【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于改性聚硅氧烷材料，涉及一种抗菌抗病毒改性聚硅氧烷材料及其制备方法。
技术介绍
1、改性聚硅氧烷是一种由硅溶胶和硅氧烷通过溶胶-凝胶法制备而成的材料，由于其具有硬度高、不燃无烟、健康安全的特性，已广泛应用在炊具家电、装饰幕墙、建筑等多个领域。近年来具有抗菌抗病毒功能的改性聚硅氧烷材料作为装饰涂层，越来越多的被应用在医院、幼儿园、学校等对卫生、安全要求比较高的场所，这类改性聚硅氧烷材料一般是通过加入杀菌剂(银离子、纳米二氧化钛、石墨烯等)而达到抗菌抗病毒的效果，例如：授权专利zl202110507284.3专利技术了一种抗菌抗病毒无机陶瓷内墙涂料及其制备方法，通过加入银离子和氧化石墨烯，使得涂层具有优异的抗菌抗病毒效果；申请号cn202011172690.0的中国专利公开了耐污抗菌陶瓷涂料技术方案，也是通过加入银离子抗菌剂达到抗菌的效果。
2、常见杀菌剂中银离子的抗菌效果最好，但是银离子杀菌剂具有很强的光敏反应，加入改性聚硅氧烷材料中由于遇光或长期保存极易变色而发黑，进而造成涂料颜色发生轻微变化；纳米二氧化钛也是常见的杀菌剂，但是需要有光的参与才能起效，在无光或者避光环境无法起到抗菌效果；石墨烯虽然有抗菌作用，但是价格昂贵，材料成本会大幅增加。需要寻找成本低、抗菌效果持久，且不会对改性聚硅氧烷材料造成不良影响的抗菌剂。
技术实现思路
1、针对上述现有技术中存在的常见杀菌剂银离子虽然抗菌效果好，但是银离子杀菌剂具有很强的光敏反应，加入改性聚硅氧烷材料中由于遇光或
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
3、第一方面，本专利技术涉及一种具有抗菌抗病毒功能的改性聚硅氧烷材料，以总重100％计，包括如下重量百分比含量的各组分：
4、纳米二氧化硅溶胶：35-43％，
5、聚甲基三甲氧基硅烷：35-38％，
6、有机硅季铵盐：6-8％，
7、有机酸：0.4-3％，
8、去离子水：余量。
9、体系中，纳米二氧化硅溶胶含量过小，如30％、15％，涂层硬度略低，且容易开裂。因而选用35-43％。
10、作为本专利技术的一个实施方案，所述聚甲基三甲氧基硅烷是以甲基三甲氧基硅烷、有机酸催化剂、去离子水为原料。
11、作为本专利技术的一个实施方案，所述甲基三甲氧基硅烷在酸性条件下，先水解形成硅醇，所述硅醇再进行自聚合，生成聚甲基三甲氧基硅烷。
12、作为本专利技术的一个实施方案，所述原料组成为：甲基三甲氧基硅烷：94-96％、有机酸催化剂：0.8-1.2％、去离子水：余量。
13、作为本专利技术的一个实施方案，所述酸性条件的ph值控制在3.0-3.5之间。ph过低，反应速度快，反应剧烈不易控制；ph高，反应速度慢，生产效率低。
14、作为本专利技术的一个实施方案，所述聚甲基三甲氧基硅烷的制备步骤包括：将甲基三甲氧基硅烷、有机酸催化剂、去离子水混合后置于辊架上，在15-35℃下，以120-180转/分反应30-60分钟，得到聚甲基三甲氧基硅烷。
15、作为本专利技术的一个实施方案，所述有机酸催化剂为甲酸、乙酸、柠檬酸中至少一种。
16、作为本专利技术的一个实施方案，所述纳米二氧化硅溶胶为酸性硅溶胶。
17、作为本专利技术的一个实施方案，所述有机硅季铵盐选自十八烷基二甲基(3-三甲氧基硅基丙基)氯化铵或十四烷基二甲基(3-三甲氧基硅基丙基)氯化铵。
18、作为本专利技术的一个实施方案，所述有机酸选自甲酸、乙酸、柠檬酸中至少一种；有机酸添加量控制在使得所得改性聚硅氧烷材料ph值在4.8-5.5。由于改性聚硅氧烷材料属于反应型涂料，制备完成停止搅拌后反应速度变慢，但聚合反应仍在继续，聚合度持续增大，达到一定程度后涂料粘度变大，涂料就无法使用，故改性聚硅氧烷材料制备完成后可使用时间大约在48-72小时。若改性聚硅氧烷材料ph过低，制备完成后涂料的可使用时间短，小于48小时，给生产带来许多不便和浪费；若ph高，改性聚硅氧烷材料在接近中性的条件下易出现凝胶化而无法使用，可使用时间小于24小时。
19、本专利技术还涉及一种具有抗菌抗病毒功能的改性聚硅氧烷材料的制备方法，将有机酸、聚甲基三甲氧基硅烷、有机硅季铵盐、去离子水混合均匀，置于辊架上，在15-35℃下，以120-180转/分反应1-2小时；然后加入纳米二氧化硅溶胶混合均匀，再反应4-6小时，即得到具有抗菌抗病毒功能的改性聚硅氧烷材料。
20、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
21、(1)使用有机硅季铵盐作为抗菌剂，避免了常见无机抗菌剂给改性聚硅氧烷材料带来的颜色变化、需要光照才能发挥抗菌作用等问题，抗菌抗病毒效果好。相关检测报告表明：对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抗菌率可达到99.99％以上；对甲型h3n2流感病毒的抗病毒活性率达到99.0％以上。
