一种抗菌防腐聚脲涂料及其制备方法技术

本申请提供一种抗菌及防腐性能良好的喷涂聚脲材料的制备方法，属于聚脲涂料技术领域，包括纳米银胶体的制备、纳米氧化锌胶体的制备、负载纳米银的氧化锌的制备、聚多巴胺改性抗菌材料的制备、预聚物A组分的制备及B组分等的制备过程。本发明专利技术还提供了一种抗菌及防腐性能良好的喷涂聚脲材料，A组分中添加有聚多巴胺改性抗菌材料，聚多巴胺改性抗菌材料为聚多巴胺改性的纳米氧化锌和纳米银，增强了负载纳米银的纳米氧化锌与聚脲界面相容性及分散性，负载纳米银的纳米氧化锌呈现协同抗菌效果从而实现更高的抑菌性能，增大了聚脲的交联密度，提高了防腐性能。

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌防腐聚脲涂料及其制备方法
本专利技术涉及聚脲涂料
，更具体的说，本专利技术涉及一种抗菌防腐聚脲涂料及其制备方法。
技术介绍
随着社会的发展，人们的日常生活及建筑物、船舶、循环冷却水等很多领域都存在着抗菌需求。因此，开发具有抗菌功能的涂料是涂料工业发展的方向之一。在涂料中添加一定适宜的、能稳定存在的抗菌材料，即可制成抗菌涂料。抗菌涂料可直接涂装在各种材料上，因其使用方便而备受关注。当前抗菌涂料的作用已经从单纯保护建筑免受微生物侵蚀，扩展到通过抑制细菌和病毒在墙面过度滋生繁殖，使墙面避免成为细菌和病毒的传播途径，以此保障人民健康。喷涂聚脲弹性体(SprayPolyureaElastomer，简称SPUA)技术是近20年由国外发展起来的一种新型喷涂技术，具有理化性能好、反应性高、绿色无污染的特点，广泛应用于管道、建筑、能源、交通、水利、化工、军事等防腐防护领域。聚脲做为一种无溶剂环保型材料，如何开发其抗菌性是当前研究热点之一。如申请号为CN201310385340.6，专利技术名称为“一种制备耐腐蚀抗菌防腐聚脲复合涂层的方法”的中国专利。涉及一种聚合物纳米复合涂层的制备方法，该方法包括下列步骤：制备涂层A组分；通过采用在B组分中添加纳米抗菌剂，制备混合有纳米抗菌剂B组分；将上述A组分和混合有纳米抗菌剂的B组分分别加入到喷涂设备中进行喷涂，即制得金属或混凝土表面的防腐蚀抗菌保护复合涂层，提高了聚脲涂层的抗菌能力，减小了涂层微观缺陷，提高了涂层的耐腐蚀与抗磨性。现有技术方案在B组分中添加纳米抗菌剂硫氰酸亚铜粉体，此种工艺是在复合型涂料中物理添加抗菌剂实现的，抗菌性能的基团并不是通过化学键连接在基料高分子上，这种外添加纳米抗菌剂容易出现不相容、团聚及分散不均匀问题，导致抗菌效果大打折扣。因此，有必要研究一种抗菌及防腐性能良好的喷涂聚脲材料及其制备方法，解决现有技术中物理添加抗菌剂容易出现不相容、团聚及分散不均匀问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出了一种抗菌及防腐性能良好的喷涂聚脲材料及其制备方法，A组分中添加有聚多巴胺改性抗菌材料，聚多巴胺改性抗菌材料为聚多巴胺改性的纳米氧化锌和纳米银，增强了负载纳米银的氧化锌与聚脲界面相容性及分散性，负载纳米银的氧化锌呈现协同抗菌效果从而实现更高的抑菌性能。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术提供了一种抗菌及防腐性能良好的喷涂聚脲材料的制备方法，包括以下步骤：S1：将0.1-1份硝酸银和0.1份浓度为1wt％的柠檬酸钠溶液放入50ml去离子水中，加热至100℃下搅拌1h，制得纳米银胶体；S2：通过超声分散技术，将1-5份纳米氧化锌分散于50ml二乙二醇中，得到稳定的纳米氧化锌胶体；S3：将S1得到的纳米银胶体与S2得到的纳米氧化锌胶体混合均匀，在90-100℃下搅拌1h，然后向上述混合溶液中加入1-3份盐酸多巴胺，在90-100℃下搅拌6h；之后，以转速5000rpm离心5-10min，再用乙醇-水溶液洗涤沉淀物三次，然后在60℃下真空干燥12h，制得聚多巴胺改性抗菌