專利名稱：載納米銀水性抗菌涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑材料領(lǐng)域，特別涉及一種具有良好抗菌性的水性環(huán)保型納米銀涂料及制備方法，背景技術(shù)隨著生活水平的提高，人們對(duì)服裝、衛(wèi)生用品、日用品、公用設(shè)施、食品和藥品包裝等耐用消費(fèi)品的抗菌性有了較高的要求。許多公共場(chǎng)合觸摸頻繁的部位，如電話、電梯按鈕、電腦鍵盤、各種電器開關(guān)，都會(huì)成為細(xì)菌的“污染源”和“傳播源”。這樣使用抗菌材料，開發(fā)抗菌產(chǎn)品已成為非典病毒、禽流感后一個(gè)迫切需要解決的問題之一。
銀具有很好的抗菌作用，而且不受環(huán)境條件的影響。在很早以前，蒙古人就發(fā)現(xiàn)用銀制的餐具盛裝牛奶可以保鮮。公元前300多年前，希臘王國(guó)皇帝亞歷山大帶兵東征時(shí)，遭到熱帶痢疾感染，大多數(shù)士卒得病死亡，但是皇帝和軍官們由于使用銀器具，可以殺菌，因而很少染疾，1893年瑞士的植物學(xué)家拉克林發(fā)現(xiàn)用0.01μg/L的銀離子可以殺滅藻類中的細(xì)菌。然而200多年來，人們對(duì)金屬銀及其化合物的毒性做了很多臨床研究和實(shí)驗(yàn)室研究，證明銀是一種非常安全的金屬。
銀抗菌劑是應(yīng)用最廣泛的抗菌劑，而膨潤(rùn)土具有納米形態(tài)和大的外表面積及化學(xué)反應(yīng)活性，是非常理想的載銀材料?？梢钥朔x子不穩(wěn)定造成抗菌涂料出現(xiàn)變色問題、抗菌劑分散問題及長(zhǎng)效性等問題。
水性涂料，用水代替了有毒有害的有機(jī)溶劑，具有無毒、阻燃、不污染環(huán)境、節(jié)省能源等優(yōu)點(diǎn)，正在逐步取代傳統(tǒng)的溶劑性涂料，同時(shí)也代表了涂料發(fā)展的方向。

發(fā)明內(nèi)容
從上述思路出發(fā)，經(jīng)過配方篩選和大量試驗(yàn)，本發(fā)明的目的之一在于提供一種高效、廣譜、低毒、含有長(zhǎng)效抗菌的水性、以膨潤(rùn)土為載體的膨潤(rùn)土-銀納米復(fù)合抗菌材料。
本發(fā)明的另一目的在于提供上述抗菌涂料的制備方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種載納米銀水性抗菌涂料，其重量份數(shù)及其配比如下水 50～300 分散劑5～12潤(rùn)濕劑 0.1～1消泡劑1～5增稠劑 1～20 成膜助劑 5～15流平劑 1～15 鈦白粉10～250超細(xì)硅酸鋁 10～50立德粉0～150輕質(zhì)碳酸鈣 0～250滑石粉0～100重質(zhì)碳酸鈣 0～150硅灰石粉 0～150膨潤(rùn)土-銀納米復(fù)合抗菌材料10～50基料 100～500上述所述組份水、潤(rùn)濕劑、超細(xì)硅酸鋁、輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣、鈦白粉、立德粉、滑石粉、硅灰石粉為配制涂料常用的產(chǎn)品。本發(fā)明采用的增稠劑為羧甲基纖維素、分散劑為焦磷酸鹽、消泡劑為有機(jī)硅、流平劑為1、2丙二醇、成膜助劑為乙二醇。
上述基料至少為純丙乳液、苯丙乳液、氟碳乳液中的一種或者其任意混合物。
鈦白粉作為染料代表，如果需要配制其它顏色的涂料，在向該配方中增加其它顏色的染料。
