本發(fā)明涉及一種抗菌抗靜電的制備方法，可用于抗菌、抗靜電需求的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在日常生活中，人們大部分時間是呆在室內(nèi)，因此室內(nèi)空氣的質(zhì)量越來越受到人們關(guān)注。環(huán)境中微生物分布廣泛，對室內(nèi)空氣的微生物進(jìn)行抽檢，在農(nóng)村，細(xì)菌總數(shù)138.94cfu/cm2,城鎮(zhèn)，細(xì)菌總數(shù)72.10cfu/cm2.因此，在室內(nèi)裝修，抗菌材料，如抗菌門窗、抗菌涂料、抗菌塑料、抗菌地膜扮演越來越重要的角色。其中抗菌涂料可以直接涂覆在物體表面，使用方便因此更受歡迎。
常規(guī)的抗菌涂料是在涂料中添加各種有機(jī)、無機(jī)以及復(fù)合的抗菌劑而賦予涂料抗菌的性能。然而，無機(jī)抗菌劑如金屬離子類，如Ag+離子，易被氧化為棕色的氧化銀或是被紫外催化為單質(zhì)銀，而且提取的成本的高，限制在涂料的運用特別白色系涂料中的運用；光催化如納米二氧化鈦、納米二氧化鋅，需要在紫外的催化下方可達(dá)到抗菌功效；而天然抗菌劑，如殼聚糖、山梨酸、日柏醇，無毒，對人體無刺激，但受來源、加工條件以及有色的因素，難以在涂料中普及；而有機(jī)抗菌劑，抗菌效果好，但是受熱易分解而失效，長期使用對人體有毒，易產(chǎn)生耐藥性。
常用的高分子合成材料，如塑料、橡膠、合成纖維等電阻率都很大，在使用的過程中由于摩擦，表面很容易累積靜電，當(dāng)累積的靜電累計到一定程度會產(chǎn)生火花放電，嚴(yán)重時可導(dǎo)致爆炸及失火等重大事故。因此，防止和及時的疏導(dǎo)材料表面的靜電積累是非常關(guān)鍵的。而抗靜電涂料的使用能夠方便有效的消除高分子材料使用過程中的靜電積累，從而有效消除高分子材料使用的靜電積累引起的安全隱患。傳統(tǒng)的導(dǎo)電抗靜電涂料是將金屬粉末、石墨、有機(jī)抗靜電劑或金屬氧化物粉末等導(dǎo)電填料添加分散于樹脂中摻合而成。往往添加的導(dǎo)電填料分子與基體樹脂存在結(jié)構(gòu)上的差異，使基體樹脂與導(dǎo)電填料之間很難相溶，因此也難以形成均相分散體系。在涂裝時，易造成某些局部區(qū)域?qū)щ娞盍戏植疾痪鶆?，達(dá)不到良好的抗靜電要求；并且隨著時間推移，炭系導(dǎo)電涂料中的碳會慢慢析出，銀系導(dǎo)電涂料則由于銀的密度大，易沉淀，在潮濕環(huán)境下易短路；銅系涂料則由于銅容易氧化甚至喪失導(dǎo)電性能，有機(jī)抗靜電劑受環(huán)境濕度影響，不耐熱。
傳統(tǒng)的抗菌涂料和抗靜電涂料是在不同的基材中添加抗菌劑和抗靜電劑等功能助劑而達(dá)到抗菌抗靜電的功能。由于兩者體系的不相容，隨著時間的推移，抗菌劑、抗靜電會發(fā)生遷移，不僅造成材料抗菌、抗靜電功能的降低，而且析出的重金屬以及低分子有機(jī)物進(jìn)一步加劇環(huán)境的污染。因此開發(fā)一種長效、無毒的抗菌、抗靜電的涂料勢在必行。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的主要目的在于提供一種抗菌抗靜電乳液、涂料及其制備方法。
本發(fā)明技術(shù)方案如下：
一)方案一：
一種抗菌抗靜電乳液，主要由以下組分按照質(zhì)量份配制而成：
進(jìn)一步，所述的阻聚劑為叔丁基鄰苯二酚和吩噻嗪、對苯二酚和二苯胺的一種。
進(jìn)一步，所述的溶劑為乙腈為、乙醚或是正丁酯一種。
進(jìn)一步，所述的引發(fā)劑為過硫酸鉀、過硫酸鈉以及過硫酸銨中的一種。
