［摘要］采用3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷改性的復合納米TiO2與氟碳共聚物乳液共混得到改性納米氟碳乳液，并以該乳液為重要成膜物，與顏填料進行融合制得了改性納米氟碳涂料。察訪了氟碳涂料、納米氟碳涂料和539 下載改性納米氟碳涂料的通例功能、抗菌性和自乾淨性。試驗結局表示，3種氟碳乳液的功能均相符合成樹脂乳液內墻涂料尺度，此中，改性納米氟碳乳液的固含量最高且成膜溫度最低；改性納米氟碳涂料對葡萄球菌和大腸埃希氏菌的抗菌率可到達99，且對這2種細菌的抗菌耐久性差別達97和96；改性納米氟碳涂料涂層的吸水量低，疏水性強，具有良好的自乾淨性。
［要害詞］復合納米二氧化鈦；氟碳共聚物乳液；自乾淨涂料；抗菌功能
［詞章編號］1000-8144（2013）03-0325-05 ［中圖分類號］TQ63043 ［文獻標志碼］A
跟著今世工業的成長，環境污染隨時侵襲著人類的生產生涯［1］，采用凈化室內空氣和調節室內濕度［2］等方式可改良居室內環境。具有光催化功能的自然無機抗菌劑因不會污染環境且具有長久的抗菌功能，比年來引起人們廣泛的注目［3］。納米TiO2由于具有光催化功能好［4］、本錢低和無毒性［5-6］等特色，可利用于太陽能、自乾淨、光電催化及空氣凈化等方面［7-8］，但由于其內部的電子-空穴對復合的幾率高、光響應范圍窄，因此必要在紫外線照耀下才幹起到殺菌的作用。純真的納米TiO2在室內或更昏暗處不可受到光的發憤因而達不到顯著的抗菌目標，因此，需在此中摻雜一些金屬離子，如Fe3+或Ag+等［9］。
在TiO2溶膠-凝膠法中，為了得到均勻透徹的雜化體系，一般在有機相和無機相之間引入恰當的官能團化合物，如不同種類硅烷偶聯劑和含—OH的活性單體（如甲基丙烯酸羥乙酯）等［10-11］。本課題組曾采用3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷（MPS）改性的納米TiO2制備了納米氟碳涂料［12］，但對該涂料的抗菌性與自乾淨性并未進行深入研討。
本任務采用MPS改性的復合納米TiO2（MFeAgNT）與氟碳共聚物（FC）乳液共混，制備了FCMFeAgNT乳液；并以FCMFeAgNT乳液為重要成膜物制得改性納米氟碳（FCCMFeAgNT）涂料；同時，對氟碳（FCC）涂料、納米氟碳（FCCFeAgNT）涂料和FCCMFeAgNT涂料的通例功能、抗菌性和自乾淨性進行了測試。
1·試驗部門
11 重要試劑
MPS：AR，美國聯盟碳化物公司；丙酮：AR，天津凱通試劑公司。二甲苯：天津廣成試劑公司；滑石粉：300目，廣州市黃埔天泰化輕公司；高嶺土：400目，徐州夾河高嶺土廠；鈦白粉：上海金貿泰化工有限公司；潤濕散開劑、消泡劑、增稠劑、成膜助劑：上海長風助劑廠；以上試劑均為工業級。金黃色葡萄球菌、大腸埃希氏菌：中國代表培育物保藏中央。
12 乳液的制備
復合納米TiO2（FeAgNT）乳液按文獻［13］中報道的想法制備，FC乳液按文獻［14］中報道的想法制備。
按文獻［12］中報道的想法，采用MPS對FeAgNT進行改性：取一定量的FeAgNT散開于MPS含量為3（）的二甲苯溶液中，攪拌散開后移入三口燒瓶中，70℃恒溫下通N2，逐滴參加二甲苯回流反映2h，所得溶膠經丙酮洗滌、真空干燥，得到MFeAgNT。
