CN118620429A - 一种具有抗菌抗病毒功能的无机涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有抗菌抗病毒功能的无机涂料，包括去离子水、无机复合乳液和颜填料，其组成的重量分数为：去离子水350‑500份、无机复合乳液份80‑120份、颜填料2.5‑6份、纳米硅酸盐150‑300份、钛白粉180‑350份、纳米氧化银25‑80份、助溶剂2.5‑4份、抑菌剂12‑30份、消泡剂2‑4份。本发明通过添加抑菌剂能够使涂料具有一定的抗菌功能，然后通过添加纳米氧化银，利用银具有较高的催化能力和强氧化性，能够进一步提高灭菌的效果，并且随着人体接触墙面涂料或打喷嚏使得病毒与涂料接触后，能够使细菌或病毒的DNA分子结构变形，从而使病菌灭火，在抗菌的的同时还能起到抗病毒的功能，该涂料不仅适用于绝大多数日常装修实用，还适用于一些人员密集且封闭的公共场合使用性。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种具有抗菌抗病毒功能的无机涂料及其制备方法。
背景技术
无机涂料是众多涂料中的一种，但是却应受到人们的高度重视。首先，无机涂料的基料材料往往直接取材于自然界，因而来源丰富；其次，相对于一些有机涂料基料来说，无机涂料基料的生产及使用过程中对环境的污染小，产品多数是以水为分散介质，无环境和健康方面的不良影响；三是无机涂料的耐老化及某些物理化学性能是绝大多相同生产成本的有机涂料很难达到的，因此其具有较好的技术经济性能。
现有的无机涂料虽然会在制备的过程中添加一些抑菌剂或杀菌剂，来使涂料具有抗菌的作用，但是该涂料也会存在其他一些缺陷，例如针对一些人员密集而又封闭的空间内使用该涂料时，如学校、医院等公共场所还需要考虑一些抗病毒性，因此本发明提供一种能够同时具有抗菌和抗病毒功能的无机涂料。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种具有抗菌抗病毒功能的无机涂料及其制备方法，具体技术方案如下：
本发明目的之一在于一种具有抗菌抗病毒功能的无机涂料，包括去离子水、无机复合乳液和颜填料，其组成的重量分数为：去离子水350-500份、无机复合乳液份80-120份、颜填料2.5-6份、纳米硅酸盐150-300份、钛白粉180-350份、纳米氧化银25-80份、助溶剂2.5-4份、抑菌剂12-30份、消泡剂2-4份。
通过添加纳米氧化银，纳米氧化银是一种安全、环保的天然杀菌剂，其杀菌机理为：
1、随着人体接触墙面涂料或打喷嚏使得病毒与涂料接触后，纳米银与病菌中的细胞膜、细胞壁DAN相结合，置换DAN分子双螺旋结构中胸腺嘧与嘌呤、胞嘧啶与鸟嘌呤之间的氢键，导致病菌DAN分子结构变形，抑制DAN、RNA、蛋白质的合成使病菌灭活；
2、银的化学结构决定了银具有较高的催化能力，高氧化态银的还原势极高，足以使周围空间产生原子氧，原子氧具有强氧化性，可以灭菌，能够与羧基结合，使蛋白酶上的巯基结合，使蛋白酶丧失活性，导致细菌死亡，当细菌被杀灭后，银离子又由细菌体中游离出来，再与其他菌群接触，周而复始进行上述过程，这也是银杀攻持久性的作用。
作为上述技术方案的改进，还含有成膜助剂，所述成膜助剂所占的重量分数为8-12份，有助于乳液的成膜，它的作用如同一种“临时”增塑剂，用以降低乳液粒子(或聚合物)的玻璃化温度(Tg)，使乳液粒子暂时软化后融合成连续的膜，一旦颗粒变形与成膜过程完成后，成膜助剂会从涂膜中挥发，从而使聚合物Tg值恢复至初始值，使漆膜形成坚硬表面。
