一种可监控增强性自洁抗菌低表面能涂层制造技术

一种可监控增强性自洁抗菌低表面能涂层，涉及日常生活中用于装修装饰，特别是洁具卫浴的表面处理。本项发明专利技术的优点和效果：１．增强性的上述涂层，其优异的低表面能，使得涂层具有极低的摩擦系数，可有效防止污垢的粘滞。２．涂层具有高效的自洁抗菌效能。３．涂层其厚度通常是陶瓷釉面光触媒层厚度的２５－５０倍，因而其所含自洁抗菌因子也相应地成倍增加，可充分保证长久的自洁抗菌效能。４．涂层便于人为监控其均匀性、磨损程度和使用状态，利于及时修补涂层的磨损，并使之保持在良好状态。５．该涂层可彻底扭转人们生活中传统的“洁具不洁、卫浴不卫”的无奈局面。给人们的家居生活营造一个健康舒适的温馨环境。

【技术实现步骤摘要】
本项专利技术涉及日常生活中用于装修装饰，特别是洁具卫浴的表面，一种方便人为监测控制，具有增强性的自洁能力、抗菌能力和进一步降低涂层表面能的制作方法。现有的涉及洁具卫浴及在装修装饰中的自洁抗菌涂层，因受其制作上工艺流程和材料固有性能的限制，往往难于具备自洁抗菌的作用。究其个中缘由，可分为如下几种1.如洁卫具的基材，通常以瓷质及玻璃质居多。为了迎合消费者崇尚健康卫生的需求心理，在制作工艺上，往往在陶瓷的釉质层或玻璃面上直接附着一层无机抗菌剂、光触媒等材料，试图达到自洁抗菌的目的。这些附着于层面上的粉体材料，为了能够均匀分布，不影响外观，其粒径非常微细，一般在纳米量级，比表面积很大。而这些粉体状的材料颗粒，均属碱金属氧化物，当与瓷釉料接触并施以高温，纳米级颗粒特有的奇特热熔点、分子键力、化合力及化学活性等方面的性质就体现出来。比如，熔点极高，常态为1850摄氏度的光触媒材料二氧化钛在纳米态时其热熔点则可降低数倍，因其在纳米态的化学活性超常，极易与玻化材质硅酸盐共熔，加之硅酸盐的成分较复杂，有氧化钛的掺入，使得釉面的玻化温度进一步降低，形成含钛的硅酸盐结晶体。从而打破了氧化钛特有的光催化性质。如果增大材料粒径，不使其纳米态的特性凸显，则极可能因不能玻化而影响美观及使用；2.有的釉面处理工艺，将较大粒径的无机抗菌剂材料颗粒、光催化剂与釉质玻化材料相混熔，以明具有自洁抗菌功能。无机抗菌剂和光触媒其抗菌机理的前提是，光触媒必须与反应物(如水、氧等介质)相接触，使介质释放出自由离子，而破坏细胞壁以达到杀菌的目的。釉质玻化后，光触媒即使未被共熔，但也包覆着一层较厚的玻态釉，阻隔了光触媒与介质的接触，以至于不能抗菌；3.由于氧化钛等半导体光触媒的禁带宽度大于3.0eV，只能吸收太阳光及人造光源中的紫外光和近紫外光部分，所以光能利用效率很低，不到1％。如果光照强度较弱，或者铰阴暗的环境，则光触媒不可能发挥其应有的催化作用；4.因陶瓷、玻璃固有的较大表面能，而致其摩擦系数偏高。加之其表面显微结构通常孔穴较多，不够致密，且玻璃态的硅酸盐表层其耐酸碱度较低，易于腐蚀。这使得洁卫具其表层往往容易粘附污物，难于清除；5.洁卫具的表面自洁抗菌涂层，通常以一定工序完成，其厚度不过1至3微米，制作完成后只能一次性使用，不可人为检测与干预。涂层在使用中而磨损，是无从感知的。因此，光触媒的微妙自洁抗菌效果一直都受到国内外人士的关注与争议，这也是我国为何迟迟未能制定出相关标准的一个原因。它在洁卫具上作为抗菌涂层的运用更多的不过是停留在概念上罢了。鉴于此，本项专利技术的目的在于提供一种可行检测涂层的磨损程度，控制其完好状态，并具有增强性的自洁能力、抗菌能力和进一步降低涂层表面能使其不易被玷污和腐蚀的制作方法。本项专利技术是利用氟化碳高分子聚合物作为涂层基础材料，添加以数种无机抗菌剂、光催化剂、自洁增进剂、负离子释放剂、光致发光剂等纳米粉体材料来实现其目的。本项专利技术的涂层基材，是以氟碳键的形式存在的富氟树脂分子，充分利用氟原子的电负性最高(4.0)的特性，与碳化合后的氟碳键的离解能比其它化学键能大，键距最短，氟碳键很难断裂，而形成超常致密和稳定的化合形态。因而它的表面能很低，摩擦系数很小；在氟碳化合物中，引入氧化铈及水滑石等纳米粉体，可以进一步降低表面能，使摩擦系数更小。因氟碳化合物的机械强度及硬度较低，氧化铈及水滑石可增加其硬度，同时还可在使用中，因磨擦而导致表面的磨损，氧化铈可起到随机的抛光作用。