CN115770716B - 一种抑菌自洁的便器感应器面板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抑菌自洁的便器感应器面板及其制备方法，制备方法包括喷砂、清洁、预热、喷涂陶瓷涂料和固化。其中，所述陶瓷涂料按照重量份计，包括以下组分：100～200份碱性硅溶胶、70～120份三甲氧基硅氧烷、1～2份有机酸、1.5～2.5份非浮性银粉、1.6～3份珠光粉、10～22份黑色颜料、5～25份体质颜料、10～15份无水乙醇、1～5份水溶性纳米银离子溶液、0～20份去离子水和0.2～2份表面活性剂，非浮性银粉为醇溶性的微米银粉，且非浮性银粉的粒径为2～4μm。通过上述的制备方法制备的便器感应器面板硬度高，耐磨能力更强，且有抑菌、疏水自洁的功能。而且，便器感应器面板的颜色可进行调整，可供用户选择的色彩更加丰富。

Description

一种抑菌自洁的便器感应器面板及其制备方法

技术领域

本发明涉及便器感应器制备的技术领域，尤其涉及一种抑菌自洁的便器感应器面板及其制备方法。

背景技术

随着人们的生活质量及卫生安全观念的提高，智能化免接触式卫生洁具用品需求日益增多，对产品外观及性能需求也随之提高。目前便器感应器面板多为水电镀或金属拉丝的表面处理，而水电镀产品颜色较为单调，且生产工艺不环保；而金属拉丝的产品一般选取不锈钢材质，但金属拉丝的工艺对基材的要求较高，否则，金属拉丝产品的表面水渍污物易残留；而且金属拉丝产品的颜色较为单调，选用的材质也较为单一，无法满足人们对便器感应器产品外观的要求。

发明内容

本发明的目的在于提出一种抑菌自洁的便器感应器面板及其制备方法，以解决现有便器感应器的颜色较为单调，且选用的材质也较为单一的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种抑菌自洁的便器感应器面板的制备方法，包括以下步骤：

喷砂：对基材进行喷砂处理；

清洁：依次对基材进行除尘和超声波清洗除油处理，并烘干基材；

预热：对基材进行预加热；

喷涂陶瓷涂料：在基材表面喷涂陶瓷涂料；

固化：固化基材表面的陶瓷涂料，得到抑菌自洁的便器感应器面板；

其中，所述陶瓷涂料按照重量份计，包括以下组分：

其中，所述非浮性银粉为醇溶性的微米银粉，且所述非浮性银粉的粒径为2～4μm。

所述抑菌自洁的便器感应器面板的制备方法中，所述体质颜料为云母粉、滑石粉和硫酸钡中的一种或多种组合。

所述抑菌自洁的便器感应器面板的制备方法中，所述有机酸为柠檬酸、苹果酸、冰乙酸和草酸中的一种或多种组合。

所述抑菌自洁的便器感应器面板的制备方法中，所述黑色颜料为铜铬黑、铁铬黑和锰铁黑中的一种或多种组合，所述黑色颜料的粒径为0.5～5μm。

所述抑菌自洁的便器感应器面板的制备方法中，所述珠光粉包括0.8～1.5份金黄色珠光粉和0.8～1.5份大红色珠光粉。

所述抑菌自洁的便器感应器面板的制备方法中，在喷涂陶瓷涂料步骤中，喷涂厚度为10～30μm。

所述抑菌自洁的便器感应器面板的制备方法中，在预热步骤中，预热温度为40～80℃。

所述抑菌自洁的便器感应器面板的制备方法中，在固化步骤中，固化温度为80～200℃，固化时间为30～90min。

本发明还提供了一种抑菌自洁的便器感应器面板，所述便器感应器面板通过上述的菌自洁的便器感应器面板的制备方法制备。

本发明中的一个技术方案可以具有以下有益效果：

通过上述的制备方法制备的便器感应器面板硬度高，耐磨能力更强，且有抑菌、疏水自洁的功能。而且，便器感应器面板的颜色可通过体质颜料、非浮性银粉、珠光粉和黑色颜料的调配而进行调整，可供用户选择的色彩更加丰富。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。为了便于理解本发明，下面对本发明进行更全面的描述。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明提供了一种抑菌自洁的便器感应器面板的制备方法，包括以下步骤：

