本發(fā)明屬于抑菌復(fù)合涂料制備技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種汽車內(nèi)飾件表面抑菌涂料。
背景技術(shù):
汽車內(nèi)部是一個(gè)相對(duì)封閉環(huán)境,易滋生大量細(xì)菌,尤其是食品殘?jiān)⒑節(jié)n等為細(xì)菌繁殖創(chuàng)造有利條件。手頻繁接觸部位和空調(diào)出風(fēng)口細(xì)菌污染最為嚴(yán)重,如方向盤、換擋手柄、座椅、把手、出風(fēng)口等,且車齡越長,車內(nèi)物體表面菌落總數(shù)越高。據(jù)調(diào)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(diào)出風(fēng)口三處的細(xì)菌總數(shù)分別為95000cfu/cm2、210900cfu/cm2、83000cfu/cm2和122000cfu/cm2、237000cfu/cm2、90100cfu/cm2,遠(yuǎn)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。為解決車內(nèi)細(xì)菌總數(shù)嚴(yán)重超標(biāo)問題,常采用醫(yī)用酒精擦拭,但是,盡管使用醫(yī)用酒精擦拭后菌落總數(shù)會(huì)驟降,但對(duì)于較長車齡的車子其內(nèi)飾件表面菌落總數(shù)仍然超出標(biāo)準(zhǔn)參考值;光催化自清潔產(chǎn)品在汽車內(nèi)飾涂覆后可起到殺菌和分解有機(jī)物的作用,但是該類產(chǎn)品需要紫外光照射激發(fā),效果有限。銀具有廣譜的殺菌效果,可殺死多種細(xì)菌且不產(chǎn)生耐藥性,其主要通過與細(xì)菌體內(nèi)巰基酶結(jié)合、和細(xì)菌細(xì)胞壁上暴露的肽聚糖反應(yīng)、與致病菌結(jié)合導(dǎo)致dna結(jié)構(gòu)變性而使致病菌失活,但銀在使用過程中存在變色問題;甜菜堿型表面活性劑具有良好的抗靜電性能和較好的殺菌防霉效果,能抑殺革蘭氏陽性菌和真菌,但對(duì)革蘭氏陰性菌無抑殺效果;殼聚糖分子鏈上含有大量具有反應(yīng)活性的氨基和羥基,具有持久的抗菌性能,在環(huán)境中可生物降解,是一種比較理想的天然抗菌劑,其分子中氨基帶有正電荷,吸附帶有負(fù)電荷的細(xì)菌,使細(xì)菌細(xì)胞壁和細(xì)胞膜上負(fù)電荷分布不均,從而干擾細(xì)胞壁合成,打破自然狀態(tài)下細(xì)胞壁合成與溶解平衡,使細(xì)胞壁趨于溶解,細(xì)胞膜因不能承受滲透壓而變形破裂,細(xì)菌溶解死亡,但殼聚糖只能抑殺細(xì)菌,不能抑殺真菌。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提出了一種抑菌復(fù)合涂料的制備方法及其應(yīng)用,用于控制汽車內(nèi)飾件表面菌落總數(shù)。
為了解決上述存在的技術(shù)問題,本發(fā)明采用了以下方案:
一種抑菌復(fù)合涂料的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:
(1)將殼聚糖溶于質(zhì)量百分含量為10%~30%的乙酸溶液中,攪拌,形成溶液(a);
(2)將氨水加入溶液(a)中,攪拌,靜置沉淀,經(jīng)分離、洗滌、干燥,得到產(chǎn)物一;
