本發(fā)明專利技術(shù)屬于涂料技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種埃洛石抗菌水性涂料及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明專利技術(shù)制備方法包括以下步驟：將埃洛石、殼聚糖類抗菌劑的混合水溶液進(jìn)行真空負(fù)壓處理，分離，干燥，得到負(fù)載抗菌劑的埃洛石粉末；再與水性丙烯酸樹脂涂料混合，得到埃洛石抗菌水性涂料。本發(fā)明專利技術(shù)埃洛石抗菌水性涂料利用埃洛石納米管的空腔結(jié)構(gòu)，通過分子吸附和真空負(fù)壓過程，使抗菌劑分子負(fù)載到埃洛石上，進(jìn)而與丙烯酸樹脂涂料混合，得到具有長效抗菌功能，且機(jī)械性能得到改善的丙烯酸樹脂涂料。本發(fā)明專利技術(shù)方法利用埃洛石納米管對抗菌劑進(jìn)行負(fù)載和緩釋，實(shí)現(xiàn)了殼聚糖等抗菌劑在丙烯酸樹脂涂料中的相容并表現(xiàn)出優(yōu)異的抗菌效果，且體系為水性，環(huán)保，可廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域。
A galapectite antibacterial water-based paint and its preparation method and Application
The invention belongs to the technical field of coating, and discloses a preparation method and application of halloysite antibacterial water-based paint and method. The preparation method of the invention comprises the following steps: Elos, chitosan antibacterial agent mixed aqueous solution by vacuum negative pressure treatment, separation, drying, supported halloysite powder antibacterial agent; with waterborne acrylic resin coatings are mixed, halloysite antibacterial water-based paint. The invention of halloysite antibacterial water-based coating by using the cavity structure of halloysite nanotubes, by molecular adsorption and vacuum process, the antibacterial molecules load to halloysite, and then mixed with acrylic resin coating with long-acting antibacterial function, and the mechanical properties were improved acrylic resin coatings. The method of the invention utilizes the halloysite nanotubes to load and release of antibacterial agent, the chitosan antibacterial agent compatibility in acrylic resin in coatings and exhibit excellent antibacterial effect, and the system for water, environmental protection, can be widely used in various fields.
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種埃洛石抗菌水性涂料及其制備方法與應(yīng)用
本專利技術(shù)屬于涂料
，特別涉及一種埃洛石抗菌水性涂料及其制備方法與應(yīng)用。
技術(shù)介紹
高性能的抗菌涂料不僅可以起到常規(guī)涂料的保護(hù)基材的作用，還可防止基材表面上細(xì)菌生成和發(fā)霉，因此在船舶防污、建筑裝飾、家具和電子產(chǎn)品及玩具上有廣泛的應(yīng)用，受到各個國家研發(fā)的重視。抗菌劑按照成分和來源可以分為：天然抗菌劑、無機(jī)抗菌劑、有機(jī)抗菌劑和復(fù)合抗菌劑。抗菌涂料的特別要求是具有長效、廣譜、安全無毒、顏色穩(wěn)定性、價(jià)格低廉等。但是現(xiàn)有的抗菌涂料還無法很好滿足這些要求，如納米TiO2光觸媒抗菌劑雖然在涂料中的抗菌性能優(yōu)異，但在使用過程中對成膜物質(zhì)丙烯酸酯共聚物具有破壞作用。要賦予涂料以抗菌性，還要考慮如何把抗菌劑引入到材料當(dāng)中。常見的物理摻和法會在涂膜使用環(huán)境的影響下，引起揮發(fā)和遷移造成防護(hù)力的減弱。而化學(xué)鍵合法存在工藝復(fù)雜、成本較高等缺點(diǎn)。