所以可进一步降低表面能，有效减摩，从而使氟碳化合物基材的不粘附性增强。氧化铈及水滑石还具有特别的远红外光化学作用和紫外吸收遮蔽能力，从而增强涂层的自洁功能；在基材中引入无机抗菌剂，包括无机银系、铜系和稀土激活抗菌剂。每种抗菌剂其抗菌机理、化学活性、适宜环境及其适应菌种均有不同，几者为伍，可充分发挥并增强其广谱抗菌效能；引入氧化锌、氧化钛等光触媒粒子，可有效利用光线的紫外光和近紫外光部分，使光触媒产生对接触介质的催化作用，释放自由基而杀菌；引入具有热电性和压电性的负离子释放剂，它特有的自极化性能，在温度及压力微小变化时就能引起粉体晶粒间的电势差，可持续永久性的释放负离子和发射远红外线，并产生生物电流，以净化空气，抗菌消毒。由于洁具卫浴等设施与人的接触频繁，负离子释放剂可充分地利用热电性及压电性，更多地释放负离子和发射远红外线，对人体起到保健作用；引入光致发光剂，可加强涂层的美感度，同时还可人为监控涂层的均匀性、磨损程度、使用状态，也可在夜间方便地接触洁卫具，避免眼睛突然受到开灯的强光刺激。上述氟碳化合物，为便于涂布，可以是聚合为树脂，其有效成分氟元素应控制在22-48％之间。上述纳米粉体材料的引入，可以根据涂层的使用方式及范围增减各种粉体的百分比。比如，在强调可监控和要求负离子释放率较高时，则可适度增加其质量的百分比。本项专利技术的上述结构，具有如下的优点和效果1.增强性的上述涂层，充分利用氟碳化合物的优异化学性能，具有比陶瓷釉面和玻璃质更耐酸碱腐蚀、耐老化、耐磨蚀，其优异的低表面能，使得涂层具有很低的摩擦系数，可有效防止污垢的粘滞。2.因该涂层的纳米粉体材料的引入皆是在常温常压下进行，并未与涂层基体发生任何化学反应，因而各种材料所固有的性能不被削减，这使得它们更突出地呈现出优势互补的一面，以致达到高效率的自洁抗菌效能。3.涂层其厚度可以很方便的人为掌控，通常是陶瓷釉面光触媒层厚度的25-50倍，因而其所含自洁抗菌因子也相应地成倍增加，可充分保证长久的自洁抗菌效能。4.涂层引入的光致发光剂，在吸收光能后于较暗时释放能量，可以很方便地人为监控其均匀性、磨损程度和使用状态，利于及时修补涂层的磨损，并使之保持在良好状态。5.涂层在使用中，随着表面的渐渐磨蚀，其自洁抗菌因子可逐渐次第浮现，可使得自洁抗菌因子缓慢更替，不致因衰变而减弱效能。6.该涂层的使用，可彻底扭转人们生活中传统的“洁具不洁、卫浴不卫”的无奈局面。可有效净化环境空气，长久保持洁卫具的清洁卫生。给人们的家居生活营造一个健康舒适的温馨环境。下面，再用实施例对本项专利技术作进一步的说明。实施例1本项专利技术全称一种可监控增强性自洁抗菌低表面能涂层。选择氟化碳材料，制成树脂，使其含氟成份控制在25-55％。根据使用环境及方式的不同，可适度调整各纳米粉体材料的配比量。分别添加无机抗菌剂无机银如磷酸锆载银抗菌剂、无机铜系复合抗菌剂、稀土激活氧化物抗菌剂，氧化锌晶须、氧化钛等光催化剂，氧化铈、水滑石等自洁增进剂、电气石负离子释放剂、紫外光光致发光剂或可见光光致发光剂等纳米粉体材料来实现其目的。其中，无机抗菌剂、光催化剂负离子释放剂等材料其质量比率为1-2％，光致发光剂其质量比率为1-2％，自洁增进剂其质量比率为10-20％。然后涂布于洁具、卫浴及其它设施即可。其层厚可控制在25至50微米之间。权利要求1.一种可监控增强性自洁抗菌低表面能涂层，其特征在于采用由氟碳化合物聚合而成的树脂作为涂层基材，采用引入几种无机抗菌剂、光催化剂、自洁增进剂、负离子释放剂、光致发光剂等纳米粉体材料来实现其目的。2.如权利要求1所述的增强性无机抗菌剂，包含稀土激活氧化物抗菌剂、无机银铜、铜系抗菌剂，其特征在于所说的每种抗菌剂其抗菌机理、化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可监控增强性自洁抗菌低表面能涂层，其特征在于采用由氟碳化合物聚合而成的树脂作为涂层基材，采用引入几种无机抗菌剂、光催化剂、自洁增进剂、负离子释放剂、光致发光剂等纳米粉体材料来实现其目的。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张弛一智，
申请(专利权)人：张弛一智，
类型：发明
国别省市：51[]