膨潤(rùn)土-銀納米復(fù)合抗菌材料制備方法為將水加熱至60～100℃，加入膨潤(rùn)土礦，強(qiáng)烈攪拌2～6小時(shí)成泥漿，加入原土重3％的碳酸鈉溶液至固液比為1∶1，攪拌保溫2～4小時(shí)制得納化膨潤(rùn)土的粗產(chǎn)品。將粗產(chǎn)品加水，制成30～40％的泥漿，在旋轉(zhuǎn)分離器旋流除砂，離心機(jī)除去較細(xì)的石英得到精納基膨潤(rùn)土。然后加入1～15％的硝酸銀溶液，是精納基膨潤(rùn)土與硝酸銀的比例為1000∶1～100∶8，加入表面活性劑0.01～1％，攪拌加熱至70～80℃，反應(yīng)1～6小時(shí)，得到膨潤(rùn)土-銀納米復(fù)合抗菌材料，儲(chǔ)存待用。
載納米銀水性抗菌涂料制備方法為
將上述的膨潤(rùn)土-銀納米復(fù)合抗菌材料、水、分散劑、潤(rùn)濕劑、消泡劑、增稠劑、成膜助劑、流平劑、超細(xì)硅酸鋁、立德粉、輕質(zhì)碳酸鈣、滑石粉、重質(zhì)碳酸鈣、硅灰石粉、鈦白粉分別稱量后加入攪拌桶，混合攪拌均勻得到漿料；經(jīng)三輥機(jī)研磨至細(xì)度≤40μ，用氨水調(diào)節(jié)pH至8～9后、加入乳液基料，添加增稠劑調(diào)節(jié)斯托粘度到90～100K，即得到產(chǎn)品。
載納米銀水性抗菌涂料的理化特性

載納米銀水性抗菌涂料的抗菌性能實(shí)驗(yàn)參照質(zhì)量達(dá)到GB15979-2002、GB15981-1955，及美國(guó)試驗(yàn)與材料協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)ASTMG22-96的檢測(cè)方法與標(biāo)準(zhǔn)。待測(cè)樣品小的干燥后，將0.2ml待測(cè)菌菌液分別均勻滴加在樣品上，用薄膜覆蓋，置滅菌容器內(nèi)，在溫度36℃、濕度90％RH下放置24小時(shí)后，分別加入20ml洗脫液，充分振蕩洗脫，轉(zhuǎn)接NA培養(yǎng)基進(jìn)行活菌計(jì)數(shù)，載納米銀水性抗菌涂料樣品與不加抗菌材料合成的涂料對(duì)照樣的回收菌數(shù)計(jì)算其抗菌率。測(cè)試結(jié)果表明載納米銀水性抗菌涂料對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抗菌率都達(dá)到98％以上，具有良好的抗菌性能。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1)、采用膨潤(rùn)土為載體，很好地解決了納米粒子在涂料中易團(tuán)聚的技術(shù)難題，研制的涂料具有良好的耐候性、耐洗刷性，高效、廣譜、低毒、不污染環(huán)境等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用人民生活的各種器具或器械，預(yù)防病毒的侵襲和傳播，保障人民群眾身體健康；2)、本發(fā)明所選的原料均為配制涂料經(jīng)常采用的產(chǎn)品，市場(chǎng)采購(gòu)易得，成本低，制備簡(jiǎn)單，易推廣。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