FC與MFeAgNT共混即可制得FCMFeAgNT乳液；FC與FeAgNT共混可制得FCFeAgNT乳液。
13 涂料的制備
采用色漿法制備FCCMFeAgNT涂料：將顏填料（滑石粉、高嶺土和鈦白粉等的融合物）先調入已溶有潤濕散開劑、消泡劑和增稠劑的混預料到，經高速散開或研磨制得色漿，當色漿細度在60～70μm以下時及格；將pH調至7～8后，再參加重要成今彩 539 樂透開獎號碼膜物FCMFeAgNT和成膜助劑，攪拌均勻后過濾得到FCCMFeAgNT涂料。
差別以FC和FCFeAgNT為重要成膜物，采用上述想法可制得FCC涂料和FCCFeAgNT涂料。
14 涂料樣板的制備與涂料功能測試
按GBT1727—1992［15］制備涂料樣板；按GBT9756—2009［16］對涂料功能進行測試。
15 抗菌功能測試
按HGT3950—2007［17］對涂料進行抗菌功能測試：采用30W、λ=2537nm的紫外燈，間隔樣板08～10m，照耀100h，評價涂料的抗菌耐久性。
2·結局與商量
21 乳液及涂料的通例功能測試結局
按GBT20623—2006［18］對FC，FCFeAgNT，FCMFeAgNT乳液的根本功能進行測定。3種乳液的通例功能見表1。從表1可看出，3種乳液的機器不亂性、鈣離子不亂性、凍融不亂性和貯存不亂性均到達及格尺度，成膜性良好，說明3種乳液均合適于制備建筑內墻涂料，且相符合成樹脂乳液內墻涂料尺度。
表1 3種乳液的通例功能
此外，從表1還可以看出，在上述3種乳液中，FCMFeAgNT乳液具有最高的固含量以及最低的成膜溫度。
將FCC，FCCFeAgNT，FCCMFeAgNT涂料樣板按GB9278—2008［19］中規定的尺度前提放置2d后，對這3種涂料在容器中的狀態及漆膜通例功能進行測試。測試結局表示，FCCMFeAgNT涂料的各項功能指標優于FCC和FCCFeAgNT涂料，此中，FCCMFeAgNT涂料的耐洗刷性到達1500次以上，顯著高于FCC和FCCFeAgNT涂料的1000和1200次，并過份GBT9756—2009［16］中規定的一等品的要求。
這可能是由於MFeAgNT外表大批的—OH基團與乳液中的—OH基團鍵合，提升了涂膜的交聯密度和乳膠顆粒之間的界面交融力，大幅改良涂膜的強度，從而大幅提高涂料的耐洗刷功能［20］。
22 抑菌功能測試結局
抑菌環試驗是將抗菌劑置于已接種的待測菌的固體培育基上，通過抗菌劑向培育基內的擴散壓制細菌的生長。試驗結局表示，FCCMFeAgNT涂料的抗菌功能最佳，FCC涂料的抗菌功能最差。FCCMFeAgNT涂料在室內日光燈下的照片見圖1。從圖1可看出，在FCCMFeAgNT涂預料到顯露了顯著的抑菌環。
圖1 FCCMFeAgNT涂料在室內日光燈下的照片
