CN105925151B - 一种复合抗菌涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种复合抗菌涂料，包含以下组分：55质量份的聚合物乳液、15～20质量份的Cu‑Mn‑F掺杂MgO纳米抗菌剂、10～15质量份的Ag‑ZnTiO3纳米抗菌剂、2～4质量份的有机抗菌剂、0.6～1质量份的增韧剂、0.5～0.8质量份的乳化剂、0.5～0.8质量份的偶联剂、0.4～0.6质量份的稳定剂以及8～10质量份的溶剂。
Description
技术领域
本发明涉及抗菌技术领域，尤其涉及一种冰箱用复合抗菌涂料。
背景技术
冰箱内部用于食品容器的塑料，如抽屉、果蔬盒等本身不具有抗菌和抑菌的作用，因此，在长期的使用过程中由于食物的存放会滋生细菌、霉菌。如何解决冰箱内部食品容器的抗菌作用一直是亟待解决的问题。
采用消毒剂对食品容器进行消毒处理，往往存在消毒剂残留，长期使用对人体危害极大。目前市售一些抗菌冰箱，通常利用银离子镀膜涂层或抗菌塑料使得冰箱产生抗菌作用，防止细菌的滋生、积累和异味的产生。但是银离子抗菌剂在使用过程中会发生溶出现象，使得抗菌活性逐渐降低；抗菌塑料由于将抗菌剂分散在塑料内部而不能使其充分的与细菌接触而降低活性。因此，针对目前抗菌冰箱普遍存在抗菌活性不高的问题，开发出一种稳定性好、抗菌活性高的冰箱用复合抗菌涂料具有十分重要的现实意义。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种复合抗菌涂料，其稳定性好、抗菌活性高，可作为冰箱内容器的涂料，使得冰箱具有较好的抗菌效果。
为达到以上目的，本发明提供一种复合抗菌涂料，包含以下组分：聚合物乳液、Cu-Mn-F掺杂MgO纳米抗菌剂、Ag-ZnTiO3纳米抗菌剂、有机抗菌剂、增韧剂、乳化剂、偶联剂、稳定剂以及溶剂。
优选地，各组分的含量为：55质量份的聚合物乳液、15～20质量份的Cu-Mn-F掺杂MgO纳米抗菌剂、10～15质量份的Ag-ZnTiO3纳米抗菌剂、2～4质量份的有机抗菌剂、0.6～1质量份的增韧剂、0.5～0.8质量份的乳化剂、0.5～0.8质量份的偶联剂、0.4～0.6质量份的稳定剂以及8～10质量份的溶剂。
优选地，所述聚合物乳液为聚乳酸和丙烯酸酯乳液的混合物，聚乳酸与丙烯酸酯乳液的重量比为6∶5。所述有机抗菌剂为十八烷基三苯基氯化鏻。所述增韧剂为己二酸二辛脂。所述乳化剂为工业浓缩大豆磷脂。所述偶联剂为甲基十二烷基二乙氧基硅烷。所述稳定剂为亚磷酸三苯酯。所述溶剂为异辛醇。
优选地，所述Cu-Mn-F掺杂MgO纳米抗菌剂的制备方法为：准备物质的量比为1∶0.03∶0.05∶0.05的六水合硝酸镁、三水合硝酸铜、四水合乙酸锰、氟化铵；先将六水合硝酸镁溶于去离子水中，形成第一溶液；将三水合硝酸铜、四水合乙酸锰、氟化铵依次加入所述第一溶液，搅拌均匀后形成第二溶液；将一定量的表面活性剂加入所述第二溶液，搅拌均匀后形成第三溶液；使用尿素调节所述第三溶液的pH值为9.5，发生沉淀反应，继续搅拌获得混合物；加热状态下搅拌所述混合物，去除多余水分获得胶状物；烘干所述胶状物后，研磨、煅烧后得到所述Cu-Mn-F掺杂MgO纳米抗菌剂。
