本發(fā)明屬于防污抑菌涂料制備技術領域,尤其涉及一種用于汽車內飾織物表面防污抑菌處理的涂料。
背景技術:
汽車內部是一個相對比較密封的環(huán)境,很容易滋生大量的細菌,尤其是灑落于車內的果汁、食物殘渣以及手接觸部位留下的汗?jié)n等,為細菌的繁殖創(chuàng)造了條件。手頻繁接觸部位和空調出風口細菌污染最為嚴重,如方向盤、換擋手柄、座椅、把手、出風口等,且車齡越長,車內物體表面菌落總數(shù)越高。據調查顯示,1年和3年車齡的私家車,其方向盤、換擋手柄和空調出風口三處的細菌總數(shù)分別為95000cfu/cm2、210900cfu/cm2、83000cfu/cm2和122000cfu/cm2、237000cfu/cm2、90100cfu/cm2,遠高于普通物體表面菌落總數(shù)參考值(<500cfu/cm2),為乘員健康帶來危害。
目前,為解決車內細菌總數(shù)嚴重超標問題,常采用醫(yī)用酒精擦拭的辦法解決,但是,雖然使用醫(yī)用酒精擦拭后菌落總數(shù)會驟降,但對于較長車齡的車子其內飾件表面菌落總數(shù)仍然超出標準參考值。另外,市面上有用于汽車內飾織物的憎水產品,使用該類產品后灑落其表面的果汁等易于清潔處理,但仍不能從根本上解決細菌繁殖問題;市售的一種光催化自清潔產品在汽車內飾涂覆后可起到殺菌和分解有機物的作用,但是該類產品需要紫外光照射激發(fā),效果有限。針對現(xiàn)有技術的不足,提出一種防污抑菌復合涂料用于控制汽車內飾件表面菌落總數(shù)的解決辦法。
技術實現(xiàn)要素:
為了解決上述存在的技術問題,本發(fā)明設計了一種防污抑菌復合涂料的制備方法,能夠在汽車內飾件表面形成殺菌防污涂層。
為了解決上述存在的技術問題,本發(fā)明采用了以下方案:
一種防污抑菌復合涂料的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
(1)制備納米sio2微球:將正硅酸乙酯分散于醇/水溶液中形成溶液a;將氨水加入醇中,形成醇氨溶液b;將醇氨溶液b加入溶液a中并攪拌;然后靜置,得到分散有納米球形sio2粒子的溶液(c),對分散有納米球形sio2粒子的溶液(c)進行分離,得到納米球形sio2粒子;
(2)制備載ag納米sio2微球:將上述制得的納米sio2微球分散于含sncl2·2h2o的酸性水溶液中進行敏化處理,靜置,分離,得到吸附有sn2+的sio2微球d,將吸附有sn2+的sio2微球d分散于水中并加入agno3溶液和還原劑,靜置,分離,得到載ag納米sio2微球;
(3)將上述制得的載ag納米sio2微球分散于醇水溶液中,然后向該溶液中加入含有全氟烷基的硅烷水解液,實現(xiàn)全氟烷基硅烷對載有納米ag顆粒sio2微球的表面修飾,得到防污抑菌復合涂料。
進一步,步驟(1)中的溶液a,水所占質量比為0.4%~2.6%,正硅酸乙酯所占質量比為1.8%~2.0%,余量為醇。
進一步,步驟(1)中,醇氨溶液b中nh3質量百分含量為3.1%~7.2%,余量為醇。
進一步,步驟(1)中,在室溫下,將醇氨溶液b加入溶液a中并同時給予攪拌,攪拌速度為500~1000轉/min;醇氨溶液b完全加入溶液a后再持續(xù)攪拌30~120min。
進一步,步驟(1)中醇氨溶液b以20~45μl/min的速度滴加加入溶液a中。
進一步,步驟(1)中,將醇氨溶液b加入溶液a中持續(xù)攪拌后,敞口靜置24~72h得到溶液c,將溶液c離心分離并對所得固體產物在100~180℃下干燥1~3小時,得到粒徑為10~75nm的納米sio2微球。