作为上述技术方案的改进，还含有防结皮剂，所述防结皮剂所占的重量分数为20-40份，防止涂料在贮存过程中因表层氧化聚合形成凝胶皮膜，从本质上解决了涂料油漆的防结皮要求。
作为上述技术方案的改进，所述纳米氧化银为笼状结构，利用高核纳米银簇及银簇基配位聚合物的组装，笼状结构的纳米氧化银中空且多孔，并且表面等离子激元共振(SPR)峰对周围环境(包括溶剂、吸附物质、颗粒之间的距离)介电性质的变化更为敏感，能够更好地实现定向诱导灭菌作用。
作为上述技术方案的改进，其组成的重量分数为：去离子水350份、无机复合乳液份80份、颜填料3份、纳米硅酸盐150份、钛白粉200份、纳米氧化银30份、助溶剂2.5份、抑菌剂15份、消泡剂2份、防结皮剂25份、成膜助剂8份、防结皮剂25份。
作为上述技术方案的改进，其组成的重量分数为：去离子水400份、无机复合乳液份100份、颜填料5份、纳米硅酸盐250份、钛白粉300份、纳米氧化银60份、助溶剂3份、抑菌剂20份、消泡剂3份、防结皮剂35份、成膜助剂10份、防结皮剂30份。
本发明另一目的在于一种具有抗菌抗病毒功能的无机涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1：制备A组分：将颜填料、纳米硅酸盐、钛白粉和纳米氧化银混合在一起，用分散机高速搅拌，直至混合均匀后，然后用研磨机对其进行充分研磨；
S2：制备B组分：将无机复合乳液倒入去离子水中，用分散机高速搅拌，直至混合均匀；
将硅丙乳液加入软水中，用分散机高速搅拌，然后加入助溶剂、消泡剂和分散剂，搅拌直至混合均匀，然后依次添加彩色岩片和颜料，直至搅拌均匀，再添加抑菌剂，并搅拌混合均匀；
S3：制备A和B的混合物：将S1制备的A组分加入S2制备的B组分，搅拌均匀形成AB混合物，然后在AB混合物中依次加入助溶剂、抑菌剂、消泡剂、成膜助剂、防结皮剂，搅拌均匀；
其中S1和S2可以任意顺序进行。
作为上述技术方案的改进，纳米氧化银的制备包括以下步骤：
(1)制备银氨络离子溶液：将硝酸银溶解于去离子水中配制成浓度为0.2mol/L～4.0mol/L的溶液，在该溶液中按重量比1％～10％的比例加入有机分散剂，然后在剧烈搅拌的同时按重量比5％～15％的比例滴加重量百分比浓度为25％的氨水形成银氨络离子溶液；
(2)沉淀：在剧烈搅拌的同时将银氨络离子溶液滴加到浓度为0.5mol/L～3.0mol/L的碱溶液中，形成沉淀；
(3)提取：通过离心分离取出沉淀物质并用去离子水洗涤数次，
冷冻干燥后，即可制成纳米氧化银。
本发明的有益效果：
通过添加抑菌剂能够使涂料具有一定的抗菌功能，然后通过添加纳米氧化银，利用银具有较高的催化能力和强氧化性，能够进一步提高灭菌的效果，并且随着人体接触墙面涂料或打喷嚏使得病毒与涂料接触后，能够使细菌或病毒的DNA分子结构变形，从而使病菌灭火，在抗菌的的同时还能起到抗病毒的功能，该涂料不仅适用于绝大多数日常装修实用，还适用于一些人员密集且封闭的公共场合使用。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一：
一种具有抗菌抗病毒功能的无机涂料，包括去离子水、无机复合乳液和颜填料，其组成的重量分数为：去离子水350-500份、无机复合乳液份80-120份、颜填料2.5-6份、纳米硅酸盐150-300份、钛白粉180-350份、纳米氧化银25-80份、助溶剂2.5-4份、抑菌剂12-30份、消泡剂2-4份。
通过添加纳米氧化银，纳米氧化银是一种安全、环保的天然杀菌剂，其杀菌机理为：
