一种纳米银掺杂硅树脂基抗菌防污剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种纳米银掺杂硅树脂基抗菌防污剂及其制备方法与应用。本发明专利技术的防污剂是由纳米银分散液与以下总质量分数以100％计的各组分配置而成：活性硅树脂5～50％、MQ硅树脂2～20％、含N有机硅2～20％、有机溶剂20～80％，其中，银含量为防污剂固体总量的60～1000ppm，银粒子粒径范围为3～30nm。本发明专利技术的防污剂稳定，室温即可固化，方便应用于多种基材，固化得到具有优异的抗菌性和防污性的表面，抗菌耐久性好，涂膜硬度高。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米银掺杂硅树脂基抗菌防污剂及其制备方法与应用
本专利技术涉及纳米复合高分子材料
，特别涉及一种纳米银掺杂硅树脂基抗菌防污剂及其制备方法与应用。
技术介绍
环境和健康是人类21世纪的主题,有益环境与健康材料的发展将为改善人类生存环境、提高人类健康水平做出巨大的贡献。人类生活的生态环境除了气、水、地环境以外，还包括微生物环境，但是微生物特别是致病微生物带给人类健康的隐患和威胁却不容忽视。据世界卫生组织统计数字显示，1900年至2008年因突发性传染病导致的死亡人数中，细菌感染引起的死亡人数超过590万人。因此，抗菌剂和抗菌制品已成为现代文明不可缺少的材料。近年来，为了增进人体健康，改善生活和工作环境，研究和开发新型、高效、无毒无味和抗菌性能持久的抗菌材料成为了当前的研究热点。中国专利“CN201911340842.0，一种抗菌陶瓷釉及其制备方法和应用”公开了一种用陶瓷釉料、纳米硅酸锆载银和纳米氧化锌混合物抗菌剂、悬浮剂和解胶剂制备抗菌陶瓷釉；中国专利“CN201910329422.6，防污抗菌陶瓷釉料及其制备方法”也公开了用含银的抗菌剂和纳米氧化锌与基础釉料等成分制备防污抗菌陶瓷釉料；中国专利“CN201810334643.8，一种防污抗菌陶瓷釉料”则公开了一种不含银离子的防污抗菌陶瓷釉料。但是，这些抗菌釉料必须与陶瓷坯体结合，并且需要经过高温烧结才能成型，银在高温烧结下易变色，制品抗菌性能损耗大，并且这些釉料局限用于陶瓷领域。抗菌涂料则固化成型方便，可在很多基材上使用。中国专利和文献报道多以丙烯酸树脂为基料，以二氧化钛、纳米氧化锌、纳米银为抗菌剂制备的抗菌涂料，其中银系抗菌材料具有高效、广谱、低毒、无味、不污染环境、安全环保等特点，成为首选抗菌剂之一；也有文献报道Ag-SiO2核壳型纳米粒子的抗菌性。目前很少文献报道纳米银掺杂在油性高强度硅树脂基抗菌防污型涂料。
技术实现思路
本专利技术的首要目的是提供一种纳米银掺杂硅树脂基抗菌防污剂。本专利技术的另一目的是提供上述纳米银掺杂硅树脂基抗菌防污剂的制备方法。本专利技术的再一目的是提供上述纳米银掺杂硅树脂基抗菌防污剂的应用。本专利技术的目的通过如下技术方案实现：一种纳米银掺杂硅树脂基抗菌防污剂，是由纳米银分散液和以下总质量分数以100％计的各组分配置而成：所述防污剂中银元素含量为防污剂固体总量的60～1000ppm；优选为100～1000ppm；更优选为400～1000ppm；所述纳米银分散液为银单质、银离子或/和银络合物分散在有机溶剂中的分散液。所述纳米银分散液中银元素总含量为1000～50000ppm。所述纳米银分散液中银粒子粒径范围为3～30nm。所述纳米银分散液中还包括分散稳定剂聚乙烯吡咯烷酮或聚乙二醇。所述分散稳定剂的用量为纳米银分散液的0.02wt％～0.50wt％。式(1)的所述活性硅树脂(R＝CH3,C2H5；R1＝CH3,C2H5)通过如下方法制备得到：1)x＝y＝0的活性硅树脂：将含氢聚硅氧烷与过量的甲醇或乙醇在催化剂作用下于40～75℃共反应12～48小时，得到含活性硅树脂的溶液，溶液浓度为20wt％以上；所述含氢聚硅氧烷为含氢量为0.35～1.65wt％的甲基含氢硅油。