一种抗菌超疏水复合涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗菌超疏水复合涂层及其制备方法，其是以二水乙酸锌、硝酸银和氢氧化钠为原料，采用简单的沉淀法，制备了掺Ag的ZnO粉体，然后使用硅烷改性剂对所得粉体进行疏水改性并原位生成(NH4)2C2O4，得到了疏水的(NH4)2C2O4/Ag

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌超疏水复合涂层及其制备方法


[0001]本专利技术属于超疏水涂层
，具体涉及一种抗菌超疏水复合涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]超疏水表面是指水滴在与固体表面接触时，接触角大于150
°
并且滚动角小于10
°
的表面。因超疏水表面独特的性能，其在自清洁、抗冰、抗菌、防腐等领域有着广泛的应用前景，特别是在抗菌领域，由于超疏水涂层的憎水性，可以减少细菌蛋白在表面的粘附，有助于超疏水涂层的抗菌性能。
[0003]专利CN 114226211A公开了一种可水洗抗菌超疏水涂层及其制备方法，虽然其制得的超疏水涂层抗菌性良好，但是其制备方法不利于大规模生产。专利CN 111501415A公开了一种包装纸抗菌超疏水涂层及其制备方法，其制备方法复杂成本高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种抗菌超疏水复合涂层及其制备方法，所制备的涂层具有优异的超疏水性和抗菌性，并且具备良好的耐磨性，且其操作简单，易于实现大规模生产应用。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种抗菌超疏水复合涂层，其是采用聚二甲基硅氧烷（PDMS）和环氧树脂E
‑
51作为基质材料，加入疏水的(NH4)2C2O4/Ag
‑
ZnO复合粉体而构成；其制备方法包括以下步骤：（1）将适量二水乙酸锌和硝酸银溶于去离子水中，并向其中缓慢滴加2.3M氢氧化钠水溶液，经搅拌得到白色悬浊液；（2）将所得白色悬浊液过滤，用1vol%稀氨水溶液和无水乙醇清洗后，置于80℃下干燥，再于500℃煅烧2h，得到Ag
‑
ZnO粉体；（3）在无水乙醇中加入硅烷改性剂、0.01M草酸水溶液和Ag
‑
ZnO粉体，搅拌2h后再加入一定量的浓氨水，搅拌10h后于80℃下烘干，得到疏水的(NH4)2C2O4/Ag
‑
ZnO复合粉体；（4）取一定量由环氧树脂E
‑
51和PDMS组成的混合胶，将其溶于乙酸乙酯中，并加入一定量疏水的(NH4)2C2O4/Ag
‑
ZnO复合粉体，搅拌1h后加入一定量溶有环氧树脂固化剂T
‑
31和PDMS固化剂的乙醇溶液，搅拌好后进行喷涂，再于80℃下固化，即得到所述抗菌超疏水复合涂层。
[0006]进一步地，步骤（1）中硝酸银和二水乙酸锌的用量按其中银和锌的摩尔比为0
‑
10%进行计算。
[0007]进一步地，步骤（3）中所用无水乙醇、硅烷改性剂、草酸水溶液、Ag
‑
ZnO粉体及浓氨水的质量比为160:4:4:20:1；所述硅烷改性剂选用甲基三乙氧基硅烷（MTES）。
[0008]进一步地，步骤（4）所述混合胶中环氧树脂E
‑
51与PDMS的质量比为1:2；所用混合胶与(NH4)2C2O4/Ag
‑
ZnO复合粉体的质量比为0.6:1；所用环氧树脂固化剂T
‑
31与环氧树脂
的质量比为1:2，所用PDMS固化剂与PDMS的质量比为1:10。
[0009]本专利技术的有益效果在于：（1）本专利技术抗菌超疏水复合涂层的制备过程简单，易于实施，对设备的要求低，制备成本低。
[0010]（2）本专利技术抗菌超疏水复合涂层的制备过程中，在Ag
‑
ZnO粉体疏水改性的同时还原位生成了(NH4)2C2O4，(NH4)2C2O4具有抑菌的效果，进一步改善了超疏水涂层的抗菌性。
[0011]（3）本专利技术获得的抗菌超疏水复合涂层的抗菌效果可达99%，涂层表面的水接触角为150
°
~155
°
，滚动角为4
°
~6
°
，在2000Pa的压强下沿直线在320目的SiC砂纸上摩擦500cm后的接触角仍然大于150
