一種熱交聯(lián)型抗菌、防霉及分解甲醛的納米涂層材料及其制備方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明屬于納米涂層制備及應用技術領域，具體來說，涉及到一種熱交聯(lián)型抗菌、
防霉及分解甲醛的納米涂層材料及其制備方法。
[0002]
【背景技術】
[0003]抗菌防霉涂料主要有兩大類型:第一類是有機抗菌劑或有機防霉劑，其缺點是作用時間短，隨著有機物的自行分解，抗菌或防霉作用逐漸消失，有害微生物會形成耐藥性，并且某些有機物對人體和環(huán)境有負面影響。第二類是無機材料抗菌劑或防霉劑。而無機系列抗菌劑或防霉劑又分為兩種:一種是以銀、銅、鋅等金屬離子負載在無機載體上而制成的抗菌劑或防霉劑，其缺點是銀、銅、鋅等金屬離子會流失，抗菌或防霉作用逐漸下降，并且難以做到抗菌和防霉同時兼顧；另一種是納米氧化鋅、二氧化鈦等金屬氧化的光催化作用來實現(xiàn)抗菌或防霉的無機抗菌劑或防霉劑，缺點是光催化作用必需借助紫外光、水、空氣等條件。但是最新的研究表明，納米氧化物的抗菌防霉活性主要取決于納米粒子表面的缺陷數，該缺陷通過和空氣中的水作用，形成氧負離子自由基。
[0004]中國專利CN 200610157289.3中公開了一種納米抗菌防霉涂料，按照重量百分比包括以下組分:水性涂料75-90%，納米銀3-7%，納米銅或納米鋅3-7%，納米氧化鋅或納米二氧化鈦4-11%。但是該專利所述的納米氧化物基本上都被水性涂料包覆，在表面裸露的納米氧化物有限，非固化納米涂層耐磨性、耐化學品腐蝕性，耐候性都很差，很容易脫落，其抗菌防霉性能有限。
[0005]中國專利CN101701120中公開了一種納米氧化鋅抗菌抗污涂料及其制備方法，但是根據該發(fā)明專利制作的納米涂層很容易脫落，更重要的是這種納米涂料做的非固化涂層耐磨性、耐化學品腐蝕性，耐候性都很差，很容易脫落，同時有大量的助溶劑揮發(fā)造成環(huán)境的污染。
[0006]氧化鋅具有吸收紫外線(UV)特性，故含氧化鋅的涂料具有極好的抗老化作用，延長涂層的使用壽命，并且一定數量的氧化鋅還可以提高涂料的韌性和硬度如美國專利US41395150。另一方面，美國專利US7348029說明納米氧化鋅顆粒除了抗紫外線外還具備抑制病菌滋生的能力。納米氧化鋅作為理想的普適性抗菌能力，長效地抗污性，對環(huán)境質量無污染對環(huán)境質量無污染，具有環(huán)保型等特點。
[0007]

【發(fā)明內容】

[0008]針對相關技術中的上述技術問題，本發(fā)明提出一種熱交聯(lián)型抗菌、防霉及分解甲醛的納米涂層材料及其制備方法。
[0009]為實現(xiàn)上述技術目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的:一種熱交聯(lián)型抗菌、防霉及分解甲醛的納米涂層材料，其由以下質量百分比的成分組成:熱交聯(lián)劑或聚合物0.2-7%、有機高分子0.1-10%、著色染料0-2%、納米粒子2-15%、溶劑
60-80%ο
[0010]優(yōu)選的，所述的熱交聯(lián)劑選自雙官能團的二環(huán)氧，如:二環(huán)氧化-1，3_丁二烯、二環(huán)氧甘油醚、二環(huán)氧己烷、I，2，7，8_二環(huán)氧酮、聚乙二醇二環(huán)氧乙烷甲基醚、二環(huán)戊二烯環(huán)氧化物等;或者所述的熱交聯(lián)劑選自雙官能團的二乙烯基醚，如I，4_二環(huán)己烷二甲基二乙烯基醚、四(乙二醇)二乙烯基醚、I，6_己二醇二乙烯醚、三乙二醇二乙烯基醚、I，4_環(huán)己烷二甲醇二乙烯醚、I，4_丁二醇乙烯醚、二乙二醇二乙烯基醚等;或者所述的熱交聯(lián)劑選自雙官能團的雙苯酐，如4，4 ’ -氧雙鄰苯二甲酸酐、均苯四甲酸酐、I，4，5，8-萘四甲酸酐、3，4，9，10-四羧酸酐等;或者所述的熱交聯(lián)劑選自雙官能團的二異氰酸酯，如I，4_環(huán)己烷二異氰酸酯、I，5_奈二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、I，6_二異氰酸酯基己烷、反-1，4_環(huán)己基二異氰酸酯、二甲苯烷二異氰酸酯、L-賴氨酸二異氰酸酯、I，6_己二異氰酸酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯等；或者所述的熱交聯(lián)劑選自多官能團的環(huán)氧、氮丙啶、乙烯基醚、苯酐、異氰酸酯的單體，如:三(環(huán)氧丙基)異氰尿酸酯、異氰脲酸B-三縮水甘油酯、縮水甘油醚、異氰脲酸B-三縮水甘油酯、三羥甲基丙烷-三[3-(2-甲基吖丙啶基)丙酸酯]、三羥甲基丙烷-三(3-卩丫丙啶基丙酸酯)、季戊四醇三(3-氮丙啶基)丙酸酯等;或者所述的熱交聯(lián)劑選自多官能團的環(huán)氧、氮丙啶、乙烯基醚、苯酐、異氰酸酯的聚合物，如環(huán)氧樹月旨、酚醛環(huán)氧樹脂、聚氮丙啶交聯(lián)劑等。
