一种抗菌粉末型涂料及其制备方法与流程

本发明属于涂料制备技术领域，具体涉及一种抗菌粉末型涂料及其制备方法。

背景技术：

随着涂料产品品种越来越多，应用范围的不断扩大，涂料工业已成为化学工业中一个重要的独立工业生产部分。在涂料工业中，粉末涂料作为一种新兴新材料行业，因其具有不含有机溶剂、具有优异的物理机械性能、生产施工安全、具有较佳的耐化学药品性和耐候性、过喷粉末可回收再利用、涂装易实现自动化及涂膜性能优异等优点，而广泛应用于家用电器、室内外构件及交通运输等多个领域。粉末涂料进入国内不过30多年时间,近20年来得到了巨大的发展,受到了全世界各个国家的大力发展，粉末涂料在众多的涂料产品中，成为发展最快的一类。其在国民经济各个领域中，越来越多的替代了传统型的液体涂料，受到极大青睐，占有了无可替代的举足轻重的地位。

现有的涂料在使用过程中，漆膜表面会滋生大量细菌，易出现发霉现象，进而影响涂料使用，且降低自身美观度，不利于市场的推广。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种抗菌粉末型涂料及其制备方法。

本发明要解决的技术问题：

现有的涂料在使用过程中，漆膜表面会滋生大量细菌，易出现发霉现象，进而影响涂料使用，且降低自身美观度，不利于市场的推广。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种抗菌粉末型涂料，由如下重量份原料制成：50-80份e-03环氧树脂、8-10份钛白粉、3-5份氧化锌、0.5-1.5份流平剂6588、8-10份抗菌填料、0.5-0.8份增光剂c701；

该粉末涂料由如下步骤制成：

步骤s1：称取上述原料，将原料加入搅拌釜中，在转速为500-800r/min的条件下，进行搅拌10-15min，制得混合料；

步骤s2：将混合料加入双螺杆挤出机中，在温度为85-155℃的条件下，进行挤出并冷却，制得涂料基料；

步骤s3：将涂料基料进行切粒并粉碎，过15-20μm筛网，制得抗菌粉末型涂料。

进一步，所述的环氧树脂型号为e-03、e-06、e-12、e-14中的一种或多种任意比例混合，流平剂为流平剂6588、通用流平剂h98、通用流平剂h88中的一种或多种任意比例混合，增光剂为增光剂c701、高能增光剂n701、增光剂702中的一种或多种任意比例混合。

进一步，所述的抗菌填料由如下步骤制成：

步骤a1：将氢氧化钠溶于去离子水中，制得滴加液，将钛酸正丁酯和乙醇加入反应釜中，在转速为120-150r/min的条件下，进行搅拌并加入滴加液，在温度为25-30℃的条件下，进行搅拌20-30min后，在温度为60-70℃的条件下，继续搅拌10-15min后，调节ph值为1-2，继续搅拌4-6h，制得纳米二氧化钛溶胶；

步骤a2：将正硅酸四乙酯、乙醇、去离子水加入反应釜中，在转速为150-200r/min，温度为60-70℃的条件下，进行搅拌1-1.5h后，加入硫酸钠并调节反应液ph值为5-6，继续搅拌4-6h后，加入步骤a1制得的纳米二氧化钛溶胶进行混合后，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在温度为50-60℃的条件下，进行反应3-5h后，加入硝酸银溶液和氨水，在转速为500-800r/min的条件下，进行搅拌2-3h后，过滤去除滤液，将滤饼进行干燥，制得添加剂；

步骤a3：将壳聚糖加入异丙醇中，在转速为200-300r/min的条件下，进行搅拌1-1.5h后，加入氢氧化钠溶液，继续搅拌1-1.5h后，加入氯乙酸，在温度为65-70℃的条件下，搅拌2-3h后，加入步骤a2制得的添加剂，在温度为25-30℃的条件下，继续搅拌至均匀后，加入二环己基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶，继续搅拌1-2h后，过滤去除滤液，将滤饼进行干燥，制得基料；

步骤a4：将5，5-二甲基海因、碳酸钾、丙酮加入反应釜中，在转速为150-200r/min，温度为60-70℃的条件下，进行回流20-40min后，加入1,3-二溴丙烷，继续反应3-5h，制得中间体1，将咪唑、氢氧化钠、乙腈加入反应釜中，通入氮气进行保护，在转速为120-150r/min的条件下，搅拌5-10min后，加入4-溴哌啶溶液，在温度为50-60℃的条件下，进行搅拌10-15h，制得中间体2；

