一种触摸屏面板抗菌防指纹液及其制备方法与流程

1.本技术涉及玻璃涂层技术领域，更具体地说，它涉及一种触摸屏面板抗菌防指纹液及其制备方法。


背景技术：

2.近年来，智能手机、平板电脑等大部分电子产品已经实现触屏功能，用户只要用手指轻轻地触碰显示屏上的图符或文字就能实现各种操作，从而使人机交互更为直截了当，这种技术极大方便了用户。
3.正是由于触摸屏的使用特性，其频繁的与手指进行触摸接触，在使用过程中存在如下问题：触摸屏表面的玻璃面板会在频繁触摸中粘上各种指纹痕迹，或沾染油污，影响美观和透光性，使得显示效果变差。为了改善这一问题，会在触摸屏玻璃面板上涂抹防指纹液，形成防指纹涂层。
4.另外，人们对电子产品的使用率高，人体皮肤与触摸屏频繁接触，触摸屏表面会滋生大量细菌细，对人体健康具有潜在的威胁，因此，如何让触摸屏面板能够达到既抗指纹又抗菌的效果，具有非常重要的意义。


技术实现要素：

5.为了提高防指纹液的抗菌效果，本技术提供一种触摸屏面板抗菌防指纹液及其制备方法。
6.第一方面，本技术提供一种触摸屏面板抗菌防指纹液，采用如下的技术方案：一种触摸屏面板抗菌防指纹液，包括以下重量份原料：全氟聚醚0.3-0.5份、甲基九氟丁醚99.5-99.7份、ag-zn复合抗菌材料1-3份；所述ag-zn复合抗菌材料是将银离子、锌离子负载在二氧化硅载体上制得；制备ag-zn复合抗菌材料的银离子浓度为8
×
10-5-10
×
10-5
mol/l、锌离子浓度为0.7-0.9mol/l。
7.通过采用上述技术方案，全氟聚醚中的氟原子具有较大的电负性，分子间吸引力小，拥有较低的表面张力，再加上分子链比较柔软，使得全氟聚醚摩擦系数低，根据荷叶原理，在触摸屏幕表面形成一层纳米分子层，降低屏幕表面张力，使其具备疏水、疏油性能，减弱玻璃基底对指纹粘附力，从而起到防指纹效果。
8.利用银离子和锌离子对二氧化硅进行负载，制备得到的新型ag-zn复合抗菌材料，结构蓬松，粒径较小且分散均匀，由于表面含有大量致密的微孔，且比表面积较大，有较好的吸附性能；银元素和锌元素分别以氧化银和氧化锌的形式负载于二氧化硅载体中，且主要负载于材料表面，起到优异的抗菌效果。另外，影响ag-zn复合抗菌材料的抗菌性能最关键的因素是银离子的浓度，通过对制备ag-zn复合抗菌材料的银离子以及锌离子浓度进行限定，从而限定负载在二氧化硅载体上的银离子与锌离子量，进一步提高ag-zn复合抗菌材料的抗菌性能，从而提高防指纹涂层的抗菌性能。
9.优选的，所述ag-zn复合抗菌材料的制备方法为：1)将硝酸银水溶液、硫酸锌水溶液混合均匀，调节混合溶液的ph值为9-11，得到混合溶液；2)将二氧化硅载体加入到步骤1)的混合溶液中，混合均匀，然后离心，离心得到的沉淀，在阴暗处过夜后在紫外线下还原1h，研磨成粉末，得到ag-zn复合抗菌材料；其中二氧化硅载体与混合溶液的配比为1g二氧化硅载体对应400-500ml混合溶液。
10.通过采用上述技术方案，在碱性条件下进行银离子与锌离子的负载，可以提高银离子的负载率，当负载环境的ph值为9-11的，银离子的负载效果相对更好，有利于提高抗菌效果。
11.优选的，所述步骤1)中调节混合溶液的ph值为10。
12.通过采用上述技术方案，负载环境的ph值由9升到10时，银离子的负载值进一步增大，当ph值继续上升时，银离子的负载率反而会下降，将负载环境的ph值限定为10，达到最好的银离子负载效果，提高抗菌性能。
13.优选的，所述ag-zn复合抗菌材料外包裹有环糊精。
14.ag-zn复合抗菌材料粒径小容易发生团聚，而且是无机材料与甲基九氟丁醚的结合力差。通过采用上述技术方案，在ag-zn复合抗菌材料外包裹有环糊精，环糊精提高ag-zn复合抗菌材料的表面润湿性，降低ag-zn复合抗菌材料发生团聚的几率；而且可以将ag-zn复合抗菌材料与甲基九氟丁醚之间的无机与有机的连接，转换为有机与有机的连接，提高ag-zn复合抗菌材料与甲基九氟丁醚之间的结合强度；最后，环糊精可以延缓银离子、锌离子的释放，延长ag-zn复合抗菌材料抗菌功能的长效性。
