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环境友好型纳米银 氟碳抗菌涂料的研究,采用纳米银粉为抗菌材料,水性氟碳乳液为基料,添加润湿剂、分散剂和消泡剂等助剂,制备抗菌涂料.该涂料性能优良,经灭菌率测试,含有0.03%纳米银粉的涂料在2h内的灭菌率达到90%
2019年09月18日    阅读量:1366     新闻来源:中国建材网 cnprofit.com    |  投稿

1.引言

    随着人类对自身健康状况的重视,我们朝夕相处的居住环境也越来越受到关注。居室环境微生物污染状况的一项调查表明:农村细菌总数为138.94 cfu/cm2,城镇为72.10 cfu/cm2。可见居室环境中微生物造成的污染是不可忽视的中国建材网cnprofit.com


抗菌涂料可直接涂装在各种材料上,因其使用方便而备受关注,开发具有抗菌功能的涂料是涂料工业发展的方向之一.目前,涂料用抗菌剂主要有天然抗菌剂、有机抗菌剂和无机抗菌剂三大类。


无机抗菌剂特别是纳米银,由于表面效应,其抗菌能力是微米级银粒子的200倍以上,抗菌性能也远远大于传统的银离子杀菌剂(如硝酸银和磺胺嘧啶银),是新型的高效抗菌剂。近年来,纳米银制备技术迅速发展,方法多种多样。按反应条件,主要包括还原剂还原、光照、电极电解、y射线辐射等。


随着涂料行业对挥发性有害有机化合物含量的控制愈加严格,涂料水性化趋势越来越明显。如果涂膜表面存在有害微生物.与人体接触后,还会传染各种疾病,威胁人体健康。因此,在涂料中加入少量纳米银粉,使其具有抗菌性能具有实用意义。本研究采用性能优异的水性氟碳乳液,以纳米银粉为抗菌材料,并添加润湿剂、分散剂、增稠剂和消泡剂等助剂,制备一种环境友好型纳米银/氟碳抗菌涂料。


2试验部分

2. 1试验原料及仪器

    试验原料及仪器见表1.

环境友好型纳米银 氟碳抗菌涂料的研究,采用纳米银粉为抗菌材料,水性氟碳乳液为基料,添加润湿剂、分散剂和消泡剂等助剂,制备抗菌涂料.该涂料性能优良,经灭菌率测试,含有0.03%纳米银粉的涂料在2h内的灭菌率达到90% 中国建材网,cnprofit.com

试验用原料及仪器

2.2纳米银粉内墙抗菌涂料的制备

2.2.1纳米银粒子的制备

    称取1.0 g的聚乙烯吡咯烷酮置入50℃去离子水中,充分搅拌10 min,加入1.0g硝酸银,混合均匀后加入一定量的无水乙醇,搅拌至溶液澄清透明;加入还原剂水合麟,在50℃下充分搅拌2h后制得所需样品,即纳米银粒子溶胶。所制得的纳米银粒子溶胶为黄绿色。该样品性能稳定,避光静置1个月颜色不发生变化,也不发生聚沉。

2.2. 2调漆

    将分散剂和部分消泡剂加入调色缸中,搅拌均匀,加入纳米银粒子溶胶、高岭土、轻钙、钛白粉及流变助剂,在砂磨机内研磨30min,至无颗粒。在低速搅拌下缓缓加入叔氟乳液,搅拌至粉料与乳液及剩余的助剂混合均匀,用200目的丝网过滤包装。表2为该水性纳米银粉氟碳抗菌涂料的基本配方。

环境友好型纳米银 氟碳抗菌涂料的研究,采用纳米银粉为抗菌材料,水性氟碳乳液为基料,添加润湿剂、分散剂和消泡剂等助剂,制备抗菌涂料.该涂料性能优良,经灭菌率测试,含有0.03%纳米银粉的涂料在2h内的灭菌率达到90% 中国建材网,cnprofit.com

