[發明專利]含銀納米復合抗菌涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201810948400.3
• 申請日: 2018-08-20
• 公開（公告）號: CN110845925B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 鄭俊萍;陳雨
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C09D133/08
• 分類號: C09D133/08;C09D133/12;C09D5/14;C08F220/18;C08F220/14;C08F222/16;C08F2/24
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎;張靜

本發明公開含銀納米復合抗菌涂層及其制備方法，以聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯為聚丙烯酸酯共聚基體，合成了一種馬來酸單脂肪醇酯鈉鹽甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸甲酯既作為可聚合乳化劑又作為輔助共聚單體通過靜電相互作用和空間位阻相互作用調控Ag納米粒子在聚合物基體中的分散，通過半連續乳液聚合制備納米復合乳液。以丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸甲酯為涂層主要成分，采用乳液聚合的方法制備納米復合涂層，將Ag納米粒子分散于聚合物基體中，制備高分散納米復合抗菌涂層。

技術領域

本發明涉及納米復合材料技術領域，更具體地說涉及一種含銀納米復合抗菌涂層及其制備方法。

背景技術

隨著人類生活水平的不斷提高，人們對于居住、工作、生活的環境質量以及衛生健康方面有了更高的要求。在自然環境中，廣泛分布著各種細菌、真菌等微生物，這些微生物不僅對各種材料帶來了極大破壞，同時，由于微生物作用所引起的各種疾病也對人類健康造成了極大的危害。涂層作為重要的建材，在日常生活中家具生產、材料包裝等各方面具有廣泛應用。同時，出于人們對自身安全的考慮以及對環保的需求，也使得抗菌涂層的應用越來越受人關注。

目前的抗菌涂層主要為添加型抗菌涂層，主要是通過添加的方式，將具有抗菌功能并且能夠在涂膜中穩定存在的抗菌劑，在經過一定的加工工藝后，以制備具有抗菌功能的涂層。在此類添加型的抗菌涂層中，抗菌劑是作為一種助劑，以分散于涂層體系中，這類抗菌劑包括納米銀、抗生素、季銨鹽等。由于納米銀具有異常突出的抗菌性能，故在抗菌涂層領域有著非常重要的不可替代的作用。然而，由于納米銀與基體樹脂存在結構差異性，同時由于納米粒子粒徑小、比表面積大、表面能大、表面作用強，導致其易團聚，分散性差。因而如何使納米銀在基體中分散均勻就成為了制備這類抗菌涂層的一個關鍵問題。而目前已報道的分散方法多為納米粒子表面改性，這些方法大多操作復雜，步驟繁瑣，對環境污染大，給納米復合涂層的制備帶來諸多不便。

發明內容

本發明克服了現有技術中的不足，由于納米銀與基體樹脂存在結構差異性，且納米粒子粒徑小、比表面積大、表面能大、表面作用強，導致其易團聚，分散性差，提供了一種含銀納米復合抗菌涂層及其制備方法和應用，以丙烯酸丁酯(BA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)為涂層主要成分，采用乳液聚合的方法制備納米復合涂層，將Ag納米粒子分散于聚合物基體中，制備高分散納米復合抗菌涂層。

本發明的目的通過下述技術方案予以實現。

含銀納米復合抗菌涂層及其制備方法，按照下述步驟進行：

步驟1，以丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和馬來酸十二醇酯鈉鹽為共聚單體，馬來酸十二醇酯鈉鹽作為乳化劑，將馬來酸十二醇酯鈉鹽和引發劑溶于去離子水中，再加入丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯，高速攪拌形成預乳化液；

其中，油相由丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和馬來酸十二醇酯鈉鹽組成，水相由水和引發劑組成，其中，水相與油相的質量比為(3—9)：1，丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的質量比為(30—70)：(30—70)，馬來酸十二醇酯鈉鹽的用量為單體丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯質量之和的2—10wt％，引發劑的用量為兩種單體質量之和的0.1—1wt％。

在步驟1中，水相與油相的質量比為(3—7)：1，丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的質量比為等質量比；馬來酸十二醇酯鈉鹽的用量為單體丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯質量和的4—8wt％；引發劑的用量為兩種單體質量和的0.2—0.5wt％。

步驟2，以馬來酸十二醇酯鈉鹽為分散劑，將銀納米粒子預分散于水溶液中，得到銀納米粒子分散液后，向上述分散液中加入丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯，形成乳液聚合體系，其中，油相由丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和馬來酸十二醇酯鈉鹽組成，水相由水和銀納米粒子組成；