CN115651438B - 一种无机内墙医院用抗菌抗病毒涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无机内墙医院用抗菌抗病毒涂料及其制备方法，由以下重量组分的原料组成：20～80份水、2～5份纤维素、1～3份膨润土、0.5～1份消泡剂、0.5～1份润湿剂、2～3份分散剂、25～65份高岭土、0.3～0.8份流平剂、15～45份硅酸钾和5～10份抗菌剂，所述抗菌剂的制备过程包括以下步骤：S1：称取0.02mol六水合硝酸锌，溶于200ml聚乙二醇中，待完全溶解后，将混合液移入反应釜中，170℃下水热反应3h；S2：将反应结束后的产物离心处理，清洗烘干，得到的产物在400～480℃下煅烧；S3：将S2得到的产物与2.5g羟基吡啶硫酮锌加入聚乙二醇中，超声浸渍20min时间，烘干。本发明利用纳米氧化锌多孔球的微孔结构，吸纳负载羟基吡啶硫酮锌，避免大部分羟基吡啶硫酮锌长时间被紫外线直射，导致其降解失去抗菌性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种无机内墙医院用抗菌抗病毒涂料及其制备方法，属于抗菌抗病毒涂料技术领域。
背景技术
市面上的抗菌涂料产品有4种：1.有机类生物杀伤剂；2.光触媒；3.银离子、铜离子等；4.其他原料(比如生物萃取)。其中，光触媒实际上是一种纳米级的金属氧化物材料(其中涂料产品用的最多也最典型的就是二氧化钛)。二氧化钛它极强的氧化能力是目前光触媒中最为优良的，它能在光的作用下，在表面释放出活性极强的空穴/电子对，能够有效的和空气中的有机物质以及各种细菌、霉菌产生降解反应，从而达到净化空气、抗菌抑菌等功能；而这种光触媒作为抗菌剂在加入涂料产品后，涂布在墙上的光触媒能够通过光线的吸收，利用光催化作用产生大量的羟基自由基和氧自由基，而这两种自由基都有很强的化学活性，能使各种微生物发生有机物质氧化反应，从而对于涂膜接触的微生物、霉菌、细菌等具有抑制和杀灭作用。由于纳米粒子本身没有参与反应，故没有任何损失，因此添加这类抗菌剂的涂料具有长效的抗菌作用。
目前有众多的已知金属离子都有抗菌杀菌能力，最为人们所熟知的就是银。当银离子在与细菌接触反应后，造成微生物固有成分破坏或产生功能障碍。当微量的银离子到达微生物细胞膜时，因后者带负电荷，依靠库仑引力，使两者牢固吸附，金属离子穿透细胞壁进入细胞内，并与巯基(-SH)反应，使蛋白质凝固，破坏细胞合成酶的活性，细胞丧失分裂繁殖能力而死亡。当金属离子作为抗菌剂添加在涂料产品，在涂布上墙后就会马上与墙体上的各种细菌、霉菌相接触。此时，银离子会穿透细胞壁进入细胞内，与有机物的硫代基，羧基，羟基发生反应，使蛋白质凝固，破坏细胞合成酶的活性，细胞因丧失细胞增殖能力而死亡。同时微生物的电子传输系统、呼吸系统、物质传输系统等也遭到破坏。同样的，当细菌、霉菌再失去活性死亡后，银离子就会从菌体中游离出来，进而重复进行杀菌作用，因此其抗菌效果持久。
从它们的原理来看，虽都有杀灭细菌的作用，但又有各自的局限性，比如光触媒，要想光触媒发生作用，就必须要有阳光、灯光等自然光线下才能产生作用；而银离子虽不靠光来进行催化反应，但仅有杀菌作用，没有光触媒那种还可以净化空气的作用，就功能上没有光触媒那么好。
发明内容
本发明的目的是提供一种无机内墙医院用抗菌抗病毒涂料及其制备方法，该涂料及其制备方法不仅解决了现有技术中抗菌抗病毒材料性能单一，效果局限的问题，还解决了医院环境中，存在长时间紫外线照射下，抗菌抗病毒组分容易老化、甚至讲解的问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种无机内墙医院用抗菌抗病毒涂料，其特征在于，由以下重量组分的原料组成：20～80份水、2～5份纤维素、1～3份膨润土、0.5～1份消泡剂、0.5～1份润湿剂、2～3份分散剂、25～65份高岭土、0.3～0.8份流平剂、15～45份硅酸钾和5～10份抗菌剂，所述抗菌剂的制备过程包括以下步骤：
