CN1850924A - 一种纳米银抗菌涂料及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纳米银抗菌涂料，由纳米银溶液、羟基丙烯酸树脂或者丙烯酸合成乳液、少量溶剂、少量助剂和水制成，其特征是：纳米银溶液在涂料中的重量百分含量为3％～5％；所述纳米银溶液由纳米银和聚乙烯防沉蜡浆混合而成，在纳米银溶液中纳米银以聚乙烯防沉蜡浆为载体，所述纳米银的浓度为6万ppm的溶液，纳米银在纳米银溶液中所占的重量百分含量为0.8％～1.2％。本发明具有杀菌功能，不会出现沉降和变色，纳米银在涂料之中比较稳定，且在施工过程中比较均匀。本发明制造方法简单，适宜推广应用。

Description

一种纳米银抗菌涂料及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种纳米银抗菌涂料及其制造方法，是一种用于木器和室内墙面涂装的具有抗菌功能的涂料。属于涂料及其制造工艺技术领域。

背景技术

随着人们生活水平的日益提高，健康成为整个社会关注的焦点。而细菌对人们的身体健康构成了最大的威胁。很多在群体中传播的疾病，包括SARS传染病等，均由细菌引起。而随着人们生活条件的改善，家庭装修在生活中所占的比重也不断提高。包括乳胶漆以及木器漆等涂料产品在室内装修中大量使用。由于大多数涂料均以有机化合物为基础成分，很容易滋生细菌。而一些致病细菌，就有可能影响人们的身体健康。医学研究表明，人类疾病的发生就是由各种有害病菌和病毒所致。人类赖以生存的社会和自然环境一再恶化，以及装修后的地墙砖、墙面、家具细菌滋生附着，都为有害病菌和病毒的肆虐提供了可乘之机。

随着技术的进步，用于抗菌的材料不断被研发出来。其中，以纳米技术为代表的抗菌材料更显成效。科学家们发现，银在纳米状态下的杀菌能力产生了质的飞跃，只用极少量的纳米银即可产生强力的杀菌作用，这给广泛应用纳米银来抗菌开辟了广阔的前景。

最新文献报道了纳米银抗菌应用前景，由于只需用极少量的纳米银即可产生强力的杀菌作用，这给广泛应用纳米银来抗菌开辟了广阔的前景。近期也开始得到不同领域的应用，如在纺织领域，安信纳米生物科技有限公司和同高纺织化纤有限公司重视纳米技术的应用，他们共同开发了纳米银抗菌纤维，纳米银抗菌非织造布，使纺织品具备抗菌效果。而在电子应用领域，以韩国的SK和LG手机公司为代表，先后推出了以纳米银抗菌手机，产品采用了纳米银离子涂层，这种涂层具有杀菌灭菌功能并有持久性。将具有银纳米粒子(10亿分之1米)涂在手机上，便可以利用手机表面带正电荷的纳米银粒涂层，吸附带负电荷的微生物细胞(比如细菌)，在刺穿细菌表面后破坏其繁殖能力，最后让细菌无法进行代谢而死亡。如今，纳米银离子技术已在电子领域广泛应用。但是，在涂料应用方面，目前市场上还没出现有同时具备有能将高效杀菌、除臭去味等功能完全显现出来并具有超强的清洁空气功能的产品。

因此，采用纳米银技术研制抗菌涂料，除了赋予涂料漆膜的抗菌功能，还有一个更长久的意义，就是希望能改变消费者对传统涂料单纯装饰性能上的一些理解，形成一种新的健康抗菌涂料的消费时尚。

由于纳米银材料的比重比涂料中主要材料的比重要大很多，纳米银很容易出现沉降现象。因此，纳米银粉末助剂应用于涂料中后，容易出现沉降和涂料变色，这样就造成了纳米银在涂料之中的储存不够稳定以及在施工后在漆膜中的分布没有均一性。

