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一种具有抗菌性能的蒙脱土改性硅丙乳胶漆的制备方法与流程

时间:2022-02-18 阅读: 作者:专利查询

一种具有抗菌性能的蒙脱土改性硅丙乳胶漆的制备方法与流程
3.5h,冷却至室温,加入消泡剂磷酸三丁酯、颜填料钛白粉、成膜助剂乙二醇单丁醚、卤胺改性蒙脱土,置于行星球磨机中球磨3-6h,一边超声处理一边加入硅丙乳液,得到具有抗菌性能的蒙脱土改性硅丙乳胶漆。
14.优选的,所述步骤(3)中偶氮二甲酸二乙酯、三苯基膦、β-2-呋喃基乙醇、5,5-二甲基海因的质量比为100-180:160-260:70-100:100。
15.优选的,所述步骤(3)中反应的条件为在20-35℃下反应36-60h。
16.优选的,所述步骤(4)中正丁基锂、呋喃改性海因、环氧氯丙烷的质量比为20-35:100:40-60。
17.优选的,所述步骤(4)中反应的条件为在25-40℃下反应12-18h。
18.优选的,所述步骤(5)中海因衍生物、氨基化蒙脱土的质量比为30-70:100。
19.优选的,所述步骤(5)中反应的条件为在60-90℃下反应3-6h。
20.优选的,所述步骤(6)中次氯酸钠溶液的质量分数为25-35%。
21.优选的,所述步骤(7)中聚乙烯醇、磷酸三丁酯、钛白粉、乙二醇单丁醚、卤胺改性蒙脱土、硅丙乳液的质量比为3-7:1-2.5:30-70:5-15:10-25:100。
22.(三)有益的技术效果
23.与现有技术相比,本发明具备以下有益的技术效果:
24.该一种具有抗菌性能的蒙脱土改性硅丙乳胶漆,在催化剂偶氮二甲酸二乙酯和三苯基膦的作用下,β-2-呋喃基乙醇上的羟基和5,5-二甲基海因亚氨基上的氢原子脱去,得到呋喃改性海因,在催化剂正丁基锂的作用下,呋喃环α碳上的活泼氢原子与环氧氯丙烷上的氯原子脱去,得到海因衍生物,引入环氧基团,进一步与氨基化蒙脱土上的氨基发生开环反应,得到海因改性蒙脱土,用次氯酸钠溶液处理,海因上剩下的一个亚氨基上的氢原子被氯原子取代,得到卤胺改性蒙脱土,作为改性剂,再以聚乙烯醇为增稠剂,得到具有抗菌性能的蒙脱土改性硅丙乳胶漆,同时卤胺改性蒙脱土上的羟基和亚氨基与硅丙乳液中丙烯酸酯聚合物的分子链形成氢键,改善了蒙脱土在硅丙乳液中的分散性,减少了蒙脱土的团聚现象。
25.该一种具有抗菌性能的蒙脱土改性硅丙乳胶漆,卤胺改性蒙脱土在蒙脱土的层间引入长链,提高了蒙脱土的层间距,使得蒙脱土层间由亲水转变为疏水,降低了硅酸盐表面能,从而提高了乳胶漆的耐水性,而其上共价接枝的卤胺基团上带有具有强氧化性的卤氮基团,在水溶液中电离产生游离的活性氯离子,会抑制或者破坏金黄色葡萄球菌等微生物生存所需要的酶,继而影响其正常的新陈代谢,使得金黄色葡萄球菌等微生物失活,之后再经次氯酸钠溶液处理,失去氯原子的卤胺基团重新恢复活性,使得乳胶漆具有优异的抗菌性能,聚乙烯醇的特殊结构使得硅丙乳液体系的内部结构发生了改变,同时与硅丙乳液体系的内部分子形成氢键,构成三维网状结构,增加了大分子之间的缠结,形成了不易被水、碱侵蚀的结构,进一步提高了乳胶漆的耐水性。
附图说明
26.图1是呋喃改性海因反应机理图;
27.图2是海因衍生物反应机理图;
28.图3是海因改性蒙脱土反应机理图;
29.图4是卤胺改性蒙脱土反应机理图。
具体实施方式