优选地，所述Ag-ZnTiO3纳米抗菌剂的制备方法为：准备物质的量比为1∶0.03∶1的六水合硝酸锌、硝酸银、钛酸丁酯；先将六水合硝酸锌和硝酸银溶于去离子水中，形成第四溶液；将钛酸丁酯加入所述第四溶液中，形成第五溶液；将所述第五溶液置于带搅拌装置的微波装置中，然后加入氨水调节pH值为11，发生沉淀反应后，继续搅拌并微波辐射一定时间，得到反应产物；离心分离所述反应产物得到固体产物；烘干所述固态产物后，研磨、煅烧得到所述Ag-ZnTiO3纳米抗菌剂。
本发明还提供一种制备所述复合抗菌涂料的方法，包括以下步骤：
(1)将溶剂、偶联剂混合均匀，得到第六混合液；
(2)将聚乳酸、丙烯酸酯、Cu-Mn-F掺杂MgO纳米抗菌剂、Ag-ZnTiO3纳米抗菌剂、有机抗菌剂加入所述第六混合液中，搅拌均匀获得第七混合液；
(3)将增韧剂、稳定剂、乳化剂加入所述第七混合液中，搅拌获得复合抗菌涂料。
本发明的所述复合抗菌涂料在使用时，均匀涂抹于冰箱的抽屉或隔板等塑料基体表面，室温下晾干即可在前述塑料基体表面形成复合抗菌涂层。
本发明提供的复合抗菌涂料添加了Cu-Mn-F掺杂纳米MgO和Ag-ZnTiO3纳米抗菌剂，具有性质稳定、抗菌活性高的优点，纳米级抗菌剂可以充分分散在聚合物基体中，从而赋予涂料优异的抗菌性能。所述复合抗菌涂料选择十八烷基三苯基氯化鏻作为有机抗菌剂，与无机抗菌剂协同作用，进一步提高了所述复合抗菌涂料的抗菌性能。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
实施例1提供一种Cu-Mn-F掺杂MgO纳米抗菌剂，通过以下步骤制备：
(1)准备25.6g的六水合硝酸镁、0.12g的三水合硝酸铜、1.23g的四水合乙酸锰、0.19g的氟化铵；
(2)将六水合硝酸镁加入200ml的去离子水中，于40℃的水浴中、在400r/min的转速下搅拌至六水合硝酸镁完全溶解，从而形成第一溶液；
(3)将三水合硝酸铜、四水合乙酸锰、氟化铵在同样的搅拌条件下依次加入所述第一溶液，搅拌均匀后形成第二溶液；
(4)将1g表面活性剂聚乙二醇4000加入所述第二溶液，提高转速至600r/min使聚乙二醇4000完全溶解，形成第三溶液；
(5)使用尿素调节所述第三溶液的pH值为9.5，发生沉淀反应，在40℃的水浴中、600r/min的转速下继续搅拌2h获得混合物；
(6)提高水浴温度至90℃、转速提高至800r/min继续对所述混合物搅拌4h，去除水分后获得胶状物；
(7)将所述胶状物于100℃下烘干6h，然后研磨成粉末，最后在400℃下煅烧4h得到所述Cu-Mn-F掺杂MgO纳米抗菌剂。
实施例2提供一种Ag-ZnTiO3纳米抗菌剂，通过以下步骤制备：
(1)准备44.6g的六水合硝酸锌、0.85g的硝酸银、51.1g的钛酸丁酯；
(2)将六水合硝酸锌和硝酸银加入50ml去离子水中，室温下在400r/min的转速下搅拌至六水合硝酸锌和硝酸银完全溶解，形成第四溶液；
(3)将钛酸丁酯在800r/min的转速下逐滴加入所述第四溶液中，形成第五溶液；
(4)将所述第五溶液置于带搅拌装置的微波装置中，搅拌速度为800r/min，微波频率为2.45GHz，然后在搅拌下逐滴加入氨水调节pH值为11，发生沉淀反应后，继续搅拌并微波辐射30min，得到反应产物；
(5)于8000r/mim的速度下离心分离所述反应产物得到固体产物；