(3)將產(chǎn)物一加入堿液中堿化處理,然后依次加入醇溶液和一氯乙酸,在55-70℃恒溫水浴中加熱反應(yīng)4.5-6.5小時(shí),得到溶液(b);
(4)用稀酸將溶液(b)的ph值調(diào)至中性,靜置,沉淀,分離、洗滌、干燥,得到產(chǎn)物二;
(5)將產(chǎn)物二溶于乙酸溶液中,攪拌至完全溶解,然后依次滴加硝酸銀溶液和香草醛溶液,攪拌,充分反應(yīng),得到溶液(c),所述溶液(c)為羧甲基殼聚糖/ag復(fù)合膠體溶液,納米ag粒子穩(wěn)定、均勻分散于羧甲基殼聚糖聚合物分子中;
(6)向溶液(c)中添加甜菜堿,充分?jǐn)嚢枞芙猓玫饺芤海╠),所述溶液(d)為具有廣譜抑菌功能的羧甲基殼聚糖/ag復(fù)合膠體溶液。
進(jìn)一步,步驟(1)中,殼聚糖脫乙酰度為80%~95%,質(zhì)均分子量為2.68×106;殼聚糖與乙酸的質(zhì)量比為2.1:1~14.9:1。
進(jìn)一步,步驟(1)中,攪拌速度為500~1200轉(zhuǎn)/分鐘,攪拌時(shí)長30~90分鐘。
進(jìn)一步,步驟(2)中,氨水加入溶液(a)中以控制溶液(a)的ph值達(dá)到6.5~7.5;攪拌速度為200~500轉(zhuǎn)/分鐘;靜置60~120分鐘,分離、醇液沖洗,干燥,得到沉淀產(chǎn)物一。
進(jìn)一步,氨水加入溶液(a)中的方式為滴加,滴加速度為2~5ml/分鐘。
進(jìn)一步,氨水是濃度為28%~30%(wt)的濃氨水。
進(jìn)一步,步驟(2)中,所述的分離為抽濾或者離心分離,醇液沖洗后再次分離,重復(fù)2~3次;所述的醇液為甲醇、無水乙醇、異丙醇、正丙醇、正丁醇中的一種或幾種的混合液;所述干燥條件為在50~70℃下加熱30~60分鐘。
進(jìn)一步,步驟(3)中,堿液加入量與產(chǎn)物一的質(zhì)量比為1.5:1~2:1,所述堿液中堿的質(zhì)量百分含量為35%~60%;堿化處理時(shí)間為4~6小時(shí);堿化結(jié)束后向其中加入醇溶液,醇溶液加入量與產(chǎn)物一加入量之質(zhì)量比為2.5:1~8:1;所述一氯乙酸加入量與產(chǎn)物一加入量之質(zhì)量比為0.3:1~1:1。
進(jìn)一步,步驟(3)中,所述堿液中堿為naoh或koh或者二者的混合物;所述醇溶液為甲醇、無水乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇中的一種或幾種的混合物。
進(jìn)一步,步驟(4)中,所述稀酸為質(zhì)量百分含量為1%~10%的酸溶液;靜置時(shí)間為30~90分鐘;將沉淀產(chǎn)物分離并用醇液沖洗,所述分離為抽濾或離心分離,醇液沖洗后再次分離,重復(fù)2~3次;所述干燥條件為在50~70℃下加熱30~60分鐘。
進(jìn)一步,步驟(4)中,所述酸為鹽酸;所述醇液為甲醇、無水乙醇、異丙醇、正丙醇、正丁醇中的一種或幾種的混合物。
進(jìn)一步,步驟(4)中,所述產(chǎn)物二為羧甲基殼聚糖,羧甲基取代度為0.8~1.2。
進(jìn)一步,步驟(5)中,所述乙酸溶液中乙酸質(zhì)量百分含量為2%~5%;產(chǎn)物二與乙酸溶液的質(zhì)量比為1:25~1:35;攪拌速度為500~1200轉(zhuǎn)/分鐘;所述硝酸銀溶液濃度為0.1~0.5mol/l;所述香草醛溶液濃度為0.08~0.1mol/l,溶劑為醇溶液;所述硝酸銀溶液的加入量與產(chǎn)物二的質(zhì)量比為1.2:1~1.8:1;所述香草醛溶液的加入量與產(chǎn)物二的質(zhì)量比為0.18:1~0.35:1;充分反應(yīng)時(shí)間為20~40分鐘。
