抗菌粉末涂料及其制备方法与流程

本发明属于粉末涂料，具体的涉及一种抗菌粉末涂料及其制备方法。

背景技术：

1、粉末涂料包括环氧聚酯混合型、环氧型、聚酯型、聚氨酯型等各种系列产品。随着低温固化粉末涂料的发展，粉末涂料不仅可用于金属表面的喷涂，也可用于非金属基材的喷涂。但在一些气候潮湿，温度适中又经常接触水的地方，经过粉末涂料涂装的地方仍会受到细菌、霉菌等有害微生物的侵害，导致涂膜沾污、变色、粉化、直至脱落，而且如果有害细菌与人体接触还会传染各种疾病，严重威胁人类的健康。因此，抗菌涂料应运而出。

2、抗菌粉末涂料不仅具有粉末涂料的先天优势，还具有表面抗菌性，对减少病菌的传播提供了积极作用，具有广阔的应用前景。在粉末涂料中添加一定量的抗菌材料，即可制成抗菌性粉末涂料。抗菌材料可分为溶解型和接触型两大类，一般天然有机的抗菌材料属于溶解型，如天然的甲壳石、芥末、蓖麻油；无机的抗菌材料如季铵盐类、亚硫氰酸类化合物、山梨酸。溶解型抗菌材料的作用有限，不能广谱长效。一般来说，接触型抗菌材料的抗菌效果持续时间长，以无机金属为接触型抗菌材料的代表，如汞、银、铜、铬、锌等对微生物有不同程度的杀灭作用，这些抗菌金属离子从载体中缓慢释放，长期有效地杀死、抑制附着在表面的有害细菌。

3、抗菌粉末涂料的抗菌方式与传统的化学灭菌、物理灭菌相比，优势表现在：（1）安全性：对健康无害、对环境不造成污染。（2）长效性：涂膜耐擦洗与制品的使用期限相同。（3）广谱性：对以大肠杆菌、金红色葡萄球菌、白色念珠菌为代表的细菌能起到有效地抑制。（4）便于使用：一次施工，长期受益。

4、现有的抗菌涂料中主要是通过添加二氧化钛、氧化铈、氧化锌等金属氧化物来达到抗菌作用，但是上述无机金属氧化物均需要通过光诱导才可以发挥抗菌作用，且在涂层中的添加量有限，从而导致涂层的抗菌作用有限。因此，有必要探索一种新型的抗菌粉末涂料。

技术实现思路

1、本发明的目的是：提供一种抗菌粉末涂料。所述的抗菌粉末涂料具有抗菌性和疏水性；本发明还同时提供了其制备方法。

2、本发明所述的抗菌粉末涂料，以重量份数计，由以下原料组成：氢化双酚a 环氧树脂45-47份、苯酚型酚醛环氧树脂7-8份、聚酯树脂35-37份、氟化钙0.3-0.5份、聚乙烯醇缩丁醛3-3.5份、改性膨润土25-27份以及纳米氧化锡3-3.5份。

3、优选的，本发明所述的抗菌粉末涂料，以重量份数计，由以下原料组成：氢化双酚a环氧树脂46份、苯酚型酚醛环氧树脂7.5份、聚酯树脂36份、氟化钙0.4份、聚乙烯醇缩丁醛3.3份、改性膨润土26份以及纳米氧化锡3.3份。

4、其中：

5、聚酯树脂的酸值为32-41mgkoh/g。

6、改性膨润土的制备方法，由以下步骤组成：

7、（1）将膨润土于450-460℃煅烧2-2.2h，冷却至室温后研磨过300目筛，制备得到活化膨润土；

8、（2）将步骤（1）制备得到的活化膨润土加入到无水醋酸镁的甲醇溶液中，超声分散均匀后进行水热反应，然后冷却至室温进行干燥处理，最后于520-530℃煅烧5.2-5.5h，制备得到纳米氧化镁改性膨润土；

9、（3）将步骤（2）制备得到的纳米氧化镁改性膨润土加入到甲苯溶液中，然后加入十七氟癸基三甲氧基硅烷，于氮气氛围下回流搅拌反应20-22h，无水乙醇洗涤后进行真空干燥，最后研磨过300目筛，制备得到十七氟癸基三甲氧基硅烷接枝纳米氧化镁改性膨润土。