本发明内容

本发明的第一个目的，是为了提供一种纳米银抗菌涂料，该种涂料具有杀菌功能，不会出现沉降和变色，并且在施工后在漆膜中的分布比较均匀。

本发明的第二个目的，是为了提供一种如前所述的纳米银抗菌涂料的制造方法。

本发明的第一个目的可以采取如下技术方案达到：

一种纳米银抗菌涂料，由纳米银溶液、羟基丙烯酸树脂或者丙烯酸合成乳液、少量溶剂、少量助剂和水制成，其特征是：纳米银溶液在涂料中的重量百分含量为3％～5％；所述纳米银溶液由纳米银和聚乙烯防沉蜡浆混合而成，在纳米银溶液中纳米银以聚乙烯防沉蜡浆为载体，所述纳米银的浓度为6万ppm的溶液，纳米银在纳米银溶液中所占的重量百分含量为0.8％～1.2％。

本发明的第二个目的还可以采取如下技术方案达到：

由纳米银溶液、羟基丙烯酸树脂、少量溶剂和水制成；所述羟基丙烯酸树脂占全部组分总重量的百分含量为70％～75％。

由纳米银溶液、丙烯酸合成乳液、少量溶剂和水制成，所述丙烯酸合成乳液占全部组分总重量的百分含量为35％～40％。

所述溶剂由环己酮或醋酸丁酯构成，或由环己酮和醋酸丁酯混合构成。

所述溶剂由水和有机硅消泡剂混合而成。

所述纳米银溶液中所用的纳米银为纳米银粉末助剂，以粉末助剂的添加方式将纳米银加入到聚乙烯防沉蜡浆中混合制成纳米银溶液。

所述助剂包括消光粉、颜色填料、消泡助剂、分散助剂和防沉助剂中的一种或者两种以上的组合。

本发明的第二个目的可采取如下技术方案达到：

如前所述的一种纳米银抗菌涂料的制造方法，其特征是：

1)将羟基丙烯酸树脂或者丙烯酸合成乳液和助剂投入常规的分散机进行中速分散10分钟；

2)制作纳米银溶液，选用聚乙烯蜡防沉蜡浆作为纳米银溶液的载体，把纳米银与聚乙烯防沉蜡浆按比例进行混合，然后采用篮式砂磨机进行高速研磨分散，制成纳米银溶液，其中，纳米银占纳米银溶液重量百分比为0.8％～1.2％，；

3)混合分散，按比例将纳米银溶液、溶剂和水分别投到第1步的分散机中的分散机中，使它们共同进行高速分散，直到细度小于30微米，制成纳米银抗菌涂料成品。

本发明的第二个目的还可采取如下技术方案达到：

1)将羟基丙烯酸树脂或者丙烯酸合成乳液和助剂投入常规的分散机进行中速分散10分钟，所述助剂包括消光粉、颜色填料、消泡助剂、分散助剂和防沉助剂；

2)制作纳米银溶液，选用聚乙烯蜡防沉蜡浆作为纳米银溶液的载体，把纳米银与聚乙烯防沉蜡浆按比例进行混合，然后采用篮式砂磨机进行高速研磨分散，制成纳米银溶液，其中，纳米银占纳米银溶液重量百分比为0.8％～1.2％，；