載納米銀水性抗菌涂料，其重量份數(shù)及其配比如下水 100分散劑 5潤(rùn)濕劑 0.3消泡劑 3增稠劑 5 成膜助劑5流平劑 10 鈦白粉 150超細(xì)硅酸鋁 20 輕質(zhì)碳酸鈣 50滑石粉 100硅灰石粉100膨潤(rùn)土-銀納米復(fù)合抗菌材料 30純丙乳液 300載納米銀水性抗菌涂料制備方法為將30份的膨潤(rùn)土-銀納米復(fù)合抗菌材料、100份水、5份分散劑、0.3份潤(rùn)濕劑、3份消泡劑、5份增稠劑、5份成膜助劑、10份流平劑、20份超細(xì)硅酸鋁、立德粉、50份輕質(zhì)碳酸鈣、100份滑石粉、重質(zhì)碳酸鈣、100份硅灰石粉、150份鈦白粉分別稱量后加入攪拌桶，混合攪拌均勻得到漿料；經(jīng)三輥機(jī)研磨至細(xì)度≤40μ，用氨水調(diào)節(jié)漿料pH至8后，加入300份純丙乳液，添加5份增稠劑調(diào)節(jié)斯托粘度到90K，即得到成品。使用金黃色葡萄球菌和大腸桿菌按照前述抗菌檢測(cè)方法進(jìn)行抗菌涂料的性能檢測(cè)，其對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑菌率分別為98.2％和98.5％。
實(shí)施例2載納米銀水性抗菌涂料，其重量份數(shù)及其配比如下水 200分散劑 8潤(rùn)濕劑 0.6消泡劑 4增稠劑 18 成膜助劑10流平劑 10 鈦白粉 120超細(xì)硅酸鋁 30 德粉120輕質(zhì)碳酸鈣 100滑石粉 80重質(zhì)碳酸鈣 100硅灰石粉100膨潤(rùn)土-銀納米復(fù)合抗菌材料 40
苯丙乳液 200載納米銀水性抗菌涂料制備方法為按重量份數(shù)將上述的膨潤(rùn)土-銀納米復(fù)合抗菌材料、水、分散劑、潤(rùn)濕劑、消泡劑、增稠劑、成膜助劑、流平劑、超細(xì)硅酸鋁、立德粉、輕質(zhì)碳酸鈣、滑石粉、重質(zhì)碳酸鈣、硅灰石粉、鈦白粉分別稱量后加入攪拌桶，混合攪拌均勻得到漿料；經(jīng)三輥機(jī)研磨至細(xì)度≤40μ，用氨水調(diào)節(jié)pH至9后，加入乳液基料，添加增稠劑調(diào)節(jié)斯托粘度到90K，即得到品。使用金黃色葡萄球菌和大腸桿菌按照前述抗菌檢測(cè)方法進(jìn)行抗菌涂料的性能檢測(cè)，其對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑菌率分別為98.8％和98.6％。
實(shí)施例3載納米銀水性抗菌涂料，其重量份數(shù)及其配比如下水 300分散劑12潤(rùn)濕劑 0.9消泡劑5增稠劑 20 成膜助劑 15流平劑 15 鈦白粉250超細(xì)硅酸鋁 40 立德粉150輕質(zhì)碳酸鈣 250滑石粉100重質(zhì)碳酸鈣 100膨潤(rùn)土-銀納米復(fù)合抗菌材料50氟碳乳液 150載納米銀水性抗菌涂料制備方法為按重量份數(shù)將上述的膨潤(rùn)土-銀納米復(fù)合抗菌材料、水、分散劑、潤(rùn)濕劑、消泡劑、增稠劑、成膜助劑、流平劑、超細(xì)硅酸鋁、立德粉、輕質(zhì)碳酸鈣、滑石粉、重質(zhì)碳酸鈣、硅灰石粉、鈦白粉分別稱量后加入攪拌桶，混合攪拌均勻得到漿料；經(jīng)三輥機(jī)研磨至細(xì)度≤40μ，用氨水調(diào)節(jié)pH至9后，加入乳液基料，添加增稠劑調(diào)節(jié)斯托粘度到100K，即得到產(chǎn)品。使用金黃色葡萄球菌和大腸桿菌按照前述抗菌檢測(cè)方法進(jìn)行抗菌涂料的性能檢測(cè)，其對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑菌率分別為98.8％和98.8％。