10、其中：

11、步骤（2）中活化膨润土与无水醋酸镁的质量比为1:1.2；无水醋酸镁与甲醇溶液的质量体积比为1:28，单位为g/ml。

12、步骤（2）中水热反应温度为73-75℃，水热反应时间为8.3-8.5h。

13、步骤（2）中超声分散时间为17-20min。

14、步骤（2）中干燥处理温度为65-67℃，干燥处理时间为14-15h。

15、步骤（3）中纳米氧化镁改性膨润土与甲苯的质量体积比为5:110，单位为g/ml。

16、步骤（3）中纳米氧化镁改性膨润土与十七氟癸基三甲氧基硅烷的质量体积比为5:4.5，单位为g/ml。

17、步骤（3）中回流搅拌反应的温度为91-93℃。

18、步骤（3）中真空干燥温度为65-67℃，干燥时间为10-11h。

19、本发明所述的抗菌粉末涂料，将氢化双酚a 环氧树脂与苯酚型酚醛环氧树脂复配使用与聚酯树脂进行交联固化，氢化双酚a 环氧树脂分子中不含有不饱和键且粘度低，从而可以保证在制备抗菌粉末涂料时可以添加更多的填料—改性膨润土，且使得制备的粉末涂料具有很好的耐候性，额外添加苯酚型酚醛环氧树脂，苯酚型酚醛环氧树脂固化后交联密度高，从而保证粉末涂料喷涂后的力学性能以及耐化学腐蚀性能。

20、本发明所述的抗菌粉末涂料，将改性膨润土与纳米氧化锡复配使用，保证制备的粉末涂料的抗菌性，膨润土首先进行煅烧处理，目的是在保证不破坏膨润土孔道结构的前提下进一步提高膨润土的比表面积，为后续的改性和接枝反应做准备，然后通过溶剂热合成法，使部分镁元素进入膨润土晶格中实现掺杂，其他则以纳米氧化镁的形式负载于膨润土中，而纳米氧化镁具有优良的抗菌性，最后对纳米氧化镁改性的膨润土采用十七氟癸基三甲氧基硅烷进行接枝处理，在纳米氧化镁改性的膨润土表面接枝上十七氟癸基三甲氧基硅烷，从而使得制备的改性膨润土具有疏水性。由此，制备的改性膨润土同时具备抗菌性和疏水性，将制备的改性膨润土作为填料添加到粉末涂料中，从而使得粉末涂料具有疏水性表面以及一定的抗菌性，而疏水性表面会大大降低对细菌的粘附性，但是不会杀死细菌，因此额外添加纳米氧化锡，纳米氧化锡对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有良好的抑菌性能。由此可知，改性膨润土与纳米氧化锡协同作用，从而使得制备的粉末涂料具有优异的抗菌性和疏水性，进而起到减少细菌粘附和抑菌、杀菌的作用。

21、本发明所述的抗菌粉末涂料中还额外添加了氟化钙以及聚乙烯醇缩丁醛，氟化钙的添加用于提高粉末涂料的附着力，聚乙烯醇缩丁醛起到流平剂的作用。

22、本发明所述的抗菌粉末涂料的制备方法，由以下步骤组成：氢化双酚a环氧树脂、苯酚型酚醛环氧树脂、聚酯树脂、氟化钙、聚乙烯醇缩丁醛、改性膨润土以及纳米氧化锡搅拌混合均匀，然后熔融挤出，得到挤出片，最后研磨粉碎，制备得到抗菌粉末涂料。

23、其中：

24、搅拌混合温度为60-65℃，搅拌混合时间为4-6min。

25、挤出温度为115-120℃。

26、研磨粉碎过400目筛。

27、本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

28、（1）本发明所述的抗菌粉末涂料，氢化双酚a 环氧树脂、苯酚型酚醛环氧树脂与聚酯树脂进行交联固化，保证制备的粉末涂料的力学性能、耐候性和耐腐蚀性能；将改性膨润土和纳米氧化锡作为填料添加，两者复配使用保证制备的粉末涂料的抗菌性和疏水性。

29、（2）本发明所述的抗菌粉末涂料的制备方法，操作方便，工艺参数易于控制，有利于生产，采用该方法制备得到的抗菌粉末涂料易于喷涂，涂层的性能稳定，流平性好，且与金属基材的结合力强。