一种耐洗涤防静电抗菌涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐洗涤防静电抗菌涂料及其制备方法，该方法包括以下步骤：（1）将40~50份成膜物溶解于20~30份溶剂中，制得成膜物溶液；（2）取10~20份抗菌复合材料加入1/3成膜物溶液中，得到抗菌分散液；（3）取10~20份导电填料加入1/3成膜物溶液中，得到导电分散液；（4）取5~10份无机氧化物加入1/3成膜物溶液中，得到除臭分散液；（5）将抗菌分散液、导电分散液和除臭分散液混合，再依次加入3~5份分散剂、1~5份流平剂、1~3份消泡剂及1~5份防沉剂，分散均匀后得耐洗涤防静电抗菌涂料。本发明专利技术通过科学配伍抗菌复合物、导电填料及无机氧化物，原料之间相互协同作用，使得涂料不仅具有耐洗涤特性，还具有抗菌、防静电以及除臭的功能，进一步扩宽了涂料的应用范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及了一种耐洗涤防静电抗菌涂料及其制备方法。
技术介绍
高分子材料等非金属制件表面的静电积累达到一定程度就会放电，致使各种精密仪器、精密电子元器件击穿而报废，甚至引起易燃易爆物起火或爆炸，造成巨大的生命和财产损失。另外，积累在塑料制品表面的静电由于吸尘严重而难于净化，从而影响塑料制品的外观和在超净环境(如手术室、计算机室、精密仪器等)中的应用。现有防静电涂料还有待提高其抗静电性能及稳定性。同时，现有的涂料功能较单一，如抗菌涂料、防静电涂料或除甲醛涂料等等，往往是通过混合多种功能的涂料达到多功能特点，但较难达到所预期的效果。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供了一种耐洗涤防静电抗菌涂料的制备方法。本专利技术所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：一种耐洗涤防静电抗菌涂料的制备方法，其包括以下步骤：（1）将40~50份成膜物溶解于20~30份溶剂中，混合均匀后制得成膜物溶液；所述成膜物是饱和聚酯树脂或聚氨酯树脂；（2）取10~20份抗菌复合材料加入1/3成膜物溶液中，高速分散60~90min，得到抗菌分散液；（3）取10~20份导电填料加入1/3成膜物溶液中，高速分散60~90min，得到导电分散液；所述导电填料由多孔碳、碳纳米管、炭黑、石墨烯和纳米铝粉按质量比4:2:1:2:2混合组成；所述导电填料制备方法如下：将5g纤维素，12mg聚苯乙烯磺酸钾和30ml水加入到100ml水热釜中，在180℃烘箱中密封反应10h，经清洗干燥后，在900℃的空气气氛下煅烧1h，得到多孔碳；将碳纳米管、纳米铝粉分散在120ml的水溶液中，浸入多孔碳1~2h，让纳米材料充分进入孔道中，然后抽滤；抽滤所得的滤饼浸入到50ml炭黑和石墨烯水溶液中，30~60min，然后再次抽滤；再次抽滤所得的滤饼用蒸馏水洗涤，在真空条件下120℃烘干，即得导电填料；（4）取5~10份无机氧化物加入1/3成膜物溶液中，高速分散60~90min，得到除臭分散液；无机氧化物制备方法如下：在研磨槽中加入以下重量百分比的原料：ZrO2 5%，TiO2 8%，SiO2 16%，V2O5 4%，K2O 2%，SnO2 3%，Cr2O3 3%，Al2O3 13%，Fe2O3 11%，MgO 20%，Na2O8%，MnO2 7%；投入到研磨机进行研磨，控制粒径在10~30μm之间。（5）将抗菌分散液、导电分散液和除臭分散液混合，高速分散60~90min，再依次加入3~5份分散剂、1~5份流平剂、1~3份消泡剂及1~5份防沉剂，高速分散均匀后制得耐洗涤防静电抗菌涂料。在本专利技术中，所述消泡剂是有机硅树脂类消泡剂、改性有机硅树 脂类消泡剂和二氧化硅与有机硅树脂的混合物类消泡剂的至少两种；所述防沉剂是蜡类防沉剂、二氧化硅类防沉剂和聚脲类防沉剂的至少一种；所述流平剂是溶剂类流平剂、丙烯酸 类流平剂和有机硅类流平剂的至少一种。