[发明专利]一种天然环保的抗菌防霉涂料及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于化工涂料技术领域，具体涉及一种天然环保的抗菌防霉涂料及其制备方法与应用。

背景技术

随着经济的发展，能源与环境成为人们日益关注的问题，涂料工业也因此面临愈来愈严格的环境法规要求。粉末涂料技术是一种没有挥发性有机物的绿色科技，可以很好地迎合市场的需求。粉末涂料广泛应用于医学和消费品领域，包括医学设备、食品包装、家用电器及建筑材料等等。由于这些产品都直接或间接地与人体接触，要求它们具备抗菌性能，所以有必要添加一种自身无毒且具有高效抗菌性能的抗菌剂。此外，在粉末涂料中采用绿色可再生、环境友好的原料将使之成为一种解决现今涂料工业难题的“绿色+绿色”方案。

前期我们研发了一种绿色抗菌剂——剥离型载银壳聚糖季铵盐/粘土(蒙脱土、有机蒙脱土)纳米复合材料。在该纳米复合材料中，壳聚糖季铵盐是由虾蟹壳里面提取的天然高分子壳聚糖改性得到的，且其作为纳米银的绿色还原剂和稳定剂，在还原纳米银的同时进入蒙脱土(有机蒙脱土)的层间，使得蒙脱土(有机蒙脱土)片层剥离。该纳米复合材料的制备过程绿色环保，并且其原料——壳聚糖季铵盐、纳米银及蒙脱土(有机蒙脱土)本身都具有优异的抗菌性能且安全性高。因此，利用粉末涂料技术将壳聚糖季铵盐/蒙脱土(有机蒙脱土)/纳米银复合材料作为绿色抗菌剂添加到粉末涂料中是一种理想的选择。

发明内容

本发明提供了一种基于壳聚糖季铵盐/有机蒙脱土/纳米银复合材料的天然环保的抗菌防霉涂料及其制备方法与应用。采用粉末涂料技术将绿色抗菌剂——壳聚糖季铵盐/有机蒙脱土/纳米银复合材料均匀分散于粉末涂料配方中，制成一种具有优异抗菌性能、无毒性、安全性高的抗菌防霉涂料。而且该涂料的光泽度、硬度、柔韧性、附着性以及耐冲击性等一系列物理机械性能良好，可适用于医学设备、家用电器及其它各种要求抗菌防霉的固体表面。

本发明的目的具体通过以下技术方案实现。

一种天然环保的抗菌防霉涂料，所述天然环保的抗菌防霉涂料由如下组分经过混合、过筛获得；其中各组分占所有组分总质量的比例为：

进一步地，壳聚糖季铵盐的重均分子量为1.65×10⁵～1.60×10⁶，季铵基的取代度为60～90％。

进一步地，有机蒙脱土经过表面活性剂改性，所使用表面活性剂为十八烷基二甲基氯化铵。

进一步地，纳米银的合成是以壳聚糖季铵盐为还原剂和稳定剂、以有机蒙脱土为模板。

进一步地，所述天然环保的抗菌防霉涂料经喷涂、固化后的涂膜制品具有抗菌防霉性能，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率达到99.9％以上，对黑曲霉、绳状青霉、球毛壳霉、宛氏拟青霉、土曲霉以及出芽短梗霉的抑制率达到0级，防霉耐久性能达到0级；涂膜制品的光泽度可达86±2，硬度达1H，柔韧性符合GB/T 1731-1993、附着性达0级脱落，耐冲击性符合GB/T 1732-1993。

以上所述的一种天然环保的抗菌防霉涂料的制备方法，包括如下步骤：1)制备壳聚糖季铵盐/有机蒙脱土/纳米银复合材料：将1～4mL浓度为50～200mg/mL的氢氧化钠溶液滴加到10～30mL新鲜制备的浓度为2～6mg/mL的硝酸银溶液中形成棕色氧化银沉淀，之后添加重量百分比为2～25％的氨水溶液直至沉淀完全消失，从而得到新鲜配制的银氨溶液。新鲜制备的银氨溶液经孔径为0.22～1μm的微孔滤膜过滤后滴加到10～50mL浓度为2～10mg/mL的壳聚糖季铵盐溶液中，放置入微波反应系统。设置微波条件为600～800W和65～85℃，逐滴滴加2～10mL浓度为5～25mg/mL的有机蒙脱土悬浮液，反应70～90min。随后将反应产物经过透析和冷冻干燥得到壳聚糖季铵盐/有机蒙脱土/纳米银复合材料。

2)将称量好的壳聚糖季铵盐/有机蒙脱土/纳米银复合材料、P2288A聚酯树脂、E-12环氧树脂、R668金红石钛白粉、668超细钡、SF-2A流平剂、701增光剂、安息香及211蜡粉粉碎混合，再用小型双螺杆挤出机进行挤出；

3)将挤出后的片状材料再次粉碎，过筛，取过筛后的细粉，得到所述天然环保的抗菌防霉涂料。

以上所述的一种天然环保的抗菌防霉涂料在涂膜制备中的应用，具体应用步骤为：用砂纸打磨待喷涂的铁板，再用铁丝挂起，用所述天然环保的抗菌防霉涂料细粉进行高压60～90kV静电喷涂；然后放入烘箱进行固化，条件是180～200℃，15～25min。

与现有技术相比，本发明具有以下优点与技术效果：