所述催化剂为铂催化剂、有机锡，催化剂用量为金属总量占含氢聚硅氧烷总量的50～1000ppm。所述铂催化剂为Karstedt催化剂或Speier催化剂，其用量为铂金属占含氢聚硅氧烷总量的15～100ppm。有机锡为辛酸亚锡、异辛酸亚锡、二月桂酸二正丁基锡、二正丁基双乙酰丙酮锡、二乙酸二正丁基锡。2)x、y不同时为0的活性硅树脂：将含氢聚硅氧烷与乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或烯丙基缩水甘油醚中的至少一种在铂催化剂和40～75℃反应3～24小时，再加入有机锡催化剂以及适量的甲醇或乙醇于50～75℃反应0～24小时，得到含活性硅树脂的溶液，溶液浓度为20wt％以上。所述含氢聚硅氧烷为含氢量为0.35～1.65wt％的甲基含氢硅油。所述的含氢聚硅氧烷与乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或烯丙基缩水甘油醚中至少一种的用量按照Si-H与乙烯基摩尔比例为10：1～10配比计算。所述铂催化剂为Karstedt催化剂或Speier催化剂，其用量为铂金属占含氢聚硅氧烷总量的15～100ppm。所述有机锡催化剂辛酸亚锡、异辛酸亚锡、二月桂酸二正丁基锡、二正丁基双乙酰丙酮锡、二乙酸二正丁基锡，用量为含氢聚硅氧烷用量的0.05～0.5wt％。所述的适量的甲醇或乙醇为所加入的醇的摩尔用量不少于含氢聚硅氧烷与所述含双键化合物反应后剩余的Si-H的摩尔量。式(2)的所述活性硅树脂通过如下方法制备得到：将羟基硅树脂与3-缩水甘油醚丙基三烷氧基硅烷、甲基三烷氧基硅烷、乙基三烷氧基硅烷、乙烯基三烷氧基硅烷中的至少一种按照羟基：烷氧基(摩尔比)＝1：3在催化剂和加热作用下得到。所述羟基硅树脂的羟值为2～9％。所述催化剂为甲酸、乙酸、硼酸或有机锡化合物，其用量为羟基硅树脂总量的0.05～2wt％。所述有机锡为辛酸亚锡、异辛酸亚锡、二月桂酸二正丁基锡、二正丁基双乙酰丙酮锡、二乙酸二正丁基锡。所述加热作用为40～80℃下加热1～8小时。式(3)的所述活性硅树脂通过如下方法制备得到：将羟基硅树脂与3-缩水甘油醚丙基三烷氧基硅烷、甲基三烷氧基硅烷、乙基三烷氧基硅烷、乙烯基三烷氧基硅烷中的至少一种按照羟基：烷氧基(摩尔比)＝2：3在催化剂和加热作用下得到。所述羟基硅树脂的羟值为2～9％。所述催化剂为甲酸、乙酸、硼酸或有机锡化合物，其用量为羟基硅树脂总量的0.05～2wt％。所述有机锡为辛酸亚锡、异辛酸亚锡、二月桂酸二正丁基锡、二正丁基双乙酰丙酮锡、二乙酸二正丁基锡。所述加热作用为60～100℃下加热1～8小时。所述MQ硅树脂为M/Q＝0.6～1.2的甲基MQ硅树脂、甲基乙烯基MQ硅树脂。所述含N有机硅为聚二甲基硅氮烷、含N硅烷、含N硅氧烷或聚硅氧烷。所述含N硅烷为四甲基二硅氮烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷。所述含N硅氧烷或聚硅氧烷为含氮硅烷与水、二元醇或3-缩水甘油醚基丙基三烷氧基硅烷反应得到的产物。所述有机溶剂为醇类、醇醚类、烷烃类、环烷烃类、甲基硅氧烷类中的至少一种；优选为无水乙醇、甲醇、异丙醇、丙醇、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇乙醚、二丙二醇丙醚、二丙二醇丁醚、C6～C14烷烃、环己烷、C7～C14的烷基取代环己烷、六甲基环三硅氧烷D3、八甲基环四硅氧烷D4、十甲基环五硅氧烷D5、六甲基二硅氧烷中的至少一种。上述纳米银掺杂硅树脂基抗菌防污剂的制备方法，是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米银掺杂硅树脂基抗菌防污剂，其特征在于，是由纳米银分散液和以下总质量分数以100％计的各组分配置而成：/n

