本发明涉及新材料
技术领域：
，具体为一种抗紫外抑菌涂料及其制备方法。
背景技术：
：随着生活条件的加强，越来越多的人喜欢到海边去度假，享受休闲时光，而人们穿着的泳衣却在海滩上饱受紫外线照射，持续强烈的紫外线照射会对皮肤产生伤害，造成灼伤、水泡、诱发皮炎，甚至产生皮肤癌，且经过长时间海水浸泡的泳衣会发生形变，遇到海里珊瑚之类的容易弄坏泳衣，而且作为贴身衣物的泳衣在海水里长时间会携带各种有害物质，从而进入人体内，会引起过敏、疾病感染等，给人造成不便。因此，设计杀菌、亲水和耐磨、抗击打的抗紫外抑菌涂料是很有必要的。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种抗紫外抑菌涂料及其制备方法，以解决上述
背景技术：
中提出的问题。为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种抗紫外抑菌涂料及其制备方法，包括以下重量份数的原料：60～90份贝壳丙烯酸酯复合物、30～50份硬脂酸钠淀粉复合物、5～10份助剂。优选的，所述助剂为紫外线吸收剂uv-o、紫外线吸收剂uv-p中的一种。优选的，所述硬脂酸钠淀粉复合物是将淀粉糊化后在一定温度下与硬脂酸钠混合搅拌制得。优选的，所述贝壳丙烯酸酯复合物是将贝壳粉在高温下煅烧，再将煅烧后的贝壳粉与丙烯酸酯共聚乳液采用共沉淀法制得。优选的，所述丙烯酸酯共聚乳液是由甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵与甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸进行乳酸共聚制备而得。本发明第二方面提供一种抗紫外抑菌涂料及其制备方法，包括以下具体步骤：(1)丙烯酸酯共聚乳液的制备：将聚乙烯醇和去离子水混合得分散液，加热，往里加入甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和去离子水，继续加热搅拌并保温，反应后冷却至室温，制得丙烯酸酯共聚乳液；(2)贝壳丙烯酸酯复合物的制备：将贝壳水洗后浸泡在氢氧化钠溶液中去除杂质，再经洗涤、干燥、粉碎后置于马弗炉中煅烧，研磨后得贝壳粉载体，然后将丙烯酸酯共聚乳液与贝壳粉载体混合恒温搅拌，取出得贝壳丙烯酸酯复合物；(3)硬脂酸钠淀粉复合物的制备：将淀粉配制成淀粉悬浊液，糊化后和一定量的硬脂酸钠在高温下混合搅拌均匀所制得；(4)抗紫外抑菌涂料的制备：将贝壳丙烯酸酯复合物和硬脂酸钠淀粉复合物一起经加热混合，并加入助剂，搅拌均匀制得抗紫外抑菌涂料。优选的，所述步骤(1)中：将聚乙烯醇和去离子水按质量比1:3～1:5在室温下浸泡20～24h，然后加热至95～100℃搅拌回流1.5～2h，使其聚乙烯醇完全溶解，得聚乙烯醇分散液，在烧瓶中按质量比2:3～2:5加入聚乙烯醇分散液和去离子水，搅拌30～40min，升温至65～70℃后，按质量比1:2:1:1～3:2:3:3滴加甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸，约1.5～2h滴完，滴加完毕后在65～70℃保温反应4～5h，冷却至室温后得丙烯酸酯共聚乳液。优选的，所述步骤(2)中：将贝壳清洗后浸泡于质量分数为8％的氢氧化钠溶液中1～5h，碱洗去除表面的杂质，用贝壳质量8～10倍的蒸馏水洗涤，置于鼓风干燥箱中100～110℃干燥20～24h，然后将干燥后的贝壳置于粉碎机中粉碎，并过筛，置于马弗炉中1000～1100℃下煅烧2～2.5h，经研钵研磨制得贝壳粉载体，将贝壳粉载体和丙烯酸酯共聚乳液按质量比2:3～4:3混合，在90～100℃下恒温搅拌反应1.5～2h，取出后得贝壳丙烯酸酯复合物。