反应过程如下：

步骤a5：将步骤a4制得的中间体2、氯仿、对硝基苄氯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，在转速为150-200r/min，温度为40-60℃的条件下，进行搅拌8-10h后，加入锡粉和盐酸溶液，在温度为90-95℃的条件下，进行回流反应3-5h后，过滤去除过滤物，将滤液在温度为70-80℃的条件下，进行蒸馏去除溶液，制得中间体3；

反应过程如下：

步骤a6：将步骤a4制得的中间体1溶于乙腈中，加入步骤a5制得的中间体3，在转速为120-150r/min，温度为81-85℃的条件下，进行回流反应10-15h，制得中间体4，将中间体4、去离子水、叔丁醇、次氯酸叔丁酯加入反应釜中，在温度为25-30℃的条件下，进行搅拌20-25h，制得中间体5；

反应过程如下：

步骤a7：将三聚氯氰溶液溶于丙酮中，加入2,2,6,6-四甲基哌啶醇水溶液，在转速为120-150r/min，温度为3-5℃，ph值为7-8的条件下，进行搅拌2-3h后，加入步骤a6制得的中间体5，温度为40-50℃的条件下，继续反应2-3h后，加入步骤a3制得的基料，在温度为80-90℃的条件下，继续反应3-5h后，过滤去除滤液，将滤饼进行干燥制得抗菌填料。

反应过程如下：

进一步，步骤a1所述的滴加液中氢氧化钠和去离子水的用量比为8-10g:100ml，钛酸正丁酯、乙醇、滴加液的用量体积比为3:20:80-100，步骤a2所述的正硅酸四乙酯、乙醇、去离子水的用量体积比为1:2:2，硫酸钠的用量为正硅酸四乙酯质量的8-10％，纳米二氧化钛溶胶进与钛酸正丁酯用量质量比为1:1，γ-氨丙基三乙氧基硅烷用量为纳米二氧化钛溶胶和正硅酸四乙酯质量和的3-5％，硝酸银溶液的用量是反应液总体积的50-60％，硝酸银溶液的质量分数为25-30％，氨水用量为硝酸银溶液体积的40-60％，氨水质量分数为30-40％，步骤a3所述的壳聚糖、异丙醇、氯乙酸的用量质量比为1:10:1.2，氢氧化钠溶液的用量为壳聚糖质量的1-2倍，氢氧化钠溶液的质量分数为20-30％，添加剂的用量为壳聚糖质量的1-2倍，二环己基碳二亚胺的用量为添加剂和壳聚糖质量和的50-60％，4-二甲氨基吡啶的用量为添加剂和壳聚糖质量和的5-10％，步骤a4所述的5，5-二甲基海因、碳酸钾、丙酮、1,3-二溴丙烷的用量比为1g:4g:120ml:5g，咪唑、氢氧化钠、4-溴哌啶溶液的用量比为3g:2g:20ml，4-溴哌啶溶液为用量比为1g:1ml的n-甲基-4-溴哌啶和乙腈混合，步骤a5所述的中间体2和对硝基苄氯的用量摩尔比为1:1，2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚用量为0.05-0.1％，锡粉的用量为中间体2质量的30-50％，盐酸溶液用量为中间体2质量的1-1.5倍，盐酸溶液浓度为1-1.5mol/l，步骤a6所述的中间体1和中间体3的用量摩尔比为1:1，中间体4、去离子水、叔丁醇、次氯酸叔丁酯的用量比为1.5g:3g:12ml:2.3g，步骤a7所述的三聚氯氰和2,2,6,6-四甲基哌啶醇、中间体5的用量摩尔比为1:1:1，基料的用量为三聚氯氰质量的30-50％。