喷砂：对基材进行喷砂处理；

清洁：依次对基材进行除尘和超声波清洗除油处理，并烘干基材；

预热：对基材进行预加热；

喷涂陶瓷涂料：在基材表面喷涂陶瓷涂料；

固化：固化基材表面的陶瓷涂料，得到抑菌自洁的便器感应器面板；

其中，所述陶瓷涂料按照重量份计，包括以下组分：

其中，所述非浮性银粉为醇溶性的微米银粉，且所述非浮性银粉的粒径为2～4μm。

在喷砂步骤中，使用200～400目棕刚玉砂对基材的表面进行喷砂处理。通过棕刚玉砂对基材表面的冲击和切削，使基材的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度，增加了基材和陶瓷涂料之间的附着力，延长了涂膜的耐久性。在喷砂后，对基材进行除尘和超声波清洗除油处理，去除基材表面残留的棕刚玉砂以及喷砂产生的碎屑颗粒，防止基材表面残留的碎屑颗粒影响陶瓷涂料的喷涂效果，导致漆膜的附着力下降。随后，先预热基材，提高基材的表面温度，提高陶瓷涂料的喷涂效果，使漆膜能够更好附着在基材表面。再将陶瓷涂料喷涂于预热基材的表面，随后进行固化，即可得到抑菌自洁的便器感应器面板。

陶瓷涂料中的碱性硅溶胶和三甲氧基硅烷为主要组分，使用碱性硅溶胶和三甲氧基硅烷作为主要组分，可提高陶瓷涂料的无机水性化程度，而且取代了改性有机硅树脂，减少了有机物的使用量，更加水性化，也更环保；而且，碱性硅溶胶和三甲氧基硅烷的配合使用，提高了面板表面的疏水性，从而增强面板的自洁能力。三甲氧基硅氧烷具有成本低、易获取的特点，而且三甲氧基硅氧烷有增加涂料附着力的作用，同时也比其他偶联剂更容易与碱性硅溶胶反应，可缩短制备时间。上述陶瓷涂料形成的漆膜可牢固地附着在基材的表面，漆膜具有耐刮和耐划能力的特点，可保护便器感应器面板。

陶瓷涂料以水及无水乙醇为载体，而无水乙醇具有油水双溶性，既能溶解于油性溶液，也能溶解于水性溶液，提高陶瓷涂料的适用范围，使得制备的涂料在适用性上面更加广泛，可在水、醇及油性体系中使用。而且，还引入了非浮性银粉，非浮性银粉具有极好的着色度，并且有很强的遮盖力；非浮性银粉可在整个漆膜里均匀分布，与多种颜料混合使用，且非浮型铝颜料具有多种耐酸级别，可以减少不良环境对涂件的影响。由于非浮性银粉为醇溶性的微米银粉，粒径为2～4μm，使得非浮性银粉与无水乙醇的分散性好。

所述抑菌陶瓷涂料利用碱性硅溶胶和三甲氧基硅氧烷共混发生接枝反应，可改善有机组分与非浮性银粉的界面的相互作用，有利于减少非浮性银粉的团聚现象，提高组分的分散性和稳定性；此外，非浮性银粉为醇溶性的微米银粉，通过加入无水乙醇组分，增强非浮性银粉在体系中的分散性，有效改善组分之间的界面相容性，使无机和有机组分间可更均匀地共混并产生协同作用，提升陶瓷涂料的耐刮耐磨性能。

陶瓷涂料中还含有水溶性纳米银离子溶液，水溶性纳米银离子溶液为陶瓷涂料的抑菌成分，水溶性纳米银离子溶液具有安全性高和抗菌范围广泛的特点；水溶性纳米银离子溶液中的纳米银离子可杀死与其接触的大多数细菌、真菌、霉菌和孢子等微生物，而且安全无毒、无耐药性。便器感应器面板的使用场所长期阴暗潮湿，容易滋生细菌，在陶瓷涂料中加入水溶性纳米银离子溶液，再将陶瓷涂料喷涂于便器感应器面板的表面，使便器感应器面板的获得抑菌能力，防止便器感应器面板表面滋生细菌。

所述陶瓷涂料通过非浮性银粉、珠光粉、黑色颜料和体质颜料的配合，提高陶瓷涂料的遮盖力，使陶瓷涂料可选用的颜色更加广泛，可选择更多颜色深的基材。而且珠光粉和非浮性银粉的配合使用，可使涂层呈现金属色泽，模拟出金属的质感，使得基材的选择不局限于铝、钢等材料，可适用于大多数市面上常见的无机金属材料。而且，引入体质颜料和三甲氧基硅氧烷，提高了陶瓷涂料的耐刮和耐划能力，防止陶瓷涂料受到硬物刮蹭后出现破损，导致抑菌能力下降的问题。

