一种抗菌防腐涂料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及涂料技术领域，具体涉及一种抗菌防腐涂料及其制备方法，包括原料有环氧树脂80～120份、季铵化聚乙烯亚胺3～5份、壳聚糖季铵盐1～3份、壳聚糖粉末2～5份、硝酸银0.5～1.5份、柠檬酸钠0.5～1.5份、改性纳米铜0.5～1.5份、改性玻璃纤维3～8份、固化剂0.5～1份；以环氧树脂为主体，添加季铵化聚乙烯亚胺、壳聚糖季铵盐，使用壳聚糖粉末、硝酸银、柠檬酸钠在壳聚糖上原位生成纳米银，添加纳米铜以及玻璃纤维，固化剂辅助，制备高效抗菌防腐的涂料；制得的涂料抗菌能力强，起效快，对人体刺激性小，具有长效抗菌防腐效果，增加了各材料稳定性，不易扩散损失，增强了耐持久性和耐磨性能，减少涂料中金属元素扩散对环境和人类产生的危害。危害。

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌防腐涂料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及涂料
，具体涉及一种抗菌防腐涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着国民经济的增长和人们环保意识的提高，涂料的应用范围越来越广，在医疗、环境、公共卫生等各方面涂料的使用，发现涂料还需要有抗菌防腐方面的要求。一些极为苛刻的环境中，如密闭通风差、长期积水等容易滋生细菌的环境，在腐蚀也比较严重的情况下细菌容易滋生，微生物在涂料表面的繁殖生长会进一步导致涂层发生细菌腐蚀，加重侵蚀行为。所以在此环境下，传统的只具备单纯的防腐蚀性能涂料已经不能充分满足行业使用的要求，需考虑配合其他功能性的涂料对其进行性能上的优化，将抗菌和防腐需要综合起来，发展具有抗菌和防腐功能的复合涂料。
[0003]现有的抗菌防腐功能复合型涂料是指通过添加具有抗菌功能并能在涂膜中稳定存在的抗菌剂，经一定工艺加工后制成的同时具有高效防腐和杀菌功能的涂料。然而，现有的抗菌剂的大量使用会产生抗药性，抗菌剂一般都具有毒性，简单的分散在涂料中，在人体与涂料长期接触后，抗菌剂的扩散会对人体产生危害，尤其其中的重金属元素富集到人体中可能会对人体的肾脏和神经造成伤害。抗菌剂不能再以简单的混合添加的方式掺杂在涂料中了，应该以更加牢固的方式添加到涂料中。此外，目前常见的小分子抗菌剂存在抗菌耐久性差的问题。
[0004]面对苛刻的应用场景和巨大的防腐抗菌压力，对抗菌防腐涂料的进一步研发，发展一种高效抗菌防腐、持续性强、对人类危害小的新型涂料是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种抗菌防腐涂料及其制备方法，制得的涂料抗菌能力强，起效快，不仅具有抗菌作用，对人体的刺激性更小，具有长效的抗菌防腐效果，增加了涂料中各材料的稳定性，不易扩散损失，不会降低涂料的硬度和粘性，增强了涂料整体的稳定性和耐持久性，减少了涂料中金属元素扩散对环境和人类产生的危害，增强了涂料表面的耐磨性能。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种抗菌防腐涂料，包括以下质量份数的原料：环氧树脂80～120份，季铵化聚乙烯亚胺3～5份，壳聚糖季铵盐1～3份，壳聚糖粉末2～5份，硝酸银0.5～1.5份，柠檬酸钠0.5～1.5份，改性纳米铜0.5～1.5份，改性玻璃纤维3～8份，固化剂0.5～1份；
[0008]抗菌防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0009]步骤一：取质量份数的硝酸银，加入质量份数为20～40份的去离子水，搅拌溶解后，加入质量份数的壳聚糖粉末，以60～80r/min的速度搅拌15～30min后，加入质量份数柠檬酸钠，以60～80r/min的速度搅拌5～15min后，升高温度到90～100℃，以60～80r/min的速度搅拌1～2h，缓慢干燥后，得到壳聚糖负载的纳米银；
[0010]步骤二：取质量份数的环氧树脂加入到搅拌反应釜中，加入质量份数的季铵化聚乙烯亚胺，以200～300r/min的速度搅拌15～30min，后降低搅拌速度为100～120r/min，分别缓慢加入步骤一中得到的壳聚糖负载的纳米银、质量份数的壳聚糖季铵盐、质量份数的纳米铜，质量份数的玻璃纤维，升高搅拌速度为200～300r/min搅拌20～30min，加入质量份数的固化剂，继续搅拌10～15min，得到抗菌防腐涂料。
[0011]进一步方案，季铵化聚乙烯亚胺为现配现用，以聚乙烯亚胺为基础溶液，加入0.5～1倍聚乙烯亚胺质量的环氧丙烷对聚乙烯亚胺先叔胺化反应，加入0.5～1倍聚乙烯亚胺质量的氯化苄再季铵化，得到季铵化聚乙烯亚胺。
[0012]进一步方案，改性纳米铜为，取一定质量的纳米铜，加入适量的无水乙醇，同时搅拌和超声10～15min，搅拌速度为60～80r/min，超声功率为200W，后滴加3
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氨基丙基三乙氧基硅烷，调节pH为5～6，在80～90℃下，同时搅拌和超声1h，洗涤，离心后得到改性纳米铜。
[0013]进一步方案，纳米铜、无水乙醇、3
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氨基丙基三乙氧基硅烷的质量比为纳米铜：无水乙醇：3