權(quán)利要求
1.載納米銀水性抗菌涂料，其特征在于它是由下述重量份數(shù)的原料組成的水 50～300分散劑 5～12潤(rùn)濕劑 0.1～1 消泡劑 1～5增稠劑 1～20 成膜助劑5～15流平劑 1～15 鈦白粉 10～250超細(xì)硅酸鋁 10～50 立德粉 0～150輕質(zhì)碳酸鈣 0～250 滑石粉 0～100重質(zhì)碳酸鈣 0～150 硅灰石粉0～150膨潤(rùn)土-銀納米復(fù)合抗菌材料 10～50基料 100～500。
2.如權(quán)利要求1所述的載納米銀水性抗菌涂料，其特征在于上述膨潤(rùn)土-銀納米復(fù)合抗菌材料制備方法為將水加熱至60～100℃，加入膨潤(rùn)土礦，強(qiáng)烈攪拌2～6小時(shí)成泥漿，加入原土重3％的碳酸鈉溶液至固液比為1∶1，攪拌保溫2～4小時(shí)制得納化膨潤(rùn)土的粗產(chǎn)品，將粗產(chǎn)品加水，制成30～40％的泥漿，在旋轉(zhuǎn)分離器旋流除砂，離心機(jī)除去較細(xì)的石英得到精納基膨潤(rùn)土。然后加入1～15％的硝酸銀溶液，精納基膨潤(rùn)土與硝酸銀的比例為1000∶1～100∶8，加入表面活性劑0.01～1％，攪拌加熱至70～80℃，反應(yīng)1～6小時(shí)，得到膨潤(rùn)土-銀納米復(fù)合抗菌材料。
3.一種如權(quán)利要求1所述載納米銀水性抗菌涂料的制備方法，其步驟是將上述的膨潤(rùn)土-銀納米復(fù)合抗菌材料、水、分散劑、潤(rùn)濕劑、消泡劑、增稠劑、成膜助劑、流平劑、超細(xì)硅酸鋁、立德粉、輕質(zhì)碳酸鈣、滑石粉、重質(zhì)碳酸鈣、硅灰石粉、鈦白粉分別稱量后加入攪拌桶，混合攪拌均勻得到漿料；經(jīng)三輥機(jī)研磨至細(xì)度≤40μ，用氨水調(diào)節(jié)pH至8～9后，加入乳液基料，添加增稠劑調(diào)節(jié)斯托粘度到90～100K，即得到成品。
全文摘要
本發(fā)明涉及載納米銀水性抗菌涂料及其制備方法，是將膨潤(rùn)土－銀納米復(fù)合抗菌材料、水、分散劑、潤(rùn)濕劑、消泡劑、增稠劑、成膜助劑、流平劑、超細(xì)硅酸鋁、立德粉、輕質(zhì)碳酸鈣、滑石粉、重質(zhì)碳酸鈣、硅灰石粉、鈦白粉和基料按重量份數(shù)和配比(除基料外)加入攪拌桶，混合攪拌均勻得到漿料；經(jīng)三輥機(jī)研磨至細(xì)度≤40μ，用氨水調(diào)節(jié)pH至8～9后，加入乳液基料，添加增稠劑調(diào)節(jié)斯托粘度到90～100K即得到產(chǎn)品。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明很好地解決了納米粒子在涂料中易團(tuán)聚的技術(shù)難題，研制的涂料具有良好的耐候性、耐洗刷性，高效、廣譜、低毒、不污染環(huán)境等特點(diǎn)，大大擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。
文檔編號(hào)C09D5/14GK101024740SQ20061004182
公開日2007年8月29日 申請(qǐng)日期2006年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月17日
發(fā)明者王云普, 顧生玖, 崔文峰, 朱開梅, 高敬民, 王利平, 郭小芳, 曾家豫, 張繼 申請(qǐng)人:西北師范大學(xué)