一种紫外线过滤基板及消毒棒的制作方法

文档序号:21692332发布日期:2020-07-31 22:10阅读:133来源:国知局
本发明属于消毒设备领域,特别涉及一种紫外线过滤基板及消毒棒。
背景技术
:紫外线依据生物效应的不同,按照波长划分为四个波段:uva波段,波长320~420nm,具有很强的穿透力,破坏肌肤的弹性纤维和胶原蛋白纤维,将我们的皮肤晒黑,uvb波段,波长275~320nm,具有中等穿透力,人体具有红斑作用,能促进体内矿物质代谢和维生素d的形成,但长期或过量照射会令皮肤晒黑,并引起红肿脱皮,uvc波段,波长200~275nm,穿透能力最弱,能够快速有效的杀灭病菌物质,uvd波段波长100~200nm,通常会被阻挡在真空中。现有紫外消毒设备发射出来的紫外光包含uv-a,uv-b,uv-c和uv-d波段,由于uv-c、uv-d能够快速杀菌消毒,有效提高杀菌效率,现有紫外消毒灯使用过程中发散全波段的紫外线,导致对人体伤害较大,灭菌效果差,因此需要一种能够过滤中长波紫外线的过滤基板。技术实现要素:针对上述问题,本发明提供了一种紫外线过滤基板及消毒棒。一种紫外线过滤基板,所述过滤基板包括石英玻璃、第一涂层和第二涂层;所述第一涂层由第一涂层甲组分和固化剂反应制成,所述第二涂层由第二涂层甲组分和固化剂反应制成;所述第一涂层甲组分和第二涂层甲组分均包括以下材料及重量份:丙烯酸聚硅氧烷树脂45-65份,光吸收剂:2-5份,分散剂:0.5-2份,流平剂:1-2份;所述第一涂层甲组份与固化剂比例为10-15:1,所述第二涂层甲组份与固化剂比例为13-17:1。进一步地,所述丙烯酸聚硅氧烷树脂包括丙烯酸树脂和聚硅氧烷组成;所述丙烯酸树脂和聚硅氧烷比例为1-2:1。进一步地,所述第一涂层的光吸收剂为:2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、六甲基磷酰三胺和甲氧基肉桂酸三甲氧基硅丙基酯;2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮:0.5-1份;六甲基磷酰三胺:1-2份;甲氧基肉桂酸三甲氧基硅丙基酯:0.5-1.5份。进一步地,所述第二涂层的光吸收剂为甲氧基肉桂酸三甲氧基硅丙基酯和4-二甲胺基肉桂酸三甲氧基硅丙基酯;甲氧基肉桂酸三甲氧基硅丙基酯0.5-1份;4-二甲胺基肉桂酸三甲氧基硅丙基酯1-2份。进一步地,所述固化剂为氨丙基三乙氧基硅烷、氨基硅烷、丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。进一步地,所述第一涂层和第二涂层的分散剂为byk-194和/或byk-111。一种紫外线过滤基板的制备工艺,所述制备工艺包括:(1)制备第一涂层称取丙烯酸聚硅氧烷树脂45-65份、第一涂层光吸收剂2-5份、分散剂0.5-2份和流平剂1-2份搅拌混合后得到第一涂层甲组份;取所述第一涂层甲组分45-70份加入固化剂2-7份室温下混合均匀得到第一涂层液;(2)制备第二涂层称取丙烯酸聚硅氧烷乳液45-70份、第二涂层光吸收剂3-6份、分散剂0.5-2份和流平剂1-2份搅拌混合后得到第二涂层甲组分;取所述第二涂层甲组分50份加入固化剂2-5分室温下混合均匀得到第二涂层液;将第一涂层涂覆在石英玻璃上,待第一涂层固化后涂覆第二涂层,制得紫外线过滤基板。进一步地,所述丙烯酸聚硅氧烷树脂制备包括:按比例称取丙烯酸树脂和聚硅氧烷;将丙烯酸树脂升温至70-80℃,加入聚硅氧烷,保温搅拌30-50min,冷却至室温即为丙烯酸聚硅氧烷树脂。进一步地,所述第一涂层涂覆厚度为0.2mm-0.5mm,所述第二涂层涂覆厚度为0.5mm-1mm。一种紫外线消毒灯,所述紫外线消毒灯包括上述任一项所制备的紫外线过滤基板和紫外线灯管,所述紫外线过滤基板用于过滤所述紫外线灯管发射的紫外线。