3)混合分散，按比例将纳米银溶液、溶剂和水分别投到第1步的分散机中的分散机中，使它们共同进行高速分散，直到细度小于30微米，制成纳米银抗菌涂料成品。

本发明解决技术问题，还可以采取以下措施：

所述树脂占全部组分的总重量比为70％至75％。

所述乳液占全部组分的总重量比为35％至40％。

所述溶剂由环己酮或醋酸丁酯构成，或者由环己酮和醋酸丁酯混合构成。环己酮和醋酸丁酯与纳米银粉末的相容性比较好。

本发明具有以下突出效果：

本发明由于选用聚乙烯蜡防沉蜡浆作为纳米银材料的载体，对纳米银粉末助剂进行了预处理，将其做成了纳米银为0.8％至1.2％的浆料半成品，这样的重量比例使聚乙烯防沉蜡浆起一个最佳相溶性的作用。然后采用篮式砂磨机将该纳米银溶液进行高速研磨分散，使纳米银粉末充分渗透到纳米银溶液中。该纳米银溶液的用量必须为羟基丙烯酸树脂或丙烯酸合成乳液的3％～5％，这样就可以保证纳米银杀菌剂在涂料之中的稳定性，均一性，纳米银粉末不会沉降，涂料无变色。如果该纳米银溶液的用量低于羟基丙烯酸树脂或丙烯酸合成乳液3％，则纳米银就会出现沉降现象，而且抗菌效果会下降10％以上；而超过5％时，涂料的粘度过高，涂料会变黄，而且成本会大幅度提高。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行具体描述。

具体实施例1：

纳米银抗菌涂料的配方为：(单位为各组分占总量的重量百分比)

羟基丙烯酸树脂                                75％

纳米银浓度为6万ppm粉末助剂                 0.225％

聚乙烯防沉蜡浆                             2.775％

环己酮                                         8％

醋酸丁酯                                       3％

有机硅消泡剂                                 0.5％

二氧化硅消光粉或其他颜填料                  11.5％

本实施例的制造方法是：

1)分散树脂和助剂，将羟基丙烯酸树脂和消泡助剂、分散助剂、防沉助剂，分别投入常规的分散机进行中速分散10分钟；

2)制作纳米银溶液，选用聚乙烯蜡防沉蜡浆作为纳米银的载体，把纳米银粉末助剂与聚乙烯防沉蜡浆按1∶99的比例进行混合，然后采用篮式砂磨机将该半成品进行高速研磨分散，制成纳米银溶液；

3)混合分散，将纳米银溶液、消光粉或其它颜色填料分别投到原来分散树脂和助剂的分散机中，使它们共同进行高速分散，高速分散25分钟，直到细度小于30微米；

4)制得纳米银抗菌涂料成品。

选用聚乙烯蜡防沉蜡浆作为纳米银材料的载体，使纳米银粉末充分渗透到由纳米银粉末和聚乙烯蜡防沉蜡浆混合而成的纳米银溶液中，再把纳米银溶液与树脂混合，可以保证纳米银粉末在涂料中的稳定性、均一性。

本实施例得出的涂料油性涂料，纳米银6万ppm粉末助剂和聚乙烯防沉蜡浆混合而成的纳米银溶液占羟基丙烯酸树脂3％。纳米银粉末不会沉降，涂料无变色。常温下贮存30天，涂料水白透明；在50℃下，贮存30天，涂料水白透明，无变色。

具体实施例2：

纳米银抗菌涂料的配方为：(单位为各组分占总量的重量百分比)

羟基丙烯酸树脂                                   70％

纳米银6万ppm粉末助剂                             0.35％

聚乙烯防沉蜡浆                                   3.15％

环己酮                                           8％

醋酸丁酯                                         3％

有机硅消泡剂                                     0.5％

二氧化硅消光粉或其他颜填料                       15％

本实施例得出的涂料，纳米银6万ppm粉末助剂和聚乙烯防沉蜡浆混合而成的纳米银溶液占羟基丙烯酸树脂5％左右。纳米银粉末不会沉降，涂料无变色。常温下贮存30天，涂料水白透明；在50℃下，贮存30天，涂料水白透明，无变色。

具体实施例3：

纳米银抗菌涂料的配方为：(单位为各组分占总量的重量百分比)

羟基丙烯酸树脂                                   72％

纳米银6万ppm粉末助剂                         0.3％

聚乙烯防沉蜡浆                               2.5％

环己酮                                       8％

醋酸丁酯                                     3％

有机硅消泡剂                                 0.5％

二氧化硅消光粉或其他颜填料                   14.2％

本实施例得出的涂料，纳米银6万ppm粉末助剂和聚乙烯防沉蜡浆混合而成的纳米银溶液占羟基丙烯酸树脂4％左右。纳米银粉末不会沉降，涂料无变色。常温下贮存30天，涂料水白透明；在500C下，贮存30天，涂料水白透明，无变色。

