一種抗菌性薄膜的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種抗菌性薄膜的制備方法，其特征在于，依次包括涂料層和基材層，所述涂料層的厚度為0.1-2um，基材層的厚度為10-50um。使涂膜內部的納米粒子也可發(fā)揮吸附和催化的作用，同時也有利于抗菌物質的有序釋放，從而使涂層具有長效吸附降解有害物質和長效抗菌的功效。
【專利說明】一種抗菌性薄膜的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于納米材料技術，具體涉及一種抗菌性薄膜的制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著科技發(fā)展和人們生活水皮的不斷提高，抗菌性的包裝薄膜也廣泛的運用到行業(yè)。由于納米粒子具有量子尺寸效應、小尺寸效應、表面效應和宏觀量子隧道效應，因而展現出許多特殊的性質。當把這些材料加入傳統(tǒng)的涂料之中，就能產生良好的效果，如長效抗菌性能，紫外屏蔽性能，光催化性能等，并同時增加涂料的一些固有性質，如涂膜柔韌性，涂層硬度，附著力，耐汽油性，抗堿性等性能等等。本發(fā)明的多孔材料為碳包覆銅/金屬氧化物具有納米尺寸的三維孔道結構，產物形貌均一、可控，且制備方法簡單，成本低廉，環(huán)境友好，并將其作為一個組分加入涂料中，使納米粒子可以容易被多孔物質吸附而不易相互吸附成團。多孔物質的存在，可在涂層內形成有效的微孔通道，使涂膜內部的納米粒子也可發(fā)揮吸附和催化的作用，同時也有利于抗菌物質的有序釋放，從而使涂層具有長效吸附降解有害物質和長效抗菌的功效。
【發(fā)明內容】
[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種抗菌性薄膜的制備方法，該薄膜依次包括涂料層和基材層，
[0004]所述涂料層的 的厚度為0.l-2um，基材層的厚度為10_50um。
[0005]其特征在于所述薄膜的制備包括以下步驟:
[0006]第一步:基材層的處理，選取基材作為基材層，將所述基材層的表面進行電暈處理。所述基材層選自雙向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜或者雙向拉伸聚酯(PET)薄膜。
[0007]第二步，涂料層的制備，將涂料層在第一步處理好的基材層的一個或者兩個表面都涂布涂料，并在無氧的環(huán)境下固化光固化涂料層形成干膜。所述涂料層包括以下組分:
[0008](I)多孔材料，所述多孔材料的含量為1_40%。
[0009](2)納米粒子，含量為1_40%，所述納米粒子的選自納米氧化鈦、納米銀，納米鋁或其組合物。
[0010](3)成膜物質，含量為5-80%，所述成膜物質為丙烯酸樹脂。
[0011 ] (4)添加劑，所述添加劑包括1-2%分散劑、1-2%消泡劑和1-3%的增稠劑，所述增稠劑選自，分子量為3-10萬的羥乙基纖維素。
[0012](5)去尚子水，所述去尚子水的含量為5_15%。
[0013]所述多孔材料由以下方法制備:
[0014]步驟一，選取納米金屬混合物
[0015]所述納米金屬混合物由納米乙酸鋅和納米乙酸銅粉體組成，所述乙酸鋅和乙酸銅的摩爾比為2:1。
[0016]步驟二，第一溶液的制備[0017]將步驟一的納米金屬混合物與表面活性劑和乙二醇溶液混合，質量比為:納米金屬混合物:表面活性劑:乙二醇溶液=(4-6): (3-5): 300，將混合液在60-90°C油浴中以600-1000r/min的速率攪拌10-30分鐘，自然冷卻制得第一溶液。
[0018]步驟三:第二溶液的制備
[0019]將乙二醇和草酸于常溫下混合，制得第二溶液，所述乙二醇和草酸的質量比為100:3。
[0020]步驟四:復合前驅體的制備
[0021]將步驟三所制得的第二溶液以3-10mL/min的滴速滴入步驟二所制得的第一溶液中，以600-1000r/min的速率60-100°C恒溫攪拌4h ;反應結束后，將反應生成物分別用去離子水和無水乙醇各洗滌3次，離心收集，于烘箱中80°C干燥6h，即得到復合前驅體。所述第二溶液和第一溶液的質量比為:1:3-4。 [0022]步驟五:碳包覆Cu/ZnO復合多孔材料的制備
[0023]將步驟四所制得復合前驅體至于管式爐中，通以氫氣體積含量為1-10%的X/H2氣氛，以5°C /min的速率升溫至200°C，恒溫保持2h，然后以5°C /min升至500°C，恒溫保持2h,即得碳包覆Cu/ZnO復合多孔材料，所述X為純度不小于99.9%的氮氣、氬氣、氦氣中的一種，氫氣的體積含量在1%-10%。
