專利名稱：一種納米鏡面噴鍍抗菌涂層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種表面噴涂技術(shù)，尤其是涉及一種納米鏡面噴鍍抗菌涂層的方法。
背景技術(shù)：
進(jìn)入21世紀(jì)以來，塑料制品已成為人們的日常生活中必不可少的一部分，其廣泛應(yīng)用于生活的每一個細(xì)節(jié)，例如在人們?nèi)粘＝佑|的各種家用電器(電話、洗衣機(jī)、電腦、電器開關(guān)等)當(dāng)中已經(jīng)大量采用了塑料制品。另一方面由于環(huán)境污染等原因，人們?nèi)粘＝佑|的塑料制品的表面往往會帶有大量的細(xì)菌，成為一個個細(xì)菌污染源和疾病傳播源。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 全世界每年死亡人數(shù)中大約有1700萬人是因細(xì)菌傳染而引起的。那么發(fā)展和研究具有抗菌性能的新型鍍層制品，對于改善人們的生活環(huán)境、減少疾病發(fā)生率、保護(hù)人類身體健康等方面都具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。從2003年SARS病毒全球泛濫到最近Hmi流感的全球性爆發(fā)，讓消費(fèi)者對食品安全和環(huán)境中存在各種病原菌的擔(dān)心加劇。全球抗菌劑在塑料中應(yīng)用日益廣泛，以滿足人們對公共衛(wèi)生和日常生活需求，全球抗菌劑在塑料中應(yīng)用的年增長率約為3.5% 4%。北美是使用抗菌劑(包括生物抑制劑)最多的地區(qū)，占全球總用量的40%，日本占20%。而日本的人均抗菌劑使用量最大，遠(yuǎn)超北美和歐洲。根據(jù)世界知名的民意調(diào)查公司(Gallup poll 最近發(fā)布的一項(xiàng)調(diào)查顯示，絕大多數(shù)的消費(fèi)者表示愿意購買有抗菌保護(hù)的抗菌產(chǎn)品，75% 的消費(fèi)者偏愛選擇具有抗菌保護(hù)的產(chǎn)品。調(diào)查里10人有7人以上透露有用到超過6樣抗菌產(chǎn)品。消費(fèi)者感覺在用途和環(huán)境方面有必要使用抗菌加工的制品。納米鏡面噴鍍技術(shù)應(yīng)用化學(xué)原理，通過直接噴涂的方式使被涂物表面呈現(xiàn)鏡面的金屬效果，該技術(shù)具有工藝簡單，成本低，綠色環(huán)保，納米銀鏡面層具有抗菌抑菌效果。中國專利ZL200420071581公開一種表面抗菌耐磨制品，其基材是金屬制品、無機(jī)材料制品、高分子材料制品，通過物理氣相沉積技術(shù)在上述基材表面上鍍含有銀或銅或銀銅復(fù)合物的硬質(zhì)膜。該發(fā)明的鍍層的耐磨性不夠好，抗菌性持續(xù)效果差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種具有長期抗菌和抑菌效果的納米鏡面噴鍍抗菌涂層的方法。本發(fā)明包括以下步驟1)基材表面處理；在步驟1)中，所述基材可選自塑膠基材、金屬基材、陶瓷基材等中的一種；所述基材表面處理中，對塑膠基材可采用火焰處理、常壓等離子處理或靜電除塵處理等；對金屬基材可采用除油活化處理；對陶瓷基材可采用封孔處理。