多元离子抗菌金属涂料制造技术

本发明专利技术涉及涂料领域，公开了一种多元离子抗菌金属涂料，制备方法为：（A）丙烯酸树脂乳液的制备；（B）纳米银溶胶的制备；（C）涂料的制备：分别称取去离子水、消泡剂、丙二醇、丙二醇单丁醚、正十八烷基磺酸钠，混合搅拌；在搅拌过程中加入钛白粉、滑石粉和碳酸钙，搅拌均匀后加入磷酸三丁酯，继续搅拌，制得浆料；在浆料中加入丙烯酸树脂乳液、多元离子抗菌材料和纳米银溶胶，搅拌均匀后即得到涂料。本发明专利技术的多元离子抗菌金属涂料中含有多元离子抗菌材料，利用离子抗菌原理和微磁电场技术原理，稳定性好，抗菌活性高，且具有吸附能力；能够有效地提高涂料的抗菌性能和使用寿命。

Multicomponent ion antibacterial metal coating

The invention relates to a coating field, and discloses a multi metal ion antibacterial coatings, the preparation method is as follows: (A) preparation of acrylic resin emulsion; (B) nano silver sol preparation; (C) coating preparation: weigh deionized water, defoaming agent, propylene glycol, propylene glycol eighteen butyl ether, sodium dodecyl sulfonate, mixing and stirring; adding titanium dioxide, talcum powder and calcium carbonate in the mixing process, stirring after adding three butyl phosphate stirred to prepare slurry; acrylic resin emulsion, multiple ion antibacterial materials and nano silver sol added in slurry, stirring to obtain paint. The invention of multiple ion antibacterial metal coatings containing multiple ion antibacterial materials by ion antibacterial principle and micro magnetic field technology principle, good stability, high antimicrobial activity, and has adsorption capacity; can effectively improve the antibacterial properties of the coatings and the service life.