(6)将所述固态产物在100℃下烘干6h，然后研磨成粉末，最后在400℃下煅烧5h得到所述Ag-ZnTiO3纳米抗菌剂。
实施例3提供一种复合抗菌涂料，通过以下步骤制备：
(1)将10质量份的溶剂异辛醇、0.6质量份的偶联剂甲基十二烷基二乙氧基硅烷在容器中高速搅拌20min获得第六混合液；
(2)将30质量份的聚乳酸、25质量份的丙烯酸酯、15质量份的Cu-Mn-F掺杂MgO纳米抗菌剂、15质量份的Ag-ZnTiO3纳米抗菌剂、3质量份的有机抗菌剂十八烷基三苯基氯化鏻加入所述第六混合液中，保持3000r/min的转速搅拌10min，获得第七混合液；
(3)将0.7质量份的增韧剂己二酸二辛脂、0.4质量份的稳定剂亚磷酸三苯酯、0.7质量份的乳化剂工业浓缩大豆磷脂加入所述第七混合液中，在4000r/min的转速下搅拌30分钟获得所述复合抗菌涂料。
实施例4提供一种复合抗菌涂料，通过以下步骤制备：
(1)将9质量份的溶剂异辛醇、0.7质量份的偶联剂甲基十二烷基二乙氧基硅烷在容器中高速搅拌20min获得第六混合液；
(2)将30质量份的聚乳酸、25质量份的丙烯酸酯、18质量份的Cu-Mn-F掺杂MgO纳米抗菌剂、12质量份的Ag-ZnTiO3纳米抗菌剂、2质量份的有机抗菌剂十八烷基三苯基氯化鏻加入所述第六混合液中，保持3000r/min的转速搅拌10min，获得第七混合液；
(3)将0.6质量份的增韧剂己二酸二辛脂、0.5质量份的稳定剂亚磷酸三苯酯、0.8质量份的乳化剂工业浓缩大豆磷脂加入所述第七混合液中，在4000r/min的转速下搅拌30分钟获得所述复合抗菌涂料。
实施例5提供一种复合抗菌涂料，通过以下步骤制备：
(1)将8质量份的溶剂异辛醇、0.8质量份的偶联剂甲基十二烷基二乙氧基硅烷在容器中高速搅拌20min获得第六混合液；
(2)将30质量份的聚乳酸、25质量份的丙烯酸酯、20质量份的Cu-Mn-F掺杂MgO纳米抗菌剂、10质量份的Ag-ZnTiO3纳米抗菌剂、4质量份的有机抗菌剂十八烷基三苯基氯化鏻加入所述第六混合液中，保持3000r/min的转速搅拌10min，获得第七混合液；
(3)将0.8质量份的增韧剂己二酸二辛脂、0.5质量份的稳定剂亚磷酸三苯酯、0.6质量份的乳化剂工业浓缩大豆磷脂加入所述第七混合液中，在4000r/min的转速下搅拌30分钟获得所述复合抗菌涂料。
实施例6提供一种复合抗菌涂料，通过以下步骤制备：
(1)将9质量份的溶剂异辛醇、0.5质量份的偶联剂甲基十二烷基二乙氧基硅烷在容器中高速搅拌20min获得第六混合液；
(2)将30质量份的聚乳酸、25质量份的丙烯酸酯、17质量份的Cu-Mn-F掺杂MgO纳米抗菌剂、13质量份的Ag-ZnTiO3纳米抗菌剂、3质量份的有机抗菌剂十八烷基三苯基氯化鏻加入所述第六混合液中，保持3000r/min的转速搅拌10min，获得第七混合液；
(3)将0.7质量份的增韧剂己二酸二辛脂、0.6质量份的稳定剂亚磷酸三苯酯、0.5质量份的乳化剂工业浓缩大豆磷脂加入所述第七混合液中，在4000r/min的转速下搅拌30分钟获得所述复合抗菌涂料。
为了对比实施例3-6的各所述复合抗菌涂料的性能，将所述复合抗菌涂层均匀喷涂与塑料基材的表面，于室温下晒干后，进行相关性能的测试。其中涂层的粘结强度按照GB9153-88标准测试；涂层的抗菌性能测试采用JISZ2801标准测试，以大肠杆菌为受试菌种。测试结果如表1所示。
