆菌进行测试，过程如下：将样品涂有金黄色葡萄球菌的表面皿上，经24h后记录产生抑菌圈直径；试样贴附于涂有大肠杆菌的表面皿上，经24h后记录产生抑菌圈直径；
制备式样，试样宽度10mm、厚度4mm，经过80℃热处理4h修复，拉伸强度测试：执行标准为GB／T1042.2–2006；拉伸强度修复效率。
测试结果如下表1所示：
改性填料中引入了季铵盐抗菌剂，季铵盐抗菌剂中含有席夫碱、季铵盐等结构，对于涂料的抗菌、防腐、修复效率均有一定影响，改性剂中含有的POSS，属于纳米无机填料，对于涂料的耐腐蚀性和修复效率具有影响，本发明中通过对原料成分进行调整，提高涂料性能。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种不锈钢结构表面防护用抗菌涂料，其特征在于，通过如下步骤制备：
将3-吡啶甲醛和2-氨基吡啶加入无水乙醇中，调节pH值为5，加热回流反应5h，得到中间产物，将得到的中间产物和无水乙醇混合，然后加入十二烷基溴，加热回流反应4h，得到季铵盐抗菌剂；
将季铵盐抗菌剂和氧化石墨烯加入分散剂中，搅拌分散，然后升温至80℃，搅拌反应12h，经过洗涤、干燥得到改性填料；
将改性填料、改性剂和聚氨酯粉末加入分散剂中，搅拌分散30min，然后设置温度为50-60℃，搅拌反应4-5h，得到一种不锈钢结构表面防护用抗菌涂料；
所述聚氨酯粉末通过如下步骤制备：
步骤一、在氮气保护条件下，将二异氰酸酯、聚己内酯二醇和N,N-二甲基甲酰胺混合，在60℃条件下，搅拌反应3h，得到预聚体；
步骤二、在温度为75℃条件下，向预聚体中加入封端剂，加完后，升温至100℃，反应10h，冷却到室温，将产物滴入乙醚中，经过洗涤、过滤，室温真空干燥，得到聚氨酯粉末；所述封端剂为糠醇、糠胺中的一种；
所述改性剂为改性剂a和改性剂b中的一种；
所述改性剂a通过如下步骤制备：
在氮气保护条件下，将3-缩水甘油基氧丙基三甲氧基硅烷、质量分数40%的四甲基氢氧化铵水溶液和异丙醇混合，然后在温度为20℃条件下搅拌反应5h，反应结束后，减压浓缩除去溶剂，然后经过水洗、干燥后得到环氧基POSS；在氮气保护条件下，将N-氨基甲酰马来酰亚胺和环氧基POSS加入甲苯，升温至60℃，搅拌反应8h，得到改性剂a；
所述改性剂b通过如下步骤制备：
在氮气保护条件下，将疏丙基三甲氧基硅烷加入甲醇中，搅拌30min，然后加入质量分数40%的四甲基氢氧化铵水溶液，加热回流反应6h，反应结束后减压浓缩除去溶剂，然后经过丙酮洗涤、干燥后得到巯基POSS；在氮气保护条件下，将N-烯丙基马来酰亚胺和巯基POSS加入甲苯中，然后加入三乙胺，加热回流反应16h，得到改性剂b。
2.根据权利要求1所述的一种不锈钢结构表面防护用抗菌涂料，其特征在于，所述分散剂为N,N-二甲基甲酰胺。
3.根据权利要求1所述的一种不锈钢结构表面防护用抗菌涂料，其特征在于，所述二异氰酸酯为4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种。
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Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN101250375A (zh) * | 2008-04-03 | 2008-08-27 | 同济大学 | 一种poss/聚氨酯水性复合涂料及其制备方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2011129413A1 (ja) * | 2010-04-14 | 2011-10-20 | 関西ペイント株式会社 | 複層塗膜形成方法及び塗装物品 |
| KR101872501B1 (ko) * | 2014-02-18 | 2018-06-29 | 경북대학교 산학협력단 | 자가 복원 폴리우레탄 코팅제 제조방법 |
| CN108047709B (zh) * | 2017-12-29 | 2020-04-07 | 福建华彩新材料有限公司 | 一种石墨烯抗菌母粒、纤维及其制备方法 |
| CN110157286A (zh) * | 2018-01-26 | 2019-08-23 | 山东星火科学技术研究院 | 石墨烯基矿物涂料及其制备方法 |
| CN113564598B (zh) * | 2021-06-10 | 2023-06-13 | 江阴润玛电子材料股份有限公司 | 一种集成电路用铜钛腐蚀液及其生产工艺 |
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| CN113789114A (zh) * | 2021-09-17 | 2021-12-14 | 卢超 | 一种自修复抗菌聚氨酯涂层及其制备方法 |
-
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101250375A (zh) * | 2008-04-03 | 2008-08-27 | 同济大学 | 一种poss/聚氨酯水性复合涂料及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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