本发明的紫外线过滤基板能够有效过滤对人体伤害较大的中长波,并且采用第一涂层与第二涂层的组合方式分别对中波及长波进行吸收阻隔,提高紫外线过滤基板的过滤效果,并且有效保证了消毒棒的使用效果。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书和权利要求书中所指出的结构来实现和获得。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明多个实施例,对本发明的技术方案进行清楚、完整地说明,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。本发明涉及一种紫外线过滤基板,所述过滤基板包括石英玻璃、第一涂层和第二涂层;所述第一涂层由第一涂层甲组分和固化剂反应制成,所述第二涂层由第二涂层甲组分和固化剂反应制成;所述第一涂层甲组分和第二涂层甲组分均包括以下材料及重量份:丙烯酸聚硅氧烷树脂45-65份,光吸收剂:2-5份,分散剂:0.5-2份,流平剂:1-2份;所述过滤基板还包括固化剂,所述第一涂层与固化剂比例为10-15:1,所述第二涂层与固化剂比例为13-17:1。所述丙烯酸聚硅氧烷树脂包括丙烯酸树脂和聚硅氧烷组成;所述丙烯酸树脂和聚硅氧烷比例为:1-2:1。所述第一涂层的光吸收剂为:2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、六甲基磷酰三胺和甲氧基肉桂酸三甲氧基硅丙基酯;2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮:0.5-1份;六甲基磷酰三胺:1-2份;甲氧基肉桂酸三甲氧基硅丙基酯:0.5-1.5份。设置2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、六甲基磷酰三胺和甲氧基肉桂酸三甲氧基硅丙基酯作为第一涂层的光吸收剂,能够有效吸收大量中波紫外线和少量长波紫外线,并且与丙烯酸聚硅氧烷树脂的相容性好,均匀分散在丙烯酸聚硅氧烷树脂中。所述第二涂层的光吸收剂为甲氧基肉桂酸三甲氧基硅丙基酯和4-二甲胺基肉桂酸三甲氧基硅丙基酯;甲氧基肉桂酸三甲氧基硅丙基酯0.5-1份;4-二甲胺基肉桂酸三甲氧基硅丙基酯1-2份。设置甲氧基肉桂酸三甲氧基硅丙基酯和4-二甲胺基肉桂酸三甲氧基硅丙基酯作为第二涂层的光吸收剂,能够有效吸收长波紫外线,能够有效吸收大量长波紫外线和少量中波紫外线。所述第一涂层和第二涂层的固化剂为氨丙基三乙氧基硅烷、氨基硅烷、丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。所述第一涂层和第二涂层的分散剂:byk-194或byk-111。所述第一涂层和第二涂层的流平剂:byk-310或byk-333。本发明还涉及一种紫外线过滤基板的制备工艺,所述制备工艺包括:(1)制备第一涂层称取丙烯酸聚硅氧烷树脂20-30份、第一涂层光吸收剂2份、分散剂0.5-2份和流平剂1-2份搅拌混合后得到第一涂层甲组份;取第一涂层甲组分26-34份加入固化剂2份室温下混合均匀得到第一涂层液;(2)制备第二涂层称取丙烯酸聚硅氧烷乳液45-65份、第二涂层光吸收剂2-5份、分散剂0.5-2份和流平剂1-2份搅拌混合后得到第二涂层甲组分;取第二涂层甲组分50份加入固化剂2-5分室温下混合均匀得到第二涂层液;将第一涂层涂覆在石英玻璃上,待第一涂层固化后涂覆第二涂层,制得紫外线过滤基板。所述丙烯酸聚硅氧烷树脂制备包括:按比例称取丙烯酸树脂和聚硅氧烷;将丙烯酸树脂升温至70-80摄氏度,加入聚硅氧烷,保温搅拌30min,冷却至室温即为丙烯酸聚硅氧烷树脂。所述第一涂层涂覆厚度为0.1mm-0.2mm,所述第二涂层涂覆厚度为0.2mm-0.3mm。