所述分散剂是天然高分子类分散剂、合成高分子类分散剂、多价羧酸类分散剂、嵌段高分子共聚物类分散剂和特殊乙烯类聚合物类分散剂的至少一种；所述溶剂为酯类溶剂与酮类溶剂的混合物，所述酯类溶剂是醋酸乙酯或醋酸丁酯，所述酮类溶剂是环已酮、N-甲基吡咯烷酮、甲乙酮或甲基异丁基酮。在本专利技术中，一种抗菌复合材料的制备方法包括以下步骤：（1）制备石墨烯量子点悬浮液：称取0.5~0.8g C60粉末，量取50~100ml质量分数为98％的浓硫酸，将C60粉末和浓硫酸在烧杯中混合，烧杯放在冰水浴中，同时以300~500rpm的速度搅拌，得混合液；称取0.5~3g 高锰酸钾粉末，缓慢的加入上述混合液中；移去冰水浴，换成水浴，保持水浴温度30~40℃，反应5~8h；快速加入100~200ml纯水，过滤，然后用截留分子量为1000的透析袋透析3天，得石墨烯量子点悬浮液；100rpm速度搅拌石墨烯量子点悬浮液，同时激光辐照30~60min，激光辐照功率为1~2W。（2）制备负载银的石墨烯量子点：超声搅拌（300~500W超声功率，200~300rpm搅拌速度）50~60ml石墨烯量子点悬浮液，滴加浓度为0.001~0.005mol/L硝酸银溶液，控制反应温度为45~60℃，滴加浓度为0.01～0.08mol/L二水合柠檬酸三钠，继续超声搅拌60~120min；陈化，清洗，烘干得负载银的石墨烯量子点；石墨烯量子点悬浮液、硝酸银溶液与二水合柠檬酸三钠的体积比为3~4:2~3:1~2。（3）将0.1~0.5g负载银的石墨烯量子点超声搅拌（500~1000W超声功率，300~500rpm搅拌速度）分散于乙醇中；之后加入体积比3~5:1的水和氨水，搅拌均匀后加入正硅酸乙酯（与负载银的石墨烯量子点的质量比为 1~2:1，调节pH值为9~10，反应温度为20~25℃，反应1~3小时；进行离心并依次用丙酮和去离子水清洗获得沉淀；将该沉淀在90oC下干燥3h，以得到SiO2包覆的负载银的石墨烯量子点。（4）将0.1~0.3mol/L钛源（钛源为氟钛酸钾、氟钛酸铵、钛酸异丙酯或四氯化钛）加入到1 mol/L硫酸溶液中，混合均匀；加入步骤（3）制得的SiO2包覆载银石墨烯量子点，升温至100~110℃，反应2~4h后，用浓氨水溶液调pH值至7，陈化6小时后，清洗，干燥，得到载银/二氧化钛石墨烯量子点。（5）载银/二氧化钛石墨烯量子点的表面处理：将0.005~0.01g氧化石墨加入到5~10mL的分散剂（DMSO）中，超声搅拌（300~500W超声功率，200~300rpm搅拌速度）并加入0.1~0.3g载银/二氧化钛石墨烯量子点，继续超声搅拌10~30min，移至内衬为聚四氟乙烯的微波水热反应釜（50 mL）中，密封后置于微波辅助水热合成仪中，微波功率为200~400W，200~240℃下反应60~90min；冷却，过滤，烘干得表面处理的载银/二氧化钛石墨烯量子点。（6）称取多孔石墨烯（2~5层，孔大小约3~6nm）配制成浓度为0.2~0.8mg/ml的石墨烯分散溶液，溶剂为水、丙酮或二甲基亚砜；超声搅拌（500~1000W超声功率，600~800rpm搅拌速度）80~100ml石墨烯分散溶液，加入步骤（5）制得的载银/二氧化钛石墨烯量子点，超声搅拌10~30min，然后移至聚四氟乙烯的反应釜中，在80~120℃下保温15~30min；冷却，离心，清洗，烘干得抗菌复合材料。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术先制备负载银/二氧化钛的石墨烯量子点，然后表面处理，最后附着在多孔石墨烯上，可以更好地负载并固定银纳米粒子和二氧化钛，防止其团聚，显著提高银纳米粒子和二氧化钛的稳定性，使银纳米粒子和二氧化钛具有更长效的抗菌活性；同时复合了银粒子、二氧化钛抗菌性能，相比于单一的银纳米抗菌剂有着更好的抗菌效果，抗菌持久；本专利技术所使用的导电填料使油墨的导电结构更致密，形成良好的层间联通结构，导电通道更加顺畅，从而进一步提高导电率以及稳定性，又克服了纯碳黑导电油墨导电性能不稳定的缺陷；本专利技术通过科学配伍抗菌复合物、导电填料及无机氧化物，原料之间相互协同作用，使得涂料不仅具有耐洗涤特性，还具有抗菌、防静电以及除臭的功能，进一步扩宽了涂料的应用范围。