具体实施例4：

丙烯酸合成乳液                                40％

纳米银6万ppm粉末助剂                          0.2％

聚乙烯防沉蜡浆                                1.8％

水                                            15％

有机硅消泡剂                                  0.5％

颜填料                                        38％

纤维素                                        4.5％

本实施例的制造方法是：

1)分散乳液和助剂，将丙烯酸合成乳液和水、有机硅消泡剂，分别投入常规的分散机进行中速分散10分钟；

2)制作纳米银溶液，选用聚乙烯蜡防沉蜡浆作为纳米银载体，把纳米银粉末助剂与聚乙烯防沉蜡浆按1∶99的比例进行混合，然后采用篮式砂磨机将该半成品进行高速研磨分散，制成纳米银溶液；

3)混合分散，将纳米银溶液、颜填料和其它材料分别投到原来分散乳液和助剂的分散机中，使它们共同进行高速分散，直到细度小于30微米；

4)制得纳米银抗菌涂料成品。

本实施例得出的涂料，纳米银6万ppm粉末助剂和聚乙烯防沉蜡浆混合而成的纳米银溶液占丙烯酸合成乳液的5％。纳米银粉末不会沉降，涂料无变色。常温下贮存30天，涂料水白透明；在50℃下，贮存30天，涂料水白透明，无变色。

具体实施例5：

丙烯酸合成乳液                                  38％

纳米银6万ppm粉末助剂                            0.15％

聚乙烯防沉蜡浆                                  1.35％

水                                              20％

有机硅消泡剂                                    0.5％

颜填料                                          35％

纤维素                                          4.5％

本实施例得出的涂料，纳米银6万ppm粉末助剂和聚乙烯防沉蜡浆混合而成的纳米银溶液占丙烯酸合成乳液的4％左右。纳米银粉末不会沉降，涂料无变色。常温下贮存30天，涂料水白透明；在50 0C下，贮存30天，涂料水白透明，无变色。

具体实施例6：

丙烯酸合成乳液                                  35％

纳米银6万ppm粉末助剂                            0.1％

聚乙烯防沉蜡浆                                  1％

水                                              20％

有机硅消泡剂                                    0.5％

颜填料                                          35％

纤维素                                          8.4％

本实施例得出的涂料，纳米银6万ppm粉末助剂和聚乙烯防沉蜡浆混合而成的纳米银溶液占丙烯酸合成乳液的3％左右。纳米银粉末不会沉降，涂料无变色。常温下贮存30天，涂料水白透明；在50℃下，贮存30天，涂料水白透明，无变色。

经过反复实验表明：羟基丙烯酸树脂与纳米银混合后，常温下贮存30天，混合液水白透明；在50℃下，贮存30天，混合液水白透明，无变色。丙烯酸乳液与纳米银混合后，常温下贮存30天，乳白色；在50℃下，贮存30天，无变黄。环己酮或醋酸丁酯这两种溶剂对纳米银的溶解力最好，而且没有任何析出现象。

表1：本发明与现有木器漆的使用效果对照表板材：

比较项目	油性聚氨酯木器漆	硝基纤维素木器漆	纳米银抗菌涂料
				抗大肠埃希氏菌	不具备	不具备	≥99.9％
抗金黄色葡萄球菌	不具备	不具备	≥99.9％
				抗肺炎克雷伯氏菌	不具备	不具备	≥99.9％
施工性	刷涂二道无障碍
				涂膜外观	平整、光滑
硬度	≥H
				附着力	≤1级	≤2级	≤1级
干燥时间：表干	≤50min	≤30min	≤50min
				实干	≤48h	≤40h	≤48h
耐碱性(48h)	无异常
				涂层耐温变性(5次循环)	无异常
有害物质含量	符合GB18581的要求