采用第一涂层与第二涂层组合设置,能够全面阻隔紫外线的中长波,并且让紫外线短波有效透出。本发明还涉及一种应用上述紫外线过滤基板制备的紫外线消毒灯,所述紫外线消毒灯包括紫外线过滤基板和紫外线灯管,所述紫外线过滤基板用于过滤所述紫外线灯管发射的紫外线;所述紫外线过滤基板通过上述组分和制备方法制备得到。实施例1丙烯酸聚硅氧烷树脂的制备:称取30份丙烯酸树脂和30份聚硅氧烷,将丙烯酸树脂升温至70℃,加入聚硅氧烷,保温搅拌30min,冷却至室温即为丙烯酸聚硅氧烷树脂。第一涂层的制备:称取丙烯酸聚硅氧烷树脂45份、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮0.5份、六甲基磷酰三胺1份、甲氧基肉桂酸三甲氧基硅丙基酯0.5份、byk-1940.5份和byk-3331份搅拌混合后得到第一涂层甲组份;取第一涂层甲组分45份加入氨丙基三乙氧基硅烷2份室温下混合均匀得到第一涂层。第二涂层的制备:称取丙烯酸聚硅氧烷树脂45份、甲氧基肉桂酸三甲氧基硅丙基酯0.5份、4-二甲胺基肉桂酸三甲氧基硅丙基酯1份、byk-1940.5份和byk-3331份搅拌混合后得到第二涂层甲组份;取第二涂层甲组分50份加入氨丙基三乙氧基硅烷3份室温下混合均匀得到第一涂层。消毒棒的制备:将第一涂层快速涂覆在石英玻璃制备的发光管外壁,涂覆厚度约0.3mm,等待8-10min。涂覆第二涂层,涂覆厚度约0.5mm,继续等待8-10min,至发光管外壁干燥。实施例2丙烯酸聚硅氧烷树脂的制备:称取40份丙烯酸树脂和30份聚硅氧烷,将丙烯酸树脂升温至75℃,加入聚硅氧烷,保温搅拌30min,冷却至室温即为丙烯酸聚硅氧烷树脂。第一涂层的制备:称取丙烯酸聚硅氧烷树脂50份、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮0.7份、六甲基磷酰三胺1.2份、甲氧基肉桂酸三甲氧基硅丙基酯0.7份、byk-1940.5份和byk-3330.8份搅拌混合后得到第一涂层甲组份;取第一涂层甲组分50份加入氨基硅烷3份室温下混合均匀得到第一涂层。第二涂层的制备:称取丙烯酸聚硅氧烷树脂50份、甲氧基肉桂酸三甲氧基硅丙基酯0.7份、4-二甲胺基肉桂酸三甲氧基硅丙基酯1.3份、byk-1940.5份和byk-3331份搅拌混合后得到第二涂层甲组份;取第二涂层甲组分50份加入氨基硅烷3份室温下混合均匀得到第而涂层。消毒棒的制备:将第一涂层快速涂覆在石英玻璃制备的发光管外壁,涂层厚度为0.3mm,等待8-10min固化。涂覆第二涂层,厚度为0.7mm继续等待8-10min,至发光管外壁干燥。实施例3丙烯酸聚硅氧烷树脂的制备:称取50份丙烯酸树脂和30份聚硅氧烷,将丙烯酸树脂升温至78℃,加入聚硅氧烷,保温搅拌45min,冷却至室温即为丙烯酸聚硅氧烷树脂。第一涂层的制备:称取丙烯酸聚硅氧烷树脂55份、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮1份、六甲基磷酰三胺1.5份、甲氧基肉桂酸三甲氧基硅丙基酯1份、byk-1942份搅拌混合后得到第一涂层甲组份;取第一涂层甲组分60份加入丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷5份室温下混合均匀得到第一涂层。第二涂层的制备:称取丙烯酸聚硅氧烷树脂55份、甲氧基肉桂酸三甲氧基硅丙基酯2份、4-二甲胺基肉桂酸三甲氧基硅丙基酯1.5份、byk-1942份搅拌混合后得到第二涂层甲组份;取第二涂层甲组分60份加入丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷6份室温下混合均匀得到第而涂层。消毒棒的制备:将第一涂层快速涂覆在石英玻璃制备的发光管外壁,等待5-8min,涂覆第二涂层,继续等待5-8min,至发光管外壁干燥。