進一步,步驟(2)中,將sncl2·2h2o加入酸性水溶液中形成sncl2質量百分含量為0.08%~0.12%的溶液,以800~1200轉/分鐘的轉速,磁力攪拌15~30分鐘該溶液后向其中加入納米sio2微球,再磁力攪拌分散30~60分鐘形成混合溶液,混合溶液中sio2微球質量百分含量為0.15%~0.25%;將所得混合溶液靜置,然后離心分離得到吸附有sn2+的sio2微球d。
進一步,步驟(2)中,所述酸性水溶液為鹽酸去離子水溶液,ph值為2.5。
進一步,步驟(2)中,將吸附有sn2+的sio2微球d分散于去離子水或蒸餾水中,吸附有sn2+的sio2微球d的加入量與去離子水或蒸餾水的質量比為1:5,然后加入agno3溶液,其中agno3溶液中的agno3與吸附有sn2+的sio2微球d的水溶液的質量比為0.005:1~0.032:1,攪拌30~90分鐘后,再加入還原劑,加完還原劑后再攪拌1~3小時,然后,離心分離得到負載有ag顆粒的納米sio2微球,其中載銀量的質量百分含量為5%~8%。
進一步,步驟(2)中,agno3溶液和還原劑均以滴加的方式加入。
進一步,所述還原劑為聯(lián)氨或甲醛,還原劑的加入量與agno3的摩爾比為1:1.4~1:2.0。
進一步,步驟(3)中,將上述載ag有納米粒sio2微球分散于醇水溶液中形成固含量10%~20%的溶液i;將全氟烷基硅烷加入醇水溶液中,并加入適量酸催化水解,得到溶液ii;將溶液i與溶液ii按照一定的比例混合,得到防污抑菌復合涂料;本步驟中,醇水溶液中醇與水混合體積比為8:1~14:1。
進一步,步驟(3)中,將全氟烷基硅烷和醇/水溶液混合,其中全氟烷基硅烷所占質量比為1.5%~3%,然后加入酸調節(jié)該溶液ph值為4.5~6,以200~500轉/分鐘攪拌4~24小時得到溶液ii;所述全氟烷基硅烷結構式為:
其中m為2~30,n為1~3,a為0~2;
進一步,步驟(3)中,所述全氟烷基硅烷結構式為:
其中m的取值范圍為2~30,優(yōu)選n=1,優(yōu)選a=0或1,最優(yōu)選a=0;
進一步,溶液i與溶液ii按照質量比1:1~1:2混合,以200~500轉/分鐘攪拌0.5~4小時。
進一步,所述的水為去離子水或蒸餾水;所述的醇為乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇中的一種或者其中幾種的混合物。
該防污抑菌復合涂料的制備方法具有以下有益效果:
(1)本發(fā)明采用納米sio2微球為載體,在其表面沉積納米銀顆粒,并用全氟烷基硅烷水解產物全氟烷基對其表面進行修飾,得到具有疏水和抑菌效果的納米復合材料。采用含有該納米復合材料的醇/水溶液對汽車內飾件常觸摸部位進行鍍膜,可得到平均水接觸角不低于110°、金黃色葡萄球菌和大腸桿菌抑菌率95%以上的膜層,可顯著提高汽車內飾件的易清潔性和降低內飾件表面的菌落總數(shù)。
(2)本發(fā)明sio2微球載體同時載有疏水基團和納米ag,以涂料的形式使用同時賦予汽車內飾防污和抑菌作用,該技術原材料來源廣泛、應用簡單、效果顯著。
附圖說明
圖1:本發(fā)明防污抑菌復合涂料制備工藝流程。
具體實施方式
下面結合附圖及實施方式,對本發(fā)明做進一步說明:
實施例一:本實施例提供一種防污抑菌復合涂料的制備方法,包括以下步驟:
(1)將正硅酸乙酯分散于乙醇蒸餾水混合液中得到溶液a,其中正硅酸乙酯質量百分含量為1.88%,蒸餾水質量百分含量為2.53%,余量為乙醇;將濃氨水(濃度為28%-30%,以下同)加入乙醇中,得到nh3質量百分含量為6.60%的醇氨溶液b;將醇氨溶液b以20μl/min的速度加入溶液a中,同時以1000轉/分鐘攪拌,待醇氨溶液b全部加入溶液a中后持續(xù)攪拌30分鐘,然后敞口靜置24小時得到溶液c,將溶液c離心分離,然后將所得固體產物在100℃下干燥3小時,得到粒徑約為75nm的sio2微球。
