一种耐磨复合抗菌涂层材料及其制备方法和用途技术

本发明专利技术涉及一种耐磨复合抗菌涂层材料及其制备方法和用途。所述涂层材料含有某些特定成分，如沸石浆液、改性纳米粒子、改性碳纳米管、复合填料等，通过这些特定组分的改性等而拓展了材料的性能，并通过组分间的相互协作而使得该涂层材料表现出优良的耐磨、除味、抑菌性能，取得了显著的技术效果，充分地满足了涂装行业内的产品需求，具有广泛的市场前景。

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨复合抗菌涂层材料及其制备方法和用途
本专利技术涉及一种涂层材料，更具体地涉及一种耐磨复合抗菌涂层材料及其制备方法和用途，属于涂装

技术介绍
涂层材料是人们为了防护、绝缘、装饰等目的而涂覆于物体表面的固态连续薄膜材料，其主要可分为耐磨损型、耐热抗氧化型、防腐型、电导和电阻型等几大种类。涂层材料不仅能够延长物件的使用寿命，而且能够利用涂层的特有功能以达到改善办公、居住环境的目的。材料的磨损一直是设备损坏和材料更换的主要原因，这将会给生产者带来巨大的经济损失，同时易磨损的材料(尤其是金属机械类设备和厂房等)还在工作者周围隐藏着安全威胁。因此，开发新型的耐磨损材料是业界所普遍关注的重大问题。目前，现有技术中已有存在诸多涂层组合物的研究配方见诸报道，例如：CN1325931A的专利申请报道了一种重防腐耐磨陶瓷涂料，其包含一定重量配比的环氧树脂、邻苯二甲酸二丁酯、二甲苯与正丁酯混合溶剂、气相SiO2和陶瓷粉等。该涂料可直接喷涂或刷涂，并具有耐磨性好、附着力强等优点。CN1421495A的专利申请公开了一种无机高温耐磨涂料，其包含一定重量份数的酸性磷酸铝、石墨、氧化铅、吐温80、氮化钛、氮化硼、二硫化钨和余量水。该组合物涂层适用于室温至500℃以下温度条件的模具热加工和零件的防粘、润滑。CN1556162A的专利申请报道了一种纳米透明耐磨复合涂料，其包括由成膜高分子树脂、三氧化二铝纳米粉体、涂料助剂、溶剂、稀释剂以及固化剂组成的双组份复合涂料和由水性高分子树脂、三氧化二铝纳米粉体、涂料助剂、稀释剂水组成的单组份复合涂料。该涂料可图赋予树脂、金属、木材表面，具有耐磨、耐老化等特性。尽管现有技术已经存在各种具备耐磨损潜质的涂层组合物材料，但其性能仍然不够完备，并且功能过于单一化也制约了材料的应用范围。鉴于此，本专利技术旨在提供一种耐磨复合涂层，通过组分的筛选和改性、掺杂而获得了功能多样、性能提升的新型复合涂层材料。该材料具备耐磨、杀菌、防腐等多种功能，能充分减轻现有材料的磨损状况，具有广泛的市场前景。
技术实现思路
为了研发新型的耐磨复合涂层材料，本专利技术人对此进行了深入研究，在付出了大量的创造性劳动和经过深入研究探索后，从而完成了本专利技术。具体而言，本专利技术主要涉及三个方面。第一个方面，本专利技术涉及一种耐磨复合抗菌涂层材料，所述涂层材料包括双酚A环氧树脂、沸石浆液、改性纳米粒子、改性碳纳米管、天然提取成分、微粉助剂、2,6-脱氧果糖嗪、复合填料、硫代糠酸甲酯、α-环氧丙氧乙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸羟基乙酯、聚乙二醇1000、二乙醇胺、丙二醇和去离子水。在本专利技术的所述涂层材料中，涉及组成的“包括”，既包含了开放式的“包括”、“包含”等及其类似含义，也包含了封闭式的“由…组成”等及其类似含义。在本专利技术的所述涂层材料中，以重量份计，其具体组分含量如下：在本专利技术的所述涂层材料中，所述双酚A环氧树脂的重量份数为15-20份，例如可为15份、16份、17份、18份、19份或20份。在本专利技术的所述涂层材料中，所述沸石浆液的重量份数为3-5份，例如可为3份、4份或5份。所述沸石浆液的制备步骤如下，或者说其是按照如下方法制备得到的：将沸石经研磨过100目筛，浸渍于对甲苯磺酸中5-10分钟，然后过滤，将过滤后的沸石粉在80-100℃下烘干，然后将烘干的沸石粉加入到去离子水中，在超声振荡仪中分散10-20分钟后，再加入二茂铁，搅拌均匀使之充分接触，静置过夜，得到所述沸石浆液。