新型长效纳米银抗菌粉末涂料的制备及性能研究

崔吉星1，张海萍1，张辉1，2，邵媛媛1，祝京旭1，2

1.天津大学化工学院，天津化学化工协同创新中心

2.加拿大西安大略大学化学与生物工程系

摘要：

为提高抗菌粉末涂料的耐久性，研究了一种以纳米银为主要抗菌成分的长效抗菌粉末涂料，并对该涂料的抗菌性、抗菌耐久性、耐黄变性以及漆膜外观性能进行了考察。结果表明：该抗菌粉末涂料具有优异的抗菌性能和耐久性，对革兰氏阳性菌大肠杆菌初次灭菌率超过99.99%，并且能够经受20kPa力情况下的360次反复擦拭。随着抗菌剂添加量的增加，涂膜抗菌性能提高，但黄变程度增加。此外研究还发现，抗菌剂的添加对漆膜的光泽和雾影影响较小，光泽略有降低，雾影略有增加。

0.引言

粉末涂料以其与液体涂料相似的性能特点和优异的环境效益(不含VOCs)，在涂料行业中得到了广泛的应用，具有良好的发展前景。由于涂料表面对细菌生长的抑制作用越来越受到终端用户的关注，因此对抗菌涂料的需求越来越大[1]。银，作为一种有效的抗菌物质，已经被人类应用了近千年。由于有机类抗菌物质的不稳定性，以银为代表的无机 抗菌剂发展迅速。工业上自1980年代以来出现了Zeomic、Novaron、AgION等银系抗菌剂的商业品牌[2]。在科研领域，银的载体近年来被广泛研究，包括硅铝酸盐[3]、粘土[4]、磷酸锆[5]、硅[6]等。其中分子筛由于其较大的离子交换性能成为近年来的研究热点。

然而普通的银交换分子筛难以应用在粉末涂料中，这是由于在高温下银离子容易被破坏。这不仅造成了银离子的损失也使得涂膜表面发生黄变。此外，涂膜的抗菌耐久性很差，反复水洗几次后抗菌效果大大减弱。这是由于银离子筛体系中银释放速率不可控，使得银大量流失，减弱了涂膜的抗菌性能。

为了解决上述问题，本研究对传统银离子交换分子筛进行了改进，首先加入铜离子作为保护剂防止银离子的破坏。其次在负载银-铜离子的分子筛上添加了纳米银，纳米银在水环境下释放银离子，作为银离子的储备仓库，源源不断地....