2)噴涂底漆層；在經(jīng)過表面處理的基材上噴涂一層底漆層，再流平、烘干；在步驟幻中，所述底漆層可采用噴涂紫外光固化(UV)底漆層，所述底漆層的厚度可為10 30 μ m，所述烘干的溫度可為50 70°C，所述烘干的時間可為5 IOmin ；所述在紫外線光固化爐內(nèi)接受照射固化交聯(lián)的時間可為10 45s ；所述底漆層還可采用水性涂料，所述底漆層的厚度可為10 30 μ m，所述烘干的溫度可為50 70°C，所述烘干的時間可為25 30min。3)表面敏化、活化處理用噴槍對已噴涂底漆層的基材表面噴敏化活化液，再噴洗、干燥；在步驟幻中，所述敏化活化液中，每升敏化活化液中含氯化亞錫10 30g，氯化鈀 0.5 1.5g，氯化氫20 30g，其余為去離子水。4)噴涂納米鏡面層在已表面敏化、活化處理后的基材表面噴涂納米鏡面層，然后在納米鏡面層表面噴涂無水亞硫酸納溶液，再烘干；在步驟4)中，所述噴涂納米鏡面層，可用雙頭噴槍對已敏化、活化處理后的基材表面同時噴涂銀氨溶液和硼氫化鈉溶液，噴槍口距基材表面的距離可為10 20cm，所述納米鏡面層的厚度可為50 200nm ；所述烘干的溫度可為50 70°C，烘干的時間可為20 30mino5)噴涂紫外光固化抗菌面漆層用噴槍對已噴涂納米鏡面層的基材表面噴涂紫外光固化抗菌面層后，再送入紅外線烘爐，進(jìn)行噴漆膜層流平、烘干，烘干后的噴漆膜層在紫外線光固化爐內(nèi)接受照射固化交聯(lián)，即完成在基材進(jìn)行納米鏡面噴鍍抗菌涂層的工作。在步驟幻中，所述紫外光固化抗菌面層的厚度可為10 30 μ m，所述烘干的溫度可為50 70°C，烘干的時間可為5 lOmin，所述照射固化交聯(lián)的時間可為10 4 ；所述紫外光固化抗菌面漆層中添加的抗菌劑可為有機(jī)抗菌劑、無機(jī)抗菌劑中的至少一種；所述有機(jī)抗菌劑可選自二氯十辛基異噻唑啉酮(Dichlorooctylisothiazolinone， DC0IT，例如羅門哈斯公司vinyzene的產(chǎn)品)，3-(三甲氧甲硅烷基)丙基十八烷基二甲基氯化銨、DC5700 (例如美國道康寧公司的產(chǎn)品)，10，10’ -氧代雙吩惡砒(0ΒΡΑ，例如托洛伊公司"TroyCorporation的產(chǎn)品)，磷酸酯復(fù)合物(例如聚合化學(xué)合金公司PolyChem Alloy 的產(chǎn)品)，PolyS^tL型抗菌劑，正-乙基-1，2-異噻唑啉-3-酮(BBT，例如美國ARCH公司的產(chǎn)品)等抗菌劑中的至少一種；所述有機(jī)抗菌劑的用量可為紫外光固化漆總質(zhì)量的 0. 03% 1. 0% ；所述無機(jī)抗菌劑可選自納米銀、納米銅等中的至少一種；無機(jī)抗菌劑的用量可為涂料質(zhì)量的0.01% 1.0%。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下突出優(yōu)點(diǎn)工藝流程簡單，操作簡便安全，而且成本低，使用于自動化、批量化生產(chǎn)，綠色環(huán)保；此外本發(fā)明的納米鏡面噴鍍抗菌層，其抗菌效率高，抗菌時效長?？咕芰蠘悠芬罁?jù)Jis Z2801 :2000標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測，抗菌效率達(dá)到 99. 