專利名稱：分子組裝納米載藥抗菌復合涂料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及分子組裝納米載藥抗菌劑及其紫外光低溫固化納米復合多功能粉末涂料及其制備，適用于紙張、塑料、中密度人造板、木材等熱敏性基材的涂裝。
技術背景粉末涂料是一種100%固體含量的涂料，具有不含溶劑、無污染、節(jié)省能源和資源、減輕勞動強度和涂膜機械強度高等特點，成為涂料行業(yè)的綠色產業(yè)。粉末涂料作為零揮發(fā)性有機化合物(volatile organic compound, VOC)產品，噴涂后的粉末回收非常容易，通常比液體涂料容易施工，形成的涂膜耐久性好。然而，基于環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂的粉末涂料一般需要在180 200^溫度范圍加熱固化，不適用于熱敏性基材，例如紙張、塑料、中密度人造板和木材等。紫外光固化粉末涂料涂裝分為兩個主要階段，即先期熔融流平和后期紫外 光照射固化。涂料在熔融流平階段不發(fā)生預聚物的交聯或聚合反應，利于涂層 中納米顆粒均勻分散，涂層均勻涂敷基材，避免針孔、桔皮等缺陷的出現。后 期紫外光固化階段只需光線照射流平后的涂層，不再需要額外加熱。通過基料 樹脂的改性，這種粉末涂料在熔融流平階段只需100 120 QC的溫度，非常適 用于紙張、塑料、中密度人造板和木材等熱敏性基材。納米Ti02具有納米粒子特有的表面效應、體積效應、量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應，且具有光催化活性強、熱導性好、分散性好等獨特的性能，作為 新型功能材料，為綠色涂料的發(fā)展提供了良好條件，作高檔次涂料和功能性涂料用助劑具有廣闊的應用前景。其中，納米Ti02在光催化作用下生成具有很強的氧化、分解能力的羥基自由基(OH)、超氧離子自由基(02—)以及H02自由基，不僅能將各種有機物直接氧化為C02、 H20等無機小分子，而且能殺滅細菌。因此，應用納米Ti02的光催化效應，可配制成抗菌、凈化空氣的多功能涂料，不僅具有凈化室內VOC、 NH3等污染性氣體，同時還可降解大氣中的其他污染物，如汽車廢氣、鹵代烴、硫化物、醛類、多環(huán)芳烴等。 發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一種分子組裝納米載藥抗菌復合涂料。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是 由下列組分按所給重量份數制備納米復合改性環(huán)氧樹脂25 35 kg改性聚酯樹脂15 20kg環(huán)氧-硅氧垸樹脂10 15kg固化劑6 10kg固化促進劑4 6 kg光引發(fā)劑0.5 1 kg流平劑0.5 0.8 kg脫氣劑0.5~1 kg增光劑 0.4 0.8kg 鈦白粉 25 35kg 顏料 l 2kg納米復合改性環(huán)氧樹脂由納米復合二氧化鈦微球與改性環(huán)氧樹脂擠塑粉碎 得到，納米復合二氧化鈦含量3 8%;納米復合二氧化鈦微球是以碘化銀為核，二氧化鈦為殼的復合納米微球， 碘化銀與二氧化鈦的摩爾比為1 5: 100;碘化銀由0.05 0.15M硝酸銀溶液和 0.05 0.15M碘化鉀溶液反應制備，二氧化鈦由鈦酸丁酯水解制備，鈦酸丁酯溶 液事先由36n/。的濃鹽酸調節(jié)pH值小于l，并加入0.5 2 "M)的P123表面活性劑。改性聚酯樹脂的樹脂基料為引入了柔性分子鏈段的半晶型和無定型兩種不 飽和聚酯樹脂，軟化點80-83°C，活性組分當量200-220;環(huán)氧-硅氧垸樹脂為低分子量環(huán)氧樹脂改性聚硅氧烷，環(huán)氧樹脂為常規(guī)的雙 酚A型、環(huán)氧值O. 11-0. 13、軟化點84-88°C，聚酯樹脂酸值為45-75 mgkOH/g， 軟化點為85-95"C，玻璃化溫度55。