進(jìn)一步,所述硝酸銀和香草醛溶液的滴加速度控制在1~3ml/分鐘。
進(jìn)一步,步驟(5)中,所述香草醛溶液的溶劑為醇溶液,所述醇溶液中水和醇的體積比為1:0.5~1:2,所述醇為無水乙醇、異丙醇兩者之一或二者任意比例的混合物。
進(jìn)一步,步驟(5)中,所述醇溶液中水為去離子水和蒸餾水。
進(jìn)一步,步驟(6)中,將烷基或烷基酰胺或羥基磺丙基甜菜堿加入溶液c中,加入量占溶液c的質(zhì)量百分比為0.05%~0.8%;攪拌速度500~1200轉(zhuǎn)/分鐘。
進(jìn)一步,步驟(6)中,所述甜菜堿為十二烷基二甲基甜菜堿、十四烷基二甲基甜菜堿、十八烷基二甲基甜菜堿、十二烷基二羥乙基甜菜堿、十八烷基二羥乙基甜菜堿、月桂酰胺基丙基甜菜堿、椰油酰胺丙基甜菜堿、十八酰胺基丙基甜菜堿、羥基磺丙基甜菜堿之一或其中幾種的混合物。
一種抑菌復(fù)合涂料在汽車內(nèi)飾件表面的應(yīng)用,其特征在于,將上述任一所述抑菌復(fù)合涂料的制備方法制得的具有廣譜抑菌功能的羧甲基殼聚糖/ag復(fù)合膠體溶液以噴涂或擦涂或刮涂或浸涂的涂膜方式在汽車內(nèi)飾件表面成膜,然后在15~65℃下干燥30~60分鐘,得到具有廣譜抑菌功能的涂層,可有效阻值菌落在車內(nèi)的滋生。
該抑菌復(fù)合涂料的制備方法及其應(yīng)用具有以下有益效果:
(1)本發(fā)明采用天然抗菌劑殼聚糖制備羧甲基殼聚糖,并將納米銀均勻分散于該聚合物分子中,保證了銀粒子在整個(gè)使用過程中的穩(wěn)定性,同時(shí)由于添加有甜菜堿表面活性劑,使得該抑菌復(fù)合涂料能夠?qū)瘘S色葡萄球菌、大腸桿菌等細(xì)菌以及真菌等產(chǎn)生抑殺作用。將此抑菌復(fù)合涂料噴涂于或均勻擦涂于座椅、換擋手柄、方向盤和空調(diào)出風(fēng)口等部位,可得到抗菌廣譜、抑菌率90%以上的表面。
(2)本發(fā)明基于殼聚糖制備羧甲基殼聚糖,并將羧甲基殼聚糖與銀鹽反應(yīng)形成抗菌性能更好的膠體溶液,可使納米銀粒子穩(wěn)定、均勻分散于聚合物分子中;向膠體溶液中添加甜菜堿,復(fù)配形成高效抗菌復(fù)合涂料;原料來源廣泛、無毒無害、抗菌廣譜、環(huán)境友好。
附圖說明
圖1:本發(fā)明抑菌復(fù)合涂料的制備工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖1,附圖1為本發(fā)明抑菌復(fù)合涂料的制備工藝流程圖,對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明:
實(shí)施例1
本實(shí)施例提供一種抑菌復(fù)合涂料的制備方法及其在汽車內(nèi)飾件中的應(yīng)用方法,包括以下步驟:
(1)將100g脫乙酰度為80%~95%、質(zhì)均分子量為2.68×106的殼聚糖加入476.2g質(zhì)量百分含量為10%的乙酸溶液中,以1200轉(zhuǎn)/分鐘的速度磁力攪拌30分鐘,得到溶液a;
(2)將濃氨水(質(zhì)量百分濃度為28%-30%)以2ml/分鐘的滴加速度加入溶液a中,同時(shí)以200轉(zhuǎn)/分鐘的速度磁力攪拌,直至溶液ph值達(dá)到6.5,停止?jié)獍彼渭蛹皵嚢?,靜置120分鐘,然后抽濾,并用無水乙醇沖洗2~3次,濾出的沉淀物在50℃下加熱60分鐘,得到產(chǎn)物一;