优选的，所述步骤(3)中：在三口烧瓶中配制质量分数为5％的淀粉悬浊液，先在冷水中分散10～15min，然后置于水浴锅中在200～220r·min-1搅拌转速下升温，在95～100℃下糊化30～40min，将糊化好的淀粉溶液和硬脂酸钠溶液按质量比1:2～1:3继续混合搅拌均匀，冷却至室温后得硬脂酸钠淀粉复合物。优选的，所述步骤(4)中：将贝壳丙烯酸酯复合物和硬脂酸钠淀粉复合物按质量比3:2～7:2在70～80℃下加热混合搅拌均匀，再加入硬脂酸钠淀粉复合物质量0.05～0.1倍的紫外线吸收剂uv-o一起混合搅拌2～3h后，冷却至室温，制得抗紫外抑菌涂料。与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明制备的抗紫外抑菌涂料应用在海滩泳衣上。首先用甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵与甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸进行乳酸共聚制备得丙烯酸酯共聚乳液，将贝壳粉在高温下煅烧，采用共沉淀法将贝壳粉和丙烯酸酯共聚乳液混和，得贝壳丙烯酸酯复合物，贝壳粉的生物相容性能够使丙烯酸酯共聚乳液牢固负载在贝壳粉上，将贝壳粉原本立方体结构的棱角变得圆滑，使其与涂料有良好的相容性，利于分散均匀，且贝壳粉的孔径较大，具有一定的吸附能力，能够吸附海里的细菌和海面的光线，当细菌进入体系中时，贝壳粉中的丙烯酸酯共聚乳液和贝壳粉共同作用下发生光催化，将其内部的羟基基团和表面水分子氧化成具有强氧化性的羟基自由基，能够将其体系中的细菌堵死并杀掉，起到杀菌作用，且甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中的离子基团与贝壳粉相容后具有强的亲水性，可以使涂料表面与水界面的相互作用力增强，应用到泳衣上时能够使其在海水里更加顺滑，并且使海藻等物质难以缠绕。用硬脂酸钠和淀粉合成后对贝壳丙烯酸酯复合物进行改性，得改性贝壳丙烯酸酯复合物，硬脂酸钠可以和贝壳丙烯酸酯复合物中的钙离子反应形成难溶的盐硬脂钙沉积在涂料表面，在涂料表面形成一层淀粉沉积膜，当涂料应用在泳衣上时，能够提高淀粉层在涂料表面的覆膜牢固性，增强改性贝壳丙烯酸酯复合物中淀粉分子羟基与泳衣纤维分子羟基之间的氢键结合，提高泳衣的物理性能，增强其抗击打性能，当涂料表面包覆一层硬脂酸钠淀粉复合物时，会阻碍或减弱与细菌的接触，不利于杀菌作用，但是硬脂酸钠是含有羧基的盐，在水溶液中容易解离出羧基，羧基和淀粉分子羟基之间会产生强烈的相互作用，选择性的占据涂料表面的生长点，且贝壳丙烯酸酯复合物中的丙烯酸丁酯成分会导致二者向不同方向生长，并相互连通形成网状结构，从而达到增大接触面，增强耐磨性能，还利于涂料的杀菌作用。具体实施方式下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。本发明提供技术方案：一种抗紫外抑菌涂料及其制备方法，包括以下重量份数的原料：60～90份贝壳丙烯酸酯复合物、30～50份硬脂酸钠淀粉复合物、5～10份助剂。优选的，所述助剂为紫外线吸收剂uv-o、紫外线吸收剂uv-p中的一种。优选的，所述硬脂酸钠淀粉复合物是将淀粉糊化后在一定温度下与硬脂酸钠混合搅拌制得。