【技术实现步骤摘要】
多元离子抗菌金属涂料
本专利技术涉及涂料领域，尤其涉及一种多元离子抗菌金属涂料。
技术介绍
涂料，是涂覆在被保护或被装饰的物体表面，并能与被涂物形成牢固附着的连续薄膜，通常是以树脂、或油、或乳液为主，添加或不添加颜料、填料，添加相应助剂，用有机溶剂或水配制而成的粘稠液体。目前市场上现有的涂料种类繁多，其中不少涂料具有抗菌功能。如申请号为CN201410015469.2的中国专利技术专利公开了一种抗菌硅藻土基涂料及其制备方法和应用，该专利技术利用硅藻土的特殊孔隙结构负载抗菌剂，赋予硅藻土抗菌性能；再将负载抗菌剂的硅藻土、分散剂、消泡剂、保水剂、水和胶黏剂混合搅拌制备硅藻土涂料。其中，所述的抗菌剂为环丙沙星。此外，常用于高分子材料中抗菌剂还有二氧化钛、纳米银、带有长链烷基的季铵盐基团的有机小分子抗菌剂、季膦盐类、有机锡类的抗菌剂等。虽然上述抗菌剂对细菌有显著的预防抵制作用，但是这些抗菌剂在添加到高分子材料中后，其在高分子材料中的稳定性较差，其抗菌活性对温度依赖性太强，导致抗菌活性也会大幅下降，从而影响其抗菌效果。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种多元离子抗菌金属涂料。本专利技术的多元离子抗菌金属涂料中含有多元离子抗菌材料，利用离子抗菌原理和微磁电场技术原理，稳定性好，抗菌活性高，且具有吸附能力；能够有效地提高涂料的抗菌性能和使用寿命，避免了传统高分子中抗菌材料的抗菌性低下、使用寿命低和温度依赖性太强等问题。本专利技术的具体技术方案为：一种多元离子抗菌金属涂料，由以下方法制得：(A)丙烯酸树脂乳液的制备。(B)纳米银溶胶的制备：将10-25份聚乙烯吡咯烷酮添加至其2-3倍质量的45-55℃的去离子水中，充分搅拌10-30min，之后再加入10-25份硝酸银，混合均匀后加入10-20份无水乙醇，搅拌至溶液状；最后加入10-20份浓度≥80wt％的还原剂水合肼，在45-55℃下搅拌1.5-2.5h，得到纳米银溶胶。(C)涂料的制备：分别称取15-30份去离子水、0.5-1.5份消泡剂、1-2份丙二醇、3-5份丙二醇单丁醚、5-10份正十八烷基磺酸钠，一同混合后进行搅拌；在搅拌过程中加入15-30份钛白粉、5-10份滑石粉和5-10份碳酸钙，搅拌分散均匀后加入0.3-1份磷酸三丁酯，继续搅拌，制得浆料；在浆料中加入50-200份丙烯酸树脂乳液并搅拌均匀，然后加入10-100份多元离子抗菌材料和10-100份纳米银溶胶，搅拌均匀后即得到涂料。上述各物质份数均匀重量份。作为优选，所述丙烯酸树脂乳液的制备方法如下：按质量比70-80:20-30:0.5-1.5:0.5-1.5分别称取丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯腈、丙烯酸单体并混合均匀，得到混合单体，备用；取质量比为1:0.5-1.5的丙烯酰胺和甲苯并混合搅拌溶解，待丙烯酸胺全部溶解后，得到交联剂水溶液，备用；将硫酸铵用其4-6倍质量的水溶解后得到硫酸铵溶液，备用。将10-100份蒸馏水和30-300份十二烷基硫酸钠添加至反应釜中，搅拌溶解，打开回流冷凝器的冷却水，并在釜内通蒸汽加热，待釜内温度稳定在75-85℃后，取200-800份过硫酸铵用起5-10倍的水溶解后全部添加中反应釜中，关闭釜口；然后以15-25mL/min的速度滴加100-500份所述混合单体，当温度在83-85℃时，以90-110mL/min的速度开始滴加50-100份所述交联剂水溶液，加完混合单体和交联剂水溶液后，在75-85℃保温下搅拌反应1-2h。然后加入5-10份过硫酸铵水溶液并升温至85-90℃搅拌20-40min，然后降温至55℃以下后用浓度为25-35wt％的三乙醇胺水溶液调节pH＝5.5-7，过滤出料，制得丙烯酸树脂乳液。作为优选，在用甲苯溶解丙烯酰胺的过程中，用35-45℃的水浴加热，溶液内温不高于30℃。作为优选，步骤(C)中，在投加钛白粉、滑石粉和碳酸钙时，搅拌速率为50-100r/min，投料后搅拌速率为100-500r/min，投加磷酸三丁酯后搅拌速率为100～500r/min，搅拌时间5-15min。加料的过程必须在搅拌的情况下进行，并且投料的速度尽量和搅拌的速度一致。在投放钛白粉、滑石粉和碳酸钙时先用低速搅拌，投料完后提高搅拌速度，这样可使得颜料分散更均匀。作为优选，步骤(C)中，所述多元离子抗菌材料的制备方法为：(1)先按质量比0.5-0.6:1将二氧化硅与水混合，再将其加入到0.4-0.6倍质量的水中，搅拌得到悬浮液；将硝酸银、硝酸锌和氧化镁各自与悬浮液按质量比1.5-2:1混合，得到三种溶液；将三种溶液分别用28-35℃的水浴加热，然后将三种溶液混合并持续搅拌至完全溶解，得到溶液A。将二氧化硅先与一部分水混合，然后再加入到水中，如此能够形成稳定的悬浮液，如果直接将二氧化硅与全部水混合，便无法形成悬浮液。二氧化硅与各金属离子结合后，作为载体，稳定性好。(2)先将铜熔融，接着添加锌使锌与铜熔融混合，然后添加木炭粉，其中铜、锌、木炭粉的质量比为1:1.4-1.6:2.8-3.2；混合均匀后降温冷却，研磨得到复合黄铜粉。当复合黄铜中锌含量小于35％时，锌能溶于铜内形成单相，成为单相黄铜。这种黄铜可塑性好，适于冷热加压加工，在材料中有助于稳定材料的性能，也有助于抗菌剂的稳定。在制备过程中注意需要先溶解铜，因为铜与锌的溶解温度不同，如果先溶解锌的话会导致在还没达到铜的溶解温度时锌就被蒸发消耗。在黄铜中加入木炭，会使抗菌材料在原有的抗菌效果下具有吸附力，而木炭作为抗菌材料中的载体和骨架，让抗菌材料中的各种金属离子被吸附。(3)按质量比1.1-1.3:2将复合黄铜粉加入到溶液A中，形成混合物B；配制pH值为4.2-5的硝酸溶液，将混合物B加入到其1.8-2.2倍质量的硝酸溶液中；升温至100-140℃；配制冰醋酸和二乙醇胺总浓度为30-40wt％的溶液，添加至硝酸溶液中，产生沉淀并洗涤沉淀，然后升温、洗涤重复多次；向溶液中添加溶液质量0.3-0.4倍的二氧化钛，烘干，冷却后，得到多元离子抗菌材料。将复合黄铜粉与溶液A混合，然后制得多元离子抗菌材料，抗菌材料中加入二氧化钛，不仅能够起到抗菌作用，而且能够增加粉体白度和耐高温性能的稳定。目前的高分子材料中所添加的抗菌剂一般为以下三类：季铵盐类抗菌剂、季膦盐类抗菌剂、含有机锡基团的抗菌剂。但是上述三种抗菌剂均存在各自的缺点：(1)含季铵盐类抗菌剂的高分子材料的抗菌能力受长链烷基的影响较大。是因为其中的R1链的长短对抗菌能力影响较大，特别是其中的碳原子数量没在10-16之间时，抗菌剂对细菌基本没有杀伤力，所以就必须要将碳原子控制在这之间，抗菌剂才会有效果，但这种技术和这种要求不仅成本高还很难达到。(2)含有季膦盐类的抗菌剂在离子紧密的情况下抗菌活性差。这种抗菌剂只有在形成自由离子的情况下，抗菌活性才会较为活跃，也就说，只有提高季膦盐单体的含量，才能提高它的抗菌活性。虽然现在的技术可以合成含锍盐基团的聚合物，比小分子抗菌活性要好，但这种抗菌剂的热稳定性较差。而且这种环境下的抗菌剂不仅效果差更重要的是不安全。(3)含有机锡基团的抗菌剂对于革兰氏阴性细胞的杀灭率较低。造成这种情况出现的原因是因为单体共聚后，由于抗菌基团浓度的下降，抗菌活本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多元离子抗菌金属涂料，其特征在于由以下方法制得：（A）丙烯酸树脂乳液的制备；（B）纳米银溶胶的制备：将10‑25份聚乙烯吡咯烷酮添加至其2‑3倍质量的45‑55℃的去离子水中，充分搅拌10‑30min，之后再加入10‑25份硝酸银，混合均匀后加入10‑20份无水乙醇，搅拌至溶液状；最后加入10‑20份浓度≥80wt%的还原剂水合肼，在45‑55℃下搅拌1.5‑2.5h，得到纳米银溶胶；（C）涂料的制备：分别称取15‑30份去离子水、0.5‑1.5份消泡剂、1‑2份丙二醇、3‑5份丙二醇单丁醚、5‑10份正十八烷基磺酸钠，一同混合后进行搅拌；在搅拌过程中加入15‑30份钛白粉、5‑10份滑石粉和5‑10份碳酸钙，搅拌分散均匀后加入0.3‑1份磷酸三丁酯，继续搅拌，制得浆料；在浆料中加入50‑200份丙烯酸树脂乳液并搅拌均匀，然后加入10‑100份多元离子抗菌材料和10‑100份纳米银溶胶，搅拌均匀后即得到涂料；上述各物质份数均匀重量份。

