一种超疏水抗菌氯氧镁粉末涂层制备及其应用方法技术

本发明专利技术公开了一种超疏水抗菌氯氧镁粉末涂层制备及其应用方法，通过正硅酸乙酯将疏水的端羟基聚二甲基硅氧烷和具有抗菌性能的二甲基十八烷基[3‑三甲氧基硅丙基]氯化铵接枝到氯氧镁水泥的晶体上，再将改性后的氯氧镁水泥研磨成粉末，最后利用粘结剂将改性后的氯氧镁水泥粉末粘结在待改性物件表面，制备性能优异的超疏水抗菌氯氧镁粉末涂层。整个涂层的制备过程无任何挥发性有机溶剂，避免环境污染，制备的涂层具备良好的超疏水特性，水滴在涂层表面的接触角大于150°，滚动角小于10°，由于其优异的超疏水特性有效削弱了细菌的粘附，抗菌性能长效，涂层表面为粗糙结构，砂纸打磨后仍然能够保持超疏水和抗菌性能，耐磨性能显著，应用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】
一种超疏水抗菌氯氧镁粉末涂层制备及其应用方法
本专利技术涉及氯氧镁粉末涂层制备领域，尤其涉及一种超疏水抗菌氯氧镁粉末涂层制备及其应用方法。
技术介绍
受荷叶疏水效应的启发，研究与水滴的接触角大于150°的超疏水材料引起了广泛的关注。超疏水材料的典型特征为：水滴或者以水为溶剂的液滴在超疏水材料表面呈近乎球形，且液滴在材料表面难以稳定停留，在较小的倾斜角或者外力的作用下，液滴就会滚落，并清除材料表面的浮灰等污染物，即表现出自清洁现象。季胺类化合物被广泛应用于制作抗菌材料，但由于其自身的吸湿性和正电荷性能使得材料表面会变得易粘附细菌，削弱抗菌性能。若能将含此类物质的表面制作成为超疏水表面，抑制细菌在表面的粘附，必能强化材料的抑菌性能。超疏水表面的实现通常依赖于两大前提：一是材料表面具备低表面能，例如含有大量烷基或含氟的表面；二是材料的表面具备微纳米级别的粗糙微结构。构筑超疏水表面最方便的方法是制备超疏水涂层。然而，超疏水涂层在使用过程中，往往会因为受到外界载荷的作用而遭到损伤，表现出机械性能和稳定性差的缺陷，且多含表面能较低的氟元素，导致了产品成本较高，这些因素都大大限制了超疏水涂层的发展。无机材料，例如氯氧镁水泥具备优良的机械性能(耐磨、耐压等)，但其材料本身却是亲水的，这也导致了该类材料无法实现超疏水。如果能够实现氯氧镁水泥的疏水性，并加入抑菌剂，将其制备成为超疏水/抗菌粉末涂层，定能够提高超疏水涂层的耐久性和抗菌性。中国专利CN201711342372.2公开了一种超疏水涂料的制备方法，该方法将疏水的硅烷偶联剂和纳米材料在有机溶剂中形成均匀的分散液，再使其中的溶剂挥发掉并形成可涂覆在物体表面的超疏水涂层。中国专利CN201910696528.X公开了一种超疏水聚氨酯涂层的制备方法，该方法首先将聚碳酸酯多元醇、甲苯二异氰酸酯和催化剂加入有机溶液中，高温下均匀搅拌得到聚氨酯乳液；再往乳液中加入ZIF-8提供粗糙的微结构，以形成超疏水涂料。现有专利技术制备超疏水涂层大多需要使用具有挥发性的超疏水溶剂，此类溶剂通常有毒且会对环境产生污染。用于提供表面粗糙度的微纳米材料的价格相较于氯氧镁水泥材料而言，较为昂贵。现有的季铵盐类抗菌剂制作的抗菌涂料，具有一定的吸湿性和电正性，使得细菌易于粘附在表面，降低了材料的抗菌性能。本申请通过正硅酸乙酯将疏水的端羟基聚二甲基硅氧烷和具有抗菌性能的二甲基十八烷基[3-三甲氧基硅丙基]氯化铵接枝到氯氧镁水泥的晶体上，再将改性后的氯氧镁水泥研磨成粉末，最后利用粘结剂将改性后的氯氧镁水泥粉末粘结在待改性物件表面，制备性能优异的超疏水抗菌氯氧镁粉末涂层。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于公开一种超疏水抗菌氯氧镁粉末涂层制备及其应用方法，通过正硅酸乙酯将疏水的端羟基聚二甲基硅氧烷和具有抗菌性能的二甲基十八烷基[3-三甲氧基硅丙基]氯化铵接枝到氯氧镁水泥的晶体上，再将改性后的氯氧镁水泥研磨成粉末，最后利用粘结剂将改性后的氯氧镁水泥粉末粘结在待改性物件表面，制备性能优异的超疏水抗菌氯氧镁粉末涂层。整个涂层的制备过程无任何挥发性有机溶剂，避免环境污染，制备的涂层具备良好的超疏水特性，水滴在涂层表面的接触角大于150°，滚动角小于10°，由于其优异的超疏水特性有效削弱了细菌的粘附，抗菌性能长效，涂层表面为粗糙结构，砂纸打磨后仍然能够保持超疏水和抗菌性能，耐磨性能显著，应用前景广阔。为达到上述目的，采用的技术方案如下：一种超疏水抗菌氯氧镁粉末涂层制备方法，其特征在于，所述超疏水抗菌氯氧镁粉末涂层的制备步骤包括：S1：按比例将MgO、MgCl2·6H2O和H2O加入搅拌机，快速搅拌，得到MOC水泥基体浆料；S2：按比例将端羟基聚二甲基硅氧烷，正硅酸乙酯，二甲基十八烷基[3-(三甲氧基硅烷基)丙基]氯化铵及二月桂酸二丁基锡加入步骤S1中得到的MOC水泥基体浆料中继续搅拌，得到混合浆料；S3：将步骤S2中得到的混合浆料倒入模具中，振动台振动后静置固化养护；S4：将步骤S3中固化养护后的块状材料研磨成为粉末状，即得超疏水抗菌氯氧镁粉末涂层。进一步的，所述步骤S1中MgO、MgCl2·6H2O和H2O的摩尔比为7.56:1:7.51，所述MgO摩尔比是以有活性的部分进行计算的。进一步的，所述步骤S1中搅拌时间为10分钟，所述MgO活性为61.2％，所述搅拌机为JJ-5型行星式胶砂搅拌机。进一步的，所述步骤S2中端羟基聚二甲基硅氧烷，正硅酸乙酯，二甲基十八烷基[3-(三甲氧基硅烷基)丙基]氯化铵及二月桂酸二丁基锡的质量比为100:15:5:1，所述端羟基聚二甲基硅氧烷的质量为MOC水泥基体浆料中MgO质量的6％。进一步的，所述步骤S3中模具为钢制模具，所述振动台为GZ-85/75型水泥胶砂振动台。进一步的，所述步骤S3中振动时间为60秒，温度为25℃。进一步的，所述步骤S3中静置固化养护时间为28天。一种超疏水抗菌氯氧镁粉末涂层，其特征在于，由权利要求1-7中的任意一项所述方法制备而成。一种超疏水抗菌氯氧镁粉末涂层的应用方法，其特征在于，所述涂层的应用方法包括以下步骤：步骤1：将待处理物件进行超声清洗，除去表面污渍及油脂，加热烘干备用；步骤2：在待处理物件表面均匀涂抹粘结剂，再用喷粉机将涂层粉末均匀喷涂在物件表面，即得超疏水抗菌氯氧镁粉末涂层。进一步的，所述待处理物件可以是金属板，玻璃板及木材。有益效果：本专利技术的有益效果体现在：(1)在整个涂层的制备过程中，不使用任何挥发性有机溶剂，避免了毒性材料的使用和对环境的污染；(2)因为端羟基聚二甲基硅氧烷的疏水改性，制备的涂层具备良好的超疏水特性，水滴在涂层表面的接触角大于150°，滚动角小于10°；(3)制备的涂层具备良好的抗菌性能，且因为涂层表面为超疏水状态，有效抑制了抗菌剂的吸湿性和对污渍的粘附性能，使得抗菌性能长期有效；(4)氯氧镁粉末的表面本身为粗糙结构，即使被砂纸多次打磨以后，暴露出来的颗粒表面仍然为粗糙结构，加之以端羟基聚二甲基硅氧烷对粉末的疏水改性，所以制备的涂层在砂纸打磨后(在涂层被完全磨掉之前)仍然能够保持超疏水和抗菌性能。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例1中制备的超疏水抗菌氯氧镁粉末涂层的SEM图；图2为本申请实施例1中制备的超疏水抗菌氯氧镁粉末涂层的颗粒表面形态图；图3为本申请实施例3中金属钢板上涂层被砂纸打磨后接触角数据图；图4为本申请实施例3中金属钢板上涂层被砂纸打磨后抗菌测试数据图；图5为本申请实施例1中制备的超疏水抗菌氯氧镁粉末涂层疏水及抗菌原本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超疏水抗菌氯氧镁粉末涂层制备方法，其特征在于，所述超疏水抗菌氯氧镁粉末涂层的制备步骤包括：/nS1：按比例将MgO、MgCl