15.优选的，所述ag-zn复合抗菌材料在用环糊精进行包裹前，先用金刚烷衍生物进行表面处理。
16.优选的，所述包裹有环糊精的ag-zn复合抗菌材料的制备方法为：1)金刚烷衍生物表面处理：将4-6份4-二甲氨基吡啶、4-6份ag-zn复合抗菌材料溶于三氯甲烷中，然后加入4-6份金刚烷甲酰氯，混合均匀后加入4-6份脱水剂，60℃条件下反应48h，之后先后用三氯甲烷溶液、二氯甲烷溶液、盐酸、无水乙醇蒸馏水洗涤，最后离心，干燥，得到金刚烷-ag-zn复合抗菌材料；2)包裹环糊精将环糊精溶于水，金刚烷-ag-zn复合抗菌材料溶于乙醇，二者在20-25℃下搅拌混合1h，进行包和，得到包合物，然后将包合物冷冻干燥，得到包裹有环糊精的ag-zn复合抗菌材料。
17.环糊精是一种外缘亲水而内腔疏水的空腔结构，其内腔疏水而外部亲水的特性使其可依据范德华力、疏水相互作用力、主客体分子间的匹配作用等与许多有机和无机分子形成包合物及分子组装体系，环糊精作为主体包络客体ag-zn复合抗菌材料，通过采用上述技术方案，金刚烷衍生物表面处理，在ag-zn复合抗菌材料表面引入金刚烷疏水基团，使客体分子具备主客体识别能力，为环糊精的客体选择奠定基础，提高环糊精对ag-zn复合抗菌材料的包裹效果，进一步降低ag-zn复合抗菌材料之间的团聚，提高ag-zn复合抗菌材料与甲基九氟丁醚之间的结合强度，进而提高抗菌效果。
18.优选的，其还包括0.2-0.4重量份丙烯酸清漆。
19.通过采用上述技术方案，将丙烯酸清漆与全氟聚醚混合使用，可以改变表面水和十六烷接触角，进一步降低指纹残留率。
20.第二方面，本技术提供一种触摸屏面板抗菌防指纹液的制备方法，采用如下的技术方案：一种触摸屏面板抗菌防指纹液的制备方法，包括以下步骤：将所有原料混合均匀，得到触摸屏面板抗菌防指纹液。
21.通过采用上述技术方案，制备方法简单易操作，对生产设备没有特殊需求，适合工业化生产。
22.综上所述，本技术具有以下有益效果：由于本技术采用银离子与锌离子负载在二氧化硅上制备抗菌材料，并限定银离子与锌离子的浓度，将抗菌材料加入全氟聚醚与甲基九氟丁醚复配的防指纹液中，指纹残留率低至12.52-6.45％，3d抗菌率可以达到99.85-99.99％，30d抗菌率可以达到99.17-99.57％，防指纹性能与抗菌性能均较优。
具体实施方式
23.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
24.原料和中间体的制备例原料全氟聚醚，型号为daikin l-200；甲基九氟丁醚，分析纯；硝酸银水溶液为分析纯；硫酸锌水溶液为七水合硫酸锌水溶液，分析纯；二氧化硅载体为分析纯；氨水为分析纯；环糊精为β-环糊精；金刚烷衍生物为金刚烷甲酰氯。
25.制备例制备例i-1一种ag-zn复合抗菌材料，其制备方法为：1)将硝酸银水溶液、硫酸锌水溶液混合均匀，用氨水调节混合溶液的ph值为9，得到混合溶液，混合溶液中银离子浓度为8
×
10-5
mol/l、锌离子浓度为0.9mol/l；2)将二氧化硅载体加入到步骤1)的混合溶液中，用振荡仪振荡1h，混合均匀，然后以3500r/mim的转速离心15min，离心得到的沉淀，在阴暗处过夜后在紫外线下还原1h，研磨成粉末，得到ag-zn复合抗菌材料；其中二氧化硅载体与混合溶液的配比为1g二氧化硅载体对应400ml混合溶液。
26.制备例i-2与制备例i-1不同的是，制备例i-2中，银离子浓度为9
×
10-5
mol/l。
27.制备例i-3
与制备例i-1不同的是，制备例i-3中，银离子浓度为10
×
10-5
mol/l。
28.制备例i-4与制备例i-2不同的是，制备例i-4中，锌离子离子浓度0.8mol/l。
29.制备例i-5与制备例i-2不同的是，制备例i-5中，锌离子浓度为0.7mol/l。