抗菌抗靜電乳液的制備包括兩個部分：丙烯酰氧乙基二甲基乙基溴化銨的合成以及抗菌抗靜電乳液的合成
⑴功能單體丙烯酰氧乙基二甲基乙基溴化銨的合成
①丙烯酰氯的制備
在裝有冷凝管、溫度計和滴液漏斗的三口燒瓶中，加入二氯亞砜以及少量的阻聚劑，室溫下，在磁力攪拌300-500rpm下滴加0.2-1.2份已精制的丙烯酸單體，滴加完畢將溫度升到35-45℃，反應(yīng)3-5h，冷卻至室溫，經(jīng)減壓蒸餾就可制備丙烯酰氯。
②丙烯酸二甲氨基乙酯的制備
在三口燒瓶中依次加入二甲基乙醇胺，5-10份溶劑和少量的阻聚劑，冰水浴下，磁力攪拌下300-500rpm緩慢滴加丙烯酰氯，滴加完畢后保持冰水浴下反應(yīng)3-4h。反應(yīng)完畢后，將瓶中的混合液過濾，得到的濾液減壓蒸餾除去未參加反應(yīng)的反應(yīng)物，然后收集即得到丙烯酸二甲氨基乙酯。
③丙烯酰氧乙基二甲基乙基溴化銨的制備
在三口燒瓶中加入丙烯酸二甲胺基乙酯、5-10份溶劑及溴乙烷，在攪拌混合均勻后，緩慢升溫至30-50℃，保溫反應(yīng)3-5h，減壓蒸餾除去小分子低沸物，乙醚充分洗滌3次，即可制備丙烯酰氧乙基二甲基乙基溴化銨。
⑵抗菌抗靜電功能的丙烯酸乳液的制備
在裝有攪拌器、N2導(dǎo)管、恒壓漏斗和溫度計的五口燒瓶中加入季銨鹽抗菌單體、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸異丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、去離子水，在1000-1500rpm下攪拌15-30min得到單體預(yù)乳化液，升溫至75-85℃時，滴加引發(fā)劑，1..5-2h滴加完畢，2-3h，得到具有抗菌功能的丙烯酸乳液。
二)方案二：
抗菌抗靜電涂料，其特征在于：所述的抗菌抗靜電涂料主要由以下組分按照質(zhì)量份配制而成：
進(jìn)一步，所述的防沉劑為纖維素及其衍生物、堿溶脹丙烯酸類、締合型聚氨酯防沉劑以及疏水改性非聚氨酯防沉劑中的一種。
進(jìn)一步，所述的PH調(diào)節(jié)劑為2-氨基02-甲基-1-丙醇、氨水以及氫氧化鉀溶液的一種。
進(jìn)一步，所述的潤濕劑為(聚氧乙烯)烷(芳)基醚等非離子型表面活性劑或烷基琥珀磺酸鈉離子型潤濕劑。
進(jìn)一步，所述的分散劑為聚丙烯酸鹽類、聚苯乙烯/順丁烯二鹽酸類、聚異丁烯順丁烯二酸鹽類的一種。
進(jìn)一步，所述的成膜助劑為Coasol、Texanol以及Dowanol PPH的一種。
進(jìn)一步，所述的消泡劑為礦物油、有機(jī)硅以及復(fù)合硅酮的一種。
進(jìn)一步，所述的防凍劑為丙二醇、乙二醇以及二醇醚的一種。
進(jìn)一步，所述的流平劑為有丙烯酸共聚物、有機(jī)硅和氟碳表面活性劑的一種。
制備方法為：
⑴在小于500r/min的轉(zhuǎn)速下，依次加入去離子水、防沉劑、PH調(diào)節(jié)劑分散5-10min。
⑵提高轉(zhuǎn)速至800-1000r/min，依次加入潤濕劑、分散劑、消泡劑、鈦白粉、碳酸鈣、納米氧化鋁漿料，提高轉(zhuǎn)速至1800-2000r/min，分散15-20min。
⑶將轉(zhuǎn)速降至1000-1200r/min，依次加入乳液、成膜助劑、防凍劑、流平劑，分散10-15min，200目過篩，即得到本發(fā)明產(chǎn)品。
本發(fā)明對配制的涂料進(jìn)行抗菌抗靜電檢測，實驗結(jié)果表明以此得到的涂料具有良好的抗菌抗靜電性能。該涂膜的抗大腸桿菌率、抗金色葡萄球菌率達(dá)到99.99％，涂膜的表面電阻率ρs為2.2×105Ω，達(dá)到良好的抗菌以及抗靜電的功能，且具有良好的低溫穩(wěn)定性。
