本发明专利技术公开了一种纳米自清洁抗菌涂层液以及应用，该涂层液为一种乙醇溶液，包含有粒径小于50nm的TiO2颗粒，以及V、Cr等新元素，可以把可见光、红外线转化为TiO2的激发光，达到纳米抗菌膜有无光线情况下均可工作的目的。该涂层液外观透明无色，具有优良的粘附性和催化活性，可在各种基材表面形成强固的薄膜，具有抗菌、除臭、抗氧化等多种用途。该涂层液的制备方法简单，适宜工业化生产，制造成本低，产品性能稳定，具有广泛的应用前景。附图为纳米抗菌涂层扫描电镜图片。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种纳米自清洁抗菌涂层液，可固化在各种基材表面形成含有纳米TiO2的透明、致密包膜的醇溶性涂层液，涉及材料科学领域。
技术介绍
抗菌涂料是指具有杀灭和抑制细菌生长的一类新型功能材料。抗菌剂主要分天然、有机和无机三大类。天然抗菌剂来自于天然提取物，如壳聚糖、日柏醇等，主要应用于食品包装袋等一次性使用的塑料制品，具有毒性小、安全性高的特点，但使用寿命短，耐热性差(150°c-18(rc炭化分解)。有机抗菌剂主要成分为季胺盐类、醇类、双胍类物质，具有见效快，杀菌能力强的特点，但易产生微生物耐(抗)药性，并存在易迁移、耐热性差等缺点，在塑料加工温度下易分解失效，且分解产物可能造成二次污染。无机抗菌剂采用物理吸附离子交换方法，将银、铜、锌等金属附载于多孔材料表面，利用金属离子的抗菌能力，通过缓 释作用达到长效抑菌的目的。无机抗菌剂不产生耐药性且安全无毒，特别是其突出的耐热性(> 600°C)，在多种抗菌制品的应用中有着明显的产业优势。无机抗菌剂的开发和应用始于20世纪60年代，经过几十年的实践和发展，目前技术成熟、应用广泛的无机抗菌剂主要有无机银系抗菌剂、ZnO系列抗菌剂、TiO2等系列光触媒抗菌剂、其它无机纳米抗菌剂等世界发达国家抗菌剂的应用早期主要集中在日用品和家电制品，近年来迅速扩展到建筑材料、陶瓷、纤维制品等领域，人们日常接触的相当部分物品已制成抗菌制品。目前，抗菌制品被世界各国公认为是跨世纪的环保和健康产品。抗菌制品的全面应用，可从根本上杜绝人与人、人与物、物与物之间的细菌交叉传染。以TiO2为主要成分的光催化材料具有对人体无毒，能耗低，操作简单，反应条件温和，化学稳定性良好和光催化效率较高等特性，成为近年来日益受重视的环境污染治理技术。纳米TiO2具有极高的光学活性，在光照条件下产生电子跃迁，并将能量传递，在离子表面产生电子和空穴，与环境中的水和氧接触时，生成负氧离子和羟基自由基(·0Η)。负氧离子具有很强杀苗力。而羟基自由基(· 0Η)可与大多数有机物反应，促使其分解，清除有机污物。正常条件下用水清洗即可再生催化活性。纳米TiO2光触媒抗菌剂对细菌、真菌、霉菌、发臭有机物等均具有高的净化作用。TiO2具有稳定的化学性能，熔点高达1830°C，能够抵御酸或碱的腐蚀，在光的照射下不会发生分解。TiO2薄膜具有优良的光学性能，其折射率高，机械强度高，化学性能稳固，在光学范畴的利用有①TiO2薄膜在紫外线的照射下产生光催化反应，能够将有机物分解为CO2和水，且不产生二次污染。自1972年，Fujishima等人专利技术了 TiO2电极的光催化分解水后，人们对TiO2的这种特征有了极大的爱好并对它进行了大批的研究，后来专利技术TiO2能够杀灭癌细胞与大肠杆菌。TiO2光催化的原理就是在紫外线下，TiO2的价带电子跃迁到到导带，天生成对的电子和空穴，空气中的氧气和水与它作用产生高活性的氧基和氢氧基，从而氧化或还原表面上的接收物。TiO2薄膜的光催化可以应用于医学上，环保工程中，也可以用于打消异味，保鲜食品等。TiO2薄膜还有亲水亲油的双特征，可以用在防雾及自干净。TiO2薄膜能够光分解空气中的NOx和S0X，将带有这种薄膜的材料安装在建筑物或街道上，在阳光的照射下，无需另外的能量就能分解空气中的污染物，这是一种本钱低，持续有效的防止污染，净化空气的方法。将带有光催化功效的除臭设备安装在货车的墙内，可以接收食品排出的臭味，开释出干净的空气，保持食品的新颖。由于这种设备能分解不同的气息，因而可以在一辆货车中装载不同类易变质的食品。在紫外线的照射下，TiO2薄膜产生零度角的高亲水性的表面，这种高亲水性表面具有防雾和自洁净功效。这种特征使TiO2薄膜可以用于汽车玻璃、窗膜、眼镜上使其具有防雾功效。还可以用来制备亲水性的涂料。这些涂料应用一段时间后防雾和自干净功效会削弱，可以用紫外线照射一下恢复亲水性。本专利技术采取溶胶凝胶法制备纳米抗菌涂层，涂层主要成分为TiO2，兼与其他功能金属氧化物复合形成纳米抗菌功能材料，可改变吸收波段。
