专利名称：一种纳米金属银抗菌涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及建筑涂料领域，特别涉及一种具有良好抗菌性的环保型纳米金属银抗菌涂料及其制备方法。
背景技术：
建筑涂料色泽明亮、品质优异、施工方便、易于翻新、质轻、价廉，是建筑装饰行业中不可缺少的原材料，与人们生活密切相关。
人们居住环境中存在着各种有害微生物，对人类的生活产生不良影响，尤其是家居环境中某些潮湿的场合(如厨房、卫生间等)更容易滋生微生物，导致室内空气菌浓度和物体表面的菌浓度增大。
随着人们健康意识的不断提高，市场对建筑涂料提出了更高的要求建筑涂料在具有装饰保护功能的前提下，还需具备抗菌性。
由于抗菌涂料中含有抗菌剂，可有效抑制和杀灭环境中的有害病菌，降低环境微生物对人体的危害，进而达到清洁环境的目的，对保护人类健康，改善生活环境具有十分重要的意义。
目前，抗菌涂料按使用抗菌剂种类的不同可分为三种第一种是有机抗菌涂料，使用有机抗菌剂；第二种是光催化抗菌涂料，使用的抗菌剂为二氧化钛、氧化锌等光催化抗菌剂；第三种是银离子抗菌涂料，使用的抗菌剂为银离子抗菌剂或纳米无机粉体吸附银离子抗菌剂。
有机抗菌涂料是发展最早也是目前最主要的抗菌涂料品种，但由于其使用的抗菌剂为有机抗菌剂，这类涂料短期抗菌效果好，但抗菌剂有毒、抗菌持久性差(耐候性差，抗菌剂容易析出)，容易产生耐药性，不符合环保要求，发展受到限制；光催化抗菌涂料安全，在紫外光、氧气、水的条件下，具有良好的抗菌性，但其应用受到紫外光、氧气、水等条件的限制；银离子抗菌涂料安全性好、抗菌好，但银离子容易变色，容易转变成棕色的氧化银或经紫外线催化还原成黑色单质银，变色不仅降低了其抗菌性，而且还限制了其在白色和浅色物品中的应用。
金属银具有很好的抗菌、杀菌作用。很早以前，蒙古族人就发现用银制餐具盛装羊奶可以保鲜。公元前300多年前，希腊王国皇帝亚历山大带兵东征时，遭到热带痢疾感染，大多数士卒得病死亡，但是皇帝和军官们由于使用银器具，可以杀菌，因而很少染疾。
100多年来，人们对金属银及其化合物的毒性做了很多临床和实验室研究，证明银是一种非常安全的金属。但是，由于纳米金属银存在难分散、易团聚、易氧化、变色等问题，所以，一直没有应用于涂料当中。
发明内容
本发明的目的是解决现有的抗菌涂料安全性较差，持久性较差，使用范围受限等问题，而提供一种安全性好、强效持久的纳米金属银抗菌涂料及其制备方法。
我们结合金属银的特点，采用纳米技术，将纳米金属银做抗菌剂应用于涂料中，由于恰当地使用了分散保护胶体，很好地解决了纳米金属银难分散、易团聚、易氧化、变色等技术难题。
为了实现本发明的目的，本发明采用了如下的技术方案一种纳米金属银抗菌涂料，其特征在于，由包括了溶剂、分散剂、润湿分散剂、消泡剂、增稠剂、成膜助剂、流平剂、纳米金属银抗菌剂颜料、填料和基料的原料制成。
所述的纳米金属银抗菌剂可为纳米金属银粉，纳米金属银粉与其它粉体的混合物，纳米金属银分散液等。
所述制作原料的重量比如下溶剂 50-300 分散剂 5-12润湿分散剂0.1-1 消泡剂 1-5增稠剂1-15成膜助剂 5-15流平剂1-15纳米金属银抗菌剂 0.01-200基料 100-500所述制作原料中还可以包括以下成分(重量比)钛白粉0-400 超细硅酸铝 0-50立德粉0-150 轻质碳酸钙 0-250重质碳酸钙0-150 硅灰石粉 0-150滑石粉0-100所述的溶剂可以为水、200号溶剂汽油、正己烷、异己烷、正庚烷、异庚烷、环己烷、甲苯、二甲苯、三甲苯、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇、丙酮、甲乙酮、环己酮、醋酸乙酯、醋酸正丁酯、醋酸异丁酯、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚等中一种或几种。