(2)將sncl2·2h2o加入鹽酸水溶液中,形成sncl2質量百分含量為0.08%的溶液,溶液ph值為2.5,以800轉/分鐘的攪拌速度磁力攪拌15分鐘;然后加入納米sio2微球,sio2微球加入量占溶液總質量的0.15%,持續(xù)攪拌分散30~60分鐘,攪拌結束后靜置30分鐘,離心分離得到吸附有sn2+的sio2微球d。
(3)將產物d分散于去離子水中,產物d的加入量與去離子水的質量比為1:5,然后逐滴加入6mmol/l的agno3溶液,其中agno3溶液中的agno3與吸附有sn2+的sio2微球d的水溶液的質量比為0.01:1,攪拌30~90分鐘后,再向溶液中逐滴加入甲醛,甲醛加入量與agno3的摩爾比為1:2.0,加完還原劑后再攪拌1~3小時,然后進行離心分離,得到產物e,即負載有ag顆粒的納米sio2微球,載ag量(質量百分含量)約為5%~8%。
(4)將載有納米ag顆粒的sio2微球e分散于乙醇/去離子水溶液中形成固含量10%~20%的溶液i,其中醇與去離子水混合體積比為8:1~14:1;將全氟烷基硅烷
采用該防污抑菌復合涂料對汽車內飾件常觸摸部位進行鍍膜,可得到平均水接觸角約為111°、金黃色葡萄球菌抑菌率96%、大腸桿菌抑菌率99%的膜層,可顯著提高汽車內飾件的易清潔性和降低內飾件表面的菌落總數(shù)。
實施例二:本實施例提供一種防污抑菌復合涂料的制備方法,包括以下步驟:
(1)將正硅酸乙酯分散于乙醇蒸餾水混合液中得到溶液a,其中正硅酸乙酯質量百分含量為1.90%,蒸餾水質量百分含量為1.63%,余量為乙醇;將濃氨水加入乙醇中,得到nh3質量百分含量為5.55%的醇氨溶液b;將醇氨溶液b以25μl/min的速度加入溶液a中,同時以800轉/分鐘攪拌,待醇氨溶液b全部加入溶液a中后持續(xù)攪拌60分鐘,然后敞口靜置48小時得到溶液c,將溶液c離心分離,然后將所得固體產物在120℃下干燥1.5小時,得到粒徑約為63nm的sio2微球。
(2)將sncl2·2h2o加入鹽酸水溶液中,形成sncl2質量百分含量為0.10%的溶液,溶液ph值為2.5,以900轉/分鐘的攪拌速度磁力攪拌18分鐘;然后加入制的得納米sio2微球,sio2微球加入量占溶液總質量的0.18%,持續(xù)攪拌分散40分鐘,攪拌結束后靜置30分鐘,離心分離得到吸附有sn2+的sio2微球d。
(3)將產物d分散于去離子水中,產物d的加入量與去離子水的質量比為1:5,然后逐滴加入6mmol/l的agno3溶液,其中agno3溶液中的agno3與吸附有sn2+的sio2微球d的水溶液的質量比為0.013:1,攪拌50分鐘后,再向該溶液中逐滴加入甲醛,甲醛加入量與agno3的摩爾比為1:1.6,加完還原劑后再攪拌1.5小時,然后進行離心分離,得到產物e,即負載有ag顆粒的納米sio2微球,載銀量(質量百分含量)約為6.2%。
(4)將載有納米ag顆粒sio2微球分散于乙醇/去離子水溶液中形成固含量15%的溶液i,其中醇與水混合體積比為9:1;將全氟烷基硅烷
采用該防污抑菌復合涂料對汽車內飾件常觸摸部位進行鍍膜,可得到水接觸角平均為114°、金黃色葡萄球菌抑菌率96.8%、大腸桿菌抑菌率99.5%的膜層,可顯著提高汽車內飾件的易清潔性和降低內飾件表面的菌落總數(shù)。
實施例三:本實施例提供一種防污抑菌復合涂料制備方法,包括以下步驟:
(1)將正硅酸乙酯分散于乙醇蒸餾水混合液中得到溶液a,其中正硅酸乙酯質量百分含量為1.91%,蒸餾水質量百分含量為1.03%,余量為乙醇;將濃氨水加入乙醇中,得到nh3質量百分含量為4.39%的醇氨溶液b;將醇氨溶液b以30μl/min的速度加入溶液a中,同時以500轉/分鐘攪拌,待醇氨溶液b全部加入溶液a中后持續(xù)攪拌90分鐘,然后敞口靜置48小時得到溶液c,將溶液c離心分離,然后將所得固體產物在100℃下干燥3小時,得到粒徑約為24nm的sio2微球。
