一种超亲水长效抗菌玻璃涂层组合物及其制备方法技术

本发明专利技术属于玻璃功能涂层技术领域，公开了一种超亲水长效抗菌玻璃涂层组合物及其制备方法。将硅源加入到乙醇水溶液中，加酸反应，得到硅溶胶，然后加入硝酸银溶液超声搅拌混合均匀，加入氨水搅拌反应，静置陈化，得到原位负载纳米氧化银的二氧化硅湿凝胶，干燥、焙烧，研磨，得到负载银的多孔纳米二氧化硅，将其与硅溶胶混合分散均匀，得到超亲水长效抗菌玻璃涂层组合物。本发明专利技术通过特定方法负载银，在获得纳米银超强抗菌性能的同时，还可明显提高涂层的超亲水易清洁特性。可应用于玻璃制品表面抗菌、抗指纹处理。

【技术实现步骤摘要】
一种超亲水长效抗菌玻璃涂层组合物及其制备方法
本专利技术涉及玻璃功能涂层
，具体为一种超亲水长效抗菌玻璃涂层组合物及其制备方法。
技术介绍
随着社会的发展和科技的进步，触摸屏(TouchPanel)的应用越来越普及。触摸屏技术产生于70年代，最先应用于美国的军事，此后，该项技术逐渐向民用移转，并且随着电子技术、网络技术的发展和互联网应用的普及，新一代触摸屏技术和产品相继出现，渐渐地，这种最为轻松的人机交互技术已经被推向众多领域，除了应用于个人便携式信息产品之外，还广泛应用于家电、公共信息(如电子政务、银行、医院、电力等部门的业务查询等)、电子游戏、通讯设备、办公室自动化设备、信息收集设备及工业设备等等。触摸屏技术在我国的应用虽然只有十多年的时间，但是它已经成了继键盘、鼠标、手写板、语音输入后最为普通百姓所易接受的计算机输入方式。利用这种技术，用户只要用手指轻轻地触碰计算机显示屏上的图符或文字就能实现对主机操作，从而使人机交互更为直截了当。这种技术极大方便了用户，成为极富吸引力的全新多媒体交互设备。正是由于触摸屏的使用特性，其频繁的与手指进行触摸接触，在使用过程中存在如下问题：一是触摸屏表面的玻璃面板会在频繁触摸中粘上各种指纹痕迹，或沾染油污，影响美观和透光性，使得显示效果变差；二是长期的触摸划动会造成触摸屏表面玻璃面板的划伤磨损，同样影响美观和透光性，使得显示效果变差；三是由于与人体皮肤频繁接触，触摸屏表面会滋生大量细菌细，对人体健康具有潜在的威胁。因此，如何让玻璃面板能够达到超亲水易清洁、抗指纹、耐磨、抗菌的效果，具有非常重要的意义。专利CN109020258A公开了一种抗菌抗指纹触摸玻璃显控面板镀膜制备方法。通过在玻璃面板背面进行常规的显控镀膜，增强导电性能，在玻璃面板的正面还镀有抗菌抗指纹薄膜，纳米银具有广谱的抗菌效果，而抗指纹是通过在膜表面涂抹磨砂颗粒层来把手指的指纹的纹路尽量分散化，从而实现抗指纹。结构设计独特，集成了抗菌抗指纹显控三个功能于一体，节能减耗，安装方便，使用维护方便。专利CN107500555A公开了一种用于触摸屏的抗菌耐用镀膜玻璃及其制备方法。通过在玻璃基材表面喷涂抗菌涂液固化形成的抗菌薄膜，所述抗菌薄膜表面具有凹凸不平的微结构，所述抗菌涂液以乙醇为主要溶剂，分散有纳米ZnO/SiO2颗粒，所述纳米ZnO/SiO2颗粒为以掺银纳米ZnO为内核，SiO2为多孔外壳的核壳结构。抗菌涂液中使用掺银纳米ZnO/SiO2颗粒，既可以在玻璃基材上表面形成具有凹凸不平微结构的防眩光膜，又有效地保持了内核ZnO优越的光催化性，还通过SiO2外壳与透明玻璃基材实现了牢固的结合，从而制备出抗菌耐用镀膜玻璃。通过以上现有技术可以看出，在玻璃面板表面制备功能性镀膜是解决上述触摸屏缺陷的一个可实现的方法。因此开发一种能够同时实现超亲水易清洁、抗指纹、耐磨、抗菌的效果的玻璃涂层组合物具有广阔的市场前景。