其中，烘干的沸石粉与去离子水、二茂铁的质量比为1:3-5:0.02-0.04。其中，所述沸石的种类并没有特别的限定，可使用本领域中公知的各种沸石，例如方沸石、菱沸石、钙沸石、片沸石、丝光沸石、辉沸石等。在本专利技术的所述涂层材料中，所述改性纳米粒子的重量份数为5-8份，例如可为5份、6份、7份或8份。所述改性纳米粒子的制备步骤如下，或者说其是按照如下方法制备得到的：(1)向反应釜中加入纳米二氧化钛和1-羧甲基-3-甲基咪唑硫酸氢盐，搅拌均匀，升温至50-70℃，搅拌下滴加异佛尔酮二异氰酸酯，滴加完毕保温搅拌10-20分钟，然后抽滤、烘干、研磨，过100-200目筛；其中，纳米二氧化钛和1-羧甲基-3-甲基咪唑硫酸氢盐的质量比为1:5-6，纳米二氧化钛和异佛尔酮二异氰酸酯的质量比为1:2-3；(2)将过筛后的纳米二氧化钛与100-300目的纳米氧化锆混合加入到去离子水中，然后再加入4-吲哚基-2,2-二苯基丁酰胺和六水合氯化铕，搅拌浸渍30-40分钟，抽滤至干，然后60-70℃下真空干燥，在马弗炉中于500-700℃下焙烧，研磨过100-150目筛得到所述改性纳米粒子；其中，纳米二氧化钛与纳米氧化锆的质量比为1:1.5-2.5，纳米二氧化钛与去离子水的质量比为1:5-8，纳米二氧化钛、4-吲哚基-2,2-二苯基丁酰胺和六水合氯化铕的质量比为1:0.1-0.2:0.05-0.1。在本专利技术的所述涂层材料中，所述改性碳纳米管的重量份数为4-6份，例如可为4份、5份或6份。所述改性碳纳米管的制备步骤如下，或者说其是按照如下方法制备得到的：(1)将硼酸镁晶须在600℃下热处理2-3小时，然后加入到8倍重量的去离子水中，在超声频率25KHz下处理直至分散完全，然后过滤、烘干；将烘干的硼酸镁晶须加入至为其重量150倍(即为烘干的硼酸镁晶重量的150倍)的质量浓度为1-1.2％的聚羟丙基二甲基氯化铵水溶液中，600转/分搅拌浸渍1.5小时，然后抽滤、水洗、烘干，得到预处理硼酸镁晶须；(2)将预处理硼酸镁晶须与碳纳米管、去离子水按照重量比2:1:60在反应釜中混合，然后800转/分下搅拌1小时，再加入与碳纳米管等重量的甘草酸钠，继续搅拌1小时，抽滤、水洗，60℃真空干燥，即得所述改性碳纳米管。在本专利技术的所述涂层材料中，所述天然提取成分的重量份数为2-4份，例如可为2份、3份或4份。所述天然提取成分的制备步骤如下，或者说其是按照如下方法制备得到的：按照重量比1:0.3:0.2称取干燥毛竹叶、干燥大黄和干燥鸡血藤，将其加入至8-10倍重量的质量百分浓度为50-60％的乙醇中，室温下在超声功率300-330W下提取40-50分钟，过滤，向滤液中加入等重量的质量百分比浓度为5-10％的NaOH水溶液，然后升温至60-80℃搅拌0.5小时，过滤，浓缩，冷冻干燥，即得所述天然提取成分。在本专利技术的所述涂层材料中，所述微粉助剂的重量份数为3-5份，例如可为3份、4份或5份。所述微粉助剂为碳化钨与二氧化铈的混合物，其制备方法如下：将重量比为10:1的碳化钨与二氧化铈进行充分混合、研磨，然后过100目筛，即得所述微粉助剂。在本专利技术的所述涂层材料中，所述2,6-脱氧果糖嗪的重量份数为1-3份，例如可为1份、2份或3份。在本专利技术的所述涂层材料中，所述复合填料的重量份数为6-8份，例如可为6份、7份或8份。所述复合填料的制备步骤如下，或者说其是按照如下方法制备得到的：(1)将凹凸棒石于500-600℃下煅烧1-2小时，冷却后加入线性低密度聚乙烯颗粒，混合均匀并研磨成粉，得到研磨粉体；(2)取松香酸铜加入至5-6倍重量的去离子水中，搅拌下加入绒毛粉，升温至60-70℃下搅拌5分钟，然后向其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐磨复合抗菌涂层材料，所述涂层材料包括双酚A环氧树脂、沸石浆液、改性纳米粒子、改性碳纳米管、天然提取成分、微粉助剂、2,6‑脱氧果糖嗪、复合填料、硫代糠酸甲酯、α‑环氧丙氧乙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸羟基乙酯、聚乙二醇1000、二乙醇胺、丙二醇和去离子水。