99%。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1在PP塑料表面進(jìn)行納米鏡面噴鍍抗菌涂層方法，包括以下步驟1)PP塑料表面改性處理對PP塑料表面進(jìn)行火焰處理，以除去油脂和對其表面改性處理，以提高與底漆之間的結(jié)合力。2)噴涂紫外光固化(UV)底漆層；用噴槍在經(jīng)過表面改性處理的PP塑料表面上噴涂30 μ m厚的紫外光固化底漆層后，再送入紅外線烘爐，進(jìn)行噴漆膜層流平、烘干，烘干的溫度可為50°C，烘干時間為lOmin，烘干后的噴漆膜層在紫外線光固化爐內(nèi)接受照射固化交聯(lián)，其時間為45s。3)表面敏化、活化處理用噴槍對已噴涂底漆層的PP塑料表面噴敏化活化液，后超純水噴洗、干燥，所述敏化活化液中含氯化亞錫10g/L，含氯化鈀0. 5g/L，氯化氫20g/L， 其余為去離子水；4)納米鏡面噴鍍層用雙頭噴槍對已敏化活化處理后的PP塑料表面同時噴涂銀氨溶液、硼氫化鈉溶液，噴槍口距基材表面的距離為20cm，噴涂后形成50納米厚的鏡面層， 然后鏡面層表面噴涂無水亞硫酸納溶液，對鏡面成起穩(wěn)定化作用，阻止鏡面層被氧化，烘干的溫度可為50°C，時間為30min。5)噴涂紫外光固化(UV)抗菌面漆層。用噴槍對已噴涂納米鏡面層的PP塑料表面噴涂30μπι厚的紫外光固化(UV)抗菌面層后，再送入紅外線烘爐，進(jìn)行噴漆膜層流平、烘干，烘干的溫度可為50°C，烘干時間為lOmin，烘干后的噴漆膜層在紫外線光固化爐內(nèi)接受照射固化交聯(lián)，其時間為45s。所述紫外光固化(UV)抗菌面漆層中添加的抗菌劑為美國ARCH公司的正-乙基-1，2-異噻唑啉-3-酮(BBT)的抗菌劑，其用量為上述紫外光固化(UV)漆質(zhì)量的1.0%。樣品依據(jù) JIS Z2801 :2000 Antimicrobial-Test for antimicrobial activity and efficacy標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果如表1所示。表 1
在不同接觸時間洗脫后獲得的試驗(yàn)菌種名稱菌液溶度細(xì)菌數(shù)減菌率(cfu/mL)/接種Oh 的菌數(shù)接種24h 的菌數(shù)(%)大腸桿菌8.9x10s測試樣/<1099.99ATCC8739對照樣1.7χ1058.9χ108金黃色葡萄球菌7.4x10s測試樣/<1099.99ATTCC6538P對照樣1.8χ1055.IxlO5實(shí)施例2在ABS塑料表面進(jìn)行納米鏡面噴鍍抗菌涂層方法，包括以下步驟DABS塑料表面改性處理對ABS塑料表面進(jìn)行常壓等離子處理和靜電除塵處理， 以除去油脂和對其表面改性處理，以提高與底漆之間的結(jié)合力。2)噴涂紫外光固化(UV)底漆層；用噴槍在經(jīng)過表面改性處理的ABS塑料表面上噴涂10 μ m厚的紫外光固化底漆層后，再送入紅外線烘爐，進(jìn)行噴漆膜層流平、烘干，烘干的溫度可為60°C，烘干時間為8min，烘干后的噴漆膜層在紫外線光固化爐內(nèi)接受照射固化交聯(lián)，其時間為30s。