C;固化劑為含有端羥基與端胺基的大分子化合物，軟化點82-85°C，活性組分當量200-220;固化促進劑為具有環(huán)脒結構的咪唑啉化合物；以負電性碘化銀膠粒為核，采用分子自組裝方法合成復合納米Ti02微球， 將納米復合TK)2與改性環(huán)氧樹脂復合后，再與改性聚酯樹脂、環(huán)氧-硅氧烷樹脂、 光引發(fā)劑、固化劑、固化促進劑、流平劑等組分經雙螺桿擠塑機分段升溫擠出， 冷卻后粉碎制備抗菌、清新空氣的納米復合多功能粉末涂料，所得粉末涂料經靜電噴涂在熱敏性基材上，于100 120 ^C先期熔融流平，再經紫外光照射固化 可以得到具有抗菌和清新空氣功能的聚合物涂層。首先，使用硝酸銀溶液和碘化鉀溶液制備帶負電性的碘化銀溶膠。然后， 在不斷攪拌情況下，將適量的碘化銀溶膠緩慢滴加到酸性鈦酸丁酯乙醇溶液中， 其中乙醇溶液里溶解了0.5 2.0 0/。的P123表面活性劑。加入的碘化銀膠粒被P123分子包裹，穩(wěn)定存在于混合溶液中。保持攪拌狀態(tài)，再滴加適量的鈦酸丁酯水 解所需的去離子水。反應完全后，將上述混合體系經噴霧干燥得到復合碘化銀 的納米二氧化鈦微粒，即分子組裝納米載藥抗菌劑。其次，采用擠塑造粒和氣流粉碎的方法，制備納米復合改性環(huán)氧樹脂粉末。 通過高分子化合物的分子鏈與P123分子鏈的相互作用，抗菌劑較均勻地分散于 高分子樹脂中。最后，按配方設計的比例，分別將納米復合改性環(huán)氧樹脂粉末、改性聚酯樹 脂、環(huán)氧-硅氧垸樹脂、光引發(fā)劑、固化劑、固化促進劑、流平劑等組分預混合， 再經雙螺桿擠塑機分段升溫擠出，冷卻后粉碎制備抗菌納米復合粉末涂料。本發(fā)明的有益效果是，利用分子組裝的方法合成了粒徑均勻的復合碘化銀的 納米Ti02微球，將活性銀抗菌劑包覆其中，具有較好的抗菌性，且避免其在制 備涂料粉末和施涂階段藥效的降低。同時，納米Ti02微球經表面改性后，與聚 合物基料相容性提高，還能改善聚合物涂層的附著力、柔韌性、沖擊強度、光
滑度、耐化學試劑等性能。
具體實施方式
實施例l:以負電性碘化銀膠粒為核，采用分子自組裝方法合成復合納米Ti02微球， 將納米復合Ti02與改性環(huán)氧樹脂復合后，再與改性聚酯樹脂、環(huán)氧-硅氧烷樹脂、 光引發(fā)劑、固化劑、固化促進劑、流平劑等組分經雙螺桿擠塑機分段升溫擠出， 冷卻后粉碎制備抗菌、清新空氣的納米復合多功能粉末涂料，所得粉末涂料經 靜電噴涂在熱敏性基材上，于100 120GC先期熔融流平，再經紫外光照射固化 可以得到具有抗菌和清新空氣功能的聚合物涂層。常溫下，0.10M硝酸銀水溶液1050毫升與1000毫升0.10M碘化鉀溶液反應， 制備碘化銀溶膠。由于硝酸銀過量，所得溶膠的膠粒帶負電，記為溶液A。配制 0.05 M鈦酸丁酯的乙醇溶液1000毫升(其中含有1.0。/。的P123表面活性劑)，加 入少量濃鹽酸調節(jié)溶液的pH值小于l，記為溶液B。攪拌狀態(tài)下，取10毫升溶液 A滴加到溶液B中，分散均勻。然后，滴加l毫升去離子水，反應2小時后噴霧干 燥，得到復合碘化銀的納米二氧化鈦微球，即分子組裝納米載藥抗菌劑。稱取2公斤納米載藥抗菌劑，與28公斤改性環(huán)氧樹脂高速預混，然后通過雙 螺桿擠塑機擠出造粒，最后粉碎為10微米左右粒徑的納米復合改性環(huán)氧樹脂粉 末，得到復合了抗菌劑的納米復合改性環(huán)氧樹脂。按下列配方將各組分預混均勻，然后通過雙螺桿擠塑機擠出造粒，最后粉
碎得到粒徑為10 50微米的紫外光低溫固化粉末涂料。納米復合改性環(huán)氧樹脂30 kg改性聚酯樹脂20 kg環(huán)氧-硅氧烷樹脂10 kg固化劑6 kg固化促進劑6kg光引發(fā)劑0.5 kg流平劑0.5 kg脫氣劑1kg增光劑1kg鈦白粉32 kg顏料2kg。實施例2按下列配方將各組分預混均勻，然后通過雙螺桿擠塑機擠出造粒，最后粉碎 得到粒徑為10 50微米的紫外光低溫固化粉末涂料。 納米復合改性環(huán)氧樹脂 25 kg改性聚酯樹脂 15 kg環(huán)氧-硅氧烷樹脂 10 kg固化劑 6 kg
