專利名稱：一種溶劑型抗菌涂料的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用納米技術(shù)與溶劑型涂料結(jié)合而得到的抗菌溶劑型涂料。以化學(xué)相轉(zhuǎn)移方法將水性納米銀抗菌劑制備成有機(jī)納米銀溶膠，使抗菌劑與溶劑型涂料具有良好的相容性。以該溶膠與有機(jī)溶劑混合后，加入溶劑型涂料中制備抗菌溶劑型涂料，由此制備的溶劑型涂料具有持久的抗菌作用。
背景技術(shù)：
涂料是一種流動(dòng)或粉末狀態(tài)的物質(zhì)，能夠均勻地覆蓋和良好地附著在物體表面形成固體薄膜。它是具有防護(hù)、裝飾或特殊功能的材料。隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的日常生活及建筑物、船舶、循環(huán)冷卻水等很多領(lǐng)域都存在著抗菌需求。因此，開發(fā)具有抗菌功能的涂料是涂料工業(yè)發(fā)展的方向之一。在涂料中添加一定適宜的、能穩(wěn)定存在的抗菌材料，即可制成抗菌涂料。抗菌涂料可直接涂裝在各種材料上，因其使用方便而備受關(guān)注。涂料用抗菌材料有天然、有機(jī)和無機(jī)之分。天然抗菌劑主要有殼聚糖、天然萃取物等，它們是植物的一些提取物，因其來源、提取水平、成本、穩(wěn)定性、色度等問題，在涂料應(yīng)用中受到很大限制。有機(jī)抗菌劑主要有異噻唑啉酮類、甲醛釋放劑、有機(jī)胺類等幾種。它們雖然具有抗變色能力強(qiáng)、短期抑菌效果明顯等優(yōu)點(diǎn)，但也存在耐熱性差、易分解、使用壽命短，有的還有毒副作用，甚至有致癌作用的缺點(diǎn)，在抗菌涂料中的應(yīng)用也受到一定的限制。而無機(jī)抗菌劑通過將無機(jī)抗菌材料固有的穩(wěn)定和抗菌成分的高效性、廣譜性相結(jié)合，成功地克服了以上缺點(diǎn)。無機(jī)納米材料的制備是當(dāng)前材料研究的一個(gè)熱點(diǎn)話題，特別是納米銀制備技術(shù)加速發(fā)展，方法多種多樣。按實(shí)施狀態(tài)可分為乳液法、溶液法、氣相法，按反應(yīng)條件分為還原法、光照法、超聲法、水熱法、電解法以及最近采用Y射線輻射法，上述方法各具特點(diǎn)。其中化學(xué)還原法因?yàn)樗鑼?shí)驗(yàn)條件簡(jiǎn)單，易于控制而得到普遍應(yīng)用。但這方法的合成通常應(yīng)用于水相，因?yàn)樗苋芙庠S多金屬鹽以及不同類型的表面活性劑和多種聚合物，并可通調(diào)整溶液中各組分之間的濃度比來控制粒子的尺寸和形狀，并傳其外于穩(wěn)定關(guān)態(tài)。水溶液的納米銀粒子要獲得廣泛應(yīng)用，一般需要借助無機(jī)載體(沸石、硅藻土、碳纖維等)及有機(jī)載體 (棉及粘膠纖維等)，將所含納米銀載體磨成干燥粉體，用于各類抗菌制品是當(dāng)前最主要的工藝方法。此法工藝復(fù)雜、能耗高，獲得納米銀產(chǎn)品粒度大、易團(tuán)聚，一般為1微米。添加納米粉體對(duì)涂料的透明度有很大影響，獲得的制品表面光潔度有所下降。因此，研究開發(fā)一種以無機(jī)納米抗菌成分的涂料，以拓展涂料的應(yīng)用范圍，是人們所十分期望的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決上述現(xiàn)狀而提供一種抗菌溶劑型涂料制備方法，以制備具有高效持久抗菌性能的溶劑型涂料，從而克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。