所述陶瓷涂料的制备包括以下步骤：

碱性硅溶胶的酸化：将碱性硅溶胶、有机酸按配比混合均匀后与三甲氧基硅氧烷混合分散2～4个小时，得到酸化溶液；

制备非浮性银粉溶液：按配比将非浮性银粉分散在无水乙醇中，得到非浮性银粉溶液；

混合：将非浮性银粉溶液与酸化溶液混合，再按配比逐次加入珠光粉、黑色颜料、体质颜料、去离子水、表面活性剂以及水溶性纳米银离子溶液，且每加入一个组分，需要分散3～5min，当水溶性纳米银离子溶液加入后，再分散18～25min。其中，分散转速为500～1200rpm。

所述便器感应器面板的制备方法提出了一种新的感应器面板加工方法，通过在基材的表面喷涂陶瓷涂料，通过固化形成漆膜，隔绝感应器面板和环境，从而保护感应器面板。与现有的水电镀工艺相比，减少了水电镀环节环境污染问题。而与现有的金属拉丝工艺相比，避免金属拉丝工艺对感应器面板材质的限制，感应器面板的材质选取更多样化，包含但不局限于锌合金、铝合金、不锈钢和铜等不同金属材料；而且，漆膜具有疏水自洁能力，表面水渍污物不易残留。

通过上述方法制备的便器感应器面板硬度高，耐磨能力更强，且有抑菌、疏水自洁的功能。而且，便器感应器面板的颜色可通过体质颜料、非浮性银粉、珠光粉和黑色颜料的调配而进行调整，可供用户选择的色彩更加丰富。

具体地，所述体质颜料为云母粉、滑石粉和硫酸钡中的一种或多种组合。

体质颜料主要作用在改善漆膜的附着力及韧性，而且，通过云母粉、滑石粉和硫酸钡的用量的调节，可呈现不同光泽度，配合上非浮性银粉以及黑色颜料，可以模拟出金属质感。

具体地，所述有机酸为柠檬酸、苹果酸、冰乙酸和草酸中的一种或多种组合。

有机酸用于调整陶瓷涂料体系的pH，有机酸可将碱性硅溶胶调整为酸性；碱性硅溶胶酸化后，再与三甲氧基硅氧烷混合分散2～4h，因三甲氧基硅氧烷同样为酸性，碱性硅溶胶与三甲氧基硅氧烷的反应过程更加平稳，得到混合后的溶液更加稳定。与有机酸相比，常见的无机酸酸性强于有机酸，容易与不同材料相结合形成不溶杂质。

具体地，所述黑色颜料为铜铬黑、铁铬黑和锰铁黑中的一种或多种组合，所述黑色颜料的粒径为0.5～5μm。采用铜铬黑、铁铬黑和锰铁黑中的一种或多种组合作为黑色颜料，具有环保无毒的优点，并且，可提高陶瓷涂料的耐温、耐久和耐酸碱性能。

在本发明的一个具体实施例中，所述珠光粉包括0.8～1.5份金黄色珠光粉和0.8～1.5份大红色珠光粉。通过非浮型铝银浆、金黄色珠光粉、大红色珠光粉、黑色颜料及体质颜料的合理搭配，得到一种枪灰色的陶瓷涂料。与现有的陶瓷涂料相比，颜色更浅，接近金属色泽，并且，通过金黄色珠光粉和大红色珠光粉的配合使陶瓷涂料出现金属光泽。

优选地，在喷涂陶瓷涂料步骤中，喷涂厚度为10～30μm。在本发明的具体实施例中，在喷涂陶瓷涂料步骤中，喷涂厚度为10～30μm。当喷涂厚度低于10μm，对于隔绝基材和环境的效果减弱，保护能力降低；而当喷涂厚度高于30μm，无法继续提高陶瓷涂料的保护性能，造成陶瓷涂料的浪费。

具体地，在预热步骤中，预热温度为40～80℃。当预热温度低于40℃时，预热效果不明显，而预热温度高于80℃时，会导致工件温度过高，涂料喷涂后表面效果差。

具体地，在固化步骤中，固化温度为80～200℃，固化时间为30～90min。陶瓷涂料的固化温度为80～200℃，固化时间为30～90min。将喷涂陶瓷涂料的基材置于80～200℃的环境中，静置30～90min，使陶瓷涂料固化形成漆膜。