其中，分散剂、消泡剂、增稠剂、流平剂、润湿分散剂和成膜助剂为配制涂料经常采用的产品。分散剂包括日本诺普科公司的SN-DISPERSANT系列分散剂，美国罗门哈斯公司的OROTAN系列分散剂，德国毕克化公司的Disperbyk系列分散剂，汉高公司的Texaphor系列分散剂、Hydropalat系列分散剂，德谦企业股份有限公司的DP系列分散剂，荷兰埃夫卡助剂公司的EFKA系列分散剂、EFKA-POLYMER系列分散剂、EFKA-LP系列分散剂，德国迪高公司的Dispers系列分散剂等；消泡剂包括汉高公司的Foamstar系列消泡剂，德国毕克化公司的Byk系列消泡剂，荷兰埃夫卡助剂的Efka系列消泡剂等；增稠剂包括美国罗门哈斯公司的Acrysol系列增稠剂、纤维素醚增稠剂，劲辉公司的Rheolate增稠剂系列等；流平剂包括美国罗门哈斯公司RM系列流平剂、劲辉公司的Rheolate系列流平剂等；成膜助剂包括伊士曼公司的Texanol醇酯、汉高公司的Filmer系列成膜助剂等；润湿分散剂为汉高公司的PE系列润湿分散剂等。
钛白粉为白色的，作为颜料的代表，如果需要配制其它颜色的涂料，则再向该配方中增加其它颜色的颜料。
所述的基料为纯丙树脂、苯丙树脂、醋丙树脂、硅丙树脂、聚氨酯及其改性物、聚酯及其改性物、醇酸树脂及其改性物、环氧树脂及其改性物等中的一种或几种。
所述纳米金属银抗菌涂料的制备方法为(1)将纳米金属银抗菌剂与溶剂混合分散均匀；
(2)将步骤(1)所得的混合液与成膜助剂、湿润分散剂、分散剂、流平剂、消泡剂分别称量后加入搅拌桶，混合搅拌均匀，转速控制在500～3000r/min，搅拌20-60min，得浆料；(3)将步骤(2)所得浆料研磨至适当细度；(4)将乳液基料加入到步骤(3)所得浆料中，添加增稠剂到一定的粘度，即可得到产品；所述步骤(2)中，制作原料还可以包括钛白粉、立德粉、超细硅酸铝、滑石粉、硅灰石、轻质碳酸钙及重质碳酸钙。
所述的步骤(3)中，研磨的细度要求≤60μ；所述的步骤(4)中，要求控制粘度在适当的范围内，添加增稠剂到斯托莫粘度90-110K。
本发明所制得的纳米金属银抗菌涂料安全性高、强效、持久抗菌，对大肠杆菌及金黄色葡萄球菌等的抗菌率＞99.9％，可广泛应用于建筑、家具、船舶、家电等领域。
具体实施例方式
实施例一本实施例的制备配方为自来水120公斤；分散剂8公斤；消泡剂4公斤； 润湿分散剂0.2公斤；增稠剂15公斤； 流平剂10公斤；成膜助剂15公斤； 苯丙树脂150公斤；
钛白粉60公斤；纳米金属银分散液100公斤；超细硅酸铝20公斤；立德粉120公斤；滑石粉80公斤；轻质碳酸钙100公斤。
重质碳酸钙100公斤；其制备方法为(1)将纳米金属银分散液和自来水混合均匀。
(2)将成膜助剂、流平剂、分散剂、润湿分散剂、消泡剂、钛白粉、超细硅酸铝、滑石粉、立德粉、重质碳酸钙、轻质碳酸钙分别称量后加入装有上述混合液的搅拌桶，搅拌均匀，转速控制在1100r/min，搅拌30min，得浆料；(3)将上述浆料经砂磨机或三辊机研磨至细度≤40μ。
(4)将苯丙树脂加入到上述浆料中，添加增稠剂到斯托莫粘度为100K，即可得到产品。
实施例二本实施例的制备配方为自来水240公斤； 分散剂6公斤；消泡剂5公斤； 增稠剂5公斤；流平剂3公斤； 成膜助剂5公斤；润湿分散剂0.3公斤； 硅丙树脂300公斤；超细硅酸铝10公斤； 钛白粉300公斤；滑石粉60公斤； 轻质碳酸钙80公斤；纳米金属银粉末0.01公斤；
其制备方法为(1)将0.01公斤纳米金属银粉和1公斤的分散剂、240公斤水混合搅拌均匀。
(2)将上述混合液、润湿分散剂、成膜助剂、流平剂、分散剂、消泡剂、滑石粉、钛白粉、超细硅酸铝、轻质碳酸钙分别称量后加入搅拌桶，搅拌均匀，转速控制在1200r/min，搅拌20min，得浆料；(3)将上述浆料经砂磨机或三辊机研磨至细度≤50μ。
(4)将硅丙树脂加到上述浆料中，添加增稠剂到斯托莫粘度为100K，即可得到产品。
实施例三本实施例的制备配方为丙酮300公斤； 分散剂10公斤；消泡剂5公斤； 增稠剂15公斤；流平剂6公斤； 成膜助剂12公斤；润湿分散剂0.1公斤； 聚氨酯300公斤；超细硅酸铝10公斤； 钛白粉200公斤；滑石粉50公斤； 轻质碳酸钙70公斤；纳米金属银粉0.05公斤；其制备方法为(1)将纳米金属银粉0.05公斤、分散剂2公斤、300公斤丙酮分散搅拌均匀。
(2)将上述混合液、成膜助剂、流平剂、分散剂、润湿分散剂、消泡剂、钛白粉、超细硅酸铝、滑石粉、轻质碳酸钙分别称量后加入搅拌桶，搅拌均匀，转速控制在2000r/min，搅拌30min，得浆料；(3)将上述浆料经砂磨机或三辊机研磨至细度≤50μ。
(4)将聚氨酯加到上述浆料中，添加增稠剂到斯托莫粘度为99K，即可得到产品。