技术实现思路
基于以上现有技术，本专利技术的首要目的在于提供一种超亲水长效抗菌玻璃涂层组合物的制备方法。本专利技术的另一目的在于提供一种通过上述方法制备得到的超亲水长效抗菌玻璃涂层组合物。本专利技术的再一目的在于提供上述超亲水长效抗菌玻璃涂层组合物在玻璃制品表面抗菌、抗指纹处理中的应用。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种超亲水长效抗菌玻璃涂层组合物的制备方法，包括如下制备步骤：(1)将硅源加入到乙醇水溶液中搅拌混合均匀，然后加入酸性催化剂搅拌反应，得到硅溶胶；(2)往步骤(1)的硅溶胶中加入硝酸银溶液超声搅拌混合均匀，然后加入氨水搅拌反应，静置陈化，得到原位负载纳米氧化银的二氧化硅湿凝胶；(3)将步骤(2)所得湿凝胶经干燥、焙烧，研磨，得到负载银的多孔纳米二氧化硅；(4)将步骤(3)所得负载银的多孔纳米二氧化硅与硅溶胶混合分散均匀，得到超亲水长效抗菌玻璃涂层组合物。进一步地，步骤(1)中所述硅源选自水玻璃、正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三甲氧基硅烷(MTMS)、甲基三乙氧基硅烷(MTES)中的至少一种。进一步地，步骤(1)中所述酸性催化剂选自盐酸、硫酸、硝酸和乙二酸中的至少一种。酸性催化剂的加入量为调节体系pH至4～6。进一步地，步骤(1)中所述搅拌反应的温度为25～60℃，搅拌反应时间为0.5～4h。进一步地，步骤(1)中所得硅溶胶的固含量控制为10％～20％为最佳。进一步地，步骤(2)中所述硝酸银溶液的加入量以银含量计为硅溶胶中二氧化硅质量的1％～6％。进一步地，步骤(2)中所述加入硝酸银溶液后体系中的水与乙醇的体积比控制为1:(2～4)。本步骤乙醇的含量控制比较重要，乙醇含量过低，硝酸银溶液加入后的电解质效应将导致溶胶胶粒过早凝结化，稳定性降低，导致产品粒径增大和银不能有效负载。进一步地，步骤(2)中所述超声的功率为100～300W。进一步地，步骤(2)中所述氨水的加入量以维持体系在反应过程中的pH值为8～10。进一步地，步骤(2)中所述静置陈化的温度为30～70℃，时间为6～24h。进一步地，步骤(3)中所述干燥是指在50～180℃温度下干燥。进一步地，步骤(3)中所述焙烧是指在250～300℃下焙烧。进一步地，步骤(4)中所述负载银的多孔纳米二氧化硅与混合的硅溶胶中所含二氧化硅的质量比为1:(0.5～2)。需要说明的是，步骤(4)中所述的硅溶胶可以是依照本专利技术步骤(1)的方法所制备的硅溶胶，也可以是商业购买的硅溶胶。只要其成分组成为纳米级的二氧化硅颗粒在水中或溶剂中的分散液即可实现本专利技术的目的。进一步地，步骤(4)中所述超亲水长效抗菌玻璃涂层组合物的固含量为15％～25％。一种超亲水长效抗菌玻璃涂层组合物，通过上述方法制备得到。上述超亲水长效抗菌玻璃涂层组合物在玻璃制品表面抗菌、抗指纹处理中的应用，所述应用过程为：将超亲水长效抗菌玻璃涂层组合物涂覆于玻璃制品表面，然后在50～180℃温度下加热固化处理，得到涂层。进一步地，所述涂覆包括但不限于喷涂、旋涂、刮涂等涂膜方式。本专利技术原理为：通过Sol-Gel技术制备多孔纳米二氧化硅，在凝胶之前将硝酸银溶液引入硅溶胶中，通过水和乙醇的溶剂作用及超声处理，硝酸银进入溶胶胶团中心，然后加入氨水反应，氨水的作用之一在于作为凝胶化的催化剂，作用之二在于与进入溶胶胶团中心的硝酸银反应原位生成纳米级氧化银。