[发明专利]一种抗菌型纳米氧化石墨烯包合TiO2丙烯酸树脂制备方法及其应用

说明书

本发明属于环保型树脂汽车涂料技术领域，尤其为一种抗菌型纳米氧化石墨烯包合TiO2丙烯酸树脂制备方法及其应用，该制备方法包括以下步骤：步骤S1：制备PDDA处理的TiO2纳米粒子浆液；步骤S2：制备高度分散的TiO2纳米粒子浆液；步骤S3：将高速分散的TiO2纳米粒子浆液进行喷雾包埋，制得双层核壳包埋的TiO2纳米粒子；步骤S4：制得丙烯酸树脂体系；步骤S5：制备抗菌型纳米氧化石墨烯包合TiO2丙烯酸树脂物料。本发明有效防止TiO2的团聚，提高了其比表面积，利用氧化石墨烯和氨基酸的高分散性能，使纳米氧化铁均匀地分布于丙烯酸树脂涂料的表面，有效提高丙烯酸树脂成膜过程中的柔韧性和附着力，提高耐冲击性能，提高其光催化杀菌效能。

技术领域

本发明涉及环保型树脂汽车涂料技术领域，具体为一种抗菌型纳米氧化石墨烯包合TiO2丙烯酸树脂制备方法及其应用。

背景技术

近年来，随着纳米技术的不断发展，性能稳定的纳米材料的问世，为高性能高分子聚合物的制备开辟了新的途径，其中纳米TiO2具有非常好的紫外光空穴～TiO2吸附复合杀菌效果，一方面能够产生表面效应、体积效应、量子效应和宏观隧道效应等特殊性质，在紫外线或可见光的照射下，纳米TiO2在水和空气中能自行分解出自由移动的带负电荷的电子，同时留下带正电荷的空穴，这种空穴效应可产生有极强化学活性的活性氧与大多数有机物发生反应达到杀菌目的，另一方面，TiO2的比表面积效应，可以快速吸附在细菌的细胞膜表面上，阻碍细胞膜正常的物质传送，改变细菌的生理功能，导致细菌死亡。同时利用丙烯酸酯类优异的耐光性及耐候性能和纳米材料的物理和机械性能，环保、无毒，开发出高磁性抗菌纳米氧化铁丙烯酸树脂的环保型汽车涂料，对新型抗菌型汽车表面新材料意义重大。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种抗菌型纳米氧化石墨烯包合TiO2丙烯酸树脂制备方法及其应用，解决了现有应用于汽车涂料的丙烯酸树脂及其应用涂料缺乏良好抗菌作用，漆膜光泽度不高，丰满度不足，以及保光率较差的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种抗菌型纳米氧化石墨烯包合TiO2丙烯酸树脂制备方法，该制备方法包括以下步骤：

步骤S1：向反应釜中一次性加入90～95重量份的水、2～3重量份TiO2，在600～800W超声波条件下分散15～20min，然后加入50重量份的聚二乙烯二甲基丙基氯化铵(PDDA)，继续搅拌3h，得到PDDA处理的TiO2纳米粒子浆液；

步骤S2：将PDDA处理的TiO2纳米粒子浆液采用动态超高压微射流技术进行处理，处理压力为160～180MPa，处理次数为3～4次，温度为常温，得到高度分散的TiO2纳米粒子浆液；

步骤S3：将高速分散的TiO2纳米粒子浆液进行喷雾包埋，一步喷雾为氧化石墨烯，其质量分数为3％，喷雾流速为20ml/min，高速分散的TiO2纳米粒子浆液质量分数为2％，喷雾流速为20ml/min；二步喷雾为氨基酸，其质量分数为5％，喷雾流速为20ml/min，同时用热风进行干燥，热风温度为180℃，干燥，制备得到双层核壳包埋的TiO2纳米粒子；

步骤S4：向反应釜中一次性加入40～50重量份的含羟基的丙烯酸单体、20～30重量份羧基丙烯酸酯、10～20重量份羟基丙烯酸酯、10～20重量份的丙烯酸羟丙酯、0.3重量份VA-044引发剂、0.7重量份TPMS链转移剂混合液，恒温加热至100摄氏度，保持高速分散状态10～20min，制得丙烯酸树脂体系。

步骤S5：将S3步骤制备的双层核壳包埋的TiO2纳米粒子2～4重量份添加到95～97重量份的丙烯酸树脂体系(S4步骤制备)中，加入0.3重量份VA-044引发剂、0.7重量份TPMS链转移剂，在温度60～75℃条件下反应60～120min，制备得到抗菌型纳米氧化石墨烯包合TiO2丙烯酸树脂物料。