[0024]2.如權利要求1所述的一種抗菌性薄膜的制備方法，其特征在于所述納米乙酸鋅和納米乙酸銅粉體的粒徑為l_50nm，所制得的的多孔材料的孔隙率為86%以上，孔洞的大小為 l-25nm。
[0025]3.如權利要求1所述的一種抗菌性薄膜的制備方法，其特征在于所述表面活性劑選自聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、氯化三甲基十六烷基銨(CTAC)、聚環(huán)氧乙烷-聚環(huán)氧丙烷-聚環(huán)氧乙烷三嵌段共聚物(P123)、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段聚合物(F127)中的一種或以任意比的混合物。
[0026]4.如權利要求1所述的一種抗菌性薄膜的制備方法，其特征在于所述納米粒子的粒徑為l-10nm。
[0027]本發(fā)明的多孔材料為碳包覆銅/金屬氧化物具有納米尺寸的三維孔道結構，產物形貌均一、可控，且制備方法簡單，成本低廉，環(huán)境友好，并將其作為一個組分加入涂料中，使納米粒子可以容易被多孔物質吸附而不易相互吸附成團。多孔物質的存在，可在涂層內形成有效的微孔通道，使涂膜內部的納米粒子也可發(fā)揮吸附和催化的作用，同時也有利于抗菌物質的有序釋放，從而使涂層具有長效吸附降解有害物質和長效抗菌的功效。
【具體實施方式】
[0028]一種抗菌性薄膜的制備方法，該薄膜依次包括涂料層和基材層，
[0029]所述涂料層的的厚度為0.l-2um，基材層的厚度為10_50um。
[0030]其特征在于所述薄膜的制備包括以下步驟:
[0031]第一步:基材層的處理，選取基材作為基材層，將所述基材層的表面進行電暈處理。所述基材層選自雙向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜或者雙向拉伸聚酯(PET)薄膜。
[0032]第二步，涂料層的制備，將涂料層在第一步處理好的基材層的一個或者兩個表面都涂布涂料，并在無氧的環(huán)境下固化光固化涂料層形成干膜。所述涂料層包括以下組分:[0033](I)多孔材料，所述多孔材料的含量為1_40%。
[0034](2)納米粒子，含量為1_40%，所述納米粒子的選自納米氧化鈦、納米銀，納米鋁或其組合物。
[0035](3)成膜物質，含量為5-80%，所述成膜物質為丙烯酸樹脂。
[0036](4)添加劑，所述添加劑包括1-2%分散劑、1-2%消泡劑和1-3%的增稠劑，所述增稠劑選自，分子量為3-10萬的羥乙基纖維素。
[0037](5)去尚子水，所述去尚子水的含量為5_15%。
[0038]所述多孔材料由以下方法制備:
[0039]步驟一，選取納米金屬混合物
[0040]所述納米金屬混合物由納米乙酸鋅和納米乙酸銅粉體組成，所述乙酸鋅和乙酸銅分別為 0.02mol 和 0.01mol。
[0041]步驟二，第一溶液的制備
[0042]將步驟一的納米金屬混合物與4g表面活性劑和300ml乙二醇溶液混合，將混合液在80°C油浴中以800r/min的速率攪拌15分鐘，自然冷卻制得第一溶液。
[0043]步驟三:第二溶液的制備
[0044]將100乙二醇和0.03mol草酸于常溫下`混合，制得第二溶液。
[0045]步驟四:復合前驅體的制備
[0046]將步驟三所制得的第二溶液以5mL/min的滴速滴入步驟二所制得的第一溶液中，以800r/min的速率80 V恒溫攪拌4h ；反應結束后，將反應生成物分別用去離子水和無水乙醇各洗滌3次，離心收集，于烘箱中80°C干燥6h，即得到復合前驅體。所述第二溶液和第一溶液的質量比為:1:3-4。
[0047]步驟五:碳包覆Cu/ZnO復合多孔材料的制備
[0048]將步驟四所制得復合前驅體至于管式爐中，通以氫氣體積含量為1-10%的X/H2氣氛，以5°C /min的速率升溫至200°C，恒溫保持2h，然后以5°C /min升至500°C，恒溫保持2h,即得碳包覆Cu/ZnO復合多孔材料，所述X為純度不小于99.9%的氮氣、氬氣、氦氣中的一種，氫氣的體積含量在1%-10%。
[0049]所述納米乙酸鋅和納米乙酸銅粉體的粒徑為l_50nm，所制得的的多孔材料的孔隙率為86%以上，孔洞的大小為l_25nm。
[0050]所述表面活性劑選自聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、氯化三甲基十六烷基銨(CTAC)、聚環(huán)氧乙烷-聚環(huán)氧丙烷-聚環(huán)氧乙烷三嵌段共聚物(P123)、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段聚合物(F127)中的一種或以任意比的混合物。