本发明还提供了一种抑菌自洁的便器感应器面板，所述便器感应器面板通过上述的菌自洁的便器感应器面板的制备方法制备。

通过上述方法制备的便器感应器面板硬度高，耐磨能力更强，且有抑菌、疏水自洁的功能。而且，便器感应器面板的颜色可通过体质颜料、非浮性银粉、珠光粉和黑色颜料的调配而进行调整，可供用户选择的色彩更加丰富。

而且，漆膜具有疏水自洁能力，表面水渍污物不易残留。

实施例组A

一种抑菌陶瓷涂料的制备方法，包括以下步骤：

碱性硅溶胶的酸化：将碱性硅溶胶、有机酸按按表1配比混合均匀后与三甲氧基硅氧烷混合分散3个小时，得到酸化溶液；

制备非浮性银粉溶液：按表1配比将非浮性银粉分散在无水乙醇中，得到非浮性银粉溶液；

混合：按表1配比将非浮性银粉溶液与酸化溶液混合，再按配比逐次加入珠光粉、黑色颜料、体质颜料、去离子水、表面活性剂以及水溶性纳米银离子溶液，并进行分散，每加入一个组分，需要分散5min，当水溶性纳米银离子溶液加入后，再分散20min，分散转速为1000rpm，分散均匀后，即得到所述抑菌陶瓷涂料。

光泽度测试方法：选用60°的几何角度，通过光泽度仪测定漆膜镜面光泽度。

附着力测试方法：选用《GB/T9286-1998色漆和清漆漆膜的划格试验》进行百格测试。

表1-原料组分配比

其中，非浮性银粉的粒径为2～4μm，体质颜料包括云母粉、滑石粉和硫酸钡，有机酸为柠檬酸，黑色颜料为铜铬黑、铁铬黑和锰铁黑混合，粒径为2.5μm。实施例1～6的涂料pH值为5。

对比例1

对比例1的制备方法与实施例1相同，区别在于，对比例1的原料组分中碱性硅溶胶使用量为0，其他组分与实施例1相同。

对比例2

对比例2的制备方法与实施例1相同，区别在于，对比例2的原料组分中三甲氧基硅氧烷使用量为0，其他组分与实施例1相同。得到的陶瓷涂料喷涂于基材后，涂料无法成膜。

对比例3

对比例3的制备方法与实施例1相同，区别在于，对比例3的原料组分中使用盐酸代替有机酸，其他组分与实施例1相同。

对比例4

对比例4的制备方法与实施例1相同，区别在于，对比例4的原料组分中有机酸使用量为0，其他组分与实施例1相同。

将实施例1～6和对比例1～4得到的抑菌陶瓷涂料涂覆于基材上，并固化，随后进行光泽度和附着力测试，并对漆膜外表进行观察，测试结果见表2。

表2-实施例组A的测试结果

根据实施例1～6，以及对比例1可知，当缺乏碱性硅溶胶组分时，漆膜无光，且漆膜的附着力较差，而且漆膜吸水，容易残留水分，自洁能力差。

根据对比例2可知，当缺乏三甲氧基硅氧烷组分时，无法涂料成膜。

根据对比例3可知，当使用盐酸时，由于盐酸的酸性强于有机酸，容易与不同材料相结合形成不溶杂质，容易堵塞喷涂工具，且不溶杂质影响漆膜的平整性，从而影响漆膜光泽度和附着力。

根据实施例1～6，对比例4可知，若加入有机酸对碱性硅溶胶进行酸化，碱性硅溶胶与三甲氧基硅氧烷的反应过程更加剧烈，与实施例1～6相比，碱性硅溶胶与三甲氧基硅氧烷混合溶液更不稳定，而实施例1～6中的各无机和有机组分间可更均匀地共混并产生协同作用，漆膜的附着力以及光泽度更好。

实施例组B

一种抑菌自洁的便器感应器面板的制备方法，包括以下步骤：

喷砂：对基材进行喷砂处理；

清洁：依次对基材进行除尘和超声波清洗除油处理，并烘干基材；

预热：对基材进行预加热；

喷涂陶瓷涂料：在基材表面喷涂陶瓷涂料；

固化：固化基材表面的陶瓷涂料，得到抑菌自洁的便器感应器面板；

其中，陶瓷涂料为实施例1得到的陶瓷涂料，基材为铝合金，具体参数参照表3。

表3-具体参数

原料	实施例7	实施例8	实施例9	实施例10	实施例11
						棕刚玉砂的目数(目)	200	200	400	400	300
漆膜的厚度(μm)	10	10	30	30	20
						预热温度(℃)	40	80	40	80	60
固化温度(℃)	80	200	80	200	150
						固化时间(min)	90	30	90	30	60