S1：称取0.02mol六水合硝酸锌，溶于200ml聚乙二醇中，待完全溶解后，将混合液移入反应釜中，170℃下水热反应3h；
S2：将反应结束后的产物离心处理，并用乙醇清洗2～5次后置于40℃干燥箱中烘干，得到的产物在400～480℃下煅烧；
S3：将S2得到的产物与2.5g羟基吡啶硫酮锌加入聚乙二醇中，超声浸渍 20min时间，烘干。
进一步地，所述纤维素为非离子型可溶纤维素醚类。
进一步地，所述消泡剂为矿物油类消泡剂或有机硅消泡剂中的一种或多种任意比例组合。
进一步地，所述润湿剂为非离子型表面活性剂或阴离子型表面活性剂中的一种或多种任意比例混合。
进一步地，所述分散剂为环保型聚羧酸铵盐分散剂中的一种或者多种任意比例混合。
进一步地，所述高岭土的目数为2000～3000目。
本发明还提供了一种技术方案是：一种无机内墙医院用抗菌抗病毒涂料的制备方法，所述方法包括：
将称取的水、消泡剂、分散剂和纤维素混合，搅拌20～40min，加入润湿剂、膨润土、高岭土和流平剂继续搅拌10～20min，加入硅酸钾和抗菌剂搅拌 20～50min，得到浆料。
进一步地，将浆料注入研磨机，然后以100～500r/min的速度研磨0.5～2h，即得抗菌抗病毒涂料。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1、本发明一种无机内墙医院用抗菌抗病毒涂料及其制备方法，具有强效的杀菌功效，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、黑曲霉、黄曲霉等的抗细菌性能均达99.2％以上，完全符合GB/T3950-2007《抗菌涂料》。
2、本发明一种无机内墙医院用抗菌抗病毒涂料及其制备方法，通过制造纳米氧化锌多孔球，负载羟基吡啶硫酮锌，一方面，通过六水合硝酸锌水热反应制备的纳米氧化锌为多孔结构能够增大比表面积，吸收更多的光线，特别在紫外线环境下，能够光催化加快灭菌速度，另一方面，利用纳米氧化锌多孔球的微孔结构，吸纳负载羟基吡啶硫酮锌，避免大部分羟基吡啶硫酮锌长时间被紫外线直射，导致其降解失去抗菌性能。
具体实施方式
实施例1：一种无机内墙医院用抗菌抗病毒涂料，由以下重量组分的原料组成：28份水、2份纤维素、1.5份800目膨润土、0.8份消泡剂、0.5份润湿剂、 2份分散剂、33份2000目高岭土、0.5份流平剂、22份硅酸钾和5份抗菌剂。
其中，纤维素为非离子型可溶纤维素醚类，这里选用羟乙基纤维素。
其中，消泡剂为矿物油类消泡剂或有机硅消泡剂中的一种或多种任意比例组合，这里，选用pH为6～8的有机硅消泡剂。
其中，湿剂为非离子型表面活性剂或阴离子型表面活性剂中的一种或多种任意比例混合，这里，选用聚氧乙烯烷基胺。
其中，分散剂为环保型聚羧酸铵盐分散剂中的一种或者多种任意比例混合，这里，选用陶氏疏水分散剂CA-2500。
其中，流平剂为无溶剂聚氨酯流平剂，陶氏RM2020NPR。
其中，抗菌剂的制备过程包括以下步骤：
S1：称取0.02mol六水合硝酸锌，溶于200ml聚乙二醇中，待完全溶解后，将混合液移入反应釜中，170℃下水热反应3h；
S2：将反应结束后的产物离心处理，并用乙醇清洗3次后置于40℃干燥箱中烘干，得到的产物在450℃下煅烧；
S3：将S2得到的产物与2.5g羟基吡啶硫酮锌加入聚乙二醇中，超声浸渍 20min时间，烘干。
一种无机内墙医院用抗菌抗病毒涂料的制备方法，所述方法包括：
将称取的水、消泡剂、分散剂和羟乙基纤维素混合，1000r/min的速度搅拌 30min，加入润湿剂、膨润土、高岭土和流平剂1500r/min的速度继续搅拌15min，加入硅酸钾和抗菌剂1500r/min的速度搅拌35min，得到浆料；