具體實施方式
為了使本發(fā)明所述的內(nèi)容更加便于理解，下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明所述的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明，但是本發(fā)明不僅限于此。
實施例1
1、抗菌乳液由下述重量配比的原料按照以下依序進(jìn)行的步驟制備而成：
抗菌抗靜電乳液的制備包括兩個部分：丙烯酰氧乙基二甲基乙基溴化銨的合成以及抗菌抗靜電乳液的合成
⑴功能單體丙烯酰氧乙基二甲基乙基溴化銨的合成
①丙烯酰氯的制備
在裝有冷凝管、溫度計和滴液漏斗的三口燒瓶中，加入二氯亞砜以及少量的阻聚劑，室溫下，在磁力攪拌300rpm下滴加0.2份已精制的丙烯酸單體，滴加完畢將溫度升到35℃，反應(yīng)3h，冷卻至室溫，經(jīng)減壓蒸餾就可制備丙烯酰氯。
②丙烯酸二甲氨基乙酯的制備
在三口燒瓶中依次加入二甲基乙醇胺，5份溶劑和少量的阻聚劑，冰水浴下，磁力攪拌下300rpm緩慢滴加丙烯酰氯，滴加完畢后保持冰水浴下反應(yīng)3h。反應(yīng)完畢后，將瓶中的混合液過濾，得到的濾液減壓蒸餾除去未參加反應(yīng)的反應(yīng)物，然后收集即得到丙烯酸二甲氨基乙酯。
③丙烯酰氧乙基二甲基乙基溴化銨的制備
在三口燒瓶中加入丙烯酸二甲胺基乙酯、5份溶劑及溴乙烷，在攪拌混合均勻后，緩慢升溫至30℃，保溫反應(yīng)3h，減壓蒸餾除去小分子低沸物，乙醚充分洗滌3次，即可制備丙烯酰氧乙基二甲基乙基溴化銨。
⑵抗菌抗靜電功能的丙烯酸乳液的制備
在裝有攪拌器、N2導(dǎo)管、恒壓漏斗和溫度計的五口燒瓶中加入季銨鹽抗菌單體、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸異丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、去離子水，在1000rpm下攪拌15min得到單體預(yù)乳化液，升溫至75℃時，滴加引發(fā)劑，1.5滴加完畢，保溫2h，得到具有抗菌功能的丙烯酸乳液。
2.抗菌抗靜電涂料，所述的抗菌抗靜電涂料由以下組分按照以下質(zhì)量份配制而成：
⑴在300r/min的轉(zhuǎn)速下，依次加入去離子水、防沉劑、PH調(diào)節(jié)劑分散5min。
⑵提高轉(zhuǎn)速至800r/min，依次加入潤濕劑、分散劑、消泡劑、鈦白粉、碳酸鈣、納米氧化鋁漿料，提高轉(zhuǎn)速至1800r/min，分散15min。
⑶將轉(zhuǎn)速降至1000r/min，依次加入乳液、成膜助劑、防凍劑、流平劑，分散10min，200目過篩，即得到本發(fā)明產(chǎn)品。
實施例2
1、抗菌乳液由下述重量配比的原料按照以下依序進(jìn)行的步驟制備而成：
抗菌抗靜電乳液的制備包括兩個部分：丙烯酰氧乙基二甲基乙基溴化銨的合成以及抗菌抗靜電乳液的合成。
⑴功能單體丙烯酰氧乙基二甲基乙基溴化銨的合成
①丙烯酰氯的制備
在裝有冷凝管、溫度計和滴液漏斗的三口燒瓶中，加入二氯亞砜以及少量的阻聚劑，室溫下，在磁力攪拌400rpm下滴加1份已精制的丙烯酸單體，滴加完畢將溫度升到40℃，反應(yīng)4h，冷卻至室溫，經(jīng)減壓蒸餾就可制備丙烯酰氯。
②丙烯酸二甲氨基乙酯的制備
在三口燒瓶中依次加入二甲基乙醇胺，7份溶劑和少量的阻聚劑，冰水浴下，磁力攪拌下400rpm緩慢滴加丙烯酰氯，滴加完畢后保持冰水浴下反應(yīng)3.5h。反應(yīng)完畢后，將瓶中的混合液過濾，得到的濾液減壓蒸餾除去未參加反應(yīng)的反應(yīng)物，然后收集即得到丙烯酸二甲氨基乙酯。