[0051]所述納米粒子的粒徑為l-10nm。
[0052]選取800目的40g多孔材料，16g納米氧化鈦,4克納米銀粉，80g丙烯酸樹脂，3g分散劑和3g消泡劑、4g羥乙基纖維素和30g去離子水至于容器中，采用機械攪拌混合均勻，形成穩(wěn)定的涂料。所述涂料具有較多微孔通道，有長效吸附、催化降解有機有害氣體和殺菌性能。所述涂料常溫下水接觸角大于120度。
[0053]GB/T1733-93的耐水實驗測試結果為360小時無異樣；
[0054]GB1727-79的耐醇性(60%乙醇溶液)測試結果為100小時無異樣。[0055]以下結合具體實施例對本發(fā)明的技術方案做進一步地詳細介紹，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，本領域的技術人員根據上述本發(fā)明的內容做出一些非本質的改進和調整，均屬本發(fā)明保護范圍。`
【權利要求】
1.一種抗菌性薄膜的制備方法，該薄膜依次包括涂料層和基材層， 所述涂料層的的厚度為0.l_2um，基材層的厚度為10-50um。 其特征在于所述薄膜的制備包括以下步驟: 第一步:基材層的處理，選取基材作為基材層，將所述基材層的表面進行電暈處理。所述基材層選自雙向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜或者雙向拉伸聚酯(PET)薄膜。 第二步，涂料層的制備，將涂料層在第一步處理好的基材層的一個或者兩個表面都涂布涂料，并在無氧的環(huán)境下固化光固化涂料層形成干膜。 所述涂料層包括以下組分: (1)多孔材料，所述多孔材料的含量為1_40%。 (2)納米粒子，含量為1_40%，所述納米粒子的選自納米氧化鈦、納米銀，納米鋁或其組合物。 (3)成膜物質，含量為5-80%，所述成膜物質為丙烯酸樹脂。 (4)添加劑，所述添加劑包括1-2%分散劑、1-2%消泡劑和1-3%的增稠劑，所述增稠劑選自，分子量為3-10萬的羥乙基纖維素。 (5)去尚子水，所述去尚子水的含量為5_15%。 所述多孔材料由以下方法制備: 步驟一，選取納米金屬混合物 所述納米金屬混合物由納米乙酸鋅和納米乙酸銅粉體組成，所述乙酸鋅和乙酸銅的摩爾比為2:1。 步驟二，第一溶液的制備 將步驟一的納米金屬混合物與表面活性劑和乙二醇溶液混合，質量比為:納米金屬混合物:表面活性劑:乙二醇溶液=(4-6): (3-5): 300，將混合液在60-90°C油浴中以600-1000r/min的速率攪拌10-30分鐘，自然冷卻制得第一溶液。 步驟三:第二溶液的制備 將乙二醇和草酸于常溫下混合，制得第二溶液，所述乙二醇和草酸的質量比為100:3。 步驟四:復合前驅體的制備 將步驟三所制得的第二溶液以3-10mL/min的滴速滴入步驟二所制得的第一溶液中，以600-1000r/min的速率60-100°C恒溫攪拌4h ;反應結束后，將反應生成物分別用去離子水和無水乙醇各洗滌3次，離心收集，于烘箱中80°C干燥6h，即得到復合前驅體。所述第二溶液和第一溶液的質量比為:1:3-4。 步驟五:碳包覆Cu/ZnO復合多孔材料的制備 將步驟四所制得復合前驅體至于管式爐中，通以氫氣體積含量為1-10%的X/H2氣氛，以5°C /min的速率升溫至200°C，恒溫保持2h，然后以5°C /min升至500°C，恒溫保持2h，即得碳包覆Cu/ZnO復合多孔材料，所述X為純度不小于99.9%的氮氣、氬氣、氦氣中的一種，氫氣的體積含量在1%-10%。
2.如權利要求1所述的一種抗菌性薄膜的制備方法，其特征在于所述納米乙酸鋅和納米乙酸銅粉體的粒徑為l_50nm，所制得的的多孔材料的孔隙率為86%以上，孔洞的大小為l_25nm0
3.如權利要求1所述的一種抗菌性薄膜的制備方法，其特征在于所述表面活性劑選自聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、氯化三甲基十六烷基銨(CTAC)、聚環(huán)氧乙烷-聚環(huán)氧丙烷-聚環(huán)氧乙烷三嵌段共聚物(P123)、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段聚合物(F127)中的一種或以任意比的混合物。
4.如權利要求1所述的一種抗菌性薄膜的制備方法，其特征在于所述納米粒子的粒徑為 1-1Onm0`
【文檔編號】C09D133/00GK103772729SQ201410038339
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月26日 優(yōu)先權日:2014年1月26日
【發(fā)明者】萬寶林, 季伶俐 申請人:江蘇科德寶建筑節(jié)能科技有限公司