[发明专利]含茶生物活性成分的大生物涂料的制备方法

说明书

本发明提供了一种含茶生物活性成分的大生物涂料的制备方法，涉及大生物涂料技术领域。本发明所述含茶生物活性成分的大生物涂料经茶多酚的提取、石墨烯的改性以及含茶生物活性成分的大生物涂料的制备等步骤制得。本发明利用茶多酚分子对石墨烯进行表面改性，解决了石墨烯的团聚问题，并使含茶生物活性成分的大生物涂料的性能显著提升。同时，本发明提供的方法工艺简单，成本低，具有良好的工业化生产前景和较大的经济价值。

技术领域

本发明涉及大生物涂料技术领域，尤其涉及一种含茶生物活性成分的大生物涂料的制备方法。

背景技术

茶多酚(Teapolyphenols，TP)是茶叶中的一种多羟基的酚性化合物，又被称为茶单宁，是茶叶中多羟基酚类化合物及其衍生物的总称，约占茶叶干重的20～30％，是茶叶中重要的组成部分之一。依照化学结构不同，茶多酚主要分为儿茶素类、黄酮及黄酮醇类、花青素类、酚酸及缩酚酸类等四大类物质。研究表明，茶多酚具有抗氧化、抗菌、抗病毒、抗肿瘤等多重功效，此外还可调节免疫、改善肾功能衰竭、抗过敏等。目前茶多酚在食品、医药、日用品等诸多领域均有广泛地应用。可见，茶多酚具有很好的开发和应用前景。

随着经济社会蓬勃发展，环保日益成为人们的共识，研发绿色环保涂料是大势所趋，水性聚氨酯涂料作为一种环境友好材料必将拥有广阔的应用市场。水性聚氨酯具有安全、无毒、无溶剂挥发、附着力强等优点。虽然其具有诸多优点，但仍存在硬度低、耐溶剂性差、表面光泽差、涂膜手感不佳等缺点，这也就限制了其应用。为了提高水性聚氨酯涂料的综合性能，扩大其应用范围，需要通过改善其制备原料以及制备工艺来克服上述问题，提高涂料的综合性能。

发明内容

为解决上述问题，本发明采用茶多酚分子对石墨烯进行表面改性，利用改性石墨烯制备了一种含茶生物活性成分的大生物涂料，极大地提升了涂料的综合性能。所述含茶生物活性成分的大生物涂料的制备方法包括以下步骤：

(1)茶多酚的提取：将茶叶在40～45℃的条件下烘干，磨粉后过筛，得到平均粒径≤180μm的茶叶粉，将茶叶粉与乙醇混合，采用超声辅助乙醇提取的方式提取茶多酚，将提取液过滤，浓缩，冷冻干燥后得到茶多酚粉；

(2)石墨烯的改性：

将石墨粉和硝酸钠按比例混合，加入适量浓硫酸在冰浴中搅拌30min后加入适量高锰酸钾继续搅拌60min，将反应液移入40℃温水浴中继续反应30min，然后缓慢加入体积为浓硫酸两倍的去离子水，并将体系温度升至98℃，搅拌5min后加入过氧化氢至不产生气泡，趁热过滤，并用去离子水和浓度为5％的盐酸洗涤至中性，离心后在60℃真空干燥箱中充分干燥即得氧化石墨，将氧化石墨分散在水中，得到棕黄色溶液，用超声处理1h即得石墨烯溶液；

将茶多酚粉末按比例加入石墨烯溶液中，在60℃下超声处理12h，并在处理过程中，不断对分散液进行搅拌，超声处理完成后的分散液适当稀释，离心去除过量茶多酚，然后将分散液进行冷冻干燥，得到茶多酚改性后的石墨烯；

(3)含茶生物活性成分的大生物涂料的制备：

将改性后的石墨烯置于乙醇溶液中，超声分散30～45min后磁力搅拌5～10min；然后称取水性聚氨酯，在转速为200r/min的条件下缓慢加入改性石墨烯分散悬浮液，将转速提至850～1000r/min，搅拌45～60min，将转速降至200r/min后继续搅拌30～15min，制得含茶生物活性成分大生物涂料。

进一步地，所述步骤(1)中的茶叶为绿茶、白茶、黄茶、青茶、红茶、黑茶中的一种或几种。

进一步地，所述步骤(1)中的提取温度为60～70℃、提取时间为20～30min、液料比为40-50:1(mL/g)、乙醇体积分数为50％～65％。

进一步地，所述步骤(2)中石墨粉与硝酸钠的质量比为2～3:1。