一种抗菌粉末型涂料的制备方法，具体步骤如下：

步骤s1：称取上述原料，将原料加入搅拌釜中，在转速为500-800r/min的条件下，进行搅拌10-15min，制得混合料；

步骤s2：将混合料加入双螺杆挤出机中，在温度为85-155℃的条件下，进行挤出并冷却，制得涂料基料；

步骤s3：将涂料基料进行切粒并粉碎，过15-20μm筛网，制得抗菌粉末型涂料。

本发明的有益效果：本发明在制备一种抗菌粉末型涂料的过程中，制备了一种抗菌填料，以钛酸正丁酯为原料制得纳米二氧化钛溶胶，在以正硅酸四乙酯为原料制得纳米二氧化硅溶胶，进而混合，并用γ-氨丙基三乙氧基硅烷进行改性制得添加剂，该添加剂表面含有大量活性氨基，进而将壳聚糖进进行羧甲基化反应，使得壳聚糖分子上含有活性羧基，在二环己基碳二亚胺的作用下，添加剂上的活性氨基与羧基缩合，使得添加剂与壳聚糖相固定，再以5，5-二甲基海因制得中间体1，咪唑和4-溴哌啶反应制备中间体2，将中间体2与对硝基苄氯反应，并在细分的作用下，将硝基转变为氨基，制得中间体3，再将中间体1和中间体3进行反应制得中间体4，再以中间体4、三聚氯氰、2,2,6,6-四甲基哌啶醇为原料制得中间体5，进而中间体5上氯原子和基料上活性羟基反应，使得中间体5分子固定在基料上，制得抗菌填料，该抗菌填料在与细菌接触时，抗菌填料表面金属离子能够穿过细胞膜进入细菌体内，与蛋白酶上的巯基和氨基发生反应，导致酶失活、微生物死亡或丧失分裂增殖能力，同时能够破坏细菌细胞膜使得蛋白质变性，进而阻止细菌代谢，并与细菌膜内酸性磷脂的头基作用，导致细胞膜的渗透能力下降，细胞内钾离子等细胞液泄露，进而杀死细菌。

具体实施方式

下面将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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种抗菌粉末型涂料，由如下重量份原料制成：50份e-12环氧树脂、8份钛白粉、3份氧化锌、0.5份流平剂6588、8份抗菌填料、0.5份增光剂c701；

该粉末涂料由如下步骤制成：

步骤s1：称取上述原料，将原料加入搅拌釜中，在转速为500r/min的条件下，进行搅拌10min，制得混合料；

步骤s2：将混合料加入双螺杆挤出机中，在温度为85℃的条件下，进行挤出并冷却，制得涂料基料；

步骤s3：将涂料基料进行切粒并粉碎，过15μm筛网，制得抗菌粉末型涂料。

所述的抗菌填料由如下步骤制成：

步骤a1：将氢氧化钠溶于去离子水中，制得滴加液，将钛酸正丁酯和乙醇加入反应釜中，在转速为120r/min的条件下，进行搅拌并加入滴加液，在温度为25℃的条件下，进行搅拌20min后，在温度为60℃的条件下，继续搅拌10min后，调节ph值为1，继续搅拌4h，制得纳米二氧化钛溶胶；

步骤a2：将正硅酸四乙酯、乙醇、去离子水加入反应釜中，在转速为150r/min，温度为60℃的条件下，进行搅拌1h后，加入硫酸钠并调节反应液ph值为5，继续搅拌4h后，加入步骤a1制得的纳米二氧化钛溶胶进行混合后，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在温度为50℃的条件下，进行反应3h后，加入硝酸银溶液和氨水，在转速为500r/min的条件下，进行搅拌2h后，过滤去除滤液，将滤饼进行干燥，制得添加剂；

步骤a3：将壳聚糖加入异丙醇中，在转速为200r/min的条件下，进行搅拌1h后，加入氢氧化钠溶液，继续搅拌1h后，加入氯乙酸，在温度为65℃的条件下，搅拌2h后，加入步骤a2制得的添加剂，在温度为25℃的条件下，继续搅拌至均匀后，加入二环己基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶，继续搅拌1h后，过滤去除滤液，将滤饼进行干燥，制得基料；

步骤a4：将5，5-二甲基海因、碳酸钾、丙酮加入反应釜中，在转速为150r/min，温度为60℃的条件下，进行回流20min后，加入1,3-二溴丙烷，继续反应3h，制得中间体1，将咪唑、氢氧化钠、乙腈加入反应釜中，通入氮气进行保护，在转速为120r/min的条件下，搅拌5min后，加入4-溴哌啶溶液，在温度为50℃的条件下，进行搅拌10h，制得中间体2；

步骤a5：将步骤a4制得的中间体2、氯仿、对硝基苄氯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，在转速为150r/min，温度为40℃的条件下，进行搅拌8h后，加入锡粉和盐酸溶液，在温度为90℃的条件下，进行回流反应3h后，过滤去除过滤物，将滤液在温度为70℃的条件下，进行蒸馏去除溶液，制得中间体3；

