本发明属于材料合成
技术领域：
，具体涉及一种抗菌超耐磨聚氨酯面涂材料及其制备方法。
背景技术：
：聚氨酯(简称pu)是由多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇或/及小分子多元醇、多元胺或水等扩链剂或交联剂等原料制成的聚合物。通过改变原料种类及组成，可以大幅度地改变产品形态及其性能，得到从柔软到坚硬的最终产品。近年来，有机-无机纳米复合材料的研究成为材料科学领域的热点，复合材料较传统材料而言，既有有机高分子材料良好的力学性能和加工性能，又有无机材料独特的功能性，因此在光学、机械、生物学领域取得广泛的应用。抗菌涂料是指在涂料中加入了抗菌剂，使涂料具有抗菌性能。抗菌涂料，当使用于家庭时，可以有效降低居室、家具表面、家用电器等的细菌密度；当使用于公共场合时，可以降低公共场所的公共设施的细菌密度，降低交叉感染和接触感染的可能性；当使用于食品加工企业、药品生产车间时，可以防止食品或药品受微生物污染的可能性，提高产品质量。目前，在聚合物基体中，添加抗菌添加剂来赋予涂料抗菌性能，往往需要添加大量的抗菌剂，虽然一定程度上提高了抗菌性能，但也会影响涂料的附着力等，且现有的抗菌涂料，基本上仅对有害细菌进行防护，但是，这种涂料会导致普通的细菌为了保护自身而产生免疫机制，从而产生如抗生素抗体，从而使得普通细菌产生对人体有害的物质。且抗菌剂随着涂料使用时间的延长，在涂膜中会产生迁移、降解、变色等，造成抗菌性能衰减，甚至丧失抗菌性能。为了解决这些技术问题，常用无机抗菌剂和有机抗菌剂复配使用，利用不同的抗菌剂协同作用下，提高抗菌性能，但是，并不是任意两种或两种以上的抗菌剂简单的混合后都能起到增加抗菌的作用，这也成了为抗菌涂料方面研究的热点。技术实现要素：针对目前抗菌性能单一，且大部分仅针对有害细菌的问题，本发明提供了一种抗菌超耐磨聚氨酯面涂材料。本发明还提供了一种抗菌超耐磨聚氨酯面涂材料的制备方法。本发明为了实现上述目的所采用的技术方案为：本发明提供了一种抗菌超耐磨聚氨酯面涂材料，通过以下原料制备而成：聚氨酯单体60-65％、异氰酸酯10-12％、烧结砂8-10％、单壁碳纳米管2-3％、复合抗菌剂6-8％、十二烷基二甲基氧化铵2-3％、聚乙二醇对甲苯磺酸酯3-5％、2-巯基乙醇2-3％、颜填料0.5-1％。进一步的，所述聚氨酯单体为聚酯多元醇或聚醚多元醇。进一步的，所述复合抗菌剂是由氧化锌、苯扎溴铵按照质量比5：1组成。本发明所使用的烧结砂经过预处理，预处理的方法为：将石英砂加入n,n-二甲基甲酰胺和水，然后加入四氯化锡，搅拌30-50min，然后进行煅烧，自然冷却至室温即可。上述石英砂、n,n-二甲基甲酰胺和水的料液比为5g：1ml：2ml；所述石英砂和四氯化锡的质量比为1：0.1。进一步的，所述煅烧为分段煅烧，第一阶段为5℃min的升温速率升温至300-350℃，保温5-8min；第二阶段为：以10℃/min的升温速率升温至600-650℃，保温煅烧1-1.5h。本发明还提供了一种抗菌超耐磨聚氨酯面涂材料的制备方法，包括以下步骤：(1)聚氨酯单体中加入单壁碳纳米管、复合抗菌剂、十二烷基二甲基氧化铵混合后搅拌20-30min，得混合物料a；(2)将异氰酸酯、聚乙二醇对甲苯磺酸酯、2-巯基乙醇，搅拌均匀后得混合物料b；(3)使用时，将混合物料a和混合物料b进行混合，然后加入烧结砂，搅拌1min后，再添加颜填料搅拌1-2min即可。本发明的有益效果为：(1)本发明制备的聚氨酯涂料，抗菌性能优异，且抗菌谱广，抑菌率能够达到99％，且制备的涂料附着力好，具有优异的耐磨性能，抗划伤能力强；(2)本发明提供的聚氨酯体系由于其优异的附着力，能够涂刷在其他涂层表面，耐候性强，抗uv，可用于日晒场所；(3)本发明制备的聚氨酯色彩多样，美观大方，能搭配多种彩色表面，且制备的涂料不易变色，色彩持久性好。具体实施方式下面通过具体的实施方式对本发明的技术方案作进一步的解释和说明。