如果能通過吸附負(fù)載將抗菌劑錨固在涂料所用的填料上，使其能夠起到保護(hù)以及緩慢釋放抗菌劑的目的，將是制備抗菌涂料的有效方法。埃洛石納米管(HNTs)屬于粘土類礦物材料，具有獨(dú)特的中空管狀結(jié)構(gòu)。其管長為200nm～1.5μm，管外徑為50～100nm，內(nèi)徑為10～30nm，比表面積約為56m2/g。由于其易分散、高長徑比和強(qiáng)界面作用等特點(diǎn)，埃洛石可以用于多種聚合物的增強(qiáng)劑。埃洛石的吸附性能高，可以用來去除廢水中的染料和金屬離子。利用其高吸附性和獨(dú)特的管空腔結(jié)構(gòu)，也可以用于作為化學(xué)藥物及基因藥物的載體，實(shí)現(xiàn)藥物的保護(hù)和緩慢釋放的目的。由于其良好的環(huán)境相容性，其被認(rèn)為是一種綠色的材料。其管狀結(jié)構(gòu)造成其在聚合物溶液和熔體中具有形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的能力，利用其剪切變稀的這種特性可以將其開發(fā)為涂料的觸變劑，以代替常見的鋰藻土。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，本專利技術(shù)的首要目的在于提供一種埃洛石抗菌水性涂料。本專利技術(shù)涂料以埃洛石作為載體裝載殼聚糖類抗菌劑，具有長效抗菌功能。本專利技術(shù)另一目的在于提供一種上述埃洛石抗菌水性涂料的制備方法。本專利技術(shù)方法采用真空負(fù)壓物理吸附方法，利用納米管的空間結(jié)構(gòu)，將抗菌劑負(fù)載到埃洛石管內(nèi)，抗菌劑無毒無害而且能夠從埃洛石中緩慢釋放。該方法具有負(fù)載量大、相互作用強(qiáng)的特點(diǎn)，且操作簡單、成本低、負(fù)載量高、能夠?qū)咕鷦┚忈尅⑺泽w系、環(huán)保無毒。本專利技術(shù)再一目的在于提供上述埃洛石抗菌水性涂料在船舶防污、建筑裝飾、家具、卷材涂裝、電子產(chǎn)品及玩具中的應(yīng)用。本專利技術(shù)的目的通過下述方案實(shí)現(xiàn)：一種埃洛石抗菌水性涂料的制備方法，包括以下步驟：將埃洛石(HNTs)、殼聚糖類抗菌劑的混合水溶液進(jìn)行真空負(fù)壓處理，分離，干燥，得到負(fù)載抗菌劑的埃洛石粉末；再與水性丙烯酸樹脂涂料混合，得到埃洛石抗菌水性涂料。所述殼聚糖類抗菌劑包括殼聚糖、殼寡糖、殼聚糖季銨鹽、殼聚糖鹽酸鹽、殼聚糖硫酸鹽、羧甲基殼聚糖、磺化殼聚糖、醚化殼聚糖等。所述HNTs與殼聚糖類抗菌劑的質(zhì)量比為100:0.01～100:100。所述混合水溶液中，殼聚糖類抗菌劑的濃度為0.01～30wt％。所述混合水溶液中，HNTs的濃度為0.01～50wt％。優(yōu)選使用本專利技術(shù)濃度的水溶液，可保證適當(dāng)?shù)囊后w粘度，有利于其中的埃洛石的均勻分散以及實(shí)現(xiàn)較高的抗菌劑負(fù)載量。所用HNTs的長度為200～1000nm，直徑為50～100nm。為了更好地實(shí)現(xiàn)本專利技術(shù)，所用的HNTs優(yōu)選為提純后的HNTs。所述的真空負(fù)壓處理指將溶液連接真空管利用真空水泵或油泵或隔膜泵反復(fù)抽真空3～10次。所用水性丙烯酸樹脂涂料與負(fù)載抗菌劑的埃洛石粉末的質(zhì)量比100:0.2～100:60。優(yōu)選地，所述埃洛石、殼聚糖類抗菌劑的混合水溶液由包括以下方法制備得到：先將殼聚糖類抗菌劑溶于水中，再加入埃洛石分散均勻得到。所述分散均勻可通過機(jī)械攪拌或超聲分散實(shí)現(xiàn)，更優(yōu)選先在50～1000轉(zhuǎn)下機(jī)械攪拌5～60min，再在60～1000W功率下超聲分散30～60min實(shí)現(xiàn)。所述的分離優(yōu)選通過離心實(shí)現(xiàn)，更優(yōu)選將混合水溶液在2000～20000轉(zhuǎn)下離心3～20min，倒去上清液。所述的干燥可通過烘干或冷凍干燥實(shí)現(xiàn)，更優(yōu)選為在40～100℃下烘干1～24h，或在-50～-80℃下冷凍干燥12～24h。所述與水性丙烯酸樹脂涂料混合優(yōu)選為在在50～1000轉(zhuǎn)下機(jī)械攪拌5～60min。所述的水性丙烯酸樹脂涂料可為本領(lǐng)域任意常規(guī)的樹脂涂料。本專利技術(shù)的埃洛石抗菌水性涂料具有長效抗菌功能，可應(yīng)用于船舶防污、建筑裝飾、家具、卷材涂裝、電子產(chǎn)品及玩具等領(lǐng)域中。具體為：將本專利技術(shù)埃洛石抗菌水性涂料噴涂或滾涂到基材上，干燥，得到埃洛石抗菌涂層。所述基材包括鋁片、木材、玻璃片、不銹鋼、塑料片等。所述干燥優(yōu)選為在25～150℃下干燥0.5～48h。本專利技術(shù)利用埃洛石納米管的空腔結(jié)構(gòu)，通過分子吸附和真空負(fù)壓過程，使抗菌劑分子負(fù)載到埃洛石上，進(jìn)而與涂料混合。通過噴涂等工藝將涂料噴涂到基材上成為保護(hù)涂層。在使用過程中，抗菌劑從埃洛石上逐漸釋放出來，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)長久的抗菌效果。同時，加入的埃洛石也會對涂料的機(jī)械性能進(jìn)行改善。從而制備出一種既具有較高強(qiáng)度又具有長效抗菌性能的納米涂料。