1、随着人体接触墙面涂料或打喷嚏使得病毒与涂料接触后，纳米银与病菌中的细胞膜、细胞壁DAN相结合，置换DAN分子双螺旋结构中胸腺嘧与嘌呤、胞嘧啶与鸟嘌呤之间的氢键，导致病菌DAN分子结构变形，抑制DAN、RNA、蛋白质的合成使病菌灭活；
2、银的化学结构决定了银具有较高的催化能力，高氧化态银的还原势极高，足以使周围空间产生原子氧，原子氧具有强氧化性，可以灭菌，能够与羧基结合，使蛋白酶上的巯基结合，使蛋白酶丧失活性，导致细菌死亡，当细菌被杀灭后，银离子又由细菌体中游离出来，再与其他菌群接触，周而复始进行上述过程，这也是银杀攻持久性的作用。
还含有成膜助剂，所述成膜助剂所占的重量分数为8-12份，有助于乳液的成膜，它的作用如同一种“临时”增塑剂，用以降低乳液粒子(或聚合物)的玻璃化温度(Tg)，使乳液粒子暂时软化后融合成连续的膜，一旦颗粒变形与成膜过程完成后，成膜助剂会从涂膜中挥发，从而使聚合物Tg值恢复至初始值，使漆膜形成坚硬表面。
还含有防结皮剂，所述防结皮剂所占的重量分数为20-40份，防止涂料在贮存过程中因表层氧化聚合形成凝胶皮膜，从本质上解决了涂料油漆的防结皮要求。
所述纳米氧化银为笼状结构，利用高核纳米银簇及银簇基配位聚合物的组装，笼状结构的纳米氧化银中空且多孔，并且表面等离子激元共振(SPR)峰对周围环境(包括溶剂、吸附物质、颗粒之间的距离)介电性质的变化更为敏感，能够更好地实现定向诱导灭菌作用。
一种具有抗菌抗病毒功能的无机涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1：制备A组分：将颜填料、纳米硅酸盐、钛白粉和纳米氧化银混合在一起，用分散机高速搅拌，直至混合均匀后，然后用研磨机对其进行充分研磨；
S2：制备B组分：将无机复合乳液倒入去离子水中，用分散机高速搅拌，直至混合均匀；
将硅丙乳液加入软水中，用分散机高速搅拌，然后加入助溶剂、消泡剂和分散剂，搅拌直至混合均匀，然后依次添加彩色岩片和颜料，直至搅拌均匀，再添加抑菌剂，并搅拌混合均匀；
S3：制备A和B的混合物：将S1制备的A组分加入S2制备的B组分，搅拌均匀形成AB混合物，然后在AB混合物中依次加入助溶剂、抑菌剂、消泡剂、成膜助剂、防结皮剂，搅拌均匀；
其中S1和S2可以任意顺序进行。
纳米氧化银的制备包括以下步骤：
(1)制备银氨络离子溶液：将硝酸银溶解于去离子水中配制成浓度为0.2mol/L～4.0mol/L的溶液，在该溶液中按重量比1％～10％的比例加入有机分散剂，然后在剧烈搅拌的同时按重量比5％～15％的比例滴加重量百分比浓度为25％的氨水形成银氨络离子溶液；
(2)沉淀：在剧烈搅拌的同时将银氨络离子溶液滴加到浓度为0.5mol/L～3.0mol/L的碱溶液中，形成沉淀；
(3)提取：通过离心分离取出沉淀物质并用去离子水洗涤数次，冷冻干燥后，即可制成纳米氧化银。
上述方法制得的纳米氧化银颗粒纯度高、稳定性好，粒度在10纳米至100纳米之间，基本无团聚现象。
实施例二：
一种具有抗菌抗病毒功能的无机涂料，其组成的重量分数为：去离子水350份、无机复合乳液份80份、颜填料3份、纳米硅酸盐150份、钛白粉200份、纳米氧化银30份、助溶剂2.5份、抑菌剂15份、消泡剂2份、防结皮剂25份、成膜助剂8份、防结皮剂25份。
一种具有抗菌抗病毒功能的无机涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1：制备A组分：将颜填料、纳米硅酸盐、钛白粉和纳米氧化银混合在一起，用分散机高速搅拌，直至混合均匀后，然后用研磨机对其进行充分研磨；