固化促進劑4 kg光引發(fā)劑0.5 kg流平劑0.5 kg脫氣劑0.5 kg增光劑0.4kg鈦白粉25 kg顏料lkg其余同實施方式l。實施例3按下列配方將各組分預混均勻，然后通過雙螺桿擠塑機擠出造粒，最后粉碎 得到粒徑為10 50微米的紫外光低溫固化粉末涂料。納米復合改性環(huán)氧樹脂35 kg改性聚酯樹脂20 kg環(huán)氧-硅氧烷樹脂15 kg固化劑10 kg固化促進劑6 kg光引發(fā)劑lkg流平劑0.8 kg脫氣劑lkg 增光劑 0.8 kg鈦白粉 35 kg顏料 2 kg其余同實施方式l。實施例4按下列配方將各組分預混均勻，然后通過雙螺桿擠塑機擠出造粒，最后粉碎 得到粒徑為10 50微米的紫外光低溫固化粉末涂料。納米復合改性環(huán)氧樹脂30 kg改性聚酯樹脂18 kg環(huán)氧-硅氧烷樹脂12 kg固化劑8 kg固化促進劑5 kg光引發(fā)劑0.8 kg流平劑0.6 kg脫氣劑0.8 kg增光劑0.6 kg鈦白粉30 kg顏料1.5 kg其余同實施方式l。
權利要求
1.一種分子組裝納米載藥抗菌復合涂料，其特征在于由下列組分按所給重量份數制備納米復合改性環(huán)氧樹脂25～35kg改性聚酯樹脂15～20kg環(huán)氧-硅氧烷樹脂 10～15kg固化劑 6～10kg固化促進劑 4～6kg光引發(fā)劑0.5～1kg流平劑 0.5～0.8kg脫氣劑 0.5～1kg增光劑 0.4～0.8kg鈦白粉 25～35kg顏料1～2kg納米復合改性環(huán)氧樹脂由納米復合二氧化鈦微球與改性環(huán)氧樹脂擠塑粉碎得到，納米復合二氧化鈦含量3～8％；改性聚酯樹脂的樹脂基料為引入了柔性分子鏈段的半晶型和無定型兩種不飽和聚酯樹脂，軟化點80-83℃，活性組分當量200-220；環(huán)氧-硅氧烷樹脂為低分子量環(huán)氧樹脂改性聚硅氧烷，環(huán)氧樹脂為常規(guī)的雙酚A型、環(huán)氧值0.11-0.13、軟化點84-88℃，聚酯樹脂酸值為45-75mgkOH/g，軟化點為85-95℃，玻璃化溫度55℃；固化劑為含有端羥基與端胺基的大分子化合物，軟化點82-85℃，活性組分當量200-220；固化促進劑為具有環(huán)脒結構的咪唑啉化合物。
2、 如權利要求l所述的一種分子組裝納米載藥抗菌復合涂料，其特征在于以負電性碘化銀膠粒為核，采用分子自組裝方法合成復合納米Ti02微球，將 納米復合Ti02與改性環(huán)氧樹脂復合后，再與改性聚酯樹脂、環(huán)氧-硅氧烷樹 月旨、光引發(fā)劑、固化劑、固化促進劑、流平劑等組分經雙螺桿擠塑機分段 升溫擠出，冷卻后粉碎制備抗菌、清新空氣的納米復合多功能粉末涂料， 所得粉末涂料經靜電噴涂在熱敏性基材上，于100 120 GC先期熔融流平， 再經紫外光照射固化可以得到具有抗菌和清新空氣功能的聚合物涂層。
3、 如權利要求l所述的一種分子組裝納米載藥抗菌復合涂料，其特征在于納米復合二氧化鈦微球是以碘化銀為核，二氧化鈦為殼的復合納米微球，碘 化銀與二氧化鈦的摩爾比為1 5: 100;碘化銀由0.05 0.15M硝酸銀溶液和 0.05 0.15M碘化鉀溶液反應制備，二氧化鈦由鈦酸丁酯水解制備，鈦酸丁 酯溶液事先由36M的濃鹽酸調節(jié)pH值小于l ，并加入0.5 2 n/。的P123表面活 性劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種分子組裝納米載藥抗菌復合涂料。以負電性碘化銀膠粒為核，采用分子自組裝方法合成復合納米TiO₂微球。將納米復合TiO₂與改性環(huán)氧樹脂復合后，再與改性聚酯樹脂、環(huán)氧-硅氧烷樹脂、光引發(fā)劑、固化劑、固化促進劑、流平劑等組分經雙螺桿擠塑機分段升溫擠出，冷卻后粉碎制備抗菌、清新空氣的納米復合多功能粉末涂料。適用于紙張、塑料、中密度人造板、木材等熱敏性基材的涂裝。
文檔編號C09D163/00GK101148556SQ20071003590
公開日2008年3月26日 申請日期2007年10月16日 優(yōu)先權日2007年10月16日
發(fā)明者馮偉云, 晶 李, 李朝暉, 趙延良 申請人:湖南至誠新材料有限公司