实施例四本实施例的制备配方为丙酮250公斤； 分散剂5公斤；消泡剂5公斤； 增稠剂15公斤；流平剂1公斤； 成膜助剂5公斤；润湿分散剂0.1公斤； 聚氨酯400公斤；纳米金属银粉与其它粉体的混合物0.1公斤；其制备方法为(1)将纳米金属银粉与其它粉体的混合物0.1公斤、分散剂2公斤、250公斤丙酮分散搅拌均匀。
(2)将上述混合液、成膜助剂、流平剂、分散剂、润湿分散剂、消泡剂、分别称量后加入搅拌桶，搅拌均匀，转速控制在1000r/min，搅拌30min，得浆料；(3)将上述浆料经砂磨机或三辊机研磨至细度≤50μ。
(4)将聚氨酯加到上述浆料中，添加增稠剂到斯托莫粘度为99K，即可得到产品。
权利要求
1.一种纳米金属银抗菌涂料，其特征在于，由包括了溶剂、分散剂、润湿分散剂、消泡剂、增稠剂、成膜助剂、流平剂、纳米金属银抗菌剂和基料的原料制成，重量比如下溶剂 50-300分散剂 5-12润湿分散剂0.1-1 消泡剂 1-5增稠剂1-15 成膜助剂5-15流平剂1-15 内米金属银抗菌剂0.01-200基料 100-500
2.根据权利要求1所述的纳米金属银抗菌涂料其特征在于，所述制作原料中还可以包括以下成分，重量比为钛白粉0-400超细硅酸铝0-50立德粉0-150轻质碳酸钙0-250重质碳酸钙0-150硅灰石粉 0-150滑石粉0-100
3.根据权利要求1或2所述的纳米金属银抗菌涂料，其特征在于，所述纳米金属银抗菌剂可为纳米金属银粉，纳米金属银粉与其它粉体的混合物，纳米金属银分散液等。
4.根据权利要求1或2所述的纳米金属银抗菌涂料，其特征在于，所述溶剂可以为水、200号溶剂汽油、正己烷、异己烷、正庚烷、异庚烷、环己烷、甲苯、二甲苯、三甲苯、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇、丙酮、甲乙酮、环己酮、醋酸乙酯、醋酸正丁酯、醋酸异丁酯、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚等中的一种或几种。
5.根据权利要求1或2所述的纳米金属银抗菌涂料，其特征在于，所述基料为纯丙树脂、苯丙树脂、醋丙树脂、硅丙树脂、聚氨酯及其改性物、聚酯及其改性物、醇酸树脂及其改性物、环氧树脂及其改性物等中的一种或几种。
6.如权利要求1所述的纳米金属银抗菌涂料的制备方法，其特征在于，所述纳米金属银抗菌涂料由包括了溶剂、分散剂、润湿分散剂、消泡剂、增稠剂、成膜助剂、流平剂、纳米金属银抗菌剂和基料的原料制成，所述制备方法包括以下步骤(1)将纳米金属银抗菌剂与溶剂混合分散均匀；(2)将步骤(1)所得的混合液与成膜助剂、湿润分散剂、分散剂、流平剂、消泡剂分别称量后加入搅拌桶，混合搅拌均匀，转速控制在500～3000r/min，搅拌20-60min，得浆料；(3)将步骤(2)所得浆料研磨至适当细度；(4)将基料加入到步骤(3)所得浆料中，添加增稠剂到一定的粘度，即可得到产品。
7.如权利要求6所述的纳米金属银抗菌涂料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中的制作原料中还可以包括钛白粉、超细硅酸铝、立德粉、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、硅灰石粉和滑石粉等。
8.如权利要求6或7所述的纳米金属银抗菌涂料的制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)中，研磨的细度要求≤60μ。
9.如权利要求6或7所述的纳米金属银抗菌涂料的制备方法，其特征在于，所述的步骤(4)中，要求控制粘度在适当的范围内，添加增稠剂到斯托莫粘度90-110K。
全文摘要
本发明提供了一种纳米金属银抗菌涂料及其制备方法。本发明的特征在于使用了纳米金属银抗菌剂，很好地解决了纳米金属银难分散、易团聚、易氧化、变色等技术难题。制得的纳米金属银抗菌涂料安全性高、强效、持久抗菌，可广泛应用于建筑、家具、船舶、家电等领域。
文档编号C09D175/04GK1616559SQ20041005160
公开日2005年5月18日 申请日期2004年9月24日 优先权日2004年9月24日
发明者陈丽琼, 李荣先 申请人:深圳清华大学研究院, 陈丽琼