30.制备例i-6与制备例i-4不同的是，制备例i-6中，调节混合溶液的ph值为10。
31.制备例i-7与制备例i-4不同的是，制备例i-7中，调节混合溶液的ph值为11。
32.制备例ii-1一种包裹有环糊精的ag-zn复合抗菌材料，其制备方法为：将β-环糊精溶于水，β-环糊精与水的配比为1gβ-环糊精对应10ml蒸馏水，制备例i-6得到的ag-zn复合抗菌材料溶于无水乙醇，ag-zn复合抗菌材料与无水乙醇的配比为1gag-zn复合抗菌材料对应3ml无水乙醇；然后将两者在20℃下搅拌混合1h，进行包和，得到包合物，然后将包合物冷冻干燥，得到包裹有环糊精的ag-zn复合抗菌材料。
33.制备例ii-2一种包裹有环糊精的ag-zn复合抗菌材料，其制备方法为：1)金刚烷衍生物表面处理：将4g4-二甲氨基吡啶、6g制备例i-6得到的ag-zn复合抗菌材料溶于三氯甲烷中，然后加入4g金刚烷甲酰氯，混合均匀后加入6g脱水剂dcc，60℃条件下反应48h，之后先后用三氯甲烷洗涤过滤2次、二氯甲烷溶液洗涤过滤2次、1mol/l的hcl洗涤1次、无水乙醇淋洗3次、蒸馏水淋洗3次，最后离心，干燥，得到金刚烷-ag-zn复合抗菌材料；2)包裹环糊精将β-环糊精溶于水，β-环糊精与水的配比为1gβ-环糊精对应10ml蒸馏水，步骤1)得到的ag-zn复合抗菌材料溶于无水乙醇，ag-zn复合抗菌材料与无水乙醇的配比为1gag-zn复合抗菌材料对应3ml无水乙醇；然后将两者在25℃下搅拌混合1h，进行包和，得到包合物，然后将包合物冷冻干燥，得到包裹有环糊精的ag-zn复合抗菌材料。
34.制备例ii-3一种包裹有环糊精的ag-zn复合抗菌材料，其制备方法为：1)金刚烷衍生物表面处理：将5g4-二甲氨基吡啶、5g制备例i-6得到的ag-zn复合抗菌材料溶于三氯甲烷中，然后加入5g金刚烷甲酰氯，混合均匀后加入5g脱水剂dcc，60℃条件下反应48h，之后先后用三氯甲烷洗涤过滤2次、二氯甲烷溶液洗涤过滤2次、1mol/l的hcl洗涤1次、无水乙醇淋洗3次、蒸馏水淋洗3次，最后离心，干燥，得到金刚烷-ag-zn复合抗菌材料；2)包裹环糊精将β-环糊精溶于水，β-环糊精与水的配比为1gβ-环糊精对应10ml蒸馏水，步骤1)得到的ag-zn复合抗菌材料溶于无水乙醇，ag-zn复合抗菌材料与无水乙醇的配比为1gag-zn复合抗菌材料对应3ml无水乙醇；然后将两者在25℃下搅拌混合1h，进行包和，得到包合物，然后将包合物冷冻干燥，得到包裹有环糊精的ag-zn复合抗菌材料。
35.制备例ii-4一种包裹有环糊精的ag-zn复合抗菌材料，其制备方法为：1)金刚烷衍生物表面处理：将6g4-二甲氨基吡啶、4g制备例i-6得到的ag-zn复合抗菌材料溶于三氯甲烷中，然后加入6g金刚烷甲酰氯，混合均匀后加入4g脱水剂dcc，60℃条件下反应48h，之后先后用三氯甲烷洗涤过滤2次、二氯甲烷溶液洗涤过滤2次、1mol/l的hcl洗涤1次、无水乙醇淋洗3次、蒸馏水淋洗3次，最后离心，干燥，得到金刚烷-ag-zn复合抗菌材料；2)包裹环糊精将β-环糊精溶于水，β-环糊精与水的配比为1gβ-环糊精对应10ml蒸馏水，步骤1)得到的ag-zn复合抗菌材料溶于无水乙醇，ag-zn复合抗菌材料与无水乙醇的配比为1gag-zn复合抗菌材料对应3ml无水乙醇；然后将两者在25℃下搅拌混合1h，进行包和，得到包合物，然后将包合物冷冻干燥，得到包裹有环糊精的ag-zn复合抗菌材料。实施例
36.实施例1一种触摸屏面板抗菌防指纹液，其制备方法为：按照表1的原料配比，将原料混合均匀，得到触摸屏面板抗菌防指纹液，其中ag-zn复合抗菌材料来自于制备例i-1。
37.表1实施例1-7中原料配比表(g)实施例8-13与实施例6不同的是，实施例8-12中的ag-zn复合抗菌材料分别来自于制备例i-2-制备例i-7。
38.实施例14-17与实施例12不同的是，实施例14-17中分别用等量来自于制备例ii-1-制备例ii-4中的包裹有环糊精的ag-zn复合抗菌材料替换ag-zn复合抗菌材料。