优选的，所述贝壳丙烯酸酯复合物是将贝壳粉在高温下煅烧，再将煅烧后的贝壳粉与丙烯酸酯共聚乳液采用共沉淀法制得。优选的，所述丙烯酸酯共聚乳液是由甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵与甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸进行乳酸共聚制备而得。本发明第二方面提供一种抗紫外抑菌涂料及其制备方法，包括以下具体步骤：(1)丙烯酸酯共聚乳液的制备：将聚乙烯醇和去离子水混合得分散液，加热，往里加入甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和去离子水，继续加热搅拌并保温，反应后冷却至室温，制得丙烯酸酯共聚乳液；(2)贝壳丙烯酸酯复合物的制备：将贝壳水洗后浸泡在氢氧化钠溶液中去除杂质，再经洗涤、干燥、粉碎后置于马弗炉中煅烧，研磨后得贝壳粉载体，然后将丙烯酸酯共聚乳液与贝壳粉载体混合恒温搅拌，取出得贝壳丙烯酸酯复合物；(3)硬脂酸钠淀粉复合物的制备：将淀粉配制成淀粉悬浊液，糊化后和一定量的硬脂酸钠在高温下混合搅拌均匀所制得；(4)抗紫外抑菌涂料的制备：将贝壳丙烯酸酯复合物和硬脂酸钠淀粉复合物一起经加热混合，并加入助剂，搅拌均匀制得抗紫外抑菌涂料。优选的，所述步骤(1)中：将聚乙烯醇和去离子水按质量比1:3～1:5在室温下浸泡20～24h，然后加热至95～100℃搅拌回流1.5～2h，使其聚乙烯醇完全溶解，得聚乙烯醇分散液，在烧瓶中按质量比2:3～2:5加入聚乙烯醇分散液和去离子水，搅拌30～40min，升温至65～70℃后，按质量比1:2:1:1～3:2:3:3滴加甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸，约1.5～2h滴完，滴加完毕后在65～70℃保温反应4～5h，冷却至室温后得丙烯酸酯共聚乳液。优选的，所述步骤(2)中：将贝壳清洗后浸泡于质量分数为8％的氢氧化钠溶液中1～5h，碱洗去除表面的杂质，用贝壳质量8～10倍的蒸馏水洗涤，置于鼓风干燥箱中100～110℃干燥20～24h，然后将干燥后的贝壳置于粉碎机中粉碎，并过筛，置于马弗炉中1000～1100℃下煅烧2～2.5h，经研钵研磨制得贝壳粉载体，将贝壳粉载体和丙烯酸酯共聚乳液按质量比2:3～4:3混合，在90～100℃下恒温搅拌反应1.5～2h，取出后得贝壳丙烯酸酯复合物。优选的，所述步骤(3)中：在三口烧瓶中配制质量分数为5％的淀粉悬浊液，先在冷水中分散10～15min，然后置于水浴锅中在200～220r·min-1搅拌转速下升温，在95～100℃下糊化30～40min，将糊化好的淀粉溶液和硬脂酸钠溶液按质量比1:2～1:3继续混合搅拌均匀，冷却至室温后得硬脂酸钠淀粉复合物。优选的，所述步骤(4)中：将贝壳丙烯酸酯复合物和硬脂酸钠淀粉复合物按质量比3:2～7:2在70～80℃下加热混合搅拌均匀，再加入硬脂酸钠淀粉复合物质量0.05～0.1倍的紫外线吸收剂uv-o一起混合搅拌2～3h后，冷却至室温，制得抗紫外抑菌涂料。实施例1：一种抗紫外抑菌涂料一一种抗紫外抑菌涂料，包括以下重量份数的原料：60～90份贝壳丙烯酸酯复合物、30～50份硬脂酸钠淀粉复合物、5～10份助剂。