一种非迁移型抗菌涂层材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种非迁移型抗菌涂层材料及其制备方法，属于材料学领域。该非迁移型抗菌环氧涂层材料具有优异的抗菌性能，并且是一种环境友好的非迁移型抗菌涂层材料，可用于制备自来水输送管道内壁涂层、啤酒及饮料贮罐内壁涂层、食品包装材料涂层、汽车内饰件涂层或医用器材涂层。

Non migratory antibacterial coating material and preparation method thereof

The invention discloses a non migratory antibacterial coating material and a preparation method thereof, belonging to the field of materials science. The non migration antibacterial epoxy coating material has excellent antibacterial properties and is an environmentally friendly non migration antibacterial coating material, which can be used to prepare the inner wall coating of the tap water pipeline, the inner wall coating of the beer and beverage tank, the coating material of the food packaging material, the interior decoration coating of the automobile or the coating of medical equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种非迁移型抗菌涂层材料及其制备方法
本专利技术涉及一种非迁移型抗菌涂层材料及其制备方法，属于材料学领域。
技术介绍
随着现代经济社会的快速发展，人们对抗菌型产品提出了越来越高的要求。纳米氧化锌安全无毒、无味、价格低廉，具有优异的抗菌性能，可直接广泛应用于自来水输送管道内壁涂层、啤酒及饮料贮罐内壁涂层、食品包装材料涂层、汽车内饰件涂层或医用材料涂层，是开发绿色抗菌型产品的理想材料。专利CN106280955A公开了一种电梯涂层及其制备方法，该方法采用两层涂料结构，底层涂料为致密涂覆层，面层涂料为抗菌涂覆层，而面层涂料易释放纳米氧化锌到环境中，从而造上成涂料抗菌寿命短和环境污染。专利CN106047118A公开了一种家具用抗菌环保漆，该材料抗菌性能不佳，并且材料中的纳米氧化锌易迁移到环境中。专利CN103073971A公开了新型无溶剂防静电抗菌环氧自流平地坪涂料，该涂料易释放纳米氧化锌到环境中，从而造上成涂料抗菌寿命短和环境污染。专利CN103555133A公开了一种耐脏速干建筑涂料，该涂料中的纳米氧化锌也不具备耐迁移性。以上专利获得的聚氨酯/纳米氧化锌或者环氧/纳米氧化锌抗菌涂层材料中的未经改性的纳米氧化锌极易团聚，减小了比表面积，从而使得涂层材料抑菌率低，而且通过这些方法得到的抗菌涂层材料，纳米氧化锌会逐渐从基体迁移到环境中，使得涂层材料抗菌寿命短，且存在环境污染的问题，限制了其应用范围。因此，极有必要专利技术一种非迁移型抗菌涂层材料。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是提供一种非迁移型抗菌涂层材料，所述抗菌涂层材料包括树脂原料以及能与树脂上的基团发生化学键合的改性纳米氧化锌。在本专利技术的一种实施方式中，所述抗菌涂层材料为抗菌聚氨酯涂层材料，包括以下重量份的原料：多异氰酸酯40～65份，聚多元醇40～65份，改性纳米氧化锌0.01～8份。在本专利技术的一种实施方式中，所述抗菌聚氨酯涂层材料还包括以下重量份的原料：扩链剂0.1～2份，交联剂1～5份，增塑剂0.1～3份，消泡剂0.1～2份。在本专利技术的一种实施方式中，所述改性纳米氧化锌是采用硅烷偶联剂对纳米氧化锌进行改性得到。在本专利技术的一种实施方式中，所述改性纳米氧化锌通过如下方法制备得到：将纳米氧化锌和硅烷偶联剂按照重量份配比在高速混合机中混合0.5-10分钟即可得到改性纳米氧化锌。在本专利技术的一种实施方式中，所述硅烷偶联剂为氨基硅烷、环氧硅烷、含硫硅烷和异氰酸酯基硅烷中的至少一种。在本专利技术的一种实施方式中，所述纳米氧化锌和硅烷偶联剂以重量份配比为1～6:0.1～2.5。在本专利技术的一种实施方式中，所述多异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4′-二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯、HDI三聚体、IPDI三聚体、TDI三聚体和MDI三聚体中的至少一种。在本专利技术的一种实施方式中，所述聚多元醇为聚醚多元醇、聚酯多元醇中的至少一种；所述扩链剂是1,4-丁二醇、一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷、乙二醇、丙三醇、1,4-环己二醇和间苯二酚羟基醚中的至少一种。在本专利技术的一种实施方式中，所述交联剂为三羟甲基丙烷、三乙醇胺和三乙胺中的至少一种。在本专利技术的一种实施方式中，所述增塑剂为邻苯二甲酸酯、脂肪族二酸酯、己二酸二甲酯、己二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、癸二酸二丁酯中的至少一种。在本专利技术的一种实施方式中，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷、聚硅氧烷、硅酮乙二醇中的至少一种。在本专利技术的一种实施方式中，所述抗菌聚氨酯涂层材料的制备方法包括以下步骤：(1)将多异氰酸酯和聚多元醇按照重量份配比在60～120℃，通氮气的条件下搅拌反应，然后加入扩链剂、交联剂和改性纳米氧化锌，继续搅拌反应，得到预聚物；(2)将预聚物、增塑剂和消泡剂按照重量份配比在50～150℃共混反应1分钟～12小时，即得一种非迁移型抗菌聚氨酯涂层材料。在本专利技术的一种实施方式中，所述抗菌涂层材料为抗菌环氧涂层材料，按重量份计包括环氧树脂60～90份，氨基化纳米氧化锌0.1～10份。在本专利技术的一种实施方式中，所述抗菌环氧涂层材料，包括以下两种组分：按重量份计，组分一包括：环氧树脂60～90份，氨基化纳米氧化锌0.1～10份，消泡剂0.1～3份，稀释剂0.1～5份，促进剂0.1～5份，溶剂0.5～70份；按重量份计，组分二包括：溶剂0.1～70份，固化剂10～90份。在本专利技术的一种实施方式中，所述组分一与组分二的重量配比为100:5～30。在本专利技术的一种实施方式中，所述氨基化纳米氧化锌是采用氨基化硅烷改性纳米氧化锌得到。在本专利技术的一种实施方式中，所述氨基化纳米氧化锌是将纳米氧化锌和氨基化硅烷按照重量份配比在高速混合机中混合0.5-10分钟即可得到氨基化纳米氧化锌，其中纳米氧化锌和氨基化硅烷以重量份配比为1～5:0.05～2.0。在本专利技术的一种实施方式中，所述氨基化纳米氧化锌是将纳米氧化锌、氨基化硅烷、溶剂按照重量份配比充分混合0.5-12小时即可得到氨基化纳米氧化锌，其中纳米氧化锌、氨基化硅烷和溶剂以重量份配比为1～5:0.05～2.0:9～45。在本专利技术的一种实施方式中，所述氨基化硅烷为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲(乙)氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷和γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。在本专利技术的一种实施方式中，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚AD型环氧树脂、双酚S型环氧树脂中的至少一种。在本专利技术的一种实施方式中，所述溶剂为丙酮、二甲苯、正丁醇中的至少一种。在本专利技术的一种实施方式中，所述固化剂为脂肪族多元胺、芳香族多元胺、脂环胺、杂环胺和酸酐中的至少一种。在本专利技术的一种实施方式中，所述消泡剂为共荣社AC-300、迪高FOAMEXN、有机硅和二氧化硅中的至少一种。在本专利技术的一种实施方式中，所述稀释剂为正丁基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、2-乙基-己基缩水甘油醚、苯乙烯氧化物、苯基缩水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油醚、乙烯基环己烯单环氧化物、二缩水甘油醚、苯乙烯氧化物、乙烯氧化物和丙烯氧化物的至少一种。在本专利技术的一种实施方式中，所述促进剂为叔胺、乙酰丙酮金属盐、三苯基膦和有机羧酸盐中的至少一种。在本专利技术的一种实施方式中，所述抗菌环氧涂层材料的制备方法包括如下步骤：(1)将环氧树脂，氨基化纳米氧化锌，消泡剂，稀释剂，促进剂和溶剂根据重量份配比在室温下混合均匀，得到混合物A；(2)将固化剂和溶剂根据重量份配比在室温下混合均匀，得到混合物B；(3)将混合物A和混合物B根据重量份配比在室温下混合均匀，即可得到非迁移型抗菌环氧涂层材料。在本专利技术的一种实施方式中，所述抗菌环氧涂层材料的使用方法，所述方法包括如下步骤：(1)将所述非迁移型抗菌涂层材料涂覆在基材表面；(2)然后在第一温度下固化5分钟～1.5天；(3)再升温至第二温度下固化5分钟～2天；其中，所述第一温度为10～150℃，所述第二温度比第一温度高1℃～100℃。本专利技术的第二个目的是提供一种抑制树脂涂层材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非迁移型抗菌涂层材料，其特征在于，所述抗菌涂层材料包括树脂原料以及能与树脂上的基团发生化学键合的改性纳米氧化锌。