③丙烯酰氧乙基二甲基乙基溴化銨的制備
在三口燒瓶中加入丙烯酸二甲胺基乙酯、8份溶劑及溴乙烷，在攪拌混合均勻后，緩慢升溫至40℃，保溫反應(yīng)4h，減壓蒸餾除去小分子低沸物，乙醚充分洗滌3次，即可制備丙烯酰氧乙基二甲基乙基溴化銨。
⑵抗菌抗靜電功能的丙烯酸乳液的制備
在裝有攪拌器、N2導(dǎo)管、恒壓漏斗和溫度計的五口燒瓶中加入季銨鹽抗菌單體、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸異丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、去離子水，在1200rpm下攪拌25min得到單體預(yù)乳化液，升溫至80℃時，滴加引發(fā)劑，1.8h滴加完畢，保溫2.6h，得到具有抗菌功能的丙烯酸乳液。
2.抗菌抗靜電涂料，所述的抗菌抗靜電涂料由以下組分按照以下質(zhì)量份配制而成：
⑴在400r/min的轉(zhuǎn)速下，依次加入去離子水、防沉劑、PH調(diào)節(jié)劑分散7min。
⑵提高轉(zhuǎn)速至900r/min，依次加入潤濕劑、分散劑、消泡劑、鈦白粉、碳酸鈣、納米氧化鋁漿料，提高轉(zhuǎn)速至1900r/min，分散18min。
⑶將轉(zhuǎn)速降至1100r/min，依次加入乳液、成膜助劑、防凍劑、流平劑，分散13min，200目過篩，即得到本發(fā)明產(chǎn)品。
實施例3
①丙烯酰氯的制備
在裝有冷凝管、溫度計和滴液漏斗的三口燒瓶中，加入二氯亞砜以及少量的阻聚劑，室溫下，在磁力攪拌500rpm下滴加1.2份已精制的丙烯酸單體，滴加完畢將溫度升到45℃，反應(yīng)5h，冷卻至室溫，經(jīng)減壓蒸餾就可制備丙烯酰氯。
②丙烯酸二甲氨基乙酯的制備
在三口燒瓶中依次加入二甲基乙醇胺，10份溶劑和少量的阻聚劑，冰水浴下，磁力攪拌下500rpm緩慢滴加丙烯酰氯，滴加完畢后保持冰水浴下反應(yīng)4h。反應(yīng)完畢后，將瓶中的混合液過濾，得到的濾液減壓蒸餾除去未參加反應(yīng)的反應(yīng)物，然后收集即得到丙烯酸二甲氨基乙酯。
③丙烯酰氧乙基二甲基乙基溴化銨的制備
在三口燒瓶中加入丙烯酸二甲胺基乙酯、10份溶劑及溴乙烷，在攪拌混合均勻后，緩慢升溫至50℃，保溫反應(yīng)5h，減壓蒸餾除去小分子低沸物，乙醚充分洗滌3次，即可制備丙烯酰氧乙基二甲基乙基溴化銨。
⑵抗菌抗靜電功能的丙烯酸乳液的制備
在裝有攪拌器、N2導(dǎo)管、恒壓漏斗和溫度計的五口燒瓶中加入季銨鹽抗菌單體、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸異丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、去離子水，在1500rpm下攪拌30min得到單體預(yù)乳化液，升溫至85℃時，滴加引發(fā)劑，2h滴加完畢，保溫3h，得到具有抗菌功能的丙烯酸乳液。
2.抗菌抗靜電涂料，所述的抗菌抗靜電涂料由以下組分按照以下質(zhì)量份配制而成：
(1)在500r/min的轉(zhuǎn)速下，依次加入去離子水、防沉劑、PH調(diào)節(jié)劑分散10min。
(2)提高轉(zhuǎn)速至1000r/min，依次加入潤濕劑、分散劑、消泡劑、鈦白粉、碳酸鈣，提高轉(zhuǎn)速至2000r/min，分散20min。
(3)將轉(zhuǎn)速降至1200r/min，依次加入乳液、成膜助劑、防凍劑，分散15min，200目過篩，即得到本發(fā)明產(chǎn)品。
最佳實施例
⑴抗菌抗靜電乳液的合成：
①丙烯酰氯的制備