S2：制备B组分：将无机复合乳液倒入去离子水中，用分散机高速搅拌，直至混合均匀；
将硅丙乳液加入软水中，用分散机高速搅拌，然后加入助溶剂、消泡剂和分散剂，搅拌直至混合均匀，然后依次添加彩色岩片和颜料，直至搅拌均匀，再添加抑菌剂，并搅拌混合均匀；
S3：制备A和B的混合物：将S1制备的A组分加入S2制备的B组分，搅拌均匀形成AB混合物，然后在AB混合物中依次加入助溶剂、抑菌剂、消泡剂、成膜助剂、防结皮剂，搅拌均匀；
其中S1和S2可以任意顺序进行。
纳米氧化银的制备包括以下步骤：
(1)制备银氨络离子溶液：将硝酸银溶解于去离子水中配制成浓度为0.2mol/L～4.0mol/L的溶液，在该溶液中按重量比1％～10％的比例加入有机分散剂，然后在剧烈搅拌的同时按重量比5％～15％的比例滴加重量百分比浓度为25％的氨水形成银氨络离子溶液；
(2)沉淀：在剧烈搅拌的同时将银氨络离子溶液滴加到浓度为0.5mol/L～3.0mol/L的碱溶液中，形成沉淀；
(3)提取：通过离心分离取出沉淀物质并用去离子水洗涤数次，冷冻干燥后，即可制成纳米氧化银。
将经过上述方法制成的涂料固化成涂层，并放置于密闭空间内，该密闭空间的横截面面积与涂层面积相近，将病毒喷洒在涂层上方的空间内，1h、12h和24h后检测该空间内病菌的灭活率。
实施例三：
与实施例二不同的是各组分的份量存在差异，具体如下：
一种具有抗菌抗病毒功能的无机涂料，其组成的重量分数为：去离子水400份、无机复合乳液份100份、颜填料5份、纳米硅酸盐250份、钛白粉300份、纳米氧化银60份、助溶剂3份、抑菌剂20份、消泡剂3份、防结皮剂35份、成膜助剂10份、防结皮剂30份。
一种具有抗菌抗病毒功能的无机涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1：制备A组分：将颜填料、纳米硅酸盐、钛白粉和纳米氧化银混合在一起，用分散机高速搅拌，直至混合均匀后，然后用研磨机对其进行充分研磨；
S2：制备B组分：将无机复合乳液倒入去离子水中，用分散机高速搅拌，直至混合均匀；
将硅丙乳液加入软水中，用分散机高速搅拌，然后加入助溶剂、消泡剂和分散剂，搅拌直至混合均匀，然后依次添加彩色岩片和颜料，直至搅拌均匀，再添加抑菌剂，并搅拌混合均匀；
S3：制备A和B的混合物：将S1制备的A组分加入S2制备的B组分，搅拌均匀形成AB混合物，然后在AB混合物中依次加入助溶剂、抑菌剂、消泡剂、成膜助剂、防结皮剂，搅拌均匀；
其中S1和S2可以任意顺序进行。
纳米氧化银的制备包括以下步骤：
(1)制备银氨络离子溶液：将硝酸银溶解于去离子水中配制成浓度为0.2mol/L～4.0mol/L的溶液，在该溶液中按重量比1％～10％的比例加入有机分散剂，然后在剧烈搅拌的同时按重量比5％～15％的比例滴加重量百分比浓度为25％的氨水形成银氨络离子溶液；
(2)沉淀：在剧烈搅拌的同时将银氨络离子溶液滴加到浓度为0.5mol/L～3.0mol/L的碱溶液中，形成沉淀；
(3)提取：通过离心分离取出沉淀物质并用去离子水洗涤数次，冷冻干燥后，即可制成纳米氧化银。
将经过上述方法制成的涂料固化成涂层，并放置于密闭空间内，该密闭空间的横截面面积与涂层面积相近，将病毒喷洒在涂层上方的空间内，1h、12h和24h后检测该空间内病菌的灭活率。
| 大肠杆菌 | 双球菌 | 冠状病毒 | 乙肝病毒 | |
| 1h | 73.6％ | 74.1％ | 74.2％ | 74.5％ |
| 12h | 95.2％ | 95.5％ | 94.9％ | 95.8％ |