(3)室溫下,將100g產(chǎn)物一加入200gnaoh溶液中,naoh溶液中naoh質(zhì)量百分含量為35%,堿化處理6小時(shí),然后向其中加入800g無水乙醇、100g一氯乙酸,并在55℃水浴中恒溫加熱反應(yīng)6.5小時(shí),得到溶液b;
(4)用質(zhì)量百分含量為10%的鹽酸將溶液b調(diào)至中性,靜置30分鐘,過濾沉淀物并用無水乙醇沖洗2~3次,濾出的沉淀物在50℃下加熱60分鐘,得到產(chǎn)物二,即取代度為0.8的羧甲基殼聚糖;
(5)將100g產(chǎn)物二加入濃度為2%的乙酸溶液中,以500轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌至完全溶解,然后繼續(xù)攪拌,并向其中滴加0.1mol/l的硝酸銀溶液120g,滴加速度為1ml/分鐘;硝酸銀溶液滴加完畢之后,再向其中滴加0.08mol/l的香草醛溶液18g,滴加速度為1ml/分鐘,其中香草醛溶液的溶劑為體積比為1:0.5的去離子水/無水乙醇溶液;充分反應(yīng)20分鐘,得到溶液c,即羧甲基殼聚糖/ag復(fù)合膠體溶液,納米ag粒子穩(wěn)定、均勻分散于羧甲基殼聚糖聚合物分子中;
(6)取100g溶液c,然后向其中加入0.05g十二烷基二甲基甜菜堿,以500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度攪拌至十二烷基二甲基甜菜堿完全溶解,得到溶液d,溶液d即為具有廣譜抑菌功能的羧甲基殼聚糖/ag復(fù)合膠體溶液。
采用溶液d對(duì)汽車內(nèi)飾件常觸摸部位擦涂,可得到金黃色葡萄球菌抑菌率96%、大腸桿菌抑菌率99%、綠膿桿菌抑菌率99%、真菌95%的膜層,擦涂2分鐘后菌落總數(shù)降低92.8%。
實(shí)施例2
本實(shí)施例提供一種抑菌復(fù)合涂料的制備方法及其在汽車內(nèi)飾件中的應(yīng)用方法,包括以下步驟:
(1)將100g脫乙酰度為80%~95%、質(zhì)均分子量為2.68×106的殼聚糖加入238.1g質(zhì)量百分含量為18%的乙酸溶液中,以1000轉(zhuǎn)/分鐘的速度磁力攪拌40分鐘,得到溶液a;
(2)將濃氨水(質(zhì)量百分濃度為28%-30%)以3ml/分鐘的滴加速度加入溶液a中,同時(shí)以300轉(zhuǎn)/分鐘的速度磁力攪拌,直至溶液ph值達(dá)到7.0,停止?jié)獍彼渭蛹皵嚢?,靜置80分鐘,然后抽濾,并用無水乙醇沖洗2~3次,濾出的沉淀物在60℃下加熱40分鐘,得到產(chǎn)物一;
(3)室溫下,將100g產(chǎn)物一加入150gkoh溶液中,koh溶液中koh質(zhì)量百分比濃度為60%,堿化處理4小時(shí),然后向其中加入250g無水乙醇、30g一氯乙酸,并在60℃水浴中恒溫加熱反應(yīng)6.5小時(shí),得到溶液b;
(4)用質(zhì)量百分含量為8%的鹽酸將溶液b調(diào)至中性,靜置90分鐘,離心分離沉淀物,并用異丙醇溶液沖洗2~3次,濾出的沉淀物在60℃下加熱50分鐘,得到產(chǎn)物二,即取代度為1.2的羧甲基殼聚糖;
(5)將100g產(chǎn)物二加入質(zhì)量百分濃度為5%的乙酸溶液中,以1200轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌至完全溶解,然后繼續(xù)攪拌,并向其中滴加0.2mol/l的硝酸銀溶液150g,滴加速度為2ml/分鐘;硝酸銀溶液滴加完畢之后,再向其中滴加0.08mol/l的香草醛溶液25g,滴加速度為2ml/分鐘,其中香草醛溶液的溶劑為體積比為1:1的去離子水/異丙醇溶液;充分反應(yīng)30分鐘,得到溶液c,即羧甲基殼聚糖/ag復(fù)合膠體溶液,納米ag粒子穩(wěn)定、均勻分散于羧甲基殼聚糖聚合物分子中;