具体实施方式下面结合实施例对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐洗涤防静电抗菌涂料的制备方法，其包括以下步骤：（1）将40~50份成膜物溶解于20~30份溶剂中，混合均匀后制得成膜物溶液；（2）取10~20份抗菌复合材料加入1/3成膜物溶液中，高速分散60~90min，得到抗菌分散液；（3）取10~20份导电填料加入1/3成膜物溶液中，高速分散60~90min，得到导电分散液；所述导电填料由多孔碳、碳纳米管、炭黑、石墨烯和纳米铝粉按质量比4:2:1:2:2混合组成；（4）取5~10份无机氧化物加入1/3成膜物溶液中，高速分散60~90min，得到除臭分散液；（5）将抗菌分散液、导电分散液和除臭分散液混合，高速分散60~90min，再依次加入3~5份分散剂、1~5份流平剂、1~3份消泡剂及1~5份防沉剂，高速分散均匀后制得耐洗涤防静电抗菌涂料。

【技术特征摘要】
1.一种耐洗涤防静电抗菌涂料的制备方法，其包括以下步骤：（1）将40~50份成膜物溶解于20~30份溶剂中，混合均匀后制得成膜物溶液；（2）取10~20份抗菌复合材料加入1/3成膜物溶液中，高速分散60~90min，得到抗菌分散液；（3）取10~20份导电填料加入1/3成膜物溶液中，高速分散60~90min，得到导电分散液；所述导电填料由多孔碳、碳纳米管、炭黑、石墨烯和纳米铝粉按质量比4:2:1:2:2混合组成；（4）取5~10份无机氧化物加入1/3成膜物溶液中，高速分散60~90min，得到除臭分散液；（5）将抗菌分散液、导电分散液和除臭分散液混合，高速分散60~90min，再依次加入3~5份分散剂、1~5份流平剂、1~3份消泡剂及1~5份防沉剂，高速分散均匀后制得耐洗涤防静电抗菌涂料。2.根据权利要求1所述的耐洗涤防静电抗菌涂料的制备方法，其特征在于，所述无机氧化物制备方法如下：在研磨槽中加入以下重量百分比的原料：ZrO2 5%，TiO2 8%，SiO2 16%，V2O5 4%，K2O 2%，SnO2 3%，Cr2O3 3%，Al2O3 13%，Fe2O3 11%，MgO 20%，Na2O8%，MnO2 7%；投入到研磨机进行研磨，控制粒径在10~30μm之间。3.根据权利要求1所述的耐洗涤防静电抗菌涂料的制备方法，其特征在于，所述导电填料制备方法如下：将5g纤维素，12mg聚苯乙烯磺酸钾和30ml水加入到100ml水热釜中，在180℃烘箱中密封反应10h，经清洗干燥后，在900℃的空气气氛下煅烧1h，得到多孔碳；将碳纳米管、纳米铝粉分散在120ml的水溶液中，浸入多孔碳1~2h，让纳米材料充分进入孔道中，然后抽滤；抽滤所得的滤饼浸入到50ml炭黑和石墨烯水溶液中，30~60min，然后再次抽滤；再次抽滤所得的滤饼用蒸馏水洗涤，在真空条件下120℃烘干，即得导电填料。4.根据权利要求1至3任一所述的耐洗涤防静电抗菌涂料的制备方法，其特征在于，所述抗菌复合物通过以下方法制得：（1）制备负载银的石墨烯量子点：超声搅拌50~60ml石墨烯量子点悬浮液，滴加硝酸银溶液，控制反应温度为45~60℃，滴加，继续超声搅拌60~120min；陈化，清洗，烘干得负载银的石墨烯量子点；（2）将0.1~0.5g负载银的石墨烯量子点超声搅拌分散于乙醇中；之后加入体积比3~5:1的水和氨水，搅拌均匀后加入正硅酸乙酯，调节pH值为9~10，反应温度为20~25℃，反应1~3小时；进行离心并依次用丙酮和去离子水清洗获得沉淀；干燥，得到SiO2包覆的负载银的石墨烯量子点；（3）将0.1~0.3mol/L...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆庚，
申请(专利权)人：佛山市高明区尚润盈科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44