3)表面敏化、活化處理用噴槍對已噴涂底漆層的ABS塑料表面噴敏化活化液，后超純水噴洗、干燥，所述敏化活化液中含氯化亞錫30g/L，含氯化鈀1. 5g/L，氯化氫30g/L， 其余為去離子水；4)納米鏡面噴鍍層用雙頭噴槍對已敏化活化處理后的ABS塑料表面同時噴涂銀氨溶液、硼氫化鈉溶液，噴槍口距基材表面的距離為10cm，噴涂后形成200納米厚的鏡面層，然后鏡面層表面噴涂無水亞硫酸納溶液，對鏡面成起穩(wěn)定化作用，阻止鏡面層被氧化， 烘干的溫度可為60°C，時間為20min。5)噴涂紫外光固化(UV)抗菌面漆層。用噴槍對已噴涂納米鏡面層的ABS塑料表面噴涂10 μ m厚的紫外光固化(UV)抗菌面層后，再送入紅外線烘爐，進(jìn)行噴漆膜層流平、烘干，烘干的溫度可為60°C，烘干時間為8min，烘干后的噴漆膜層在紫外線光固化爐內(nèi)接受照射固化交聯(lián)，其時間為30s。所述紫外光固化(UV)抗菌面漆層中添加的抗菌劑為托洛伊公司(Troy Corporation)的10，10，-氧代雙吩惡砒(OBPA)抗菌劑，其用量為上述紫外光固化(UV)漆質(zhì)量的0. 03%。實(shí)施例3在PC塑料表面進(jìn)行納米鏡面噴鍍抗菌涂層方法，包括以下步驟1)PC塑料表面改性處理對PC塑料表面進(jìn)行常壓等離子處理和靜電除塵處理，以除去油脂和對其表面改性處理，以提高與底漆之間的結(jié)合力。2)噴涂紫外光固化(UV)底漆層；用噴槍在經(jīng)過表面改性處理的PC塑料表面上噴涂20 μ m厚的紫外光固化底漆層后，再送入紅外線烘爐，進(jìn)行噴漆膜層流平、烘干，烘干的溫度可為70°C，烘干時間為5min，烘干后的噴漆膜層在紫外線光固化爐內(nèi)接受照射固化交聯(lián)，其時間為10s。3)表面敏化、活化處理用噴槍對已噴涂底漆層的PC塑料表面噴敏化活化液，后超純水噴洗、干燥，所述敏化活化液中含氯化亞錫20g/L，含氯化鈀lg/L，氯化氫25g/L，其余為去離子水；4)納米鏡面噴鍍層用雙頭噴槍對已敏化活化處理后的PC塑料表面同時噴涂銀氨溶液、硼氫化鈉溶液，噴槍口距基材表面的距離為15cm，噴涂后形成IOOnm厚的鏡面層， 然后鏡面層表面噴涂無水亞硫酸納溶液，對鏡面成起穩(wěn)定化作用，阻止鏡面層被氧化，烘干的溫度可為70°C，時間為25min。5)噴涂紫外光固化(UV)抗菌面漆層。用噴槍對已噴涂納米鏡面層的PC塑料表面噴涂20 μ m厚的紫外光固化(UV)抗菌面層后，再送入紅外線烘爐，進(jìn)行噴漆膜層流平、烘干，烘干的溫度可為70°C，烘干時間為5min，烘干后的噴漆膜層在紫外線光固化爐內(nèi)接受照射固化交聯(lián)，其時間為10s。所述紫外光固化(UV)抗菌面漆層中添加的抗菌劑為美國道康寧公司的3_(三甲氧甲硅烷基)丙基十八烷基二甲基氯化銨，DC5700抗菌劑，其用量為上述紫外光固化(UV) 漆質(zhì)量的0.5%。實(shí)施例4在金屬表面進(jìn)行納米鏡面噴鍍抗菌涂層方法，包括以下步驟1).金屬表面改性處理對金屬表面進(jìn)行除油活化處理；
