水性抗菌耐污氟碳涂料的性能研究

水性抗菌耐污氟碳涂料的性能研究

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1、.水性抗菌耐污氟碳涂料的性能研究摘要:以水性氟碳涂料為基礎(chǔ)涂料,添加nano-TiO2/Ag復(fù)合型抗菌劑,在金屬表面獲得了一種抗菌、耐污涂層。詳細(xì)地研究了復(fù)合抗菌劑用量對涂層殺菌率、接觸角、耐污性能的影響,確定抗菌劑的含量為3%時,涂層具有良好的耐污、抗菌綜合性能。通過對涂層表面形貌的微觀表征,證實添加抗菌劑后,涂層表面均勻分布了一層納米顆粒,使得涂層具有良好的耐污、抗菌性能。通過性能檢測,表明制備的水性抗菌、耐污氟碳涂料,具有良好的理化性能,可以用于金屬表面的裝飾和防護(hù)。????關(guān)鍵詞:水性涂料;抗菌;耐污;納米二氧化鈦;氟碳乳液????中圖分類號:TQ630文獻(xiàn)標(biāo)識

2、碼:A?文章編號:1673-1549(2012)01-0031-04????引言????在水性涂料中添加低表面能抗菌劑,制備適合金屬表面涂裝的水性抗菌耐污涂料,具有廣闊的應(yīng)用前景和市場價值[1-3]。目前所用的抗菌劑主要有天然抗菌劑、有機(jī)抗菌劑和無機(jī)抗菌劑三大類[4]。天然抗菌劑如芥末、蓖麻油等,使用簡便但抗菌作用有限;有機(jī)抗菌劑如季銨鹽類、山梨酸等,它們的殺菌速度快,開發(fā)和使用技術(shù)成熟,但穩(wěn)定性和長效性差;無機(jī)抗菌劑主要是銀系抗菌劑和具有光催化作用物質(zhì),如納米TiO2、納米ZnO等。銀離子抗菌劑價格昂貴,而納米TiO2具有自身無毒、無味、無刺激性、熱穩(wěn)定性與耐熱性好、

3、不燃燒,可降解性等優(yōu)點,成為開發(fā)研究的熱點之一,但是它需要光源照射。????因此很多學(xué)者致力于復(fù)合型抗菌劑的研發(fā)[1,5],如無機(jī)-有機(jī)復(fù)合、Ti-Ag復(fù)合、Cu-Zn復(fù)合等。實驗中采用具有優(yōu)良抗菌性的納米TiO2/Ag、銀復(fù)合抗菌劑,通過添加工藝的研究,制備水性抗菌、耐污氟碳涂料。????1·實驗????1.1材料...????金屬基材為馬口鐵;抗菌劑(nano-TiO2/Ag復(fù)合型);水性氟碳乳液(固含量45%)。????1.2制備方法????首先,在分散缸中加入水、分散劑和適量消泡劑,低速攪拌均勻;然后緩慢加入復(fù)合抗菌劑和填料,高速分散30min后,在砂磨機(jī)內(nèi)研磨

4、30min至無顆粒;在低速攪拌下緩緩加入氟碳乳液,低速攪拌60min,使粉料與乳液及剩余的助劑混合均勻。涂料參考配方,見表1。填料主要包括鈦白粉和高嶺土。表1涂料參考配方????1.3測試與表征????1.3.1表面形貌????采用掃描電鏡(SEMJSM6360LV)對涂層的表面形貌進(jìn)行表征。????1.3.2接觸角????使用GS-X150接觸角測量儀(南京覃思科技有限公司)對涂層接觸角進(jìn)行測試。????1.3.3耐污性測試????將碳素墨水滴在涂層表面上,室溫靜置48h,然后用棉球擦拭,考察涂層的耐污性。將涂層耐沾污性分為5級,0代表沒有效果;1代表有一定效果,但酒

5、精擦拭后仍有明顯痕跡;2代表酒精擦拭后有較淺痕跡;3代表清水沖洗有很淺痕跡,酒精擦拭后無痕跡;4代表清水沖洗后無痕跡。...????1.3.4涂層抗菌測試????實驗采用菌落計數(shù)法對涂層的抗菌性能做定量檢測。配制牛肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基并滅菌后,倒入已滅菌的培養(yǎng)皿中制得平板備用。用無菌生理鹽水將大腸桿菌菌種配成103cfu/mL左右的菌液,并用平板計數(shù)法測定活菌數(shù)N(cfu/mL);用無菌移液管吸取菌液滴于涂層上,與涂層接觸若干時間后,再吸取菌液滴于平板上,用無菌三角棒涂布均勻。將平板移至37℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)12h后,取出計算平板上的菌落數(shù),得到與涂層接觸若干時間后的活

6、菌數(shù)N1(cfu/mL)。滅菌率的計算公式為:????滅菌率(n%)=[(N-N1)/N]×100%????1.3.5理化性能測試????理化性能測試分別按國家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,標(biāo)準(zhǔn)詳見文件GB/T1720-1989、GB/T1731-1993、GB/T1732-1993和GB/T6739-1996。????2·結(jié)果與分析????2.1涂層抗菌性能????圖1是涂層抗菌性與抗菌劑含量的關(guān)系,可見涂層的殺菌率隨抗菌劑含量的增加而增大??咕鷦┖吭?~2%范圍內(nèi)時,抗菌率幾乎是直線增加,與抗菌劑含量呈近似的線性關(guān)系;當(dāng)抗菌劑含量在2%~4%范圍時,抗菌率增加趨于平緩,約在90%左右

7、。圖中的變化關(guān)系表征了在不同抗菌劑含量下涂料涂層的殺菌性能,從圖1中比較,當(dāng)抗菌劑含量在3%左右時,涂層具有較高的殺菌率,可以確定為最佳用量。...圖1涂層抗菌率與抗菌劑含量的關(guān)系????2.2涂層耐污性能????納米二氧化鈦,不但具有良好的殺菌抗菌能力,而且由于納米效應(yīng),還具有優(yōu)異的自潔耐污性能[6-7]。由于實驗中選用的無機(jī)抗菌劑中含有納米二氧化鈦,因此,我們對涂層的耐污性能進(jìn)行了測試,見表2。與未引入抗菌劑的涂層比較,引入0.5%~3%的抗菌劑,涂層均具有一定的耐污性能,尤其是含量在1.0%~3%范圍內(nèi),耐污性能達(dá)到了4級。因此,當(dāng)

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