性能检测试验

将实施例7～10得到的抑菌自洁的便器感应器面板，进行灭菌率测试、B/T9286-1998色漆和清漆漆膜的划格试验、GB/T1768-2006色漆和清漆耐磨性的测定旋转橡胶砂轮法和GB/T3810.14-2016陶瓷砖试验方法第14部分：耐污染性的测定，从而判断抑菌自洁的便器感应器面板的抑菌能力、附着力、耐磨性和自洁能力。

灭菌率测试：以灭菌率表征抗菌性能，将各实施例的抑菌自洁的便器感应器面板，晾干后紫外杀菌30min；配制肉膏蛋白胨琼脂培养基并灭菌后，倒入已灭菌的培养皿制得平板；用无菌生理盐水将大肠杆菌菌种配成105CFU/mL的菌液，用平板计数法测定接触前活菌数N(CFU/mL)；用无菌移液管吸取菌液滴于涂料上，针对实施例1-6设置接触1h和4h的两组试验，然后再吸取菌液滴于平板上，用无菌三角棒涂布均匀，将平板放置于37℃恒温箱中培养24h，取出计算平板上的菌落数，得到与涂料分别接触1h和4h后的活菌数N1(CFU/mL)，灭菌率n％＝(N-N1)/N×100％，剩余活菌数越少，灭菌率越大，则抗菌性能越好，测试结果如下表4所示。

表4-实施例组B的测试结果

根据表4可知，通过实施例7～11制备得到的抑菌自洁的便器感应器面板具有良好的抑菌能力，而且漆膜耐刮耐磨，并具有优秀的自洁能力。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种抑菌自洁的便器感应器面板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

喷砂：对基材进行喷砂处理；

清洁：依次对基材进行除尘和超声波清洗除油处理，并烘干基材；

预热：对基材进行预加热；

喷涂陶瓷涂料：在基材表面喷涂陶瓷涂料；

固化：固化基材表面的陶瓷涂料，得到抑菌自洁的便器感应器面板；

其中，所述陶瓷涂料按照重量份计，包括以下组分：

碱性硅溶胶 100～200份

三甲氧基硅氧烷 70～120份

有机酸 1～2份

非浮性银粉 1.5～2.5份

珠光粉 1.6～2.8份

黑色颜料 10～22份

体质颜料 5～10份

无水乙醇 10～15份

水溶性纳米银离子溶液 1～5份

去离子水 0～20份

表面活性剂 0.2～2份；

其中，所述非浮性银粉为醇溶性的微米银粉，且所述非浮性银粉的粒径为2～4μm，在喷涂陶瓷涂料步骤中，喷涂厚度为10～30μm。

2.根据权利要求1所述的一种抑菌自洁的便器感应器面板的制备方法，其特征在于，所述体质颜料为云母粉、滑石粉和硫酸钡中的一种或多种组合。

3.根据权利要求1所述的一种抑菌自洁的便器感应器面板的制备方法，其特征在于，所述有机酸为柠檬酸、苹果酸、冰乙酸和草酸中的一种或多种组合。

4.根据权利要求1所述的一种抑菌自洁的便器感应器面板的制备方法，其特征在于，所述黑色颜料为铜铬黑、铁铬黑和锰铁黑中的一种或多种组合，所述黑色颜料的粒径为0.5～5μm。

5.根据权利要求1所述的一种抑菌自洁的便器感应器面板的制备方法，其特征在于，所述珠光粉包括0.8～1.5份金黄色珠光粉和0.8～1.5份大红色珠光粉。

6.根据权利要求1所述的一种抑菌自洁的便器感应器面板的制备方法，其特征在于，在预热步骤中，预热温度为40～80℃。

7.根据权利要求1所述的一种抑菌自洁的便器感应器面板的制备方法，其特征在于，在固化步骤中，固化温度为80～200℃，固化时间为30～90min。

8.一种抑菌自洁的便器感应器面板，其特征在于，所述便器感应器面板通过如权利要求1～7任一项所述的抑菌自洁的便器感应器面板的制备方法制备。