2)噴涂底漆層；用噴槍在經(jīng)過表面改性處理的金屬表面上噴涂水性涂料，底漆層的厚度可為15 μ m，烘干的溫度可為70°C，烘干的時間為25min ；3)表面敏化、活化處理用噴槍對已噴涂底漆層的金屬表面噴敏化活化液，后超純水噴洗、干燥，所述敏化活化液中含氯化亞錫15g/L，含氯化鈀0. 7g/L，氯化氫27g/L ；4)納米鏡面噴鍍層用雙頭噴槍對已敏化活化處理后的金屬表面同時噴涂銀氨溶液、硼氫化鈉溶液，噴槍口距基材表面的距離為20cm，噴涂后形成80納米厚的鏡面層，然后鏡面層表面噴涂無水亞硫酸納溶液，對鏡面成起穩(wěn)定化作用，阻止鏡面層被氧化，烘干的溫度可為70°C，時間為25min。5)噴涂紫外光固化(UV)抗菌面漆層。用噴槍對已噴涂納米鏡面層的金屬表面噴涂25 μ m厚的紫外光固化(UV)抗菌面層后，再送入紅外線烘爐，進(jìn)行噴漆膜層流平、烘干， 烘干的溫度可為70°C，烘干的時間為5min烘干后的噴漆膜層在紫外線光固化爐內(nèi)接受照射固化交聯(lián)，其時間為20s。所述紫外光固化(UV)抗菌面漆層中添加的抗菌劑為納米銀，其用量為上述水性涂料質(zhì)量的0.01%。實(shí)施例5在陶瓷表面進(jìn)行納米鏡面噴鍍抗菌涂層方法，包括以下步驟1)陶瓷表面改性處理對陶瓷表面進(jìn)行封孔處理；2)噴涂底漆層；用噴槍在經(jīng)過表面改性處理的陶瓷表面上噴涂水性涂料，底漆層的厚度可為30 μ m，烘干的溫度可為50°C，烘干的時間為30min ；3)表面敏化、活化處理用噴槍對已噴涂底漆層的金屬表面噴敏化活化液，后超純水噴洗、干燥，所述敏化活化液中含氯化亞錫10g/L，含氯化鈀0. 9g/L，氯化氫25g/L，其余為去離子水；4)納米鏡面噴鍍層用雙頭噴槍對已敏化活化處理后的金屬表面同時噴涂銀氨溶液、硼氫化鈉溶液，噴槍口距基材表面的距離為20cm，噴涂后形成80納米厚的鏡面層，然后鏡面層表面噴涂無水亞硫酸納溶液，對鏡面成起穩(wěn)定化作用，阻止鏡面層被氧化，烘干的溫度可為70°C，時間為25min。5)噴涂紫外光固化(UV)抗菌面漆層。用噴槍對已噴涂納米鏡面層的PA6塑料表面噴涂25μπι厚的紫外光固化(UV)抗菌面層后，再送入紅外線烘爐，進(jìn)行噴漆膜層流平、烘干，烘干的溫度可為70°C，烘干的時間為5min烘干后的噴漆膜層在紫外線光固化爐內(nèi)接受照射固化交聯(lián)，其時間為20s。所述紫外光固化(UV)抗菌面漆層中添加的抗菌劑為納米銅，其用量為上述水性涂料質(zhì)量的1.0%。
權(quán)利要求
1.一種納米鏡面噴鍍抗菌涂層的方法，其特征在于包括以下步驟1)基材表面處理；2)噴涂底漆層；在經(jīng)過表面處理的基材上噴涂一層底漆層，再流平、烘干；3)表面敏化、活化處理用噴槍對已噴涂底漆層的基材表面噴敏化活化液，再噴洗、干燥；4)噴涂納米鏡面層在已表面敏化、活化處理后的基材表面噴涂納米鏡面層，然后在納米鏡面層表面噴涂無水亞硫酸納溶液，再烘干；5)噴涂紫外光固化抗菌面漆層用噴槍對已噴涂納米鏡面層的基材表面噴涂紫外光固化抗菌面層后，再送入紅外線烘爐，進(jìn)行噴漆膜層流平、烘干，烘干后的噴漆膜層在紫外線光固化爐內(nèi)接受照射固化交聯(lián)，即完成在基材進(jìn)行納米鏡面噴鍍抗菌涂層的工作。
2.如權(quán)利要求1所述的一種納米鏡面噴鍍抗菌涂層的方法，其特征在于在步驟1)中， 所述基材選自塑膠基材、金屬基材、陶瓷基材中的一種；所述基材表面處理中，對塑膠基材采用火焰處理、常壓等離子處理或靜電除塵處理；對金屬基材采用除油活化處理；對陶瓷基材采用封孔處理。
