一種抗菌性薄膜的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種抗菌性薄膜，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
【技術領域】
[0001]本發明屬于納米材料技術，具體涉及一種抗菌性薄膜。
【背景技術】
[0002]隨著科技發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。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。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種抗菌性薄膜，其特征在于，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。
[0004]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。
[0005]所述涂料層包括以下組分:
[0006](I)多孔材料，所述多孔材料的含量為1_40%。
[0007](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。
[0008](3)成膜物質，含量為5-80%，所述成膜物質為丙烯酸樹脂。
[0009](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。
[0010](5)去尚子水，所述去尚子水的含量為5_15%。
[0011]所述多孔材料由以下方法制備:
[0012]步驟一，選取納米金屬混合物
[0013]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。
[0014]步驟二，第一溶液的制備
[0015]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。
[0016]步驟三:第二溶液的制備[0017]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。
[0018]步驟四:復合前驅體的制備
[0019]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。
[0020]步驟五:碳包覆Cu/ZnO復合多孔材料的制備
[0021]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%。
[0022]2.如權利要求1所述的一種抗菌性薄膜，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。
[0023]3.如權利要求1所述的一種抗菌性薄膜，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)、聚環氧乙烷-聚環氧丙烷-聚環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。
[0024]4.如權利要求1所述的一種抗菌性薄膜，其特征在于所述納米粒子的粒徑為1-1Onm0`
[0025]本發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】
[0026]一種抗菌性薄膜，其特征在于，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。
[0027]該基材層的表面需要進行電暈處理，之后將所制備的涂料層涂布至基材表面，于無氧的環境下烘干并光固化形成干膜。所述涂料層可位于基材的一面或者兩面。
[0028]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。
[0029]所述涂料層包括以下組分:
[0030](I)多孔材料，所述多孔材料的含量為1_40%。
[0031](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。
[0032](3)成膜物質，含量為5-80%，所述成膜物質為丙烯酸樹脂。
[0033](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。[0034](5)去尚子水，所述去尚子水的含量為5_15%。
[0035]所述多孔材料由以下方法制備:
[0036]步驟一，選取納米金屬混合物
[0037]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。
[0038]步驟二，第一溶液的制備
[0039]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。
[0040]步驟三:第二溶液的制備
[0041]將100乙二醇和0.03mol草酸于常溫下混合，制得第二溶液。
[0042]步驟四:復合前驅體的制備
[0043]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。
[0044]步驟五:碳包覆Cu/ZnO復合多孔材料的制備
[0045]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%。
[0046]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。
[0047]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)、聚環氧乙烷-聚環氧丙烷-聚環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。
[0048]所述納米粒子的粒徑為l-10nm。
[0049]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。
[0050]GB/T1733-93的耐水實驗測試結果為360小時無異樣；
[0051]GB1727-79的耐醇性(60%乙醇溶液)測試結果為100小時無異樣。
[0052]以下結合具體實施例對本發明的技術方案做進一步地詳細介紹，但本發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明的內容做出一些非本質的改進和調整，均屬本發明保護范圍。
【權利要求】
1.一種抗菌性薄膜，其特征在于，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。 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。 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，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。
3.如權利要求1所述的一種抗菌性薄膜，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)、聚環氧乙烷-聚環氧丙烷-聚環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，其特征在于所述納米粒子的粒徑為l-10nm。
【文檔編號】C09D7/12GK103755991SQ201410037095
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月26日 優先權日:2014年1月26日
【發明者】萬寶林, 季伶俐 申請人:江蘇科德寶建筑節能科技有限公司