30.为实现上述目的,本发明提供如下具体实施方式和实施例:一种具有抗菌性能的蒙脱土改性硅丙乳胶漆,具有抗菌性能的蒙脱土改性硅丙乳胶漆制备方法如下:
31.(1)用γ-氨丙基三乙氧基硅烷对蒙脱土进行氨基化改性,得到氨基化蒙脱土;
32.(2)用环氧乙烷和呋喃进行化学反应,得到β-2-呋喃基乙醇,分子式为 c6h8o2;
33.(3)向三口瓶中加入四氢呋喃溶剂、催化剂偶氮二甲酸二乙酯、催化剂三苯基膦、β-2-呋喃基乙醇、5,5-二甲基海因,四者的质量比为 100-180:160-260:70-100:100,超声分散均匀,在20-35℃下反应36-60h,旋蒸除去溶剂,用色谱法纯化,得到呋喃改性海因,分子式为c
11h14
n2o3;
34.(4)向三口瓶中加入四氢呋喃溶剂、催化剂正丁基锂、呋喃改性海因,在冰水浴中超声处理1.5-3h,加入环氧氯丙烷,其中正丁基锂、呋喃改性海因、环氧氯丙烷的质量比为20-35:100:40-60,超声分散均匀,在25-40℃下反应12-18h,用去离子水淬灭反应,减压除去溶剂,并用层析柱纯化,得到海因衍生物,分子式为c
14h18
n2o4;
35.(5)向三口瓶中加入四氢呋喃溶剂、海因衍生物、氨基化蒙脱土,二者的质量比为30-70:100,超声分散均匀,在60-90℃下反应3-6h,冷却至室温,离心分离,用无水乙醇、去离子水洗涤干净并干燥,得到海因改性蒙脱土;
36.(6)向三口瓶中加入次氯酸钠溶液、海因改性蒙脱土,其中次氯酸钠溶液的质量分数为25-35%,超声处理6-12h,离心分离,用无水乙醇、去离子水洗涤干净并干燥,得到卤胺改性蒙脱土;
37.(7)向三口瓶中加入去离子水溶剂、增稠剂聚乙烯醇,在70-100℃下超声处理2-3.5h,冷却至室温,加入消泡剂磷酸三丁酯、颜填料钛白粉、成膜助剂乙二醇单丁醚、卤胺改性蒙脱土,置于行星球磨机中球磨3-6h,一边超声处理一边加入硅丙乳液,其中聚乙烯醇、磷酸三丁酯、钛白粉、乙二醇单丁醚、卤胺改性蒙脱土、硅丙乳液的质量比为 3-7:1-2.5:30-70:5-15:10-25:100,得到具有抗菌性能的蒙脱土改性硅丙乳胶漆。
38.实施例1
39.(1)用γ-氨丙基三乙氧基硅烷对蒙脱土进行氨基化改性,得到氨基化蒙脱土;
40.(2)用环氧乙烷和呋喃进行化学反应,得到β-2-呋喃基乙醇,分子式为 c6h8o2;
41.(3)向三口瓶中加入四氢呋喃溶剂、催化剂偶氮二甲酸二乙酯、催化剂三苯基膦、β-2-呋喃基乙醇、5,5-二甲基海因,四者的质量比为100:160:70:100,超声分散均匀,在20℃下反应36h,旋蒸除去溶剂,用色谱法纯化,得到呋喃改性海因,分子式为c
11h14
n2o3;
42.(4)向三口瓶中加入四氢呋喃溶剂、催化剂正丁基锂、呋喃改性海因,在冰水浴中超声处理1.5h,加入环氧氯丙烷,其中正丁基锂、呋喃改性海因、环氧氯丙烷的质量比为20:100:40,超声分散均匀,在25℃下反应12h,用去离子水淬灭反应,减压除去溶剂,并用层析柱纯化,得到海因衍生物,分子式为c
14h18
n2o4;
43.(5)向三口瓶中加入四氢呋喃溶剂、海因衍生物、氨基化蒙脱土,二者的质量比为30:100,超声分散均匀,在60℃下反应3h,冷却至室温,离心分离,用无水乙醇、去离子水洗涤干净并干燥,得到海因改性蒙脱土;
44.(6)向三口瓶中加入次氯酸钠溶液、海因改性蒙脱土,其中次氯酸钠溶液的质量分数为25%,超声处理6h,离心分离,用无水乙醇、去离子水洗涤干净并干燥,得到卤胺改性蒙脱土;