3.如權(quán)利要求1所述的一種納米鏡面噴鍍抗菌涂層的方法，其特征在于在步驟2)中， 所述底漆層采用噴涂紫外光固化底漆層，所述底漆層的厚度為10 30μπι，所述烘干的溫度為50 70°C，所述烘干的時間為5 IOmin ；所述在紫外線光固化爐內(nèi)接受照射固化交聯(lián)的時間為10 45s。
4.如權(quán)利要求1所述的一種納米鏡面噴鍍抗菌涂層的方法，其特征在于在步驟2) 中，所述底漆層為水性涂料層，所述底漆層的厚度為10 30μπι，所述烘干的溫度為50 70°C，所述烘干的時間為25 30min。
5.如權(quán)利要求1所述的一種納米鏡面噴鍍抗菌涂層的方法，其特征在于在步驟3)中， 所述敏化活化液中，每升敏化活化液中含氯化亞錫10 30g，氯化鈀0. 5 1. 5g，氯化氫 20 30g，其余為去離子水。
6.如權(quán)利要求1所述的一種納米鏡面噴鍍抗菌涂層的方法，其特征在于在步驟4)中， 所述噴涂納米鏡面層，是用雙頭噴槍對已敏化、活化處理后的基材表面同時噴涂銀氨溶液和硼氫化鈉溶液，噴槍口距基材表面的距離為10 20cm。
7.如權(quán)利要求1所述的一種納米鏡面噴鍍抗菌涂層的方法，其特征在于在步驟4)中， 所述納米鏡面層的厚度為50 200nm ；所述烘干的溫度為50 70°C，烘干的時間為20 30mino
8.如權(quán)利要求1所述的一種納米鏡面噴鍍抗菌涂層的方法，其特征在于在步驟5)中， 所述紫外光固化抗菌面層的厚度為10 30 μ m，所述烘干的溫度為50 70°C，烘干的時間為5 lOmin，所述照射固化交聯(lián)的時間為10 45s。
9.如權(quán)利要求1所述的一種納米鏡面噴鍍抗菌涂層的方法，其特征在于在步驟5)中， 所述紫外光固化抗菌面漆層中添加的抗菌劑為有機(jī)抗菌劑、無機(jī)抗菌劑中的至少一種；所述有機(jī)抗菌劑選自二氯十辛基異噻唑啉酮、3-(三甲氧甲硅烷基)丙基十八烷基二甲基氯化銨、DC5700、10，10’ -氧代雙吩惡砒、磷酸酯復(fù)合物、PolyS^t L型抗菌劑，正-乙基-1， 2-異噻唑啉-3-酮抗菌劑中的至少一種；所述有機(jī)抗菌劑的用量為紫外光固化漆總質(zhì)量的 0. 03% 1. 0%。
10.如權(quán)利要求1所述的一種納米鏡面噴鍍抗菌涂層的方法，其特征在于在步驟5) 中，所述無機(jī)抗菌劑選自納米銀、納米銅中的至少一種；無機(jī)抗菌劑的用量為涂料質(zhì)量的 0. 01% 1. 0%。
全文摘要
一種納米鏡面噴鍍抗菌涂層的方法，涉及一種表面噴涂技術(shù)。提供一種具有長期抗菌和抑菌效果的納米鏡面噴鍍抗菌涂層的方法?；谋砻嫣幚恚粐娡康灼釋?；表面敏化、活化處理；噴涂納米鏡面層；噴涂紫外光固化抗菌面漆層。工藝流程簡單，操作簡便安全，而且成本低，使用于自動化、批量化生產(chǎn)，綠色環(huán)保；此外本發(fā)明的納米鏡面噴鍍抗菌層，其抗菌效率高，抗菌時效長。抗菌塑料樣品依據(jù)JIS Z28012000標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測，抗菌效率達(dá)到99.99％。
文檔編號B05D3/06GK102327857SQ20111014685
公開日2012年1月25日 申請日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者喬永亮, 余水, 李明仁, 陳玲 申請人:廈門建霖工業(yè)有限公司