水性抗菌耐污氟碳涂料的性能及研究

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1、...頁眉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(duì)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(shí)，涂層具有良好的耐污、抗菌綜合性能。通過對(duì)涂層表面形貌的微觀表征，證實(shí)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(cè)，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

2、;氟碳乳液????中圖分類號(hào):TQ630文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A?文章編號(hào):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(chǎng)價(jià)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(jiǎn)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

3、。銀離子抗菌劑價(jià)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、不燃燒，可降解性等優(yōu)點(diǎn)，成為開發(fā)研究的熱點(diǎn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)????1.1材料....頁腳...頁眉????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

4、.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(cè)試與表征????1.3.1表面形貌????采用掃描電鏡(SEMJSM6360LV)對(duì)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(cè)量儀(南京覃思科技有限公司)對(duì)涂層接觸角

5、進(jìn)行測(cè)試。????1.3.3耐污性測(cè)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(jí)，0代表沒有效果;1代表有一定效果，但酒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。....頁腳...頁眉????1.3.4涂層抗菌測(cè)試????實(shí)驗(yàn)采用菌落計(jì)數(shù)法對(duì)涂層的抗菌性能做定量檢測(cè)。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

6、液，并用平板計(jì)數(shù)法測(cè)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(shí)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(jì)算平板上的菌落數(shù)，得到與涂層接觸若干時(shí)間后的活菌數(shù)N1(cfu/mL)。滅菌率的計(jì)算公式為:????滅菌率(n%)=［(N－N1)/N］×100%????1.3.5理化性能測(cè)試????理化性能測(cè)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。?

7、???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(shí)，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(shí)，抗菌率增加趨于平緩，約在90%左右。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(shí)，涂層具有較高的殺菌率，可以確定為最佳用量。....頁腳...頁眉圖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

8、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(shí)驗(yàn)中選用的無機(jī)抗菌劑中含有納米二氧化鈦，因此，我們對(duì)涂層的耐污性能進(jìn)行了測(cè)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