实施例4丙烯酸聚硅氧烷树脂的制备:称取60份丙烯酸树脂和30份聚硅氧烷,将丙烯酸树脂升温至80℃,加入聚硅氧烷,保温搅拌50min,冷却至室温即为丙烯酸聚硅氧烷树脂。第一涂层的制备:称取丙烯酸聚硅氧烷树脂55份、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮1份、六甲基磷酰三胺2份、甲氧基肉桂酸三甲氧基硅丙基酯2份、byk-1942份搅拌混合后得到第一涂层甲组份;取第一涂层甲组分65份加入丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷6份室温下混合均匀得到第一涂层。第二涂层的制备:称取丙烯酸聚硅氧烷树脂55份、甲氧基肉桂酸三甲氧基硅丙基酯3份、4-二甲胺基肉桂酸三甲氧基硅丙基酯2份、byk-1942份搅拌混合后得到第二涂层甲组份;取第二涂层甲组分60份加入氨基硅烷6份室温下混合均匀得到第而涂层。消毒棒的制备:将第一涂层快速涂覆在石英玻璃制备的发光管外壁,等待5-8min,涂覆第二涂层,继续等待5-8min,至发光管外壁干燥。波长透射检测:检测设备:紫外分光光度计;器材:制备与消毒棒发光灯管相同材质的石英玻璃板,体积为12*2*35mm,所需石英玻璃板16片。将实施例1-4所制备的涂层,按消毒管的制备方法,将第一涂层、第二涂层涂覆在石英玻璃板上,保证各实施例第一涂层及第二涂层的厚度相同,第一涂层厚度为0.3mm,第二涂层厚度为0.8mm。将第1-4实施例制备的涂层按涂覆厚度要求,涂覆在石英玻璃板上,每组实施例涂覆2个石英板,实施例1所制备的测试样品标号为:1a、1b、1c;实施例2所制备的测试样品标号为:2a、2b、2c;实施例3所制备的测试样品标号:3a、3b、3c;实施例4所制备的测试样品标号4a、4b、4c和对照组。将测试样品竖直插入比色皿中,并在测试样品和对照组的比色皿中装入蒸馏水,分别在200nm、280nm处和360nm处照射,其中,1a、2a、3a设置在200nm处的照射,1b、2b、3b设置在280nm处,计算各样品的透光率。所得结果如下表所示:结论:采用实施例1-4所制备紫外线涂层中长波透过率较低,短波透过率较好,涂层涂覆后的石英玻璃能够有效阻止中长波的透过。消毒棒灭菌检测:检测仪器:紫外强度计;将实施例1-4所制备的消毒棒灯管设置在不同空间内,横置于放样杆上,在每个消毒棒正下方1m处放置紫外强度计,将测试消毒棒的发光功率设置在10w、20w、30w、40w下进行测试。并且设置不涂覆涂层的紫外灯管作为对照组。开启紫外强度计后,离开测试房间,打开消毒棒灯管,照射10min。之后关闭消毒棒灯管,获取紫外强度计内的检查数据。不同光照功率下,实施例1-4消毒棒灯管的紫外线强度数据如下表所示:实施例1实施例2实施例3实施例4对照组10w86uw/cm287uw/cm291uw/cm283uw/cm275uw/cm220w106uw/cm2104uw/cm2110uw/cm2108uw/cm299uw/cm230w127uw/cm2124uw/cm2122uw/cm2129uw/cm2114uw/cm240w145uw/cm2136uw/cm2142uw/cm2140uw/cm2136uw/cm2测试结论:在不同功率的照射强度下,采用本实施例所制备的消毒棒灯管均能够满足国家标准规定的90uw/cm2,消毒能力较强。本发明设置的第一涂层和第二涂层能够有效阻止紫外线中长波,并且不会影响紫外线消毒效果,保证涂覆后紫外线消毒棒的消毒效果。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。当前第1页12
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