°
。
附图说明
[0012]图1为实施例1制备的AZ10和疏水(NH4)2C2O4/AZ10复合粉体的红外光谱图。从图1可以看出，其在2980 cm
‑1有对应于
‑
CH3反对称伸缩振动的吸收峰，1274 cm
‑1处有
‑
C
‑
H的吸收振动形成的吸收峰，证明甲基基团被成功接枝到了ZnO颗粒表面。同时，1393 cm
‑1处为NH
4+
的吸收峰，3340cm
‑1处为N
‑
H的吸收峰，证明了疏水改性后AZ10成功在原位生成(NH4)2C2O4。
[0013]图2为实施例1（a）和实施例2（b）所制备的抗菌超疏水复合涂层表面水滴的效果图。
[0014]图3为实施例1所制备抗菌超疏水复合涂层放大100倍（a）和5000倍（b）的扫描电镜图。从图中可以看出涂层表面具有微米
‑
纳米粗糙结构，且其是由针状的(NH4)2C2O4构成的，并且粉体与混合胶较好地粘结在一起，在基材表面上形成较致密的涂层。
[0015]图4为实施例1和实施例2所制备的抗菌超疏水复合涂层的接触角随摩擦距离的变化图。从图中可以看出，实施例1的涂层经过23次循环，即摩擦距离为460cm时失去超疏水性，实施例2经过25次循环，即摩擦距离为500cm时失去超疏水性。
具体实施方式
[0016]一种抗菌超疏水复合涂层，其制备方法包括以下步骤：（1）按银和锌的摩尔比为0
‑
10%将适量硝酸银和二水乙酸锌溶于去离子水中，并向其中缓慢滴加2.3M氢氧化钠水溶液，滴加完成后继续搅拌1h，得到白色悬浊液；（2）将所得白色悬浊液过滤，用1vol%稀氨水溶液和无水乙醇清洗，置于80℃下干燥，再于500℃煅烧2h，得到Ag
‑
ZnO粉体；（3）按质量比160:4:4:20:1在无水乙醇中加入MTES、0.01M草酸水溶液、Ag
‑
ZnO粉体及浓氨水，搅拌10h后于80℃下烘干，得到疏水的(NH4)2C2O4/Ag
‑
ZnO复合粉体；（4）将由环氧树脂E
‑
51和PDMS按质量比1:2组成的混合胶溶于乙酸乙酯中，并按质量比0.6:1在其中加入疏水的(NH4)2C2O4/Ag
‑
ZnO复合粉体，搅拌1h后加入溶有E
‑
51质量50%环氧树脂固化剂T
‑
31和PDMS质量10% PDMS固化剂的乙醇溶液，搅拌好后进行喷涂，再于80℃下固化，即得到所述抗菌超疏水复合涂层。
[0017]摩擦实验的具体过程为将喷涂有涂层的玻璃片置于320目的SiC砂纸上，使其涂层面朝下与砂纸接触，再将200g的砝码置于玻璃片上，然后用镊子将玻璃片向前直线推进10cm后，将推动方向顺时针旋转90
°
，再向前直线推进10cm，记为一个磨损循环，每个循环的
磨损距离为20c本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗菌超疏水复合涂层的制备方法，其特征在于：采用PDMS和环氧树脂E
‑
51作为基质材料，加入疏水的(NH4)2C2O4/Ag
‑
ZnO复合粉体，构成所述抗菌超疏水复合涂层。2.根据权利要求1所述的抗菌超疏水复合涂层的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）将适量二水乙酸锌和硝酸银溶于去离子水中，并向其中缓慢滴加2.3M氢氧化钠水溶液，经搅拌得到白色悬浊液；（2）将所得白色悬浊液过滤，用1vol%稀氨水溶液和无水乙醇清洗后，经烘干、煅烧，得到Ag
‑
ZnO粉体；（3）在无水乙醇中加入硅烷改性剂、0.01M草酸水溶液和Ag
‑
ZnO粉体，搅拌2h后再加入一定量的浓氨水，搅拌10h后烘干，得到疏水的(NH4)2C2O4/Ag
‑
ZnO复合粉体；（4）取一定量由环氧树脂E
‑
51和PDMS组成的混合胶于乙酸乙酯中溶解，并加入疏水的(NH4)2C2O4/Ag
‑
ZnO复合粉体搅拌，再加入一定量溶有环氧树脂固化剂T
‑
31和PDMS固化剂的乙醇溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：李湘祁，逯丙尧，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：