一种抗紫外抑菌涂料及其制备方法，包括以下具体步骤：(1)丙烯酸酯共聚乳液的制备：将聚乙烯醇和去离子水混合得分散液，加热，往里加入甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和去离子水，继续加热搅拌并保温，反应后冷却至室温，制得丙烯酸酯共聚乳液；(2)贝壳丙烯酸酯复合物的制备：将贝壳水洗后浸泡在氢氧化钠溶液中去除杂质，再经洗涤、干燥、粉碎后置于马弗炉中煅烧，研磨后得贝壳粉载体，然后将丙烯酸酯共聚乳液与贝壳粉载体混合恒温搅拌，取出得贝壳丙烯酸酯复合物；(3)硬脂酸钠淀粉复合物的制备：将淀粉配制成淀粉悬浊液，糊化后和一定量的硬脂酸钠在高温下混合搅拌均匀所制得；(4)抗紫外抑菌涂料的制备：将贝壳丙烯酸酯复合物和硬脂酸钠淀粉复合物一起经加热混合，并加入助剂，搅拌均匀制得抗紫外抑菌涂料。优选的，所述步骤(1)中：将聚乙烯醇和去离子水按质量比1:5在室温下浸泡24h，然后加热至100℃搅拌回流2h，使其聚乙烯醇完全溶解，得聚乙烯醇分散液，在烧瓶中按质量比2:5加入聚乙烯醇分散液和去离子水，搅拌40min，升温至70℃后，按质量比3:2:3:3滴加甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸，约2h滴完，滴加完毕后在70℃保温反应5h，冷却至室温后得丙烯酸酯共聚乳液。优选的，所述步骤(2)中：将贝壳清洗后浸泡于质量分数为8％的氢氧化钠溶液中5h，碱洗去除表面的杂质，用贝壳质量10倍的蒸馏水洗涤，置于鼓风干燥箱中110℃干燥24h，然后将干燥后的贝壳置于粉碎机中粉碎，并过筛，置于马弗炉中1100℃下煅烧2.5h，经研钵研磨制得贝壳粉载体，将贝壳粉载体和丙烯酸酯共聚乳液按质量比4:3混合，在100℃下恒温搅拌反应2h，取出后得贝壳丙烯酸酯复合物。优选的，所述步骤(3)中：在三口烧瓶中配制质量分数为5％的淀粉悬浊液，先在冷水中分散15min，然后置于水浴锅中在220r·min-1搅拌转速下升温，在100℃下糊化40min，将糊化好的淀粉溶液和硬脂酸钠溶液按质量比1:3继续混合搅拌均匀，冷却至室温后得硬脂酸钠淀粉复合物。优选的，所述步骤(4)中：将贝壳丙烯酸酯复合物和硬脂酸钠淀粉复合物按质量比7:2在80℃下加热混合搅拌均匀，再加入硬脂酸钠淀粉复合物质量0.1倍的紫外线吸收剂uv-o一起混合搅拌3h后，冷却至室温，制得抗紫外抑菌涂料。实施例2：一种抗紫外抑菌涂料二一种抗紫外抑菌涂料，包括以下重量份数的原料：60份贝壳丙烯酸酯复合物、30份硬脂酸钠淀粉复合物、5份助剂。一种抗紫外抑菌涂料及其制备方法，包括以下具体步骤：(1)丙烯酸酯共聚乳液的制备：将聚乙烯醇和去离子水混合得分散液，加热，往里加入甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和去离子水，继续加热搅拌并保温，反应后冷却至室温，制得丙烯酸酯共聚乳液；(2)贝壳丙烯酸酯复合物的制备：将贝壳水洗后浸泡在氢氧化钠溶液中去除杂质，再经洗涤、干燥、粉碎后置于马弗炉中煅烧，研磨后得贝壳粉载体，然后将丙烯酸酯共聚乳液与贝壳粉载体混合恒温搅拌，取出得贝壳丙烯酸酯复合物；(3)硬脂酸钠淀粉复合物的制备：将淀粉配制成淀粉悬浊液，糊化后和一定量的硬脂酸钠在高温下混合搅拌均匀所制得；(4)抗紫外抑菌涂料的制备：将贝壳丙烯酸酯复合物和硬脂酸钠淀粉复合物一起经加热混合，并加入助剂，搅拌均匀制得抗紫外抑菌涂料。