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《西北师范大学》 2006年
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水性抗菌涂料的制备及性能研究

顾生玖  
【摘要】: 随着全球人口的不断增加、气温变暖以及环境污染,细菌病毒随时随地侵袭着人们。2003年“SARS”病毒流行,近几年“禽流感”,都对人民生命财产造成重大危害。为了增进人体健康,改善生活和工作环境,研究和开发新型、高效、无毒无味和抗菌持久性能好的抗菌材料,是当前研究人员的主要课题之一。水性高分子抗菌涂料具有高效、广谱、低毒、无味、不污染环境、安全环保等特点,正在逐步取代传统的掺杂小分子型抗菌涂料。 我们合成了具有核壳结构的高羟基含量的苯丙乳液、核壳结构的高羟基含量的苯丙抗菌乳液和Ag+-MMT改性苯丙抗菌乳液,作为水性双组分聚氨酯涂料的含羟基组分,与亲水改性多异氰酸酯组分配制水性双组分聚氨酯抗菌涂料。研究了这些乳液在制备过程中聚合物的乳化剂、乳化剂配比、反应温度、核组成、核单体用量等对聚合转化率、凝聚物含量、聚合物粘度和粒径的影响,用红外光谱、核磁、热重分析和透射电镜等表征了其结构、组成、形态和热稳定性。然后研究了上述因素对水性双组分聚氨酯抗菌涂料漆膜性能的影响,通过扫描电镜观察了固化后漆膜表面形态、红外光谱等表征了漆膜结构,并用SYNBIOSIS全自动微生物检测仪进行抗菌性能表征,主要内容如下: 1通过“粒子设计”采用半连续乳液聚合法,首次研究了具有核壳结构的高羟基含量苯丙乳液的制备过程。最佳工艺条件是:乳液聚合过程中选用SDS与OP复配的乳化剂体系,SDS/OP为4/6,乳化剂用量为1.0%。乳液聚合最佳的反应温度为75℃。核组成为BA/St:1/2,核总量为5%。从透视电镜照片很清楚的看到制得的核壳乳液呈现很好的包裹型核-壳结构。 2首次全面系统地研究了具有高羟基含量的核壳型抗菌乳液制备过程,获得了较佳合成方法为:SDS/OP为4/6,乳化剂用量为3.0%。乳液聚合最佳的反应温度为75℃。抗菌单体的加入量为5%。对乳液进行了表征。从透视电镜照片可以看到制得的核壳抗菌乳液呈呈现的半球型核-壳结构。用SYNBIOSIS全自动微生物检测仪进行抗菌检测,结果表明,对于大肠杆菌和金黄葡萄球菌,表现出良好的抗菌性能。 3首次使用Ag~+-MMT改性含羟基苯丙抗菌乳液。通过对含羟基苯丙抗菌乳液中Ag~+-MMT的用量、热贮存稳定性,抗菌活性测试,确定的最佳的加入量为3%,实验表明,抗菌乳液有较好的乳液温度储存稳定性,较强的抗菌能力。 4将制得的核壳结构的高羟基含量的苯丙抗菌乳液与亲水改性多异氰酸酯组分配制水性双组分聚氨酯抗菌涂料,发现漆膜表干和实干比较快,干燥时间随羟值升高而缩短,随酸值的增加而增加;附着力、柔韧性和冲击强度比较好,硬度发展较慢,最终硬度较高;为了制备丙烯酸分散体使用了较高的酸值,因此涂料的耐化学品性和耐水性较差,羟值在100mg KOH/g时较好,而酸值应尽可能低。用SYNBIOSIS全自动微生物检测仪进行检测,抗菌等级可以达到0~1级。说明这种抗菌涂料具有较好的抗菌活性。 5将制得的Ag~+-MMT改性抗菌苯丙乳液抗菌乳液与亲水改性多异氰酸酯组分配制水性双组分聚氨酯抗菌涂料,配漆后漆膜整体性能较未改性时差一点;耐水性随Ag~+-MMT用量增加时轻微变化;干燥时间随Ag~+-MMT用量增加而增长,光泽随乳液的Ag~+-MMT用量增加降低。漆膜硬度、柔韧性、附着力、冲击强度、耐化学品性基本不变。用SYNBIOSIS全自动微生物检测仪进行检测,抗菌等级可以达到0级。这就说明制得的Ag~+-MMT改性抗菌苯丙乳液抗菌乳液可以制备具有较好抗菌活性的水性涂料。
【学位授予单位】:西北师范大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TQ630.7

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【引证文献】
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