(6)取100g溶液c,然后向其中加入0.1g十二烷基二羥乙基甜菜堿,以1200轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度攪拌至十二烷基二羥乙基甜菜堿完全溶解,得到溶液d,溶液d即為具有廣譜抑菌功能的羧甲基殼聚糖/ag復(fù)合膠體溶液。
采用該抑菌復(fù)合涂料對(duì)汽車內(nèi)飾件常觸摸部位噴涂,可得到金黃色葡萄球菌抑菌率98%、大腸桿菌抑菌率100%、綠膿桿菌抑菌率100%、真菌94%的膜層,噴涂2分鐘后菌落總數(shù)降低95.36%。
實(shí)施例3
本實(shí)施例提供一種抑菌復(fù)合涂料的制備方法及其在汽車內(nèi)飾件中的應(yīng)用方法,包括以下步驟:
(1)將100g脫乙酰度為80%~95%、質(zhì)均分子量為2.68×106的殼聚糖加入33.56g質(zhì)量百分含量為20%的乙酸溶液中,以800轉(zhuǎn)/分鐘的速度磁力攪拌90分鐘,得到溶液a;
(2)將濃氨水(質(zhì)量百分濃度為28%-30%)以5ml/分鐘的滴加速度加入溶液a中,同時(shí)以500轉(zhuǎn)/分鐘的速度磁力攪拌,直至溶液ph值達(dá)到7.5,停止?jié)獍彼渭蛹皵嚢瑁o置90分鐘,然后抽濾,并用無水乙醇沖洗2~3次,濾出的沉淀物在70℃下加熱30分鐘,得到產(chǎn)物一;
(3)室溫下,將100g產(chǎn)物一加入180gnaoh/koh混合溶液中,naoh/koh混合溶液中naoh/koh的質(zhì)量百分含量為50%,堿化處理5.5小時(shí),然后向其中加入600g無水乙醇、60g一氯乙酸,并在60℃水浴中恒溫加熱反應(yīng)6.0小時(shí),得到溶液b;
(4)用質(zhì)量百分含量為4%的鹽酸將溶液b調(diào)至中性,靜置50分鐘,過濾沉淀物并用無水乙醇沖洗2~3次,濾出的沉淀物在70℃下加熱30分鐘,得到產(chǎn)物二,即取代度為1.1的羧甲基殼聚糖;
(5)將100g產(chǎn)物二加入質(zhì)量濃度為2%的乙酸溶液中,以500轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌至完全溶解,然后繼續(xù)攪拌,并向其中滴加0.5mol/l的硝酸銀溶液130g,滴加速度為5ml/分鐘;硝酸銀溶液滴加完畢之后,再向其中滴加0.1mol/l的香草醛溶液20g,滴加速度為3ml/分鐘,其中香草醛溶液的溶劑為體積比為1:2的去離子水/醇混合溶液,其中醇混合溶液為無水乙醇與異丙醇體積比1:1的溶液;充分反應(yīng)40分鐘,得到溶液c,即羧甲基殼聚糖/ag復(fù)合膠體溶液,納米ag粒子穩(wěn)定、均勻分散于羧甲基殼聚糖聚合物分子中;
(6)取100g溶液c,然后向其中加入0.5g月桂酰胺基丙基甜菜堿,以500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度攪拌至月桂酰胺基丙基甜菜堿完全溶解,得到溶液d,溶液d即為具有廣譜抑菌功能的羧甲基殼聚糖/ag復(fù)合膠體溶液。
采用該抑菌復(fù)合涂料對(duì)汽車內(nèi)飾件常觸摸部位擦涂,可得到金黃色葡萄球菌抑菌率97%、大腸桿菌抑菌率100%、綠膿桿菌抑菌率100%、真菌96%的膜層,擦涂2分鐘后菌落總數(shù)降低98.27%。