【技术特征摘要】
1.一种非迁移型抗菌涂层材料，其特征在于，所述抗菌涂层材料包括树脂原料以及能与树脂上的基团发生化学键合的改性纳米氧化锌。2.根据权利要求1所述的抗菌涂层材料，其特征在于，所述抗菌涂层材料为抗菌聚氨酯涂层材料，包括以下重量份的原料：多异氰酸酯40～65份，聚多元醇40～65份，改性纳米氧化锌0.01～8份。3.根据权利要求2所述的抗菌涂层材料，其特征在于，所述改性纳米氧化锌是采用硅烷偶联剂对纳米氧化锌进行改性得到；所述硅烷偶联剂为氨基硅烷、环氧硅烷、含硫硅烷和异氰酸酯基硅烷中的至少一种；所述纳米氧化锌和硅烷偶联剂以重量份配比为1～6:0.1～2.5。4.根据权利要求2所述的抗菌涂层材料，其特征在于，所述多异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4′-二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯、HDI三聚体、IPDI三聚体、TDI三聚体和MDI三聚体中的至少一种；所述聚多元醇为聚醚多元醇、聚酯多元醇中的至少一种。5.根据权利要求1所述的抗菌涂层材料，其特征在于，所述抗菌涂层材料为抗菌环氧涂层材料，按重量份计包括：环氧树脂60～90份，氨基化纳米氧化锌0.1～10份。6.根据权利要求5所述的抗菌涂层材料，其特征在于，所述氨基化...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丕明，吴保钩，吕培，东为富，徐鹏武，陈明清，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32