技术实现思路
本专利技术提供了一种纳米自清洁抗菌涂层液及其制备方法，以及在应用时的固化方 法。涂层制备工艺如下溶胶制备---溶胶凝胶转化---凝胶的干燥 TiCl4+R0H = TiC14-n (OR) n+nHClTiCl4+4NH3+4R0H = Ti (OR) 4+4NH4Cl水解Ti (OBu) 4+nH20 = Ti (OBu) 4_n (OH) n+nHOBu失水缩聚Ti-0H+H0-Ti = Ti-0-Ti+H20失醇缩聚Ti-0R+H0-Ti = Ti-O-Ti+HOR形成的凝胶再加入功能性金属离子化合物即成纳米抗菌涂料上述制备形成的纳米自清洁抗菌涂层，是一种乙醇溶液，包含有粒径小于50nm的TiO2颗粒，以及V、Cr等新元素。其中TiO2的含量为0. I 10%，V、Cr等新元素的含量为0. I 10%。上述制备形成的纳米自清洁抗菌涂层外观透明无色，具有优良的粘附性和催化活性。在基材表面的固化工艺如下MJn+HJ>solutim+H4c+H20 mhxt >gd 咖 xdlosd ag^ >gd^nanoTia上述固化工艺中，可供选择基材包括玻璃、金属、陶瓷、搪瓷等常见材料。本专利技术的优点在于加入V，Cr等新元素，可以把可见光，红外线转化为Ti02的激发光，达到纳米抗菌膜有无光线情况下均可工作，市场现有抗菌膜产品均只能有光线下才能工作。附图说明图I为本专利技术的涂层液的扫描电镜照片；如图所示，涂层的颗粒小于50nm，达到纳米材料要求图2为本专利技术涂层固化在玻璃上后的抗菌效果显微图，涂膜材料对大肠杆菌有抗囷效果。具体实施例方式为了便于理解本专利技术，特例举以下实施例。其作用被理解为是对本专利技术的阐释而非对本专利技术的任何形式的限制。实施例I溶液制备，在室温25°C，湿度55%下。以50mmX50mm玻片为基体，纯度98%的钛 酸丁脂为先驱体，99. 7%二乙醇胺为络合剂、99. 7%无水乙醇为溶剂。VCl2为金属添加剂。将Ti(0C4H9)4和螯合剂二乙醇胺以5 I比例同时滴加到无水乙醇烧杯中，搅拌2h，25°C恒温，得到均匀透明淡黄色前驱液。将2ml蒸馏水和IOml无水乙醇配成混合溶液，滴加到前驱液中，成均匀透明淡黄色Ti02溶胶，搅拌O. 5h，滴加20% VCl3盐酸溶液10ml，混合，搅拌O. 5小时，得到透明纳米溶胶。基材固化，将玻片浸溃到纳米溶胶中，浸泡2min后，匀速提升玻片，红外灯干燥5min，然后在马弗炉中以20°C /min速度升温至500°C，恒温加热I小时，自然冷却到室温。实施例2溶液制备，在室温25°C，湿度55%下。以IOOmmX IOOmm陶瓷为基体，纯度98%的钛酸丁脂为先驱体，99. 7%二乙醇胺为络合剂、99. 7%无水乙醇为溶剂。CrCl3为金属添加齐U。将Ti(0C4H9)4和螯合剂二乙醇胺以5 I比例同时滴加到无水乙醇烧杯中，搅拌2h，25°C恒温，得到均匀透明淡黄色前驱液。将2ml蒸馏水和IOml无水乙醇配成混合溶液，滴加到前驱液中，成均匀透明淡黄色Ti02溶胶，搅拌O. 5h，滴加20% CrCl3盐酸溶液10本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种纳米自清洁抗菌涂层液，其特征在于其为一种乙醇溶液，包含有粒径小于50nm的TiO2颗粒，以及V、Cr等新元素。其中TiO2的含量为0.1～10％，V、Cr等新元素的含量为0.1～10％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王岩，刘小波，滕利荣，
申请(专利权)人：刘小波，王岩，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。