【技术特征摘要】
1.一种耐磨复合抗菌涂层材料，所述涂层材料包括双酚A环氧树脂、沸石浆液、改性纳米粒子、改性碳纳米管、天然提取成分、微粉助剂、2,6-脱氧果糖嗪、复合填料、硫代糠酸甲酯、α-环氧丙氧乙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸羟基乙酯、聚乙二醇1000、二乙醇胺、丙二醇和去离子水；以重量份计，其具体组分含量如下：所述沸石浆液的制备步骤如下：将沸石经研磨过100目筛，浸渍于对甲苯磺酸中5-10分钟，然后过滤，将过滤后的沸石粉在80-100℃下烘干，然后将烘干的沸石粉加入到去离子水中，在超声振荡仪中分散10-20分钟后，再加入二茂铁，搅拌均匀使之充分接触，静置过夜，得到所述沸石浆液；其中，烘干的沸石粉与去离子水、二茂铁的质量比为1:3-5:0.02-0.04；所述改性纳米粒子的制备步骤如下：(1)向反应釜中加入纳米二氧化钛和1-羧甲基-3-甲基咪唑硫酸氢盐，搅拌均匀，升温至50-70℃，搅拌下滴加异佛尔酮二异氰酸酯，滴加完毕保温搅拌10-20分钟，然后抽滤、烘干、研磨，过100-200目筛；其中，纳米二氧化钛和1-羧甲基-3-甲基咪唑硫酸氢盐的质量比为1:5-6，纳米二氧化钛和异佛尔酮二异氰酸酯的质量比为1:2-3；(2)将过筛后的纳米二氧化钛与100-300目的纳米氧化锆混合加入到去离子水中，然后再加入4-吲哚基-2,2-二苯基丁酰胺和六水合氯化铕，搅拌浸渍30-40分钟，抽滤至干，然后60-70℃下真空干燥，在马弗炉中于500-700℃下焙烧，研磨过100-150目筛得到所述改性纳米粒子；其中，纳米二氧化钛与纳米氧化锆的质量比为1:1.5-2.5，纳米二氧化钛与去离子水的质量比为1:5-8，纳米二氧化钛、4-吲哚基-2,2-二苯基丁酰胺和六水合氯化铕的质量比为1:0.1-0.2:0.05-0.1；所述改性碳纳米管的制备步骤如下：(1)将硼酸镁晶须在600℃热处理2-3小时，然后加入到8倍重量的去离子水中，在超声频率25kHz下处理直至分散完全，然后过滤、烘干；将烘干的硼酸镁晶须加入至为其重量150倍的质量浓度为1-1.2％的聚羟丙基二甲基氯化铵水溶液中，600转/分搅拌浸渍1.5小时，然后抽滤、水洗、烘干，得到预处理硼酸镁晶须；(2)将预处理硼酸镁晶须与碳纳米管、去离子水按照重量比2:1:60在反应釜中混合，然后800转/分下搅拌1小时，再加入与碳纳米管等重量的甘...

【专利技术属性】
技术研发人员：竺叶洪，
申请(专利权)人：竺叶洪，
类型：发明
国别省市：浙江;33