39.对比例对比例1与实施例1不同的是，对比例1中的制备ag-zn复合抗菌材料银离子浓度为7
×
10-5
mol/l。
40.对比例2与实施例1不同的是，对比例2中的制备ag-zn复合抗菌材料银离子浓度为11
×
10-5
mol/l。
41.对比例3与实施例1不同的是，对比例3中的制备ag-zn复合抗菌材料锌离子浓度为0.6mol/l。
42.对比例4与实施例1不同的是，对比例4中的制备ag-zn复合抗菌材料锌离子浓度为1mol/l。
43.性能检测试验检测方法/试验方法对实施例1-17以及对比例1-4中的防指纹液的防指纹性能、抗菌性能进行检测，检测结果见表2。
44.指纹残留率：测试的时间为下午2-5点之间，此时人体分泌的汗液、油脂较多。具体操作如下：将手用洗手液洗净、擦干，将食指在额头或者耳后摩擦，蘸取皮肤上的油脂、汗渍，然后按压待测样品。按压指纹后，首先用工业相机拍摄玻璃表面指纹残留宏观照片，将其用image j软件进行处理，设置阈值，采用二值法分析提取指纹纹路面积和采集区域的面积，其比值即为指纹残留率。
45.抗菌性能检测：参照《镀膜抗菌玻璃检测标准进行检测》jc/t 1054-2007，进行抗菌性能检测：1.将涂覆好的触摸屏显示板裁成50x50mm大小的试板十片，在实验前消毒，用去离子水冲洗，再用75％乙醇溶液轻轻擦拭试板，再用无菌水冲洗干燥，备用；2.培养金黄色葡萄球菌和大肠埃希氏菌在营养琼脂培养基上，37℃培养24h，制备得到菌液；3.取0.4ml的菌液滴加在抗菌触摸屏显示板样上，用灭菌镊子夹起覆盖膜分别覆盖在抗菌玻璃样上，铺平，使菌液均匀接触样品，置于灭菌平皿中，在37℃、相对湿度rh≥90％条件下培养24小时；4.取出培养24h的样品，分别加入20ml洗液，反复洗样及覆盖膜，充分摇匀后，取洗液分别接种于营养琼脂培养基中。在37℃下培养24h，活菌计数。
46.表2性能检测结果 指纹残留率/％抗菌率/％(3d后)抗菌率/％(30d后)实施例112.5299.8599.17实施例211.8599.9199.21实施例312.2499.8799.18实施例411.2699.9599.25实施例510.7499.9699.28实施例610.3599.9999.31实施例710.8399.9699.28实施例89.7899.9999.35实施例910.2699.9999.32
实施例109.1499.9999.39实施例119.5399.9999.36实施例128.4499.9999.44实施例138.7699.9999.42实施例147.9399.9999.47实施例157.2499.9999.52实施例166.4599.9999.57实施例177.0199.9999.53对比例112.6898.9189.56对比例212.7499.1290.56对比例312.6999.2391.56对比例412.8199.3192.12结合实施例1-17与对比例1-4，并结合表2可以看出，实施例1-17中的防指纹率低于对比例1-4、3d以及30d抗菌性高于对比例1-4，这说明本技术的防指纹液不仅防指纹性能优越，且抗菌性能优异。
47.结合实施例1与对比例1-4，并结合表2可以看出，实施例1中的防指纹率低于对比例1-4、3d以及30d抗菌性高于对比例1-4，这可能是因为银离子影响ag-zn复合抗菌材料的抗菌性能最关键的因素，本技术中的银离子与锌离子浓度配合，达到更优的抗菌性能。
48.结合实施例12与实施例14-17，并结合表2可以看出，相较于实施例12，实施例14-17中的3d抗菌率没有明显变化，均可以达到99.99％，但是30d抗菌率明显升高，这可能是因为壳聚糖包裹，延缓了银离子的释放，提高了抗菌材料抗菌性能的长效性。
49.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。