[0011 ]優(yōu)選的，所述有機高分子選自以下物質中的一種或多種:丙烯酸樹脂或其酯類樹月旨、酚醛樹脂、聚氨酯、脲醛樹脂、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮醛、氨基樹脂、醇酸樹脂、阿拉伯樹膠、明膠、蛋白質、淀粉、纖維素。
[0012]優(yōu)選的，所述的著色染料選用溶于溶劑的無色或者顏色為藍色、黃色、紫色、紅色的染料。
[0013]優(yōu)選的，所述納米粒子為納米氧化鋅或者納米氧化鋅和納米二氧化鈦的組合物，且粒徑為Inm-lOOOnm。
[0014]優(yōu)選的，所述的溶劑選自水或者以下物質中的一種或多種:四氫呋喃、丁酮、二乙醇甲醚、丙二醇甲醚、乙二醇乙醚、DMF、二乙二醇二甲醚、丁酮、N-甲基吡咯烷酮。
[0015]—種熱交聯(lián)型抗菌、防霉及分解甲醛的納米涂層材料的制備方法，包括如下步驟: 溶劑中加入熱交聯(lián)劑、有機高分子、著色染料，混勻后加入納米氧化鋅或者納米氧化鋅和納米二氧化鈦的納米粒子，在500-10000轉/分鐘的轉速下以攪拌、分散和乳化中的其中一種方式進行操作I小時，用研磨機研磨至納米粒子的粒徑小于lOOOnm。
[0016]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明不但具有抗菌的性能，而且還具有很好的防霉及去除甲醛的特性，因此本發(fā)明提供一種含有納米氧化鋅的涂層材料，將其通過擠壓、噴涂，旋涂、刮涂等方式涂布在基材表面，通過熱交聯(lián)固化在基材表面形成一層致密的三維網狀結構，大幅提高了涂層的耐磨性、耐化學品腐蝕性及耐候性；同時由于表面被大量納米粒子覆蓋，因而該涂層具有抗菌、防霉及分解甲醛的納米涂層;與光照交聯(lián)固化比較，熱固化使用范圍更廣，更適合于異形表面或者器件內部的涂層制備;該涂層使用范圍廣，可用于家裝、油漆，
外墻，碼頭和艦船等領域。
[0017]
【具體實施方式】
[0018]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術手段和創(chuàng)作特征易于明白了解，下面對本發(fā)明進一步闡述。
[0019]下面結合具體的實施例對本發(fā)明所述的熱交聯(lián)型抗菌、防霉及分解甲醛的納米涂層材料做進一步說明，但是本發(fā)明的保護范圍并不限于此。
[0020]實施例1
10g水中加入1g聚丙稀酸、8g水溶環(huán)氧樹脂、0.5g甲基紫，混勾后加入50g初始粒徑為20nm的氧化鋅納米粒子，4000轉/分鐘攪拌I小時，用高效研磨機研磨至粒度儀監(jiān)控平均粒徑小于200nm，即可得到熱交聯(lián)型抗菌、防霉及分解甲醛的納米涂層材料。
[0021]實施例2
10g水中加入1g聚乙烯醇縮醛、6g三羥甲基丙烷-三[3-(2-甲基吖丙啶基)丙酸酯]、Ig甲基紫，混勾后加入41g初始粒徑為20nm的二氧化鈦和I Ig初始粒徑為30nm的氧化鋅納米粒子，4000轉/分鐘分散I小時，用高效研磨機研磨至粒度儀監(jiān)控平均粒徑小于300nm，即可得到熱交聯(lián)型抗菌、防霉及分解甲醛的納米涂層材料。
[0022]實施例3
10g 丁酮中加入8g脲醛樹脂、4g 二乙二醇二乙烯基醚、3g環(huán)氧樹脂128、0.5g維多利亞純藍，混勻后加入45g初始粒徑為20nm的氧化鋅納米粒子，4000轉/分鐘乳化I小時，用高效研磨機研磨至粒度儀監(jiān)控平均粒徑小于200nm，即可得到熱交聯(lián)型抗菌、防霉及分解甲醛的納米涂層材料。
[0023]實施例4
10gDMF中加入8g環(huán)氧樹脂、1g酚醛樹脂、0.5g結晶紫，混勻后加入68g初始粒徑為20nm的氧化鋅納米粒子，4000轉/分鐘分散I小時，用高效研磨機研磨至粒度儀監(jiān)控平均粒徑小于400nm，即可得到熱交聯(lián)型抗菌、防霉及分解甲醛的納米涂層材料。
[0024]實施例5
10g乙二醇乙醚中加入9g酚醛樹脂、4g I，6_二異氰酸酯基己烷、4g環(huán)氧樹脂、Ig染料黃，混勻后加入61g初始粒徑為25nm的氧化鋅納米粒子，4000轉/分鐘分散I小時，用高效研磨機研磨至粒度儀監(jiān)控平均粒徑小于200nm，即可得到熱交聯(lián)型抗菌、防霉及分解甲醛的納米涂層材料。
[0025]實施例6
10g水中加入8g卵清蛋白、9g水性環(huán)氧，混勻后加入51g初始粒徑為50nm的氧化鋅納米粒子，4000轉/分鐘分散I小時，用高效研磨機研磨至粒度儀監(jiān)控平均粒徑小于500nm，即可得