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氨基丙基三乙氧基硅烷＝1～2：80～100：1～1.5。
[0014]进一步方案，改性纳米铜中，洗涤使用去离子水洗涤，洗涤一次离心一次，总共需要重复洗涤离心2～3次，离心时转速为4000～6000r/min，离心时间为5～10min。
[0015]进一步方案，改性玻璃纤维为短切玻璃纤维经过3
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氨基丙基三乙氧基硅烷改性，为，取一定质量的短切玻璃纤维，加入无水乙醇，再加入适量的3
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氨基丙基三乙氧基硅烷，调节pH为5～6，80～90℃下，搅拌1h后洗涤，过滤得到。
[0016]进一步方案，短切玻璃纤维、无水乙醇、3
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氨基丙基三乙氧基硅烷的质量比为短切玻璃纤维：无水乙醇：3
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氨基丙基三乙氧基硅烷＝3～8：40～60：1～1.5。
[0017]进一步方案，固化剂为二乙烯三胺或低分子量聚酰胺固化剂。
[0018]本专利技术的有益效果：
[0019]1、以环氧树脂为涂料主体，添加季铵化聚乙烯亚胺、壳聚糖季铵盐，同时，使用壳聚糖粉末、硝酸银、柠檬酸钠在壳聚糖上原位生成纳米银，添加纳米铜，以及辅助添加玻璃纤维，在固化剂的辅助下，制备出一种具有高效抗菌防腐的涂料。增加涂料的抗菌防腐性能，辅助添加玻璃纤维增强涂料的强度和耐磨性能，季铵化聚乙烯亚胺、壳聚糖季铵盐、负载银的壳聚糖与环氧树脂相容性好，不会或较少降低涂料粘性和机械强度，纳米铜和玻璃纤维在使用前使用3
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氨基丙基三乙氧基硅烷进行了改性，使得其表面富含可键合的官能团，便于与涂料中各材料间通过化学键键合，同样增加了涂料中各材料的稳定性，不易扩散损失，增强了涂料整体的稳定性和耐持久性，减少了涂料中金属元素扩散对环境和人类产生的危害。
[0020]2、季铵化聚乙烯亚胺和壳聚糖季铵盐，主要是季铵化聚乙烯亚胺和壳聚糖季铵盐与微生物表面结构结合后破坏其内部结构，使得微生物失去完整结构，无法进一步繁殖，当化合物渗透进微生物细胞后降低代谢酶的活性进一步导致细菌失活，特点是抗菌能力强，起效快，不仅具有抗菌作用，对人体的刺激性更小。此外，季铵化聚乙烯亚胺和壳聚糖季铵盐为有机类，与环氧树脂同为有机物，相容性好，便于在环氧树脂中均匀分散并结合紧密，不会产生额外的应力，不会降低涂料的硬度和粘性。
[0021]3、使用壳聚糖粉末、硝酸银、柠檬酸钠在壳聚糖上原位生成纳米银，纳米银与壳聚糖分子螯合，壳聚糖又与环氧树脂紧密连接，使得具有良好抗菌作用的银不易在涂料中游
离，较难脱离涂料分子，在解决无机物与环氧树脂相容性的同时，降低了游离金属扩散对环境和人类的影响，同时，使得涂料具有长效的抗菌防腐效果。
[0022]4、使用纳米铜进一步补充增强涂料的抗菌防腐作用，无机的纳米铜、纳米银与有机季铵化聚乙烯亚胺、壳聚糖季铵盐相互协同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗菌防腐涂料，其特征在于，包括以下质量份数的原料：环氧树脂80～120份，季铵化聚乙烯亚胺3～5份，壳聚糖季铵盐1～3份，壳聚糖粉末2～5份，硝酸银0.5～1.5份，柠檬酸钠0.5～1.5份，改性纳米铜0.5～1.5份，改性玻璃纤维3～8份，固化剂0.5～1份；所述抗菌防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：步骤一：取质量份数的硝酸银，加入质量份数为20～40份的去离子水，搅拌溶解后，加入质量份数的壳聚糖粉末，以60～80r/min的速度搅拌15～30min后，加入质量份数柠檬酸钠，以60～80r/min的速度搅拌5～15min后，升高温度到90～100℃，以60～80r/min的速度搅拌1～2h，缓慢干燥后，得到壳聚糖负载的纳米银；步骤二：取质量份数的环氧树脂加入到搅拌反应釜中，加入质量份数的季铵化聚乙烯亚胺，以200～300r/min的速度搅拌15～30min，后降低搅拌速度为100～120r/min，分别缓慢加入步骤一中得到的壳聚糖负载的纳米银、质量份数的壳聚糖季铵盐、质量份数的纳米铜，质量份数的玻璃纤维，升高搅拌速度为200～300r/min搅拌20～30min，加入质量份数的固化剂，继续搅拌10～15min，得到抗菌防腐涂料。2.根据权利要求1所述的一种抗菌防腐涂料，其特征在于：所述季铵化聚乙烯亚胺为现配现用，以聚乙烯亚胺为基础溶液，加入0.5～1倍聚乙烯亚胺质量的环氧丙烷对聚乙烯亚胺先叔胺化反应，加入0.5～1倍聚乙烯亚胺质量的氯化苄再季铵化，得到季铵化聚乙烯亚胺。3.根据权利要求1所述的一种抗菌防腐涂料，其特征在于，所述改性纳米铜为，取一定质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯晓娜，李笑笑，
申请(专利权)人：侯晓娜，
类型：发明
国别省市：