将浆料注入研磨机，然后以300r/min的速度研磨1h，使其细度不大于50 微米，即得抗菌抗病毒涂料。
实施例2：一种无机内墙医院用抗菌抗病毒涂料，由以下重量组分的原料组成：36份水、3份纤维素、1.5份800目膨润土、0.8份消泡剂、0.5份润湿剂、 2份分散剂、48份2000目高岭土、0.5份流平剂、28份硅酸钾和7份抗菌剂。
其中，纤维素为非离子型可溶纤维素醚类，这里选用羟乙基纤维素。
其中，消泡剂为矿物油类消泡剂或有机硅消泡剂中的一种或多种任意比例组合，这里，选用pH为6～8的有机硅消泡剂。
其中，湿剂为非离子型表面活性剂或阴离子型表面活性剂中的一种或多种任意比例混合，这里，选用聚氧乙烯烷基胺。
其中，分散剂为环保型聚羧酸铵盐分散剂中的一种或者多种任意比例混合，这里，选用陶氏疏水分散剂CA-2500。
其中，流平剂为无溶剂聚氨酯流平剂，陶氏RM2020NPR。
其中，抗菌剂的制备过程包括以下步骤：
S1：称取0.02mol六水合硝酸锌，溶于200ml聚乙二醇中，待完全溶解后，将混合液移入反应釜中，170℃下水热反应3h；
S2：将反应结束后的产物离心处理，并用乙醇清洗3次后置于40℃干燥箱中烘干，得到的产物在450℃下煅烧；
S3：将S2得到的产物与2.5g羟基吡啶硫酮锌加入聚乙二醇中，超声浸渍 20min时间，烘干。
一种无机内墙医院用抗菌抗病毒涂料的制备方法，所述方法包括：
将称取的水、消泡剂、分散剂和羟乙基纤维素混合，1000r/min的速度搅拌 30min，加入润湿剂、膨润土、高岭土和流平剂1500r/min的速度继续搅拌15min，加入硅酸钾和抗菌剂1500r/min的速度搅拌35min，得到浆料；
将浆料注入研磨机，然后以300r/min的速度研磨1h，使其细度不大于50 微米，即得抗菌抗病毒涂料。
实施例3：一种无机内墙医院用抗菌抗病毒涂料，由以下重量组分的原料组成：53份水、4份纤维素、2份800目膨润土、0.8份消泡剂、1份润湿剂、2份分散剂、55份2000目高岭土、0.6份流平剂、32份硅酸钾和8份抗菌剂。
其中，纤维素为非离子型可溶纤维素醚类，这里选用羟乙基纤维素。
其中，消泡剂为矿物油类消泡剂或有机硅消泡剂中的一种或多种任意比例组合，这里，选用pH为6～8的有机硅消泡剂。
其中，湿剂为非离子型表面活性剂或阴离子型表面活性剂中的一种或多种任意比例混合，这里，选用聚氧乙烯烷基胺。
其中，分散剂为环保型聚羧酸铵盐分散剂中的一种或者多种任意比例混合，这里，选用陶氏疏水分散剂CA-2500。
其中，流平剂为无溶剂聚氨酯流平剂，陶氏RM2020NPR。
其中，抗菌剂的制备过程包括以下步骤：
S1：称取0.02mol六水合硝酸锌，溶于200ml聚乙二醇中，待完全溶解后，将混合液移入反应釜中，170℃下水热反应3h；
S2：将反应结束后的产物离心处理，并用乙醇清洗3次后置于40℃干燥箱中烘干，得到的产物在450℃下煅烧；
S3：将S2得到的产物与2.5g羟基吡啶硫酮锌加入聚乙二醇中，超声浸渍 20min时间，烘干。
一种无机内墙医院用抗菌抗病毒涂料的制备方法，所述方法包括：
将称取的水、消泡剂、分散剂和羟乙基纤维素混合，1000r/min的速度搅拌30min，加入润湿剂、膨润土、高岭土和流平剂1500r/min的速度继续搅拌15min，加入硅酸钾和抗菌剂1500r/min的速度搅拌35min，得到浆料；
将浆料注入研磨机，然后以300r/min的速度研磨1h，使其细度不大于50 微米，即得抗菌抗病毒涂料。
实施例4：一种无机内墙医院用抗菌抗病毒涂料，由以下重量组分的原料组成：64份水、5份纤维素、3份800目膨润土、1份消泡剂、1份润湿剂、2份分散剂、48份2000目高岭土、0.6份流平剂、40份硅酸钾和9份抗菌剂。
