[发明专利]一种抗菌纳米银树脂的制备方法及含有该树脂的不粘涂料

说明书

本发明涉及材料领域，公开了一种抗菌纳米银树脂的制备方法及含有该树脂的不粘涂料，抗菌纳米银树脂的制备包括：1）以三元醇、二元醇、二元酸和多元酸酐为单体合成超支化聚酯模板剂；2）将超支化聚酯模板剂的pH调节到4‑6，加入硝酸银溶液，滴加还原剂，制得纳米银粒子；3）将纳米银粒子与水性有机硅改性超支化聚酯树脂混合，得到抗菌纳米银树脂。本发明先以多元醇和多元酸为单体制备超支化聚酯模板剂，然后硝酸银和还原剂在模板剂中原位反应生成纳米银粒子，最后与水性有机硅改性超支化聚酯混合后即得抗菌纳米银树脂，涂料化后得到含该树脂的不粘涂料，该涂料具有优异的抗菌性、耐热性和不粘性。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种抗菌纳米银树脂的制备方法及含有该树脂的不粘涂料。

背景技术

目前，涂料以溶剂型为主，排放的可挥发性有机物(VOCs)对环境会造成严重危害。随着现代生活质量的日益提高，人们对水性涂料或低VOCs含量涂料的需求在不断增加，然而，受限于水性涂料产品性能本身以及涂装技术的水平，国内水性涂料在应用方面还有较大提升空间，尚未大范围推广，因而对于高性能水性涂料的开发极为迫切。

其中，水性涂料在温湿度适宜环境下，面临着大量细菌等微生物繁殖的挑战，对涂料的最终性能产生干扰。同时，随着社会的发展，生活水平的不断提高，人们对健康环保越来越重视，环境中微生物无处不在，一直以来，人们的生存和健康受到各种细菌的威胁。人们日常工作生活中接触到的设施、工具、器皿等很多领域都存在抗菌需求。抗菌涂料通过涂覆在各种材料表面进而形成具有抗菌作用的涂层，是一类满足各种抗菌需求的理想材料。不粘涂料主要用于炊具、小家电等，涂层是用户直接接触到的材料，用户对于抗菌的健康需求非常强烈，因而抗菌型涂料的研究和应用受到了极大的关注。

银系抗菌剂因强力的抗菌效果、良好的热稳定性、持久的抗菌效果，并对细胞及组织无明显毒性，得到了广泛的应用。根据抗菌粒子的粒径大小，可将银类抗菌剂划分为传统型和纳米型。传统银类抗菌剂与液体接触时会释放银离子(Ag⁺)，Ag⁺带正电，可吸引带负电的微生物与之接触，通过Ag⁺的生物化学特性，杀灭微生物；纳米银粒子抗菌剂的有效成分为粒径在1～100nm之间的纳米银微粒，纳米银粒子抗菌剂在使用时也会释放Ag⁺，因此纳米银粒子抗菌剂具有与传统银类抗菌剂基本相同的抗菌机理。此外，纳米银粒子具有显著的体积、表面效应，能吸附在微生物的表面，导致细胞膜形态变化，破坏细胞膜使细胞质流出，从而杀灭微生物，从而实现更好的杀菌效果。

纳米银粒子的制备方法主要有物理法和化学法。常用的物理法有机械球磨法、溅射法、惰性气体冷凝法、等离子体法等，这种方法制备的产品纯度较高，但采用的设备成本较高，需要消耗大量的能量使材料尺寸降低到纳米量级，并且产率较低。常用的化学法包括化学气相沉积法、电化学法、模板法、溶胶-凝胶法等，该方法的缺点是容易混入杂质，所得产品不纯，但相比物理法，具有得到的纳米材料规整均匀、利于批量生产、设备简便的优点。

采用在模板法制备抗菌纳米银粒子的过程中，所用的模板和稳定剂对纳米银的形貌尺寸控制、分散稳定性、纳米粒子的表面活性及银离子的释放速度等至关重要，而表面活性影响到催化性能，银离子的释放速度决定了材料的抗菌性，也就是说，稳定剂的选择与材料的催化性能及抗菌活性和安全性密切相关。在各种模板和稳定剂中，高分子具有结构设计灵活、每条链上所含的官能团数目多(有多个点来稳定金属纳米粒子)、稳定效果好等优点，然而，由于线型高分子链的聚集和缠结会导致金属纳米粒子的团聚，对金属纳米粒子的稳定效果往往不够理想。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种抗菌纳米银树脂的制备方法及含有该树脂的不粘涂料，本发明先通过“A₂+B₃方法”，同时引入中心核的方式，以多元醇和多元酸为单体制备超支化聚酯模板剂，然后硝酸银和还原剂在模板剂中原位反应生成纳米银粒子，最后与水性有机硅改性超支化聚酯混合后即得抗菌纳米银树脂，涂料化后得到含该树脂的不粘涂料，该涂料具有优异的抗菌性、耐热性和不粘性。