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水性抗菌耐污氟碳涂料的性能研究

摘要:以水性氟碳涂料为根底涂料，添加nano－TiO2/Ag复合型抗菌剂，在金属外表获得

了一种抗菌、耐污涂层。详细地研究了复合抗菌剂用量对涂层杀菌率、接触角、耐污性能的

影响，确定抗菌剂的含量为3%时，涂层具有良好的耐污、抗菌综合性能。通过对涂层外表

形貌的微观表征，证实添加抗菌剂后，涂层外表均匀分布了一层纳米颗粒，使得涂层具有良

好的耐污、抗菌性能。通过性能检测，说明制备的水性抗菌、耐污氟碳涂料，具有良好的理

化性能，可以用于金属外表的装饰和防护。

关键词:水性涂料;抗菌;耐污;纳米二氧化钛;氟碳乳液

中图:TQ630文献标识码:A文章编号:1673-1549(2012)01-0031-04

引言

在水性涂料中添加低外表能抗菌剂，制备适合金属外表涂装的水性抗菌耐污涂料，具

有广阔的应用前景和市场价值［1-3］。目前所用的抗菌剂主要有天然抗菌剂、有机抗菌剂

和无机抗菌剂三大类［4］。天然抗菌剂如芥末、蓖麻油等，使用简便但抗菌作用有限;有机

抗菌剂如季铵盐类、山梨酸等，它们的杀菌速度快，开发和使用技术成熟，但稳定性和长效

性差;无机抗菌剂主要是银系抗菌剂和具有光催化作用物质，如纳米TiO2、纳米ZnO等。银

离子抗菌剂价格昂贵，而纳米TiO2具有自身无毒、无味、无刺激性、热稳定性与耐热性好、

不燃烧，可降解性等优点，成为开发研究的热点之一，但是它需要光源照射。

因此很多学者致力于复合型抗菌剂的研发［1，5］，如无机－有机复合、Ti－Ag复合、

Cu－Zn复合等。实验中采用具有优良抗菌性的纳米TiO2/Ag、银复合抗菌剂，通过添加工

艺的研究，制备水性抗菌、耐污氟碳涂料。

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1·实验

1.1材料

金属基材为马口铁;抗菌剂(nano－TiO2/Ag复合型);水性氟碳乳液(固含量45%)。

1.2制备方法

首先，在分散缸中参加水、分散剂和适量消泡剂，低速搅拌均匀;然后缓慢参加复合抗

菌剂和填料，高速分散30min后，在砂磨机内研磨30min至无颗粒;在低速搅拌下缓缓参加

氟碳乳液，低速搅拌60min，使粉料与乳液及剩余的助剂混合均匀。涂料参考配方，见表

1。填料主要包括钛白粉和高岭土。

表1涂料参考配方

1.3测试与表征

外表形貌

采用扫描电镜(SEMJSM6360LV)对涂层的外表形貌进展表征。

接触角

使用GS－*150接触角测量仪(**覃思科技**)对涂层接触角进展测试。

耐污性测试

将碳素墨水滴在涂层外表上，室温静置48h，然后用棉球擦拭，考察涂层的耐污性。将

涂层耐沾污性分为5级，0代表没有效果;1代表有一定效果，但酒精擦拭后仍有明显痕迹;2

代表酒精擦拭后有较浅痕迹;3代表清水冲洗有很浅痕迹，酒精擦拭后无痕迹;4代表清水冲

洗后无痕迹。

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涂层抗菌测试

实验采用菌落计数法对涂层的抗菌性能做定量检测。配制牛肉膏蛋白胨琼脂培养基并

灭菌后，倒入已灭菌的培养皿中制得平板备用。用无菌生理盐水将大肠杆菌菌种配成

103cfu/mL左右的菌液，并用平板计数法测定活菌数N(cfu/mL);用无菌移液管吸取菌液滴

于涂层上，与涂层接触假设干时间后，再吸取菌液滴于平板上，用无菌三角棒涂布均匀。将

平板移至37℃恒温培养箱中培养12h后，取出计算平板上的菌落数，得到与涂层接触假设

干时间后的活菌数N1(cfu/mL)。灭菌率的计算公式为:

灭菌率(n%)=［(N－N1)/N］×100%

理化性能测试

理化性能测试分别按国家标准执行，标准详见文件GB/T1720－1989、GB/T1731－1993、

GB/T1732－1993和GB/T6739