所得湿凝胶经干燥得到气凝胶，在干燥过程中，原位生成的纳米级氧化银可以对凝胶网络形成良好的支撑，有效阻止了凝胶骨架在干燥过程中易造成骨架坍缩的现象。然后经焙烧，氧化银经原位分解生成具有高效抗菌功效的纳米银单质，同时分解产生的氧气及其他杂质如硝酸铵等分解生成的气体物质逸出进一步保证了所得纳米二氧化硅的多孔结构，显著增强其亲水性。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术的玻璃涂层组合物中含有通过特定方法制备的负载银的多孔纳米二氧化硅，所负载的纳米银能够发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超亲水长效抗菌玻璃涂层组合物的制备方法，其特征在于包括如下制备步骤：/n(1)将硅源加入到乙醇水溶液中搅拌混合均匀，然后加入酸性催化剂搅拌反应，得到硅溶胶；/n(2)往步骤(1)的硅溶胶中加入硝酸银溶液超声搅拌混合均匀，然后加入氨水搅拌反应，静置陈化，得到原位负载纳米氧化银的二氧化硅湿凝胶；/n(3)将步骤(2)所得湿凝胶经干燥、焙烧，研磨，得到负载银的多孔纳米二氧化硅；/n(4)将步骤(3)所得负载银的多孔纳米二氧化硅与硅溶胶混合分散均匀，得到超亲水长效抗菌玻璃涂层组合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种超亲水长效抗菌玻璃涂层组合物的制备方法，其特征在于包括如下制备步骤：
(1)将硅源加入到乙醇水溶液中搅拌混合均匀，然后加入酸性催化剂搅拌反应，得到硅溶胶；
(2)往步骤(1)的硅溶胶中加入硝酸银溶液超声搅拌混合均匀，然后加入氨水搅拌反应，静置陈化，得到原位负载纳米氧化银的二氧化硅湿凝胶；
(3)将步骤(2)所得湿凝胶经干燥、焙烧，研磨，得到负载银的多孔纳米二氧化硅；
(4)将步骤(3)所得负载银的多孔纳米二氧化硅与硅溶胶混合分散均匀，得到超亲水长效抗菌玻璃涂层组合物。


2.根据权利要求1所述的一种超亲水长效抗菌玻璃涂层组合物的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述硅源选自水玻璃、正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷中的至少一种；所述酸性催化剂选自盐酸、硫酸、硝酸和乙二酸中的至少一种；酸性催化剂的加入量为调节体系pH至4～6。


3.根据权利要求1所述的一种超亲水长效抗菌玻璃涂层组合物的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述搅拌反应的温度为25～60℃，搅拌反应时间为0.5～4h；所得硅溶胶的固含量控制为10％～20％。


4.根据权利要求1所述的一种超亲水长效抗菌玻璃涂层组合物的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述硝酸银溶液的加入量以银含量计为硅溶胶中二氧化硅质量的1％～6％。


5....

【专利技术属性】
技术研发人员：葛祖根，宋庆，陆晔，
申请(专利权)人：徐州创合新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32