【技术特征摘要】
1.一种纳米银掺杂硅树脂基抗菌防污剂，其特征在于，是由纳米银分散液和以下总质量分数以100％计的各组分配置而成：






所述防污剂中银元素含量为防污剂固体总量的60～1000ppm；
所述纳米银分散液中银粒子粒径范围为30～3nm。


2.根据权利要求1所述的纳米银掺杂硅树脂基抗菌防污剂，其特征在于，
所述防污剂中银元素含量为防污剂固体总量的100～1000ppm；
所述纳米银分散液为银单质、银离子和/或银络合物分散在有机溶剂中的分散液；
所述纳米银分散液中银元素总含量为1000～50000ppm；
所述纳米银分散液中还包括分散稳定剂聚乙烯吡咯烷酮或聚乙二醇；
所述分散稳定剂的用量为纳米银分散液的0.02wt％～0.50wt％。


3.根据权利要求1或2所述的纳米银掺杂硅树脂基抗菌防污剂，其特征在于，
式(1)的所述活性硅树脂(R＝CH3,C2H5；R1＝CH3,C2H5)通过如下方法制备得到：
1)x＝y＝0的活性硅树脂：将含氢聚硅氧烷与过量的甲醇或乙醇在催化剂作用下于40～75℃共反应12～48小时，得到含活性硅树脂的溶液，溶液浓度为20wt％以上；
所述含氢聚硅氧烷为含氢量为0.35～1.65wt％的甲基含氢硅油；
所述催化剂为铂催化剂、有机锡，催化剂用量为金属总量占含氢聚硅氧烷总量的50～1000ppm；
所述铂催化剂为Karstedt催化剂或Speier催化剂，其用量为铂金属占含氢聚硅氧烷总量的15～100ppm；
有机锡为辛酸亚锡、异辛酸亚锡、二月桂酸二正丁基锡、二正丁基双乙酰丙酮锡、二乙酸二正丁基锡；
2)x、y不同时为0的活性硅树脂：将含氢聚硅氧烷与乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或烯丙基缩水甘油醚中的至少一种在铂催化剂和40～75℃反应3～24小时，再加入有机锡催化剂以及适量的甲醇或乙醇于50～75℃反应0～24小时，得到含活性硅树脂的溶液，溶液浓度为20wt％以上；
所述含氢聚硅氧烷为含氢量为0.35～1.65wt％的甲基含氢硅油；
所述的含氢聚硅氧烷与乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或烯丙基缩水甘油醚中至少一种的用量按照Si-H与乙烯基摩尔比例为10：1～10配比计算；
所述铂催化剂为Karstedt催化剂或Speier催化剂，其用量为铂金属占含氢聚硅氧烷总量的15～100ppm；
所述有机锡催化剂辛酸亚锡、异辛酸亚锡、二月桂酸二正丁基锡、二正丁基双乙酰丙酮锡、二乙酸二正丁基锡，用量为含氢聚硅氧烷用量的0.05～0.5wt％；
所述的适量的甲醇或乙醇为所加入的醇的摩尔用量不少于含氢聚硅氧烷与所述含双键化合物反应后剩余的Si-H的摩尔量。


4.根据权利要求1或2所述的纳米银掺杂硅树脂基抗菌防污剂，其特征在于，
式(2)的所述活性硅树脂通过如下方法制备得到：
将羟基硅树脂与3-缩水甘油醚丙基三烷氧基硅烷、甲基三烷氧基硅烷、乙基三烷氧基硅烷、乙烯基三烷氧基...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄月文，王斌，宋斌，
申请(专利权)人：中科院广州化学有限公司，中科院广州化学所韶关技术创新与育成中心，南雄中科院孵化器运营有限公司，国科广化南雄新材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44