CN1177007C - 无机纳米复合抗菌剂改性的抗菌型环氧粉末涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

纳米复合抗菌剂改性的抗菌型环氧粉末涂料及其制备方法，其特点是将粒径为10～100nm的多孔型纳米二氧化钛装载铈系离子的纳米复合抗菌剂0.5～10份，与环氧树脂55～65份、环氧树脂固化剂0.5～5份、颜填料30～40份、助剂0.5～6份，于混合机中预混合；之后按常规环氧粉末涂料制备方法经过熔融混合挤出、冷却压片、破碎、细粉碎、分级过筛等五道工序即可制得纳米复合抗菌剂改性的抗菌型环氧粉末涂料成品。制得的抗菌型环氧粉末涂料，其抑菌率指标达到99%以上，经加工后的涂膜表面在附着力、柔韧性、冲击强度、光滑度、硬度和耐化学性等方面都符合国家及行业标准。

Description

无机纳米复合抗菌剂改性的抗菌型环氧粉末涂料 及其制备方法

一、技术领域

本发明涉及一种无机纳米复合抗菌剂改性的抗菌型环氧粉末涂料及其制备方法，属于粉末涂料的制备领域。

二、背景技术

日本专利10-330937，Formation of substantially flat coating，报道了制备一种用于超导集成电路板上的超光滑涂层的技术，该涂层中添加了少量纳米氧化物材料，以提高涂层的强度和光滑性；中国专利CN1228107A，抗菌性粉末涂料、使用了该涂料的电炉及抗菌性涂膜的制作方法，报道了具有树脂成分和在二氧化硅上载有硫代硫酸根合银配合物的抗菌剂的具备抗菌性的粉末涂料的制备方法，该技术主要是在涂布抗菌性粉末涂料形成涂膜时，抗菌剂被埋在涂膜内部，即使抗菌剂和细菌的接触很少，也能够抑制细菌的繁殖，但此技术未报道该抗菌性粉末涂料使用中的变色情况。中国专利CN1270193A，一种抗菌涂料的制造方法，报道了一种抗菌型内墙涂料的制备方法，通过该技术制备出抗菌力强、抗菌谱广、耐洗长效、永久性的和无副作用的具有抗菌功能的抗菌涂料，该专利未指出添加抗菌成分后的成本增加情况。张东，抗菌混凝土的研究，新型建筑材料，2002，(4)：P13-14，比较了稀土化合物硝酸铈和银离子抗菌剂的抗菌能力后，选取硝酸铈掺入多孔混凝土中测试其抗菌水平，结果显示：硝酸铈的抗菌能力与银离子抗菌剂相仿；掺有硝酸铈的多孔混凝土的抗菌水平有大幅度提高；李秉超、付田霞，Ce-诺氟沙星配合物的制备及其抗菌活性，辽宁化工，2000，(6)，P341-343，合成了新的Ce-诺氟沙星配合物，用试管双倍稀释法测定配合物对可导致烧伤感染主要菌种的最低抑菌浓度。结果表明，Ce-诺氟沙星配合物水溶性，脂溶性好。Ce-诺氟沙星配合物对绿脓杆菌的抗菌活性要稍强于诺氟沙星，对大肠杆菌，金黄色葡萄菌的抗菌活性与诺氟沙星相似；严玉蓉、赵耀明，无机抗菌材料，化工进展，2001，(7)，P5-9，指出为了克服无机抗菌剂抗菌谱的局限性及有机抗菌剂易洗脱，耐热性能的不足，可以采用有机和/或无机及亲水性物质复配的方式。在复配体系中有机、无机抗菌剂等的固有抗菌活性可能会显著的增强，在低添加量的情况下获得高的抗菌性能；宋林勇、徐万钧，纳米抗菌剂及其在粉末涂料中的应用，涂料工业，2002，(3)，P32-34，研究了在环氧/聚酯，聚酯/TGIC粉末体系中添加1％～3％的无机银离子抗菌剂后，采用原有的制粉设备和静电喷涂工艺，形成的涂层具有优良的杀灭细菌的功能，涂层本身对人体无害，但未给出涂层使用后的变色情况；王勇，抗菌粉末涂料，中国涂料，2001，(1)，P29-31，制备了含有以无机氧化物包覆银离子抗菌剂的抗菌粉末涂料，但文章没有分析大量使用银后的成本增加情况。

三、发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种无机纳米复合抗菌剂改性的抗菌型环氧粉末涂料及其制备方法，其特点是在现有的环氧粉末涂料中引入无机纳米复合抗菌剂，赋予环氧粉末涂料抗菌功能，同时并不降低环氧粉末涂料附着力、柔韧性、冲击强度、光滑度、硬度和耐化学性等性能。

本发明者发现纳米二氧化钛对涂料抗菌性的提高有一定的作用，但需要有紫外光照射、氧气或水的存在才能起到抑菌作用，但不能得到满意的抗菌效果；而普通无机抗菌剂多数含有银离子，易被氧化转变成棕色的氧化银或经紫外线催化还原成黑色单质银，银的变色不仅降低了其抗菌性，而且还限制了其应用到白色或浅色涂料中去，并且大量使用银成本高，制约了其在更大范围的应用。因此，本发明采用多孔型纳米二氧化钛为载体通过装载廉价的铈系离子后得到的纳米复合抗菌剂，以适当的量添加到环氧粉末涂料中，可以大幅度提高环氧粉末涂料的抗菌性能和综合性能指标。