本发明所使用的聚酯多元醇的分子量为2200；聚醚多元醇的官能度为2，分子量为3000，羟值为26.5-29.5，粘度为600-900实施例1一种抗菌超耐磨聚氨酯面涂材料，配方为：聚氨酯单体62％、异氰酸酯10％、烧结砂8％、单壁碳纳米管3％、复合抗菌剂(氧化锌、苯扎溴铵按照质量比5：1组成)8％、十二烷基二甲基氧化铵2％、聚乙二醇对甲苯磺酸酯3％、2-巯基乙醇3％、颜填料1％。所述烧结砂经过预处理，预处理的方法为：将50g石英砂加入10mln,n-二甲基甲酰胺和20ml水，然后加入5g四氯化锡，搅拌50min，进行分段煅烧，第一阶段为5℃min的升温速率升温至300-350℃，保温5-8min；第二阶段为：以10℃/min的升温速率升温至600-650℃，保温煅烧1-1.5h，自然冷却至室温即可。具体制备方法如下：(1)聚氨酯单体中加入单壁碳纳米管、复合抗菌剂、十二烷基二甲基氧化铵混合后搅拌20-30min，得混合物料a；(2)将异氰酸酯、聚乙二醇对甲苯磺酸酯、2-巯基乙醇，搅拌均匀后得混合物料b；(3)使用时，将混合物料a和混合物料b进行混合，然后加入烧结砂，搅拌1min后，再添加颜填料搅拌2min即可。实施例2一种抗菌超耐磨聚氨酯面涂材料，配方为：聚氨酯单体60％、异氰酸酯12％、烧结砂10％、单壁碳纳米管2％、复合抗菌剂(同上)6％、十二烷基二甲基氧化铵2％、聚乙二醇对甲苯磺酸酯3％、2-巯基乙醇2％、颜填料1％。各原料制备方法及涂料制备方法同实施例1。实施例3一种抗菌超耐磨聚氨酯面涂材料，配方为：聚氨酯单体65％、异氰酸酯10％、烧结砂8％、单壁碳纳米管2％、复合抗菌剂(同上)6％、十二烷基二甲基氧化铵3％、聚乙二醇对甲苯磺酸酯3.5％、2-巯基乙醇2％、颜填料0.5％。各原料制备方法及涂料制备方法同实施例1。对比例1一种抗菌超耐磨聚氨酯面涂材料，配方同实施例1，不同之处在于：所述烧结砂不经过预处理，直接采用市售烧结砂即可。对比例2一种抗菌超耐磨聚氨酯面涂材料，配方为：聚氨酯单体62％、异氰酸酯10％、烧结砂8％、单壁碳纳米管3％、氧化锌8％、十二烷基二甲基氧化铵2％、聚乙二醇对甲苯磺酸酯3％、2-巯基乙醇3％、颜填料1％。。制备方法同实施例1。对比例3一种抗菌超耐磨聚氨酯面涂材料，配方为：聚氨酯单体62％、异氰酸酯10％、烧结砂8％、单壁碳纳米管3％、苯扎溴铵8％、十二烷基二甲基氧化铵2％、聚乙二醇对甲苯磺酸酯3％、2-巯基乙醇3％、颜填料1％。制备方法同实施例1。对比例4一种抗菌超耐磨聚氨酯面涂材料，配方同实施例1。所述烧结砂经过预处理，预处理的方法为：将50g石英砂加入10mln,n-二甲基甲酰胺和20ml水，然后加入5g四氯化锡，搅拌50min，进行煅烧，以10℃/min的升温速率升温至600-650℃，保温煅烧1-1.5h，自然冷却至室温即可。效果实施例(一)将实施例1-3及对比例1-3制备的涂料进行喷涂二道，涂层的厚度约为10μm，检测涂层的抗菌性能及观察涂层的外观，抗菌性能按照国家标准gb/t21866-2008，同时按照行业标准hg/t3950-2007对抗霉菌性能进行检测，霉菌包括对黑曲霉、土曲霉、宛氏拟青霉、绳状青霉、出芽短梗霉、球毛壳)具体结果见表1。表1(二)将实施例和对比例制备的涂料制备成涂层后，在磨损试验机上进行摩擦磨损试验，涂层试验的尺寸为7mm×20mm，涂层的厚度为100μm，试验载荷为25n，试验周期为20min，室温下进行，具体结果见表2。表2比磨损率(mm3/n·m)实施例12.913×10-10实施例22.892×10-10实施例32.901×10-10对比例11.921×10-10对比例22.809×10-10对比例32.936×10-10对比例42.311×10-10(三)将实施例及对比例制备的涂料按照gb12441-2005进行理化性能检测，具体测试结果见表3。表3当前第1页12