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為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案，其特征在于，所述方法為本方法依據(jù)聚乙烯吡咯烷酮(PVP)在水中溶解度隨溫度升高而降低的特性，建立了將PVP保護(hù)的銀離子從水相轉(zhuǎn)移到油相的簡(jiǎn)單而有效相轉(zhuǎn)移技術(shù)，它與傳統(tǒng)的納米粒子相轉(zhuǎn)移技術(shù)完全不同的方法。該法利用化學(xué)還原法先于水溶液中制備粒度均勻含PVP表面活性劑的納米銀粒子水溶液，然后向納米水溶膠中加入適量正丁醇，在攪拌條件下升溫至 85°C，即可使金屬納米銀粒子從水相轉(zhuǎn)移至有機(jī)相，納米銀粒子不僅相轉(zhuǎn)移效率高，而且在油相分散性好，無團(tuán)聚發(fā)生。以化學(xué)相轉(zhuǎn)移方法將水性納米銀抗菌劑制備成有機(jī)納米銀溶膠，使抗菌劑與溶劑型涂料具有良好的相容性。以該溶膠與有機(jī)溶劑混合后，加入溶劑型涂料中制備成抗菌溶劑型涂料，所獲得的抗菌涂料具有分散性好、抗菌性廣譜、功能持久和無環(huán)境污染等特點(diǎn)。該方法具體包含下列步驟(1)納米銀水溶膠的制備在攪拌下將NaOH溶液加入AgNO3溶液中產(chǎn)生沉淀。再將氨水加入使沉淀溶解， 在攪拌下加入葡萄糖溶液，成為納米銀溶液，在納米銀水溶液中添加聚乙烯吡咯烷酮(PVP) 混合攪拌后制得納米銀水溶膠。反應(yīng)機(jī)理如下2AgN03+2Na0H — 2Ag0H+2NaN032Ag0H ^ Ag20+H20Ag20+4NH40H — 2Ag (NH3) 0H+3H202Ag (NH3) 20H+C6H1206 — 2Ag+C6H1207+2NH3+H20(2)納米銀粒子的相轉(zhuǎn)移在納米銀水溶膠中加入總重量20-50%的正丁醇溶液，在攪拌條件下將混合物水浴加熱至80°C-85°C攪拌1-2小時(shí)，靜至室溫。待油水混合物自然分層后，納米銀粒子將會(huì)自發(fā)地從水相轉(zhuǎn)移至正丁醇相。(3)納米銀有機(jī)溶膠的制備將有機(jī)和水溶液靜置冷卻至室溫，用液相法分離水與正丁醇溶液。將分離出來的正丁醇納米溶膠凈化過濾，從而獲得制取抗菌溶劑型涂料用納米銀粒子有機(jī)溶膠。(4)抗菌溶劑型涂料的制成以該溶膠與有機(jī)溶劑混合后，加入溶劑型涂料中制備抗菌溶劑型涂料。將經(jīng)過凈化處理的納米銀有機(jī)溶膠加入有機(jī)溶劑稀釋，加入溶劑型涂料后獲得納米銀抗菌溶劑型涂料。下面結(jié)合實(shí)例對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步的敘述。實(shí)施例1制造過程稱取AgNO3 200-2000克，溶于100升水中，加入濃NaOH 150-600克不斷攪拌。然后加入3-20公斤NH4OH混合均勻。在攪拌下加入葡萄糖1-2公斤，制成納米銀水溶液。將 1-2公斤聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，溶于水納米銀水溶液中，混合均勻制得納米銀水溶膠。在納米銀水溶膠中加入總重量10-30升的正丁醇溶液，在攪拌條件下將混合物水浴加熱至80°C _85°C攪拌1-2小時(shí)，靜至室溫。待油水混合物自然分層后，納米銀粒子將會(huì)自發(fā)地從水相轉(zhuǎn)移至正丁醇相。將有機(jī)和水溶液靜置冷卻至室溫，用液相法分離水與正丁醇溶液。將分離出來的正丁醇納米溶膠凈化過濾，從而獲得制取抗菌涂料用納米銀粒子有機(jī)溶膠。實(shí)施例2原料溶劑型涂料(PU)設(shè)備均質(zhì)攪拌機(jī)和砂磨機(jī)制造過程將實(shí)例(1)納米銀有機(jī)溶膠加入有機(jī)溶劑混合后，按重量百分比為0. 5-5%加入 PU樹脂中，經(jīng)過均質(zhì)攪拌和砂磨后，制備成抗菌PU樹脂。