其中，纤维素为非离子型可溶纤维素醚类，这里选用羟乙基纤维素。
其中，消泡剂为矿物油类消泡剂或有机硅消泡剂中的一种或多种任意比例组合，这里，选用pH为6～8的有机硅消泡剂。
其中，湿剂为非离子型表面活性剂或阴离子型表面活性剂中的一种或多种任意比例混合，这里，选用聚氧乙烯烷基胺。
其中，分散剂为环保型聚羧酸铵盐分散剂中的一种或者多种任意比例混合，这里，选用陶氏疏水分散剂CA-2500。
其中，流平剂为无溶剂聚氨酯流平剂，陶氏RM2020NPR。
其中，抗菌剂的制备过程包括以下步骤：
S1：称取0.02mol六水合硝酸锌，溶于200ml聚乙二醇中，待完全溶解后，将混合液移入反应釜中，170℃下水热反应3h；
S2：将反应结束后的产物离心处理，并用乙醇清洗3次后置于40℃干燥箱中烘干，得到的产物在450℃下煅烧；
S3：将S2得到的产物与2.5g羟基吡啶硫酮锌加入聚乙二醇中，超声浸渍 20min时间，烘干。
一种无机内墙医院用抗菌抗病毒涂料的制备方法，所述方法包括：
将称取的水、消泡剂、分散剂和羟乙基纤维素混合，1000r/min的速度搅拌 30min，加入润湿剂、膨润土、高岭土和流平剂1500r/min的速度继续搅拌15min，加入硅酸钾和抗菌剂1500r/min的速度搅拌35min，得到浆料；
将浆料注入研磨机，然后以300r/min的速度研磨1h，使其细度不大于50 微米，即得抗菌抗病毒涂料。
实施例5：一种无机内墙医院用抗菌抗病毒涂料，由以下重量组分的原料组成：79份水、5份纤维素、3份800目膨润土、1份消泡剂、1份润湿剂、3份分散剂、63份2000目高岭土、0.8份流平剂、45份硅酸钾和10份抗菌剂。
其中，纤维素为非离子型可溶纤维素醚类，这里选用羟乙基纤维素。
其中，消泡剂为矿物油类消泡剂或有机硅消泡剂中的一种或多种任意比例组合，这里，选用pH为6～8的有机硅消泡剂。
其中，湿剂为非离子型表面活性剂或阴离子型表面活性剂中的一种或多种任意比例混合，这里，选用聚氧乙烯烷基胺。
其中，分散剂为环保型聚羧酸铵盐分散剂中的一种或者多种任意比例混合，这里，选用陶氏疏水分散剂CA-2500。
其中，流平剂为无溶剂聚氨酯流平剂，陶氏RM2020NPR。
其中，抗菌剂的制备过程包括以下步骤：
S1：称取0.02mol六水合硝酸锌，溶于200ml聚乙二醇中，待完全溶解后，将混合液移入反应釜中，170℃下水热反应3h；
S2：将反应结束后的产物离心处理，并用乙醇清洗3次后置于40℃干燥箱中烘干，得到的产物在450℃下煅烧；
S3：将S2得到的产物与2.5g羟基吡啶硫酮锌加入聚乙二醇中，超声浸渍 20min时间，烘干。
一种无机内墙医院用抗菌抗病毒涂料的制备方法，所述方法包括：
将称取的水、消泡剂、分散剂和羟乙基纤维素混合，1000r/min的速度搅拌 30min，加入润湿剂、膨润土、高岭土和流平剂1500r/min的速度继续搅拌15min，加入硅酸钾和抗菌剂1500r/min的速度搅拌35min，得到浆料；
将浆料注入研磨机，然后以300r/min的速度研磨1h，使其细度不大于50 微米，即得抗菌抗病毒涂料。
对比组1：一种无机内墙医院用抗菌抗病毒涂料，由以下重量组分的原料组成：79份水、5份纤维素、3份800目膨润土、1份消泡剂、1份润湿剂、3份分散剂、63份2000目高岭土、0.8份流平剂、45份硅酸钾和10份抗菌剂。
其中，纤维素为非离子型可溶纤维素醚类，这里选用羟乙基纤维素。
其中，消泡剂为矿物油类消泡剂或有机硅消泡剂中的一种或多种任意比例组合，这里，选用pH为6～8的有机硅消泡剂。
其中，湿剂为非离子型表面活性剂或阴离子型表面活性剂中的一种或多种任意比例混合，这里，选用聚氧乙烯烷基胺。
其中，分散剂为环保型聚羧酸铵盐分散剂中的一种或者多种任意比例混合，这里，选用陶氏疏水分散剂CA-2500。
其中，抗菌剂为纳米氧化锌和羟基吡啶硫酮锌的混合物，质量比为2:1。