【技术特征摘要】
1.一种超疏水抗菌氯氧镁粉末涂层制备方法，其特征在于，所述超疏水抗菌氯氧镁粉末涂层的制备步骤包括：
S1：按比例将MgO、MgCl2·6H2O和H2O加入搅拌机，快速搅拌，得到MOC水泥基体浆料；
S2：按比例将端羟基聚二甲基硅氧烷，正硅酸乙酯，二甲基十八烷基[3-(三甲氧基硅烷基)丙基]氯化铵及二月桂酸二丁基锡加入步骤S1中得到的MOC水泥基体浆料中继续搅拌，得到混合浆料；
S3：将步骤S2中得到的混合浆料倒入模具中，振动台振动后静置固化养护；
S4：将步骤S3中固化养护后的块状材料研磨成为粉末状，即得超疏水抗菌氯氧镁粉末涂层。


2.如权利要求1所述的一种超疏水抗菌氯氧镁粉末涂层制备方法，其特征在于，所述步骤S1中MgO、MgCl2·6H2O和H2O的摩尔比为7.56:1:7.51，所述MgO摩尔比是以有活性的部分进行计算的。


3.如权利要求1所述的一种超疏水抗菌氯氧镁粉末涂层制备方法，其特征在于，所述步骤S1中搅拌时间为10分钟，所述MgO活性为61.2％，所述搅拌机为JJ-5型行星式胶砂搅拌机。


4.如权利要求1所述的一种超疏水抗菌氯氧镁粉末涂层制备方法，其特征在于，所述步骤S2中端羟基聚二甲基硅氧烷，正硅酸乙酯，二甲基十八烷基[3-(三甲氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：张爱民，李科，王源升，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51