45.(7)向三口瓶中加入去离子水溶剂、增稠剂聚乙烯醇,在70℃下超声处理2h,冷却至室温,加入消泡剂磷酸三丁酯、颜填料钛白粉、成膜助剂乙二醇单丁醚、卤胺改性蒙脱土,置于行星球磨机中球磨3h,一边超声处理一边加入硅丙乳液,其中聚乙烯醇、磷酸三丁酯、钛白粉、乙二醇单丁醚、卤胺改性蒙脱土、硅丙乳液的质量比为3:1:30:5:10:100,得到具有抗菌性能的蒙脱土改性硅丙乳胶漆。
46.实施例2
47.(1)用γ-氨丙基三乙氧基硅烷对蒙脱土进行氨基化改性,得到氨基化蒙脱土;
48.(2)用环氧乙烷和呋喃进行化学反应,得到β-2-呋喃基乙醇,分子式为 c6h8o2;
49.(3)向三口瓶中加入四氢呋喃溶剂、催化剂偶氮二甲酸二乙酯、催化剂三苯基膦、β-2-呋喃基乙醇、5,5-二甲基海因,四者的质量比为127:193:80:100,超声分散均匀,在25℃下反应44h,旋蒸除去溶剂,用色谱法纯化,得到呋喃改性海因,分子式为c
11h14
n2o3;
50.(4)向三口瓶中加入四氢呋喃溶剂、催化剂正丁基锂、呋喃改性海因,在冰水浴中超声处理2h,加入环氧氯丙烷,其中正丁基锂、呋喃改性海因、环氧氯丙烷的质量比为25:100:47,超声分散均匀,在30℃下反应14h,用去离子水淬灭反应,减压除去溶剂,并用层析柱纯化,得到海因衍生物,分子式为c
14h18
n2o4;
51.(5)向三口瓶中加入四氢呋喃溶剂、海因衍生物、氨基化蒙脱土,二者的质量比为43:100,超声分散均匀,在70℃下反应4h,冷却至室温,离心分离,用无水乙醇、去离子水洗涤干净并干燥,得到海因改性蒙脱土;
52.(6)向三口瓶中加入次氯酸钠溶液、海因改性蒙脱土,其中次氯酸钠溶液的质量分数为28%,超声处理8h,离心分离,用无水乙醇、去离子水洗涤干净并干燥,得到卤胺改性蒙脱土;
53.(7)向三口瓶中加入去离子水溶剂、增稠剂聚乙烯醇,在80℃下超声处理2.5h,冷却至室温,加入消泡剂磷酸三丁酯、颜填料钛白粉、成膜助剂乙二醇单丁醚、卤胺改性蒙脱土,置于行星球磨机中球磨4h,一边超声处理一边加入硅丙乳液,其中聚乙烯醇、磷酸三丁酯、钛白粉、乙二醇单丁醚、卤胺改性蒙脱土、硅丙乳液的质量比为4.3:1.5:43:8:15:100,得到具有抗菌性能的蒙脱土改性硅丙乳胶漆。
54.实施例3
55.(1)用γ-氨丙基三乙氧基硅烷对蒙脱土进行氨基化改性,得到氨基化蒙脱土;
56.(2)用环氧乙烷和呋喃进行化学反应,得到β-2-呋喃基乙醇,分子式为 c6h8o2;
57.(3)向三口瓶中加入四氢呋喃溶剂、催化剂偶氮二甲酸二乙酯、催化剂三苯基膦、β-2-呋喃基乙醇、5,5-二甲基海因,四者的质量比为154:226:90:100,超声分散均匀,在30℃下反应52h,旋蒸除去溶剂,用色谱法纯化,得到呋喃改性海因,分子式为c
11h14
n2o3;
58.(4)向三口瓶中加入四氢呋喃溶剂、催化剂正丁基锂、呋喃改性海因,在冰水浴中超声处理2.5h,加入环氧氯丙烷,其中正丁基锂、呋喃改性海因、环氧氯丙烷的质量比为30:100:54,超声分散均匀,在35℃下反应16h,用去离子水淬灭反应,减压除去溶剂,并用层析柱纯化,得到海因衍生物,分子式为c
14h18
n2o4;
59.(5)向三口瓶中加入四氢呋喃溶剂、海因衍生物、氨基化蒙脱土,二者的质量比为56:100,超声分散均匀,在80℃下反应5h,冷却至室温,离心分离,用无水乙醇、去离子水洗涤干净并干燥,得到海因改性蒙脱土;