水性纳米银粉氟碳抗菌涂料的基本配方

2.2.3灭菌率测试

    按照参考文献对所制得的水性纳米银粉抗菌涂料进行灭菌率测试,方法如下:将0. 2 g涂料均匀涂抹于塑料盖内(塑料盖内径15 mm),晾干后紫外杀菌30 min。配制肉膏蛋白陈琼脂培养基并灭菌后,倒入己灭菌的培养皿中制得平板备用。用无菌生理盐水将大肠杆菌菌种配成105 cfu/ml左右的菌液,并用平板计数法测定活菌数N(cfu/mL),用无菌移液管吸取菌液滴于涂料上,与涂料接触若干时间后,再吸取菌液滴于平板上,用无菌三角棒涂布均匀。将平板水平移至37℃恒温培养箱中培养24h后,取出计算平板上的菌落数,得到与涂料接触若干时间后的活菌数N,(cfu/mL)。灭菌率的计算公式为:   

灭菌率=(N一N1) /N x 100%


3结果与讨论

3.1水性纳米银粉氟碳抗菌涂料性能参数

    依照合成树脂乳液外墙涂料国家标准(GB/T9755-2001对合成的水性纳米银粉抗菌涂料进行了检测,检测结果见表3.

水性纳米银粉氟碳抗菌涂料的性能

环境友好型纳米银 氟碳抗菌涂料的研究,采用纳米银粉为抗菌材料,水性氟碳乳液为基料,添加润湿剂、分散剂和消泡剂等助剂,制备抗菌涂料.该涂料性能优良,经灭菌率测试,含有0.03%纳米银粉的涂料在2h内的灭菌率达到90% 中国建材网,cnprofit.com


3.2灭菌率测试

    初始菌液的活菌数,以及菌液与纳米银粉含量从0一0.12%.的涂料接触2h后的活菌数见表4.

环境友好型纳米银 氟碳抗菌涂料的研究,采用纳米银粉为抗菌材料,水性氟碳乳液为基料,添加润湿剂、分散剂和消泡剂等助剂,制备抗菌涂料.该涂料性能优良,经灭菌率测试,含有0.03%纳米银粉的涂料在2h内的灭菌率达到90% 中国建材网,cnprofit.com

    根据表4中接触前后的活菌数。用灭菌率计算公式,可以计算出菌液与不同纳米银粉含量的涂料接触2h之后的灭菌率,如图1所示。

环境友好型纳米银 氟碳抗菌涂料的研究,采用纳米银粉为抗菌材料,水性氟碳乳液为基料,添加润湿剂、分散剂和消泡剂等助剂,制备抗菌涂料.该涂料性能优良,经灭菌率测试,含有0.03%纳米银粉的涂料在2h内的灭菌率达到90% 中国建材网,cnprofit.com

由图1可知,不含纳米银粉的涂料基本不具备抗菌性;加入纳米银粉能够使涂料抗菌,而且涂料的抗菌能力随着纳米银粉加入量的增加而增大。纳米银粉的质量分数在0.03%以内,随着纳米银粉含量的增加,灭菌率明显提高.这说明在同样的环境下,纳米银含量越高,银离子的溶出量越大,灭菌率也就越高。


但当纳米银粉含量达到0.03%、灭菌率达到94%后,再增加纳米银粉含量己毫无意义,只会增加涂料的生产成本。在2h内灭菌率达90%以上,这说明纳米银粉涂料的抗菌性能己达优良。因而水性纳米银氟碳涂料中的纳米银粉含量以0.03%较为合适。


4小结

    以水性叔氟乳液为基料,纳米银为抗菌填料,并加入其它填料和助剂,制备了一种水性纳米银氟碳抗菌涂料。研究中采用的叔氟共聚乳液.是由甲基丙烯酸(酯)、丙烯酸酯六氟丁酯、叔碳酸乙烯酯共聚而成的,具有突出的耐候性、保光保色性、优异的耐水性、耐碱性和耐污性,对填料的结合能力大且施工性好。


所制得涂料随着纳米银粉含量的增加,其抗菌能力有所提高,而且能够在一定时间内持续杀菌。综合抗菌性能和成本因素,纳米银质量分数为0.03%较为合适。水性纳米银氟碳抗菌涂料具有较好的抗菌性,而且具备了比一般涂料更优异的耐候性、耐久性、耐化学药品性、防腐性、非粘附性及耐污染性等,综合性能优良,具有广阔的发展前景。


环境友好型纳米银/氟碳抗菌涂料的研究

  

杨超1,王云普1,郭金山2,刘汉功1

(1.省部共建生态环境高分子材料教育部重点实验室、西北师范大学高分子研究所,兰州730070;2.兰州大学化学化工学院,兰州730000)


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