| 24h | 99.9％ | 99.9％ | 99.9％ | 99.9％ |
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种具有抗菌抗病毒功能的无机涂料，包括去离子水、无机复合乳液和颜填料，其特征在于：其组成的重量分数为：去离子水350-500份、无机复合乳液份80-120份、颜填料2.5-6份、纳米硅酸盐150-300份、钛白粉180-350份、纳米氧化银25-80份、助溶剂2.5-4份、抑菌剂12-30份、消泡剂2-4份。
2.根据权利要求1所述的一种具有抗菌抗病毒功能的无机涂料，其特征在于：还含有成膜助剂，所述成膜助剂所占的重量分数为8-12份。
3.根据权利要求1所述的一种具有抗菌抗病毒功能的无机涂料，其特征在于：还含有防结皮剂，所述防结皮剂所占的重量分数为20-40份。
4.根据权利要求1所述的一种具有抗菌抗病毒功能的无机涂料，其特征在于：所述纳米氧化银为笼状结构。
5.权利要求3所述的一种具有抗菌抗病毒功能的无机涂料，其特征在于：
其组成的重量分数为：去离子水350份、无机复合乳液份80份、颜填料3份、纳米硅酸盐150份、钛白粉200份、纳米氧化银30份、助溶剂2.5份、抑菌剂15份、消泡剂2份、防结皮剂25份、成膜助剂8份、防结皮剂25份。
6.权利要求3所述的一种具有抗菌抗病毒功能的无机涂料，其特征在于：
其组成的重量分数为：去离子水400份、无机复合乳液份100份、颜填料5份、纳米硅酸盐250份、钛白粉300份、纳米氧化银60份、助溶剂3份、抑菌剂20份、消泡剂3份、防结皮剂35份、成膜助剂10份、防结皮剂30份。
7.一种具有抗菌抗病毒功能的无机涂料的制备方法，基于权利要求1-6任意一项所述的一种具有抗菌抗病毒功能的无机涂料，其特征在于：包括以下步骤：
S1：制备A组分：将颜填料、纳米硅酸盐、钛白粉和纳米氧化银混合在一起，用分散机高速搅拌，直至混合均匀后，然后用研磨机对其进行充分研磨；
S2：制备B组分：将无机复合乳液倒入去离子水中，用分散机高速搅拌，直至混合均匀；
将硅丙乳液加入软水中，用分散机高速搅拌，然后加入助溶剂、消泡剂和分散剂，搅拌直至混合均匀，然后依次添加彩色岩片和颜料，直至搅拌均匀，再添加抑菌剂，并搅拌混合均匀；
S3：制备A和B的混合物：将S1制备的A组分加入S2制备的B组分，搅拌均匀形成AB混合物，然后在AB混合物中依次加入助溶剂、抑菌剂、消泡剂、成膜助剂、防结皮剂，搅拌均匀；
其中S1和S2可以任意顺序进行。
8.权利要求7所述的一种具有抗菌抗病毒功能的无机涂料的制备方法，其特征在于：纳米氧化银的制备包括以下步骤：
(1)制备银氨络离子溶液：将硝酸银溶解于去离子水中配制成浓度为0.2mol/L～4.0mol/L的溶液，在该溶液中按重量比1％～10％的比例加入有机分散剂，然后在剧烈搅拌的同时按重量比5％～15％的比例滴加重量百分比浓度为25％的氨水形成银氨络离子溶液；
(2)沉淀：在剧烈搅拌的同时将银氨络离子溶液滴加到浓度为0.5mol/L～3.0mol/L的碱溶液中，形成沉淀；
(3)提取：通过离心分离取出沉淀物质并用去离子水洗涤数次，冷冻干燥后，即可制成纳米氧化银。
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2024
- 2024-06-27 CN CN202410846510.4A patent/CN118620429A/zh not_active Withdrawn
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