一种无机内墙医院用抗菌抗病毒涂料的制备方法，所述方法包括：
将称取的水、消泡剂、分散剂和羟乙基纤维素混合，1000r/min的速度搅拌 30min，加入润湿剂、膨润土、高岭土和流平剂1500r/min的速度继续搅拌15min，加入硅酸钾和抗菌剂1500r/min的速度搅拌35min，得到浆料；
将浆料注入研磨机，然后以300r/min的速度研磨1h，使其细度不大于50 微米，即得抗菌抗病毒涂料。
对实施例1～5和对比组1得到的抗菌抗病毒涂料进行性能测试，抗菌性能和防霉性能测试参照HGT3950-2007，另外，为了测试抗菌能力的抗紫外线降解性能，采用30w紫外灯，距离抗菌抗病毒涂料1m，照射100h。
表1：无紫外线环境
表2：紫外线环境
采用上述方案，具有强效的杀菌功效，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、黑曲霉、黄曲霉等的抗细菌性能均达99.2％以上，完全符合GB/T3950-2007《抗菌涂料》。
另外，通过制造纳米氧化锌多孔球，负载羟基吡啶硫酮锌，一方面，通过六水合硝酸锌水热反应制备的纳米氧化锌为多孔结构能够增大比表面积，吸收更多的光线，特别在紫外线环境下，能够光催化加快灭菌速度，另一方面，利用纳米氧化锌多孔球的微孔结构，吸纳负载羟基吡啶硫酮锌，避免大部分羟基吡啶硫酮锌长时间被紫外线直射，导致其降解失去抗菌性能。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种无机内墙医院用抗菌抗病毒涂料，其特征在于，由以下重量组分的原料组成：20~80 份水、2~5 份纤维素、1~3 份膨润土、0.5~1 份消泡剂、0.5~1份润湿剂、2~3 份分散剂、25~65 份高岭土、0.3~0.8 份流平剂、15~45 份硅酸钾和5~10 份抗菌剂，所述抗菌剂的制备过程包括以下步骤：
S1：称取0.02mol 六水合硝酸锌，溶于200mL聚乙二醇中，待完全溶解后，将混合液移入反应釜中，170℃下水热反应3h；
S2：将反应结束后的产物离心处理，并用乙醇清洗2~5次后置于40℃干燥箱中烘干，得到的产物在400~480℃下煅烧；
S3：将S2得到的产物与2.5g羟基吡啶硫酮锌加入聚乙二醇中，超声浸渍20min时间，烘干。
2.根据权利要求1所述的一种无机内墙医院用抗菌抗病毒涂料，其特征在于，所述纤维素为非离子型可溶纤维素醚类。
3.根据权利要求1所述的一种无机内墙医院用抗菌抗病毒涂料，其特征在于，所述消泡剂为矿物油类消泡剂或有机硅消泡剂中的一种或多种任意比例组合。
4.根据权利要求1所述的一种无机内墙医院用抗菌抗病毒涂料，其特征在于，所述润湿剂为非离子型表面活性剂或阴离子型表面活性剂中的一种或多种任意比例混合。
5.根据权利要求1所述的一种无机内墙医院用抗菌抗病毒涂料，其特征在于，所述分散剂为环保型聚羧酸铵盐分散剂中的一种或者多种任意比例混合。
6. 根据权利要求1所述的一种无机内墙医院用抗菌抗病毒涂料，其特征在于，所述高岭土的目数为2000~3000目。
7.根据权利要求1~6中任意一项所述的无机内墙医院用抗菌抗病毒涂料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
将称取的水、消泡剂、分散剂和纤维素混合，搅拌20~40min，加入润湿剂、膨润土、高岭土和流平剂继续搅拌10~20min，加入硅酸钾和抗菌剂搅拌20~50min，得到浆料。
8.根据权利要求7所述的一种无机内墙医院用抗菌抗病毒涂料的制备方法,其特征在于，将浆料注入研磨机，然后以100～500r/min的速度研磨0.5～2h,即得抗菌抗病毒涂料。
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