优选的，所述步骤(1)中：将聚乙烯醇和去离子水按质量比1:3在室温下浸泡20h，然后加热至95℃搅拌回流1.5h，使其聚乙烯醇完全溶解，得聚乙烯醇分散液，在烧瓶中按质量比2:3加入聚乙烯醇分散液和去离子水，搅拌30min，升温至65℃后，按质量比1:2:1:1滴加甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸，约1.5h滴完，滴加完毕后在65℃保温反应4h，冷却至室温后得丙烯酸酯共聚乳液。优选的，所述步骤(2)中：将贝壳清洗后浸泡于质量分数为8％的氢氧化钠溶液中1h，碱洗去除表面的杂质，用贝壳质量8倍的蒸馏水洗涤，置于鼓风干燥箱中100℃干燥20h，然后将干燥后的贝壳置于粉碎机中粉碎，并过筛，置于马弗炉中1000℃下煅烧2h，经研钵研磨制得贝壳粉载体，将贝壳粉载体和丙烯酸酯共聚乳液按质量比2:3混合，在90℃下恒温搅拌反应1.5h，取出后得贝壳丙烯酸酯复合物。优选的，所述步骤(3)中：在三口烧瓶中配制质量分数为5％的淀粉悬浊液，先在冷水中分散10min，然后置于水浴锅中在200r·min-1搅拌转速下升温，在95℃下糊化30min，将糊化好的淀粉溶液和硬脂酸钠溶液按质量比1:2继续混合搅拌均匀，冷却至室温后得硬脂酸钠淀粉复合物。优选的，所述步骤(4)中：将贝壳丙烯酸酯复合物和硬脂酸钠淀粉复合物按质量比3:2在70℃下加热混合搅拌均匀，再加入硬脂酸钠淀粉复合物质量0.05倍的紫外线吸收剂uv-o一起混合搅拌2h后，冷却至室温，制得抗紫外抑菌涂料。对比例1：普通涂料的制备：将丙烯酸乳液和分散剂、消泡剂等助剂加热混合搅拌均匀后，制得普通涂料。对比例2：对比例2的处方组成同实施例1。该抗紫外抑菌涂料的制备方法与实施例1的区别仅在于不进行步骤(2)的制备，其余制备步骤同实施例1。对比例3：比例3的处方组成同实施例1。该抗紫外抑菌涂料的制备方法与实施例1的区别仅在于不进行步骤(3)的制备，其余制备步骤同实施例1。试验例1分别用实施例1、对比例1、对比例3所制备的涂料对相同克重的泳衣进行涂覆，测量泳衣的耐磨性，常温常压下，控制相同的力度，对泳衣进行撕扯，破损程度如下：破损程度(％)实施例120对比例180对比例340由上述数据可以看出，实施例1的破损程度最低，这是因为硬脂酸钠淀粉复合物在应用到泳衣上时，能够提高淀粉层在涂料表面的覆膜牢固性，增强改性贝壳丙烯酸酯复合物中淀粉分子羟基与泳衣纤维分子羟基之间的氢键结合，提高泳衣的物理性能，增强其抗击打性能，且硬脂酸钠淀粉复合物在水溶液中容易解离出羧基，羧基和淀粉分子羟基之间会产生强烈的相互作用，选择性的占据涂料表面的生长点，且贝壳丙烯酸酯复合物中的丙烯酸丁酯成分会导致二者向不同方向生长，并相互连通形成网状结构，从而达到增大接触面，增强耐磨性能。试验例2选取两种海洋常见的细菌需钠弧菌和芽孢杆菌进行抑菌圈实验，将涂覆过实施例1、对比例1、对比例3所制备的涂料的相同克重的泳衣放置于细菌培养箱中，24小时后取出，用显微镜观察细菌存活率，测得数据如下：细菌存活率(％)实施例122对比例185对比例246由上可以看出对比例1的细菌存活率最高，其他二者相对较低，这是因为贝壳丙烯酸酯复合物中贝壳粉的生物相容性能够使丙烯酸酯共聚乳液牢固负载在贝壳粉上，将贝壳粉原本立方体结构的棱角变得圆滑，使其与涂料有良好的相容性，利于分散均匀，且贝壳粉的孔径较大，具有一定的吸附能力，能够吸附海里的细菌和海面的光线，当细菌进入体系中时，贝壳粉中的丙烯酸酯共聚乳液和贝壳粉共同作用下发生光催化，将其内部的羟基基团和表面水分子氧化成具有强氧化性的羟基自由基，能够将其体系中的细菌堵死并杀掉，起到杀菌作用。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12