【技术特征摘要】
1.一种多元离子抗菌金属涂料，其特征在于由以下方法制得：（A）丙烯酸树脂乳液的制备；（B）纳米银溶胶的制备：将10-25份聚乙烯吡咯烷酮添加至其2-3倍质量的45-55℃的去离子水中，充分搅拌10-30min，之后再加入10-25份硝酸银，混合均匀后加入10-20份无水乙醇，搅拌至溶液状；最后加入10-20份浓度≥80wt%的还原剂水合肼，在45-55℃下搅拌1.5-2.5h，得到纳米银溶胶；（C）涂料的制备：分别称取15-30份去离子水、0.5-1.5份消泡剂、1-2份丙二醇、3-5份丙二醇单丁醚、5-10份正十八烷基磺酸钠，一同混合后进行搅拌；在搅拌过程中加入15-30份钛白粉、5-10份滑石粉和5-10份碳酸钙，搅拌分散均匀后加入0.3-1份磷酸三丁酯，继续搅拌，制得浆料；在浆料中加入50-200份丙烯酸树脂乳液并搅拌均匀，然后加入10-100份多元离子抗菌材料和10-100份纳米银溶胶，搅拌均匀后即得到涂料；上述各物质份数均匀重量份。2.如权利要求1所述的多元离子抗菌金属涂料，其特征在于，所述丙烯酸树脂乳液的制备方法如下：按质量比70-80:20-30:0.5-1.5:0.5-1.5分别称取丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯腈、丙烯酸单体并混合均匀，得到混合单体，备用；取质量比为1:0.5-1.5的丙烯酰胺和甲苯并混合搅拌溶解，待丙烯酸胺全部溶解后，得到交联剂水溶液，备用；将硫酸铵用其4-6倍质量的水溶解后得到硫酸铵溶液，备用；将10-100份蒸馏水和30-300份十二烷基硫酸钠添加至反应釜中，搅拌溶解，打开回流冷凝器的冷却水，并在釜内通蒸汽加热，待釜内温度稳定在75-85℃后，取200-800份过硫酸铵用起5-10倍的水溶解后全部添加中反应釜中，关闭釜口；然后以15-25mL/min的速度滴加100-500份所述混合单体，当温度在83-85℃时，以90-110mL/min的速度开始滴加50-100份所述交联剂水溶液，加完混合单体和交联剂水溶液后，在75-85℃保温下搅拌反应1-2h；然后加入5-10份过硫酸铵水溶液并升温至85-90℃搅拌20-40min，然后降温至55℃以下后用浓度为25-35wt%的三乙醇胺水溶液调节pH=5.5-7，过滤出料，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，郑淑樱，
申请(专利权)人：浙江水马环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33