60.(6)向三口瓶中加入次氯酸钠溶液、海因改性蒙脱土,其中次氯酸钠溶液的质量分数为31%,超声处理10h,离心分离,用无水乙醇、去离子水洗涤干净并干燥,得到卤胺改性蒙脱土;
61.(7)向三口瓶中加入去离子水溶剂、增稠剂聚乙烯醇,在90℃下超声处理3h,冷却至室温,加入消泡剂磷酸三丁酯、颜填料钛白粉、成膜助剂乙二醇单丁醚、卤胺改性蒙脱土,置于行星球磨机中球磨5h,一边超声处理一边加入硅丙乳液,其中聚乙烯醇、磷酸三丁酯、钛白粉、乙二醇单丁醚、卤胺改性蒙脱土、硅丙乳液的质量比为5.6:2:56:11:20:100,得到具有抗菌性能的蒙脱土改性硅丙乳胶漆。
62.实施例4
63.(1)用γ-氨丙基三乙氧基硅烷对蒙脱土进行氨基化改性,得到氨基化蒙脱土;
64.(2)用环氧乙烷和呋喃进行化学反应,得到β-2-呋喃基乙醇,分子式为 c6h8o2;
65.(3)向三口瓶中加入四氢呋喃溶剂、催化剂偶氮二甲酸二乙酯、催化剂三苯基膦、β-2-呋喃基乙醇、5,5-二甲基海因,四者的质量比为180:260:100:100,超声分散均匀,在35℃下反应60h,旋蒸除去溶剂,用色谱法纯化,得到呋喃改性海因,分子式为c
11h14
n2o3;
66.(4)向三口瓶中加入四氢呋喃溶剂、催化剂正丁基锂、呋喃改性海因,在冰水浴中超声处理3h,加入环氧氯丙烷,其中正丁基锂、呋喃改性海因、环氧氯丙烷的质量比为35:100:60,超声分散均匀,在40℃下反应18h,用去离子水淬灭反应,减压除去溶剂,并用层析柱纯化,得到海因衍生物,分子式为c
14h18
n2o4;
67.(5)向三口瓶中加入四氢呋喃溶剂、海因衍生物、氨基化蒙脱土,二者的质量比为70:100,超声分散均匀,在90℃下反应6h,冷却至室温,离心分离,用无水乙醇、去离子水洗涤干净并干燥,得到海因改性蒙脱土;
68.(6)向三口瓶中加入次氯酸钠溶液、海因改性蒙脱土,其中次氯酸钠溶液的质量分数为35%,超声处理12h,离心分离,用无水乙醇、去离子水洗涤干净并干燥,得到卤胺改性蒙脱土;
69.(7)向三口瓶中加入去离子水溶剂、增稠剂聚乙烯醇,在100℃下超声处理3.5h,冷却至室温,加入消泡剂磷酸三丁酯、颜填料钛白粉、成膜助剂乙二醇单丁醚、卤胺改性蒙脱土,置于行星球磨机中球磨6h,一边超声处理一边加入硅丙乳液,其中聚乙烯醇、磷酸三丁酯、钛白粉、乙二醇单丁醚、卤胺改性蒙脱土、硅丙乳液的质量比为7:2.5:70:15:25:100,得到具有抗菌性能的蒙脱土改性硅丙乳胶漆。
70.对比例1
71.(1)用γ-氨丙基三乙氧基硅烷对蒙脱土进行氨基化改性,得到氨基化蒙脱土;
72.(2)用环氧乙烷和呋喃进行化学反应,得到β-2-呋喃基乙醇,分子式为 c6h8o2;
73.(3)向三口瓶中加入四氢呋喃溶剂、催化剂偶氮二甲酸二乙酯、催化剂三苯基膦、β-2-呋喃基乙醇、5,5-二甲基海因,四者的质量比为80:128:56:100,超声分散均匀,在20℃下反应36h,旋蒸除去溶剂,用色谱法纯化,得到呋喃改性海因,分子式为c
11h14
n2o3;
74.(4)向三口瓶中加入四氢呋喃溶剂、催化剂正丁基锂、呋喃改性海因,在冰水浴中
超声处理1.5h,加入环氧氯丙烷,其中正丁基锂、呋喃改性海因、环氧氯丙烷的质量比为16:100:32,超声分散均匀,在25℃下反应12h,用去离子水淬灭反应,减压除去溶剂,并用层析柱纯化,得到海因衍生物,分子式为c