在裝有冷凝管、溫度計和滴液漏斗的三口燒瓶中，加入二氯亞砜以及少量的阻聚劑，室溫下，在磁力攪拌450rpm下滴加1.1份已精制的丙烯酸單體，滴加完畢將溫度升到43℃，反應(yīng)4.2h，冷卻至室溫，經(jīng)減壓蒸餾就可制備丙烯酰氯。
②丙烯酸二甲氨基乙酯的制備
在三口燒瓶中依次加入二甲基乙醇胺，8份溶劑和少量的阻聚劑，冰水浴下，磁力攪拌下450rpm緩慢滴加丙烯酰氯，滴加完畢后保持冰水浴下反應(yīng)3.6h。反應(yīng)完畢后，將瓶中的混合液過濾，得到的濾液減壓蒸餾除去未參加反應(yīng)的反應(yīng)物，然后收集即得到丙烯酸二甲氨基乙酯。
③丙烯酰氧乙基二甲基乙基溴化銨的制備
在三口燒瓶中加入丙烯酸二甲胺基乙酯、9份溶劑及溴乙烷，在攪拌混合均勻后，緩慢升溫至45℃，保溫反應(yīng)4.5h，減壓蒸餾除去小分子低沸物，乙醚充分洗滌3次，即可制備丙烯酰氧乙基二甲基乙基溴化銨。
⑵抗菌抗靜電功能的丙烯酸乳液的制備
在裝有攪拌器、N2導(dǎo)管、恒壓漏斗和溫度計的五口燒瓶中加入季銨鹽抗菌單體、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸異丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、去離子水，在1350rpm下攪拌26min得到單體預(yù)乳化液，升溫至82℃時，滴加引發(fā)劑，1.9h滴加完畢，保溫2.7h，得到具有抗菌功能的丙烯酸乳液。
2.抗菌抗靜電涂料，所述的抗菌抗靜電涂料由以下組分按照以下質(zhì)量份配制而成：
(1)在450r/min的轉(zhuǎn)速下，依次加入去離子水、防沉劑、PH調(diào)節(jié)劑分散8min。
(2)提高轉(zhuǎn)速至920r/min，依次加入潤濕劑、分散劑、消泡劑、鈦白粉、碳酸鈣，提高轉(zhuǎn)速至1950r/min，分散19min。
(3)將轉(zhuǎn)速降至1130r/min，依次加入乳液、成膜助劑、防凍劑，分散14min，200目過篩，即得到本發(fā)明產(chǎn)品。
在以上各實施例中：
所述的引發(fā)劑為過硫酸銨
所述的阻聚劑為對苯二酚
所述的溶劑為正丁酯
所述的防沉劑為締合型聚氨酯防沉劑，羅門哈斯RM-8W
所述的PH調(diào)節(jié)劑為2-氨基02-甲基-1-丙醇，安格斯的AMP95
所述的潤濕劑為烷基芳基聚醚，聯(lián)合碳化的TritonCF-10
所述的分散劑為聚丙烯酸鹽類分散劑，畢克化學(xué)的Disperbyk154
所述的成膜助劑為陶氏Coasol成膜助劑
所述的防凍劑為丙二醇中防凍劑
所述的消泡劑為有機(jī)硅消泡劑，迪高1488
所述的流平劑為丙烯酸共聚物流平劑，汽巴EFKA的EFKA3777
涂料的抗菌性：采用GB/T21866-2008進(jìn)行測試
涂料的抗靜電性：采用GB/T1696-1997(石油能源涂料電阻測試)。
表-抗菌涂料的各實施例測試的實驗數(shù)據(jù)
從表-中可以明顯看出，本發(fā)明的各實施例在不同環(huán)境條件下漆膜均具有良好的抗菌性以及抗靜電功能，可望在食品生產(chǎn)、包裝以及醫(yī)院等場所使用。
上述具體實施方式只是對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)解釋，本發(fā)明并不只僅僅局限于上述實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，凡是依據(jù)上述原理及精神在本發(fā)明基礎(chǔ)上的改進(jìn)、替代，都應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。