步骤a6：将步骤a4制得的中间体1溶于乙腈中，加入步骤a5制得的中间体3，在转速为120r/min，温度为81℃的条件下，进行回流反应10h，制得中间体4，将中间体4、去离子水、叔丁醇、次氯酸叔丁酯加入反应釜中，在温度为25℃的条件下，进行搅拌20h，制得中间体5；

步骤a7：将三聚氯氰溶液溶于丙酮中，加入2,2,6,6-四甲基哌啶醇水溶液，在转速为120r/min，温度为3℃，ph值为7的条件下，进行搅拌2h后，加入步骤a6制得的中间体5，温度为40℃的条件下，继续反应2h后，加入步骤a3制得的基料，在温度为80℃的条件下，继续反应3h后，过滤去除滤液，将滤饼进行干燥制得抗菌填料。

实施例2

一种抗菌粉末型涂料，由如下重量份原料制成：60份e-12环氧树脂、9份钛白粉、4份氧化锌、1份流平剂6588、9份抗菌填料、0.6份增光剂c701；

该粉末涂料由如下步骤制成：

步骤s1：称取上述原料，将原料加入搅拌釜中，在转速为600r/min的条件下，进行搅拌13min，制得混合料；

步骤s2：将混合料加入双螺杆挤出机中，在温度为100℃的条件下，进行挤出并冷却，制得涂料基料；

步骤s3：将涂料基料进行切粒并粉碎，过18μm筛网，制得抗菌粉末型涂料。

所述的抗菌填料由如下步骤制成：

步骤a1：将氢氧化钠溶于去离子水中，制得滴加液，将钛酸正丁酯和乙醇加入反应釜中，在转速为120r/min的条件下，进行搅拌并加入滴加液，在温度为28℃的条件下，进行搅拌25min后，在温度为65℃的条件下，继续搅拌13min后，调节ph值为1，继续搅拌5h，制得纳米二氧化钛溶胶；

步骤a2：将正硅酸四乙酯、乙醇、去离子水加入反应釜中，在转速为180r/min，温度为65℃的条件下，进行搅拌1.3h后，加入硫酸钠并调节反应液ph值为6，继续搅拌5h后，加入步骤a1制得的纳米二氧化钛溶胶进行混合后，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在温度为55℃的条件下，进行反应4h后，加入硝酸银溶液和氨水，在转速为600r/min的条件下，进行搅拌2.5h后，过滤去除滤液，将滤饼进行干燥，制得添加剂；

步骤a3：将壳聚糖加入异丙醇中，在转速为200r/min的条件下，进行搅拌1.3h后，加入氢氧化钠溶液，继续搅拌1.3h后，加入氯乙酸，在温度为70℃的条件下，搅拌3h后，加入步骤a2制得的添加剂，在温度为30℃的条件下，继续搅拌至均匀后，加入二环己基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶，继续搅拌2h后，过滤去除滤液，将滤饼进行干燥，制得基料；

步骤a4：将5，5-二甲基海因、碳酸钾、丙酮加入反应釜中，在转速为180r/min，温度为65℃的条件下，进行回流30min后，加入1,3-二溴丙烷，继续反应4h，制得中间体1，将咪唑、氢氧化钠、乙腈加入反应釜中，通入氮气进行保护，在转速为120r/min的条件下，搅拌8min后，加入4-溴哌啶溶液，在温度为55℃的条件下，进行搅拌12h，制得中间体2；

步骤a5：将步骤a4制得的中间体2、氯仿、对硝基苄氯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，在转速为180r/min，温度为50℃的条件下，进行搅拌9h后，加入锡粉和盐酸溶液，在温度为92℃的条件下，进行回流反应4h后，过滤去除过滤物，将滤液在温度为75℃的条件下，进行蒸馏去除溶液，制得中间体3；

步骤a6：将步骤a4制得的中间体1溶于乙腈中，加入步骤a5制得的中间体3，在转速为120r/min，温度为82℃的条件下，进行回流反应13h，制得中间体4，将中间体4、去离子水、叔丁醇、次氯酸叔丁酯加入反应釜中，在温度为28℃的条件下，进行搅拌23h，制得中间体5；

步骤a7：将三聚氯氰溶液溶于丙酮中，加入2,2,6,6-四甲基哌啶醇水溶液，在转速为150r/min，温度为4℃，ph值为8的条件下，进行搅拌2.5h后，加入步骤a6制得的中间体5，温度为45℃的条件下，继续反应2.5h后，加入步骤a3制得的基料，在温度为85℃的条件下，继续反应4h后，过滤去除滤液，将滤饼进行干燥制得抗菌填料。