表1各实施例涂层的主要性能指标
| 测试项目 | 单位 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 |
| 外观 | - | 无剥落 | 无剥落 | 无剥落 | 无剥落 |
| 粘结强度 | MPa | 2.2 | 2.1 | 2.3 | 2.4 |
| 抗菌效率 | ％ | 99.5 | 99.5 | 99.8 | 99.7 |
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (5)
1.一种复合抗菌涂料，其特征在于，包含以下含量的组分：55质量份的聚合物乳液、15～20质量份的Cu-Mn-F掺杂MgO纳米抗菌剂、10～15质量份的Ag-ZnTiO3纳米抗菌剂、2～4质量份的有机抗菌剂、0.6～1质量份的增韧剂、0.5～0.8质量份的乳化剂、0.5～0.8质量份的偶联剂、0.4～0.6质量份的稳定剂以及8～10质量份的溶剂。
2.根据权利要求1所述的复合抗菌涂料，其特征在于，所述聚合物乳液为聚乳酸和丙烯酸酯乳液的混合物，聚乳酸与丙烯酸酯乳液的重量比为6:5，所述有机抗菌剂为十八烷基三苯基氯化鏻，所述增韧剂为己二酸二辛脂，所述乳化剂为工业浓缩大豆磷脂，所述偶联剂为甲基十二烷基二乙氧基硅烷，所述稳定剂为亚磷酸三苯酯，所述溶剂为异辛醇。
3.根据权利要求2所述的复合抗菌涂料，其特征在于，通过以下步骤制备：
(1)将溶剂、偶联剂混合均匀，得到第六混合液；
(2)将聚乳酸、丙烯酸酯、Cu-Mn-F掺杂MgO纳米抗菌剂、Ag-ZnTiO3纳米抗菌剂、有机抗菌剂加入所述第六混合液中，搅拌均匀获得第七混合液；
(3)将增韧剂、稳定剂、乳化剂加入所述第七混合液中，搅拌获得复合抗菌涂料。
4.根据权利要求1-3任一所述的复合抗菌涂料，其特征在于，所述Cu-Mn-F掺杂MgO纳米抗菌剂的制备方法为：准备物质的量比为1:0.03:0.05:0.05的六水合硝酸镁、三水合硝酸铜、四水合乙酸锰、氟化铵；将六水合硝酸镁溶于去离子水中，形成第一溶液；将三水合硝酸铜、四水合乙酸锰、氟化铵依次加入所述第一溶液，搅拌均匀后形成第二溶液；将一定量的表面活性剂加入所述第二溶液，搅拌均匀后形成第三溶液；使用尿素调节所述第三溶液的pH值为9.5，发生沉淀反应，继续搅拌获得混合物；加热状态下搅拌所述混合物，去除多余水分获得胶状物；烘干所述胶状物后，研磨、煅烧后得到所述Cu-Mn-F掺杂MgO纳米抗菌剂。
5.根据权利要求1-3任一所述的复合抗菌涂料，其特征在于，所述Ag-ZnTiO3纳米抗菌剂的制备方法为：准备物质的量比为1:0.03:1的六水合硝酸锌、硝酸银、钛酸丁酯；先将六水合硝酸锌和硝酸银溶于去离子水中，形成第四溶液；将钛酸丁酯加入所述第四溶液中，形成第五溶液；将所述第五溶液置于带搅拌装置的微波装置中，然后加入氨水调节pH值为11，发生沉淀反应后，继续搅拌并微波辐射一定时间，得到反应产物；离心分离所述反应产物得到固体产物；烘干所述固体产物后，研磨、煅烧得到所述Ag-ZnTiO3纳米抗菌剂。
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