以殼聚糖及其衍生物為代表的天然抗菌劑，其抗菌機(jī)理為分子鏈上的-NH2基團(tuán)與細(xì)菌細(xì)胞壁所含的硅酸、磷酸脂等解離出的陰離子結(jié)合，使細(xì)菌的自由活動受阻，阻礙其大量繁殖；然后，殼聚糖進(jìn)一步低分子化，通過細(xì)胞壁進(jìn)入細(xì)菌的細(xì)胞內(nèi)，使遺傳因子從DNA到RNA的轉(zhuǎn)變過程受阻，造成細(xì)菌無法繁殖。但是，由于殼聚糖等抗菌劑需在酸性條件下表現(xiàn)為抗菌性，且與丙烯酸樹脂的相容性差，因此兩者混合得到的體系中，表現(xiàn)為無抗菌活性。本專利技術(shù)利用埃洛石納米管對其進(jìn)行負(fù)載和緩釋，有效解決了上述技術(shù)問題，所得涂料表現(xiàn)出優(yōu)異的抗菌效果，可廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域。本專利技術(shù)相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及有益效果：(1)本專利技術(shù)負(fù)載抗菌劑的制備方法采用水作為分散介質(zhì)，無環(huán)境污染，抗菌劑能在粘土上負(fù)載均勻，且具有良好的負(fù)載效果，進(jìn)一步促進(jìn)抗菌性能的提高。(2)本專利技術(shù)通過真空負(fù)壓法提高抗菌劑的負(fù)載率和埃洛石的相互作用，避免了普通的機(jī)械攪拌吸附造成的吸附量小、吸附作用弱的缺點(diǎn)。(3)本專利技術(shù)方法對埃洛石、殼聚糖等在抗菌涂料中的應(yīng)用提供了解決辦法，解決了現(xiàn)有技術(shù)由于天然粘土中可能存在微生物造成涂料抗菌性變差，及殼聚糖在涂料中表現(xiàn)為無抗菌性的問題。(4)本專利技術(shù)制備方法操作簡單、可重復(fù)性好、成本較低、使用水作為分散劑、無有毒物質(zhì)殘留，可實(shí)現(xiàn)在多種基片材料上抗菌涂料的制備。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本專利技術(shù)的實(shí)施方式不限于此。下列實(shí)施例中使用的試劑均可從商業(yè)渠道獲得。實(shí)施例1(1)稱取1g殼聚糖配置成1％濃度的水溶液，加入20g埃洛石粉末，500轉(zhuǎn)機(jī)械攪拌60min；(2)將步驟(1)中的混合物溶液進(jìn)行通過真空負(fù)壓5次，將抗菌劑吸附到埃洛石管的內(nèi)外壁；(3)5000轉(zhuǎn)下離心10min，倒掉上清液，用純水洗滌3次離心后，將下層沉淀取出，50℃烘干12h，得到負(fù)載了殼聚糖的埃洛石粉末；(4)將水性丙烯酸樹脂涂料(DSMNeoCrylXK-258)和負(fù)載了殼聚糖的埃洛石粉末按照100:5質(zhì)量比在300轉(zhuǎn)下機(jī)械攪拌混合30min。(5)將上述涂層噴涂到鋁片上25℃干燥24h，到抗菌涂料本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種埃洛石抗菌水性涂料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：將埃洛石、殼聚糖類抗菌劑的混合水溶液進(jìn)行真空負(fù)壓處理，分離，干燥，得到負(fù)載抗菌劑的埃洛石粉末；再與水性丙烯酸樹脂涂料混合，得到埃洛石抗菌水性涂料。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種埃洛石抗菌水性涂料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：將埃洛石、殼聚糖類抗菌劑的混合水溶液進(jìn)行真空負(fù)壓處理，分離，干燥，得到負(fù)載抗菌劑的埃洛石粉末；再與水性丙烯酸樹脂涂料混合，得到埃洛石抗菌水性涂料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的埃洛石抗菌水性涂料的制備方法，其特征在于：所述殼聚糖類抗菌劑包括殼聚糖、殼寡糖、殼聚糖季銨鹽、殼聚糖鹽酸鹽、殼聚糖硫酸鹽、羧甲基殼聚糖、磺化殼聚糖和醚化殼聚糖中的至少一種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的埃洛石抗菌水性涂料的制備方法，其特征在于：所述埃洛石與殼聚糖類抗菌劑的質(zhì)量比為100:0.01～100:100。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的埃洛石抗菌水性涂料的制備方法，其特征在于：所述混合水溶液中，殼聚糖類抗菌劑的濃度為0.01～30wt％；埃洛石的濃度為0.01～50wt％。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的埃洛石抗菌水性涂料的制備方法，其特征在于：...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：封欣，劉明賢，
申請(專利權(quán))人：廣州潤沃材料科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東,44
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