(2)將sncl2·2h2o加入鹽酸水溶液中,形成sncl2質量百分含量為0.12%的溶液,溶液ph值為2.5,以1100轉/分鐘的攪拌速度磁力攪拌15分鐘;然后加入上步中制得的納米sio2微球,sio2微球加入量占溶液總質量的0.20%,持續(xù)攪拌分散60分鐘,攪拌結束后靜置30分鐘,離心分離得到吸附有sn2+的sio2微球d。
(3)將產物d分散于去離子水中,產物d的加入量與去離子水的質量比為1:5,然后逐滴加入6mmol/l的agno3溶液,其中agno3溶液中的agno3與吸附有sn2+的sio2微球d的水溶液的質量比為0.014:1,攪拌70分鐘后,再向溶液中逐滴加入聯(lián)氨,聯(lián)氨加入量與agno3的摩爾比為1:1.8加完還原劑后再攪拌3小時,然后進行離心分離,得到產物e,即負載有ag顆粒的納米sio2微球,載銀量(質量百分含量)約為7%。
(4)將載有納米ag顆粒sio2微球分散于異丙醇/蒸餾水溶液中形成固含量20%的溶液i,其中醇與水混合體積比為14:1;將全氟烷基硅烷
采用該防污抑菌復合涂料對汽車內飾件常觸摸部位進行鍍膜,可得到平均水接觸角約為116°、金黃色葡萄球菌抑菌率98%、大腸桿菌抑菌率100%的膜層,可顯著提高汽車內飾件的易清潔性和降低內飾件表面的菌落總數(shù)。
實施例四:本實施例提供一種防污抑菌復合涂料制備方法,包括以下步驟:
(1)將正硅酸乙酯分散于乙醇蒸餾水混合液中得到溶液a,其中正硅酸乙酯質量百分含量為1.92%,蒸餾水質量百分含量為0.41%,余量為乙醇;將濃氨水加入乙醇中,得到nh3質量百分含量為3.09%的醇氨溶液b;將溶液b以45μl/min的速度加入溶液a中,同時以600轉/min攪拌,待溶液b全部加入溶液a中后持續(xù)攪拌120min,然后敞口靜置24h得到溶液c,將溶液c離心分離,然后將所得固體產物在120℃下干燥1.5小時,得到粒徑約為15nm的sio2微球。
(2)將sncl2·2h2o加入鹽酸水溶液中,形成sncl2質量百分含量為0.12%的溶液,溶液ph值為2.5,以1200轉/分鐘的攪拌速度磁力攪拌20分鐘;然后加入上步制得的納米sio2微球,sio2微球加入量占溶液總質量的0.25%,持續(xù)攪拌分散60分鐘,攪拌結束后靜置30分鐘,離心分離得到吸附有sn2+的sio2微球d。
(3)將產物d分散于去離子水中,產物d的加入量與去離子水的質量比為1:5,然后逐滴加入6mmol/l的agno3溶液,其中agno3溶液中的agno3與吸附有sn2+的sio2微球d的水溶液的質量比為0.016:1,攪拌90分鐘后,再向溶液中逐滴加入聯(lián)氨,聯(lián)氨加入量與agno3的摩爾比為1:2.0加完還原劑后再攪拌3小時,然后進行離心分離,得到產物e,即負載有ag顆粒的納米sio2微球,載銀量(質量含量)約為8%。
(4)將載有納米ag顆粒sio2微球分散于異丙醇/蒸餾水溶液中形成固含量20%的溶液i,其中醇與水混合體積比為14:1;將全氟烷基硅烷
采用該防污抑菌復合涂料對汽車內飾件常觸摸部位進行鍍膜,可得到平均水接觸角約為113°、金黃色葡萄球菌抑菌率99%、大腸桿菌抑菌率100%的膜層,可顯著提高汽車內飾件的易清潔性和降低內飾件表面的菌落總數(shù)。
實施例五:本實施例提供一種防污抑菌復合涂料制備方法,包括以下步驟:
(1)將正硅酸乙酯分散于乙醇蒸餾水混合液中得到溶液a,其中正硅酸乙酯質量百分含量為1.92%,蒸餾水質量百分含量為0.41%,余量為乙醇;將濃氨水加入乙醇中,得到nh3質量百分含量為3.09%的醇氨溶液b;將溶液b以45μl/min的速度加入溶液a中,同時以600轉/min攪拌,待溶液b全部加入溶液a中后持續(xù)攪拌120min,然后敞口靜置24h得到溶液c,將溶液c離心分離,然后將所得固體產物在120℃下干燥1.5小時,得到粒徑約為15nm的sio2微球。
