專利名稱：一種抗菌粉末涂料的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用納米技術(shù)與粉末涂料結(jié)合而得到的抗菌粉末涂料。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，使抗菌劑與有機(jī)溶劑型具有良好的相容性。以該溶膠與有機(jī)溶劑混合后，加入粉末涂料中攪拌干燥后制備抗菌粉末型涂料，由此制備的粉末型涂料具有持久的抗菌作用。
背景技術(shù)：
粉末涂料及其涂裝技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展迅速的新工藝、新技術(shù)，具有節(jié)省能源與資源、減少環(huán)境污染、工藝簡(jiǎn)便、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、涂層堅(jiān)固耐用、粉末可回收再用等特點(diǎn)，它的出現(xiàn)引起世界各國(guó)涂料和涂裝行業(yè)的廣泛重視和興趣?，F(xiàn)在粉末涂料的應(yīng)用已經(jīng)涉及家用電器、儀器儀表、建筑材料、機(jī)電設(shè)備、紡織機(jī)械、石油化工設(shè)備和管道、農(nóng)業(yè)機(jī)械、金屬網(wǎng)架、火車客車車廂、汽車零部件、飛機(jī)艙板、電子元器件、船舶防銹等諸多領(lǐng)域，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。隨著粉末涂料新產(chǎn)品的不斷開發(fā)，粉末涂裝工藝的不斷創(chuàng)新以及制粉設(shè)備和涂裝施工設(shè)備的自動(dòng)化程度不斷提高，所涂覆底材正由傳統(tǒng)的金屬材料擴(kuò)展到塑料、木材、復(fù)合材料等非金屬材料，并由于符合涂料行業(yè)低污染化的發(fā)展趨勢(shì)，粉末涂料的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)進(jìn)一步拓展，并顯示其更大的發(fā)展空間。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)具有抗菌功能的粉末涂料是涂料工業(yè)發(fā)展的方向之一?？咕勰┩苛显谝跃垡蚁?、環(huán)氧、聚酯等樹脂為基料的粉末涂料組分中，加入定量抗菌劑后，可制成具有殺抑附著涂膜上的有害細(xì)菌和抗霉菌功能的粉末涂料?？咕勰┩苛蠌V泛用于家用電器、廚房設(shè)備、醫(yī)療機(jī)械及公共場(chǎng)所設(shè)施等的金屬表面涂裝，是近年來(lái)引人注目的新興粉末涂料品種之一。在涂料中添加抗菌劑分為有機(jī)抗菌劑和無(wú)機(jī)抗菌劑兩大類。其中有機(jī)抗菌劑由于耐熱性差，不宜在粉末涂料中使用。因此，目前主要用無(wú)機(jī)抗菌劑，無(wú)機(jī)抗菌劑通過(guò)將無(wú)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(wú)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(lái)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(wú)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。因此，研究開發(fā)一種以無(wú)機(jī)納米抗菌成分的粉末涂料，以拓展粉末涂料的應(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)狀而提供一種抗菌粉末型涂料制備方法，以制備具有高效持久抗菌性能的粉末型涂料，從而克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。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(wú)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。以該溶膠與有機(jī)溶劑混合后，加入粉末涂料中攪拌干燥后制備抗菌粉末型涂料，所獲得的抗菌粉末涂料具有分散性好、抗菌性廣譜、功能持久和無(wú)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(lái)的正丁醇納米溶膠凈化過(guò)濾，從而獲得制取抗菌粉末型涂料用納米銀粒子有機(jī)溶膠。(4)抗菌粉末型涂料的制成以該溶膠與有機(jī)溶劑混合后，加入粉末型涂料中制備抗菌粉末型涂料。將經(jīng)過(guò)凈化處理的納米銀有機(jī)溶膠加入有機(jī)溶劑稀釋，用噴霧器將納米銀有機(jī)溶劑均勻噴入涂料中，攪拌干燥后獲得納米銀抗菌粉末型涂料。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(guò)程
稱取AgN03200_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(lái)的正丁醇納米溶膠凈化過(guò)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原料粉末型涂料設(shè)備混料機(jī)和干燥機(jī)制造過(guò)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%%加入粉末涂料中，經(jīng)過(guò)均勻攪絆后通過(guò)水蒸氣加熱，調(diào)節(jié)溫度至90°C，攪拌30分鐘將有機(jī)溶劑蒸發(fā)掉，獲得抗菌型粉末涂料?？咕勰┬屯苛峡咕阅軠y(cè)試1.抗菌性能測(cè)試實(shí)施例2的粉末型涂料，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(yíng)養(yǎng)瓊脂，生理鹽水。(3)試驗(yàn)方法HG/T 3950-2007試驗(yàn)結(jié)果如下
權(quán)利要求
1.一種抗菌粉末涂料的生產(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(guò)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(lái)的正丁醇納米溶膠凈化過(guò)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)抗菌粉末涂料的制成。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(guò)凈化處理的納米銀有機(jī)溶膠加入有機(jī)溶劑稀釋，用噴霧器將納米銀有機(jī)溶劑按0. 5-5%比例均勻噴入涂料中，攪拌干燥后獲得納米銀抗菌粉末型涂料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗菌粉末涂料，其特征在于所述的抗菌粉末涂料是在粉末涂料中添加有機(jī)納米銀粒子溶膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗菌粉末涂料，其特征在于所述的粉末涂料為環(huán)氧粉末涂料、聚脂樹脂類粉末涂料、丙烯酸類粉末涂料、熱固性氟樹脂系粉末涂料。
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)明公開了一種抗菌粉末涂料的生產(chǎn)方法。本發(fā)明涉及一種利用納米技術(shù)與粉末涂料結(jié)合而得到的抗菌粉末涂料。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，使抗菌劑與有機(jī)溶劑型具有良好的相容性。以該溶膠與有機(jī)溶劑混合后，加入粉末涂料中攪拌干燥后制備抗菌粉末型涂料，由此制備的粉末型涂料具有持久的抗菌作用。
文檔編號(hào)C09D5/03GK102234473SQ20101016464
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2010年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月29日
發(fā)明者周剛 申請(qǐng)人:周剛