將該樹脂與固化劑、稀釋劑混合， 制成抗菌PU涂料。實(shí)施例3原料溶劑型涂料(硝基)設(shè)備均質(zhì)攪拌機(jī)和砂磨機(jī)將實(shí)例(1)納米銀有機(jī)溶膠加入有機(jī)溶劑混合后，按重量百分比為0. 5-5%%加入硝基涂料中中，經(jīng)過均質(zhì)攪拌和砂磨后，制備成抗菌硝基涂料?？咕軇┬屯苛峡咕阅軠y(cè)試1.抗菌性能測(cè)試實(shí)施例2的溶劑型涂料，經(jīng)檢測(cè)結(jié)果如下(1)試驗(yàn)菌株采用大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌。(2)實(shí)驗(yàn)材料營養(yǎng)瓊脂，生理鹽水。(3)試驗(yàn)方法HG/T 3950-2007(3)試驗(yàn)方法HG/T 3950-2007試驗(yàn)結(jié)果如下
權(quán)利要求
1.一種溶劑型抗菌涂料的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的方法為(1)納米銀水溶膠的制備。首先以化學(xué)還原的方法生產(chǎn)納米銀水溶液，在該溶液中加入聚乙烯吡咯烷酮保護(hù)劑后形成粒徑10-20nm的穩(wěn)定性水溶膠。(2)納米銀粒子的相轉(zhuǎn)移。其后在溫度70-90°C，攪拌速度在50-120rpm/min的條件下， 將正丁醇溶液加入水溶膠的液體中，經(jīng)過充分?jǐn)嚢杌旌戏磻?yīng)，靜至室溫。待油水混合物自然分層后，銀納米粒子將會(huì)自發(fā)地從水相轉(zhuǎn)移至正丁醇相。(3)納米銀有機(jī)溶膠的制備。將有機(jī)和水溶液靜置冷卻至室溫，用液相法分離水與正丁醇溶液。將分離出來的正丁醇納米溶膠凈化過濾，從而獲得制取抗菌溶劑型涂料用納米銀粒子有機(jī)溶膠。(4)抗菌溶劑型涂料的制成。以該溶膠與有機(jī)溶劑混合后，加入溶劑型涂料中制備抗菌溶劑型涂料。將經(jīng)過凈化處理的納米銀有機(jī)溶膠加入有機(jī)溶劑稀釋，按0. 5-5%比例加入溶劑型涂料后獲得納米銀抗菌溶劑型涂料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溶劑型抗菌涂料，其特征在于所述的溶劑型抗菌涂料是在溶劑型涂料中添加有機(jī)納米銀粒子溶膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溶劑型抗菌涂料，其特征在于所述的溶劑型涂料為磁漆、 硝基漆、醇酸、酚醛、聚氨酯(Pu聚酯)漆以及環(huán)氧漆。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)納米銀粒子溶膠與有機(jī)溶劑混合，其特征在于所述的有機(jī)溶劑為與正丁醇相互溶解的其他有機(jī)溶劑，如乙醇、正丁醇、苯及苯類溶劑、丙酮等。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種溶劑型抗菌涂料的生產(chǎn)方法。本發(fā)明涉及一種利用納米技術(shù)與溶劑型涂料結(jié)合而得到的抗菌溶劑型涂料。以化學(xué)相轉(zhuǎn)移方法將水性納米銀抗菌劑制備成有機(jī)納米銀溶膠，使抗菌劑與溶劑型涂料具有良好的相容性。以該溶膠與有機(jī)溶劑混合后，加入溶劑型涂料中制備抗菌溶劑型涂料，由此制備的溶劑型涂料具有持久的抗菌作用。
文檔編號(hào)C09D161/06GK102190953SQ20101012585
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2010年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月12日
發(fā)明者周剛 申請(qǐng)人:周剛