(2)將sncl2·2h2o加入鹽酸水溶液中,形成sncl2質量百分含量為0.12%的溶液,溶液ph值為2.5,以1200轉/分鐘的攪拌速度磁力攪拌20分鐘;然后加入上步制得的納米sio2微球,sio2微球加入量占溶液總質量的0.25%,持續(xù)攪拌分散60分鐘,攪拌結束后靜置30分鐘,離心分離得到吸附有sn2+的sio2微球d。
(3)將產物d分散于去離子水中,產物d的加入量與去離子水的質量比為1:5,然后逐滴加入6mmol/l的agno3溶液,其中agno3溶液中的agno3與吸附有sn2+的sio2微球d的水溶液的質量比為0.005:1,攪拌40分鐘后,再向溶液中逐滴加入聯(lián)氨,聯(lián)氨加入量與agno3的摩爾比為1:1.4,加完還原劑后再攪拌3小時,然后進行離心分離,得到產物e,即負載有ag顆粒的納米sio2微球,載銀量(質量含量)約為5%。
(4)將載有納米ag顆粒sio2微球分散于異丙醇/蒸餾水溶液中形成固含量18%的溶液i,其中醇與水混合體積比為12:1;將全氟烷基硅烷
采用該防污抑菌復合涂料對汽車內飾件常觸摸部位進行鍍膜,可得到水平均接觸角約為113°、金黃色葡萄球菌抑菌率95.6%、大腸桿菌抑菌率100%的膜層,可顯著提高汽車內飾件的易清潔性和降低內飾件表面的菌落總數(shù)。
實施例六:本實施例提供一種防污抑菌復合涂料制備方法,包括以下步驟:
(1)將正硅酸乙酯分散于乙醇蒸餾水混合液中得到溶液a,其中正硅酸乙酯質量百分含量為1.91%,蒸餾水質量百分含量為1.03%,余量為乙醇;將濃氨水加入乙醇中,得到nh3質量百分含量為4.39%的醇氨溶液b;將醇氨溶液b以30μl/min的速度加入溶液a中,同時以500轉/分鐘攪拌,待醇氨溶液b全部加入溶液a中后持續(xù)攪拌90分鐘,然后敞口靜置48小時得到溶液c,將溶液c離心分離,然后將所得固體產物在100℃下干燥3小時,得到粒徑約為24nm的sio2微球。
(2)將sncl2·2h2o加入鹽酸水溶液中,形成sncl2質量百分含量為0.12%的溶液,溶液ph值為2.5,以1100轉/分鐘的攪拌速度磁力攪拌15分鐘;然后加入上步中制得的納米sio2微球,sio2微球加入量占溶液總質量的0.20%,持續(xù)攪拌分散30分鐘,攪拌結束后靜置30分鐘,離心分離得到吸附有sn2+的sio2微球d。
(3)將產物d分散于去離子水中,產物d的加入量與去離子水的質量比為1:5,然后逐滴加入6mmol/l的agno3溶液,其中agno3溶液中的agno3與吸附有sn2+的sio2微球d的水溶液的質量比為0.032:1,攪拌30分鐘后,再向溶液中逐滴加入聯(lián)氨,聯(lián)氨加入量與agno3的摩爾比為1:1.2,加完還原劑后再攪拌3小時,然后進行離心分離,得到產物e,即負載有ag顆粒的納米sio2微球,載銀量(質量百分含量)約為8%。
(4)將載有納米ag顆粒sio2微球分散于異丙醇/蒸餾水溶液中形成固含量10%的溶液i,其中醇與水混合體積比為10:1;將全氟烷基硅烷
采用該防污抑菌復合涂料對汽車內飾件常觸摸部位進行鍍膜,可得到水平均接觸角約為116°、金黃色葡萄球菌抑菌率98%、大腸桿菌抑菌率100%的膜層,可顯著提高汽車內飾件的易清潔性和降低內飾件表面的菌落總數(shù)。
上面結合附圖對本發(fā)明進行了示例性的描述,顯然本發(fā)明的實現(xiàn)并不受上述方式的限制,只要采用了本發(fā)明的方法構思和技術方案進行的各種改進,或未經改進將本發(fā)明的構思和技術方案直接應用于其它場合的,均在本發(fā)明的保護范圍內。