材料，于惰性环境中封存备用；S4：将50-100份多元醇搅拌加热至95～105℃，加入S3得到的聚多巴胺改性抗菌材料，脱水5～7h，解除真空，降温至50℃以下，再加入150-250份多异氰酸酯，在90℃下反应3-4h，测定-NCO值为14％～17％后出料，得到预聚物A组分；S5：按质量比为(30-60)：(20-50)：(1-2)：(20-40)：(0-1)：(1-5)：(1-5)将端氨基聚醚、多元醇、偶联剂、扩链剂、催化剂、除水剂及色浆搅拌研磨过滤，得到B组分；所述A组分与B组分的异氰酸酯指数为1.05～1.10；S6：使用时，将体积比为1:1的所述A组分和B组分，通过喷涂机混合均匀后喷涂使用。进一步地，多异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、环己烷二亚甲基而异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、1,4环己烷二异氰酸酯中的一种或几种的混合物。进一步地，S1中硝酸银的纯度≥98％；S3中盐酸多巴胺的纯度≥98％。进一步地，纳米氧化锌的比表面积为30-50m2/g，氧化锌含量高于98％。进一步地，多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃醚二醇、聚己内酯二醇、聚酯二醇、聚碳酸酯二醇中的一种或几种的混合物；多元醇的平均分子量为400-1500，含水量≤0.5％，酸值≤0.8mgKOH/g。进一步地，端氨基聚醚包括二官能度端氨基聚醚和三官能度端氨基聚醚。进一步地，扩链剂为3,5-二甲硫基甲苯二胺、2,4-二氨基-3,5-二甲硫基氯苯、4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷、N,N-二烷基苯二胺、2,4-二氨基-3-甲硫基-5-丙基甲苯、3,3’-二甲基-4,4’-二氨基二环己基甲烷、4,4-双仲丁氨基二环己基甲烷、3,3-二甲基-4,4-双仲丁氨基-二环己基甲烷、三甲基己二胺或氢化MDA中的任意一种。进一步地，偶联剂为硅烷偶联剂、硼酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂、双金属偶联剂、磷酸酯偶联剂中的一种或几种的复配物；催化剂为异辛酸铋，异辛酸锌，三乙烯二胺，双吗啉基二乙基醚、硼酸四丁酯、硼酸四异丙酯中的一种或几种混合物；除水剂为分子筛，规格为3a或4a。进一步地，色浆为聚氨酯行业通用色浆，其颜色为红、黄、蓝、绿、白、黑色浆中的任意一种，含水量≤0.5％。本专利技术还提供一种采用如上所述的方法制备的抗菌及防腐性能良好的喷涂聚脲材料。本专利技术的抗菌及防腐性能良好的喷涂聚脲材料，A组分中添加有聚多巴胺改性抗菌材料，聚多巴胺改性抗菌材料为聚多巴胺改性的纳米氧化锌和纳米银。纳米银具有较高的表面能和分散性，纳米银与细胞壁之间也同样发生类似化学作用并吸附在细菌细胞壁上和细胞膜上含硫基的膜蛋白发生反应，并引起细胞膜损伤，破坏了细菌菌体细胞的完整性，降低了细菌生存率，达到抗菌目的；与细菌相互作用时，二价锌离子会逐渐地游离出来，与带负电的细菌通过库仑引力牢固结合，穿透细胞膜，进入细胞，与细胞中的巯基反应，导致蛋白质变性，从而使细胞丧失分裂增殖能力而死亡；负载纳米银的氧化锌抗菌涂层,不仅克服了Ag系抗菌剂易氧化变黑的缺点，而且纳米银充当表面改性剂可以抑制氧化锌抗菌过程中的电子与空穴的复合，使两者之间呈现协同抗菌效果从而实现更高的抑菌性能；聚多巴胺改性的纳米氧化锌和纳米银，增强了负载纳米银的氧化锌与聚脲界面相容性及分散性，增大了聚脲的交联密度，提高了防腐性能。具体实施方式下面将结合本专利技术实施方式，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种抗菌及防腐性能良好的喷涂聚脲材料的制备方法，包括以下步骤：...