实施例3

一种抗菌粉末型涂料，由如下重量份原料制成：80份e-12环氧树脂、10份钛白粉、5份氧化锌、1.5份流平剂6588、10份抗菌填料、0.8份增光剂c701；

该粉末涂料由如下步骤制成：

步骤s1：称取上述原料，将原料加入搅拌釜中，在转速为800r/min的条件下，进行搅拌15min，制得混合料；

步骤s2：将混合料加入双螺杆挤出机中，在温度为155℃的条件下，进行挤出并冷却，制得涂料基料；

步骤s3：将涂料基料进行切粒并粉碎，过20μm筛网，制得抗菌粉末型涂料。

所述的抗菌填料由如下步骤制成：

步骤a1：将氢氧化钠溶于去离子水中，制得滴加液，将钛酸正丁酯和乙醇加入反应釜中，在转速为150r/min的条件下，进行搅拌并加入滴加液，在温度为30℃的条件下，进行搅拌30min后，在温度为70℃的条件下，继续搅拌15min后，调节ph值为2，继续搅拌6h，制得纳米二氧化钛溶胶；

步骤a2：将正硅酸四乙酯、乙醇、去离子水加入反应釜中，在转速为200r/min，温度为70℃的条件下，进行搅拌1.5h后，加入硫酸钠并调节反应液ph值为6，继续搅拌6h后，加入步骤a1制得的纳米二氧化钛溶胶进行混合后，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在温度为60℃的条件下，进行反应5h后，加入硝酸银溶液和氨水，在转速为800r/min的条件下，进行搅拌3h后，过滤去除滤液，将滤饼进行干燥，制得添加剂；

步骤a3：将壳聚糖加入异丙醇中，在转速为300r/min的条件下，进行搅拌1.5h后，加入氢氧化钠溶液，继续搅拌1.5h后，加入氯乙酸，在温度为70℃的条件下，搅拌3h后，加入步骤a2制得的添加剂，在温度为30℃的条件下，继续搅拌至均匀后，加入二环己基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶，继续搅拌2h后，过滤去除滤液，将滤饼进行干燥，制得基料；

步骤a4：将5，5-二甲基海因、碳酸钾、丙酮加入反应釜中，在转速为200r/min，温度为70℃的条件下，进行回流40min后，加入1,3-二溴丙烷，继续反应5h，制得中间体1，将咪唑、氢氧化钠、乙腈加入反应釜中，通入氮气进行保护，在转速为150r/min的条件下，搅拌10min后，加入4-溴哌啶溶液，在温度为60℃的条件下，进行搅拌15h，制得中间体2；

步骤a5：将步骤a4制得的中间体2、氯仿、对硝基苄氯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，在转速为200r/min，温度为60℃的条件下，进行搅拌10h后，加入锡粉和盐酸溶液，在温度为95℃的条件下，进行回流反应5h后，过滤去除过滤物，将滤液在温度为80℃的条件下，进行蒸馏去除溶液，制得中间体3；

步骤a6：将步骤a4制得的中间体1溶于乙腈中，加入步骤a5制得的中间体3，在转速为150r/min，温度为85℃的条件下，进行回流反应15h，制得中间体4，将中间体4、去离子水、叔丁醇、次氯酸叔丁酯加入反应釜中，在温度为30℃的条件下，进行搅拌20-25h，制得中间体5；

步骤a7：将三聚氯氰溶液溶于丙酮中，加入2,2,6,6-四甲基哌啶醇水溶液，在转速为150r/min，温度为5℃，ph值为8的条件下，进行搅拌3h后，加入步骤a6制得的中间体5，温度为50℃的条件下，继续反应3h后，加入步骤a3制得的基料，在温度为90℃的条件下，继续反应5h后，过滤去除滤液，将滤饼进行干燥制得抗菌填料。

对比例

本对比例为市场上常见的粉末涂料。

对实施例1-3和对比例制得的抗菌粉末涂料进行性能测试，测试结果如下表1所示；

表1

由上表1可知实施例1-3制得的抗菌粉末涂料对大肠杆菌的抑菌活性值为5.7-5.8，抑菌率为99.95-99.98％，对金黄色葡萄球菌的抑菌活性值为4.9-5.1，抑菌率为99.89-99.95％，对比例制得的抗菌粉末涂料对大肠杆菌的抑菌活性值为4.5，抑菌率为91.23％，对金黄色葡萄球菌的抑菌活性值为4.3，抑菌率为92.37％，表明本发明具有很好的抗菌性。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除