表1中采用水曲柳三夹板为试样，涂布量：200g/m²，通过几种涂料的抗菌比较表可以看出：

①目前市场普遍的油性聚氨酯木器漆、硝基纤维素木器漆不具有抗菌功能，无法杀灭家具表面的细菌。

②经过试验，本产品在增加了抗菌功能后，不会影响原涂料的优越的漆膜性能和施工性能，做到均一性。

③本产品的抗菌效果迅速，持久，经分析检测，本产品对大肠埃希氏菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯氏菌等多种毒菌的杀除率达99.9％以上。具有广谱高效的杀菌功能。

可见，该产品的最大特征是利用银纳米技术达到抗菌效果，同时不会影响原涂料的优越的漆膜性能和施工性能。

Claims (9)

1、一种纳米银抗菌涂料，由纳米银溶液、羟基丙烯酸树脂或者丙烯酸合成乳液、少量溶剂、少量助剂和水制成，其特征是：纳米银溶液在涂料中的重量百分含量为3％～5％；所述纳米银溶液由纳米银和聚乙烯防沉蜡浆混合而成，在纳米银溶液中纳米银以聚乙烯防沉蜡浆为载体，所述纳米银的浓度为6万ppm的溶液，纳米银在纳米银溶液中所占的重量百分含量为0.8％～1.2％。

2、根据权利要求1所述的一种纳米银抗菌涂料，其特征是：由纳米银溶液、羟基丙烯酸树脂、少量溶剂和水制成；所述羟基丙烯酸树脂占全部组分总重量的百分含量为70％～75％。

3、根据权利要求1所述的一种纳米银抗菌涂料，其特征是：由纳米银溶液、丙烯酸合成乳液、少量溶剂和水制成，所述丙烯酸合成乳液占全部组分总重量的百分含量为35％～40％。

4、根据权利要求2所述的一种纳米银抗菌涂料，其特征是：所述溶剂由环己酮或醋酸丁酯构成，或由环己酮和醋酸丁酯混合构成。

5、根据权利要求3所述的纳米银抗菌涂料，其特征是：所述溶剂由水和有机硅消泡剂混合而成。

6、、根据权利要求1所述的一种纳米银抗菌涂料，其特征是：所述纳米银溶液中所用的纳米银为纳米银粉末助剂，以粉末助剂的添加方式将纳米银加入到聚乙烯防沉蜡浆中混合制成纳米银溶液。

7、根据权利要求1所述的一种纳米银抗菌涂料，其特征是：所述助剂包括消光粉、颜色填料、消泡助剂、分散助剂和防沉助剂中的一种或者两种以上的组合。

8、如权利要求1所述的一种纳米银抗菌涂料的制造方法，其特征是：

1)将羟基丙烯酸树脂或者丙烯酸合成乳液和助剂投入常规的分散机进行中速分散10分钟；

2)制作纳米银溶液，选用聚乙烯蜡防沉蜡浆作为纳米银溶液的载体，把纳米银与聚乙烯防沉蜡浆按比例进行混合，然后采用篮式砂磨机进行高速研磨分散，制成纳米银溶液，其中，纳米银占纳米银溶液重量百分比为0.8％～1.2％；

3)混合分散，按比例将纳米银溶液、溶剂和水分别投到第1步的分散机中的分散机中，使它们共同进行高速分散，直到细度小于30微米，制成纳米银抗菌涂料成品。

9、如权利要求7所述的一种纳米银抗菌涂料的制造方法，其特征是：

1)将羟基丙烯酸树脂或者丙烯酸合成乳液和助剂投入常规的分散机进行中速分散10分钟，所述助剂包括消光粉、颜色填料、消泡助剂、分散助剂和防沉助剂；

2)制作纳米银溶液，选用聚乙烯蜡防沉蜡浆作为纳米银溶液的载体，把纳米银与聚乙烯防沉蜡浆按比例进行混合，然后采用篮式砂磨机进行高速研磨分散，制成纳米银溶液，其中，纳米银占纳米银溶液重量百分比为0.8％～1.2％，；

3)混合分散，按比例将纳米银溶液、溶剂和水分别投到第1步的分散机中的分散机中，使它们共同进行高速分散，直到细度小于30微米，制成纳米银抗菌涂料成品。