【技术保护点】
1.一种抗菌及防腐性能良好的喷涂聚脲材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：将0.1-1份硝酸银和0.1份浓度为1wt％的柠檬酸钠溶液放入50ml去离子水中，加热至100℃下搅拌1h，制得纳米银胶体；/nS2：通过超声分散技术，将1-5份纳米氧化锌分散于50ml二乙二醇中，得到稳定的纳米氧化锌胶体；/nS3：将S1得到的纳米银胶体与S2得到的纳米氧化锌胶体混合均匀，在90-100℃下搅拌1h，然后向上述混合溶液中加入1-3份盐酸多巴胺，在90-100℃下搅拌6h；之后，以转速5000rpm离心5-10min，再用乙醇-水溶液洗涤沉淀物三次，然后在60℃下真空干燥12h，制得聚多巴胺改性抗菌材料，于惰性环境中封存备用；/nS4：将50-100份多元醇搅拌加热至95～105℃，加入S3得到的聚多巴胺改性抗菌材料，脱水5～7h，解除真空，降温至50℃以下，再加入150-250份多异氰酸酯，在90℃下反应3-4h，测定-NCO值为14％～17％后出料，得到预聚物A组分；/nS5：按质量比为(30-60)：(20-50)：(1-2)：(20-40)：(0-1)：(1-5)：(1-5)将端氨基聚醚、多元醇、偶联剂、扩链剂、催化剂、除水剂及色浆搅拌研磨过滤，得到B组分；所述A组分与B组分的异氰酸酯指数为1.05～1.10；/nS6：使用时，将体积比为1:1的所述A组分和B组分，通过喷涂机混合均匀后喷涂使用。/n...

【技术特征摘要】
1.一种抗菌及防腐性能良好的喷涂聚脲材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将0.1-1份硝酸银和0.1份浓度为1wt％的柠檬酸钠溶液放入50ml去离子水中，加热至100℃下搅拌1h，制得纳米银胶体；
S2：通过超声分散技术，将1-5份纳米氧化锌分散于50ml二乙二醇中，得到稳定的纳米氧化锌胶体；
S3：将S1得到的纳米银胶体与S2得到的纳米氧化锌胶体混合均匀，在90-100℃下搅拌1h，然后向上述混合溶液中加入1-3份盐酸多巴胺，在90-100℃下搅拌6h；之后，以转速5000rpm离心5-10min，再用乙醇-水溶液洗涤沉淀物三次，然后在60℃下真空干燥12h，制得聚多巴胺改性抗菌材料，于惰性环境中封存备用；
S4：将50-100份多元醇搅拌加热至95～105℃，加入S3得到的聚多巴胺改性抗菌材料，脱水5～7h，解除真空，降温至50℃以下，再加入150-250份多异氰酸酯，在90℃下反应3-4h，测定-NCO值为14％～17％后出料，得到预聚物A组分；
S5：按质量比为(30-60)：(20-50)：(1-2)：(20-40)：(0-1)：(1-5)：(1-5)将端氨基聚醚、多元醇、偶联剂、扩链剂、催化剂、除水剂及色浆搅拌研磨过滤，得到B组分；所述A组分与B组分的异氰酸酯指数为1.05～1.10；
S6：使用时，将体积比为1:1的所述A组分和B组分，通过喷涂机混合均匀后喷涂使用。


2.根据权利要求1所述的抗菌及防腐性能良好的喷涂聚脲材料的制备方法，其特征在于，多异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、环己烷二亚甲基而异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、1,4环己烷二异氰酸酯中的一种或几种的混合物。


3.根据权利要求1所述的抗菌及防腐性能良好的喷涂聚脲材料的制备方法，其特征在于，S1中硝酸银的纯度≥98％；S3中盐酸多巴胺的纯度≥98％。

【专利技术属性】
技术研发人员：王宝柱，岳长山，张天华，宋丹，苏坤，
申请(专利权)人：青岛爱尔家佳新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37