14h18
n2o4;
75.(5)向三口瓶中加入四氢呋喃溶剂、海因衍生物、氨基化蒙脱土,二者的质量比为24:100,超声分散均匀,在60℃下反应3h,冷却至室温,离心分离,用无水乙醇、去离子水洗涤干净并干燥,得到海因改性蒙脱土;
76.(6)向三口瓶中加入次氯酸钠溶液、海因改性蒙脱土,其中次氯酸钠溶液的质量分数为25%,超声处理6h,离心分离,用无水乙醇、去离子水洗涤干净并干燥,得到卤胺改性蒙脱土;
77.(7)向三口瓶中加入去离子水溶剂、增稠剂聚乙烯醇,在70℃下超声处理2h,冷却至室温,加入消泡剂磷酸三丁酯、颜填料钛白粉、成膜助剂乙二醇单丁醚、卤胺改性蒙脱土,置于行星球磨机中球磨3h,一边超声处理一边加入硅丙乳液,其中聚乙烯醇、磷酸三丁酯、钛白粉、乙二醇单丁醚、卤胺改性蒙脱土、硅丙乳液的质量比为2.4:0.8:24:4:8:100,得到具有抗菌性能的蒙脱土改性硅丙乳胶漆。
78.对比例2
79.(1)用γ-氨丙基三乙氧基硅烷对蒙脱土进行氨基化改性,得到氨基化蒙脱土;
80.(2)用环氧乙烷和呋喃进行化学反应,得到β-2-呋喃基乙醇,分子式为 c6h8o2;
81.(3)向三口瓶中加入四氢呋喃溶剂、催化剂偶氮二甲酸二乙酯、催化剂三苯基膦、β-2-呋喃基乙醇、5,5-二甲基海因,四者的质量比为216:312:120:100,超声分散均匀,在35℃下反应60h,旋蒸除去溶剂,用色谱法纯化,得到呋喃改性海因,分子式为c
11h14
n2o3;
82.(4)向三口瓶中加入四氢呋喃溶剂、催化剂正丁基锂、呋喃改性海因,在冰水浴中超声处理3h,加入环氧氯丙烷,其中正丁基锂、呋喃改性海因、环氧氯丙烷的质量比为42:100:72,超声分散均匀,在40℃下反应18h,用去离子水淬灭反应,减压除去溶剂,并用层析柱纯化,得到海因衍生物,分子式为c
14h18
n2o4;
83.(5)向三口瓶中加入四氢呋喃溶剂、海因衍生物、氨基化蒙脱土,二者的质量比为84:100,超声分散均匀,在90℃下反应6h,冷却至室温,离心分离,用无水乙醇、去离子水洗涤干净并干燥,得到海因改性蒙脱土;
84.(6)向三口瓶中加入次氯酸钠溶液、海因改性蒙脱土,其中次氯酸钠溶液的质量分数为35%,超声处理12h,离心分离,用无水乙醇、去离子水洗涤干净并干燥,得到卤胺改性蒙脱土;
85.(7)向三口瓶中加入去离子水溶剂、增稠剂聚乙烯醇,在100℃下超声处理2h,冷却至室温,加入消泡剂磷酸三丁酯、颜填料钛白粉、成膜助剂乙二醇单丁醚、卤胺改性蒙脱土,置于行星球磨机中球磨6h,一边超声处理一边加入硅丙乳液,其中聚乙烯醇、磷酸三丁酯、钛白粉、乙二醇单丁醚、卤胺改性蒙脱土、硅丙乳液的质量比为8.4:3:84:18:30:100,得到具有抗菌性能的蒙脱土改性硅丙乳胶漆。
86.将实施例和对比例中得到的具有抗菌性能的蒙脱土改性硅丙乳胶漆涂覆在直径为15mm的圆形铁片上,室温固化,将其完全浸泡于去离子水中,96h 后观察其漆膜形貌。
[0087][0088][0089]
将实施例和对比例中得到的具有抗菌性能的蒙脱土改性硅丙乳胶漆涂覆在直径为15mm的圆形铁片上,室温固化,将金黄色葡萄球菌用生理盐水稀释到108cfu/ml左右,吸取100ul的金黄色葡萄球菌悬浮液接种到已经灭菌的培养皿中,涂布均匀,将漆膜置于金黄色葡萄球菌培养皿中,在37℃恒温培养24h,使用数显卡尺测量并记录抑菌圈直径。
[0090]