本发明的目的由以下技术措施实现，其中所述原料份数除特殊说明外，均为重量份数。

无机纳米复合抗菌剂改性的抗菌型环氧粉末涂料原料的配方组分为：

   环氧树脂                                  55～65份

   固化剂                                    0.5～5份

   颜填料                                    30～40份

   助剂                                     0.5～6份

   无机纳米复合抗菌剂，粒径为10～100nm      0.5～10份

无机纳米复合抗菌剂为多孔型纳米二氧化钛为载体装载铈系离子得到的纳米复合抗菌剂。

固化剂为二羧酸二酰肼、酸酐、双氰胺和/或咪唑类中的至少一种。

颜填料为钛白粉、碳酸钙、沉淀硫酸钡和/或立德粉中的至少一种。

助剂包括流平剂、边角覆盖力改性剂、花纹助剂、粉末松散剂、有机颜料、和固化促进剂等，这些都是这一领域技术人员公知的技术，可以配合使用，其前提条件是这些助剂对本发明的目的的实现以及本发明优良效果的取得不产生不利影响。

无机纳米复合抗菌剂改性的抗菌型环氧树脂粉末涂料的制备方法：

1、称取粒径为10～100nm的多孔型纳米二氧化钛载铈抗菌剂0.5～10份；称取环氧树脂50～65份、固化剂0.5～5份、颜填料30～40份和助剂3～6份，加入到混合机中预混合均匀。

2、经上述混合物料，用加料器输送到螺杆挤出机中进行熔融混合，通过压片机压成薄片、冷却、经破碎机破碎后，输送到空气分级磨(ACM)中进行细粉碎，通过旋风分离器捕集大部分被粉碎的半成品，再经筛粉机除去杂物和粗粉末后即可制得纳米复合抗菌剂改性的抗菌型环氧粉末涂料成品，并进行包装。

所制备出的无机纳米复合抗菌剂改性的环氧树脂粉末涂料，其抑菌率指标大于99％。

本发明具有以下优点：

1、在不改变原有环氧粉末涂料生产工艺的前提下，通过添加少量的无机纳米复合抗菌剂，制备出具有高抗菌性能的环氧粉末涂料，所制备出的改性环氧粉末涂料，其抑菌率指标大于99％；

2、涂料的其它性能如附着力、柔韧性、冲击强度、光滑度、硬度和耐化学性等方面都符合国家及行业标准；

3、使用含铈元素的无机纳米复合抗菌剂代替了原来的银离子抗菌剂，减少了涂料成膜后的变色性，降低了产品成本，因而具有更强的市场竞争力。

四、具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容作出一些非本质的改进和调整。

实施例1：

抗菌型环氧粉末涂料配方为：

成分	环氧树脂	2-苯基咪唑啉	钛白粉	多孔型纳米二氧化钛载铈抗菌剂
					重量(公斤)	55.5	4	38.5	2.0

实施例2：

抗菌型环氧粉末涂料涂料配方为：

成分	环氧树脂	双氰胺	2-苯基咪唑啉	钛白粉	多孔型纳米二氧化钛载铈抗菌剂
						重量(公斤)	54.5	1.3	2.2	40	1.5

实施例3：

抗菌型环氧粉末涂料涂料配方为：

成分	环氧树脂	双氰胺	2-苯基咪唑啉	钛白粉	多孔型纳米二氧化钛载铈抗菌剂
						重量(公斤)	57.2	2.3	0.3	37.2	3.0

无机纳米复合抗菌剂改性的抗菌型环氧树脂粉末涂料的制备方法：

1、称取平均粒径为10～100nm的多孔型纳米二氧化钛载铈抗菌剂、环氧树脂、固化剂、颜填料、助剂，一起加入到混合机中预混合均匀。

2、经上述混合后的物料，用加料器输送到螺杆挤出机中进行熔融混合，通过压片机压成薄片、冷却、经破碎机破碎后，输送到空气分级磨(ACM)中进行细粉碎，通过旋风分离器捕集大部分被粉碎的半成品，再经筛粉机除去杂物和粗粉末后即可制得纳米复合抗菌剂改性的抗菌型环氧粉末涂料成品，并进行包装。

Claims (4)

1、无机纳米复合抗菌剂改性的抗菌型环氧粉末涂料，其特征在于该环氧粉末涂料的配方组分按重量计为：

环氧树脂                                        55～65份

固化剂                                          0.5～5份

颜填料                                          30～40份

助剂                                            0.5～6份

无机纳米复合抗菌剂，粒径为10～100nm             0.5～10份

其中无机纳米复合抗菌剂是以多孔型纳米二氧化钛为载体装载铈系离子得到的纳米复合抗菌剂。

2、按照权利要求1所述无机纳米复合抗菌剂改性的抗菌型环氧粉末涂料，其特征在于固化剂为二羧酸二酰肼、双氰胺和咪唑类中的至少一种。

3、按照权利要求1所述无机纳米复合抗菌剂改性的抗菌型环氧粉末涂料，其特征在于颜填料为钛白粉、碳酸钙、沉淀硫酸钡和立德粉中的至少一种。

4、按照权利要求1～3所述无机纳米复合抗菌剂改性的抗菌型环氧粉末涂料的制备方法，其特征在于：

(1)称取粒径为10～100nm的多孔型纳米二氧化钛载铈抗菌剂0.5～10份；称取环氧树脂50～65份、固化剂0.5～5份、颜填料30～40份和助剂0.5～6份，加入到混合机中预混合均匀，

(2)经上述混合后的物料，用加料器输送到螺杆挤出机中进行熔融混合，通过压片机压成薄片、冷却、经破碎机破碎后，输送到空气分级磨(ACM)中进行细粉碎，通过旋风分离器捕集大部分被粉碎的半成品，再经筛粉机除去杂物和粗粉末后即可制得无机纳米复合抗菌剂改性的抗菌型环氧粉末涂料成品，并进行包装。