實(shí)施例4
本實(shí)施例提供一種抑菌復(fù)合涂料的制備方法及其在汽車內(nèi)飾件中的應(yīng)用方法,包括以下步驟:
(1)將100g脫乙酰度為80%~95%、質(zhì)均分子量為2.68×106的殼聚糖加入55.56g質(zhì)量百分含量為30%的乙酸溶液中,以1200轉(zhuǎn)/分鐘的速度磁力攪拌30分鐘,得到溶液a;
(2)將濃氨水(質(zhì)量百分濃度為28%-30%)以3ml/分鐘的滴加速度加入溶液a中,同時(shí)以300轉(zhuǎn)/分鐘的速度磁力攪拌,直至溶液ph值達(dá)到7.5,停止?jié)獍彼渭蛹皵嚢瑁o置80分鐘,然后離心分離,并用甲醇/無水乙醇混合醇(甲醇與無水乙醇體積比為1:3)溶液沖洗2~3次,濾出的沉淀物在60℃下加熱50分鐘,得到產(chǎn)物一;
(3)室溫下,將100g產(chǎn)物一加入160gkoh溶液中,koh溶液中koh的濃度為45%,堿化處理6小時(shí),然后向其中加入750g無水乙醇、85g一氯乙酸,并在55℃水浴中恒溫加熱反應(yīng)6.5小時(shí),得到溶液b;
(4)用質(zhì)量百分含量為1%的鹽酸將溶液b調(diào)至中性,靜置90分鐘,過濾沉淀物并用甲醇/異丙醇/無水乙醇體積比為1:2:2的混合醇沖洗2~3次,濾出的沉淀物在50℃下加熱60分鐘,得到產(chǎn)物二,即取代度為1.0的羧甲基殼聚糖;
(5)將100g產(chǎn)物二加入質(zhì)量百分濃度為2%的乙酸溶液中,以900轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌至完全溶解,然后繼續(xù)攪拌,并向其中滴加0.1mol/l的硝酸銀溶液180g,滴加速度為2ml/分鐘;硝酸銀溶液滴加完畢之后,再向其中滴加0.08mol/l的香草醛溶液35g,滴加速度為1.5ml/分鐘,其中香草醛溶液的溶劑為體積比為1:2的去離子水/無水乙醇溶液;充分反應(yīng)35分鐘,得到溶液c,即羧甲基殼聚糖/ag復(fù)合膠體溶液,納米ag粒子穩(wěn)定、均勻分散于羧甲基殼聚糖聚合物分子中;
(6)取100g溶液c,然后向其中加入0.3g十二烷基二甲基甜菜堿與羥基磺丙基甜菜堿質(zhì)量比1:1的甜菜堿混合物,以500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度攪拌至甜菜堿混合物完全溶解,得到溶液d,溶液d即為具有廣譜抑菌功能的羧甲基殼聚糖/ag復(fù)合膠體溶液。
采用該抑菌復(fù)合涂料對(duì)汽車內(nèi)飾件常觸摸部位擦涂,可得到金黃色葡萄球菌抑菌率96%、大腸桿菌抑菌率98%、綠膿桿菌抑菌率99%、真菌93%的膜層,擦涂2分鐘后菌落總數(shù)降低96.33%。
上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性的描述,顯然本發(fā)明的實(shí)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(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn),或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的,均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。