22、(2)通过将甲基三甲氧基硅烷先形成具有一定分子链长度的预聚体，再与有机硅季铵盐通过缩聚反应形成了嵌段聚合物，由于有机硅季铵盐已参与到溶胶-凝胶的化学反应过程中，成为聚合物主分子链中的一部分，聚合后抗菌剂稳定性得到大幅提升，在受到外界条件给予的老化作用时，si-o的高键能有效地保障了抗菌活性物质不会轻易析出或裂解，最终材料抗菌抗病毒的持久性好。相关耐久性测试结果表明：抗菌性及抗病毒活性率没有任何衰减。此外，如选用其他烷氧基硅烷，如苯基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷等，由于水解聚合速度太慢，在本专利技术技术方案的反应时间内，无法完成聚合反应，而出现分层不均一等现象。
23、(3)由于甲基三甲氧基硅烷和有机硅季铵盐的化学分子结构高度相似，在化学反应时具有优异的兼容性和均匀性，制得的材料也更稳定。
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1.一种具有抗菌抗病毒功能的改性聚硅氧烷材料，以总重100％计，包括如下重量百分比含量的各组分：
2.根据权利要求1所述的具有抗菌抗病毒功能的改性聚硅氧烷材料，其特征在于，所述聚甲基三甲氧基硅烷是以甲基三甲氧基硅烷、有机酸催化剂、去离子水为原料，所述甲基三甲氧基硅烷在酸性条件下，先水解形成硅醇，所述硅醇再进行自聚合，生成聚甲基三甲氧基硅烷。
3.根据权利要求2所述的具有抗菌抗病毒功能的改性聚硅氧烷材料，其特征在于，所述原料组成为：甲基三甲氧基硅烷：94-96％、有机酸催化剂：0.8-1.2％、去离子水：余量。
4.根据权利要求2所述的具有抗菌抗病毒功能的改性聚硅氧烷材料，其特征在于，所述酸性条件的pH值控制在3.0-3.5之间。
5.根据权利要求2所述的具有抗菌抗病毒功能的改性聚硅氧烷材料，其特征在于，所述聚甲基三甲氧基硅烷的制备步骤包括：将甲基三甲氧基硅烷、有机酸催化剂、去离子水混合后置于辊架上，在15-35℃下，以120-180转/分反应30-60分钟，得到聚甲基三甲氧基硅烷。
6.根据权利要求2或5所述的具有抗菌抗
7.根据权利要求1所述的具有抗菌抗病毒功能的改性聚硅氧烷材料，其特征在于，所述纳米二氧化硅溶胶为酸性硅溶胶。
8.根据权利要求1所述的具有抗菌抗病毒功能的改性聚硅氧烷材料，其特征在于，所述有机硅季铵盐选自十八烷基二甲基(3-三甲氧基硅基丙基)氯化铵或十四烷基二甲基(3-三甲氧基硅基丙基)氯化铵。
9.根据权利要求1所述的具有抗菌抗病毒功能的改性聚硅氧烷材料，其特征在于，所述有机酸选自甲酸、乙酸、柠檬酸中至少一种；有机酸添加量控制在使得所得改性聚硅氧烷材料pH值在4.8-5.5。
10.一种如权利要求1-9中任一项所述具有抗菌抗病毒功能的改性聚硅氧烷材料的制备方法，其特征在于，将有机酸、聚甲基三甲氧基硅烷、有机硅季铵盐、去离子水混合均匀，置于辊架上，在15-35℃下，以120-180转/分反应1-2小时；然后加入纳米二氧化硅溶胶混合均匀，再反应4-6小时，即得到具有抗菌抗病毒功能的改性聚硅氧烷材料。
...【技术特征摘要】
1.一种具有抗菌抗病毒功能的改性聚硅氧烷材料，以总重100％计，包括如下重量百分比含量的各组分：
2.根据权利要求1所述的具有抗菌抗病毒功能的改性聚硅氧烷材料，其特征在于，所述聚甲基三甲氧基硅烷是以甲基三甲氧基硅烷、有机酸催化剂、去离子水为原料，所述甲基三甲氧基硅烷在酸性条件下，先水解形成硅醇，所述硅醇再进行自聚合，生成聚甲基三甲氧基硅烷。
3.根据权利要求2所述的具有抗菌抗病毒功能的改性聚硅氧烷材料，其特征在于，所述原料组成为：甲基三甲氧基硅烷：94-96％、有机酸催化剂：0.8-1.2％、去离子水：余量。
4.根据权利要求2所述的具有抗菌抗病毒功能的改性聚硅氧烷材料，其特征在于，所述酸性条件的ph值控制在3.0-3.5之间。
5.根据权利要求2所述的具有抗菌抗病毒功能的改性聚硅氧烷材料，其特征在于，所述聚甲基三甲氧基硅烷的制备步骤包括：将甲基三甲氧基硅烷、有机酸催化剂、去离子水混合后置于辊架上，在15-35℃下，以120-180转/分反应30-60分钟，得到聚甲基三甲氧基硅烷。
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：张亚莉，李力锋，侯磊，曾旻昱，
申请(专利权)人：上海先科聚力生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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