FCCMFeAgNT涂料對葡萄球菌和大腸埃希氏菌抗菌前后的照片見圖2。從圖2可見，抗菌前，2種細菌在整個培育基上分布廣泛，數目極多；抗菌后，只在小范圍有菌落分布，且細菌數目急劇減少，說明FCCMFeAgNT涂料的抗菌功能精良，對2種細菌的抗菌率均到達了99，相符HGT3950—2007［17］中規定的抗菌功能一級尺度。可能的抗菌機理為：在紫外光作用下，納米TiO2價帶上的電子被發憤到導帶，形成光生電子（e-），并在價帶上產生空穴，自由電子-空穴對可使氧分子活化，產生涯性氧自由基和羥基自由基，這些自由基與生物大分子（如脂類、蛋白質、酶及核酸）反映，直接妨害或通過一系列氧化鏈式反映對生物細胞組織產生損傷性損壞，進攻有機物的不飽和鍵或抽取H原子，致使細菌蛋白質變異或脂類分離（多肽鏈斷裂和糖類解聚），將細胞質中的活性酶損壞，從而殺滅細菌［21］。另一方面，乳液中的Ag+還可作用在細胞膜上直接損壞細菌的細胞膜，導致細胞內容物滲出，也可與細胞質中的核酸交融，使之失活導致細胞滅亡。
圖2 FCCMFeAgNT涂料對葡萄球菌和大腸埃希氏菌抗菌前后的照片
23 抗菌耐久性測試結局
經紫外光照耀100h后的FCC，FCCFeAgNT，FCCMFeAgNT涂料對葡萄球菌和大腸埃希氏菌的抗菌耐久性差別為8和7，54和55，97和96。此中，FCCMFeAgNT涂料的抗菌耐久性相符HGT3950—2007［17］中規定的抗菌涂料抗菌功能一級尺度。這可能是由於：FCCFeAgNT中的FeAgNT在乳液中只有少許的包覆，與乳膠粒子之間無鍵配合用，強烈的紫外光照耀使部門分布于漆膜外表的FeAgNT老化，導致抗菌耐久功能較差；而FCCMFeAgNT中的MFeAgNT的端基雙鍵可與單體鍵合，并可通過化學鍵作用牢固地交融于乳膠粒子內部，因此能抵擋紫外光的照耀，防範漆膜發作嚴重老化，抗菌耐久性較好。
24 疏水性測試結局
FCC，FCCFeAgNT，FCCMFeAgNT涂料的吸水量變動如圖3。從圖3可看出，FCCFeAgNT涂料的吸水量比FCC涂料的吸水量顯著減低，這是由於FeAgNT顆粒或其團圓體驗形成疏水點，導致吸水量減低。FCCMFeAgNT涂預料到的MFeAgNT顆粒散開水平更高，使阻力點增多、水的擴散進一步減低，因此其吸水量更低，疏水性更強。
圖3 FCC，FCCFeAgNT，FCCMFeAgNT涂料的吸水量變動
25 自乾淨性測試結局
接觸角是用來評價涂料涂膜外表親（疏）水的重要策略。FCC，FCCFeAgNT，FCCMFeAgNT涂料涂膜外表與水的接觸角照片見圖4。
圖4 FCC，FCCFeAgNT，FCCMFeAgNT涂料涂膜外表與水的接觸角照片
從圖4可看出，3種涂料涂膜外表與水的接觸角差別為84°，104°，135°。此中，FCCMFeAgNT由于雜化而散開均勻，因此接觸角最大（135°），體現為超疏水功能，宏觀則體現為不羞辱、低摩擦、斥水、斥油、電昏倒緣和自乾淨等不同凡響外表功能，水潑上去會展現露珠轉動的疏水荷葉效應。
采用戶外曝光試驗評價涂料的自乾淨性：當涂料涂層在戶外經一定時間后，觀測其外表是否結污垢或被羞辱的水平。FCCMFeAgNT涂料經3個月的戶外曝光試驗后，其外表仍很干凈，說明FCCMFeAgNT涂料具有良好的自乾淨性。可能由於FCCMFeAgNT中的主鍵為F—C鍵，鍵能比C—C鍵能高，鍵長比C—C鍵短，因此主鏈具有高度的柔順性，從而具有優異的耐高、低溫順耐紫外光老化功能，且外表張力小，水及其他污物不易附著，適宜被重復擦洗。
這種兼具抗菌功能和自乾淨性的涂料可有效遏制病源性微生物的生長與繁衍，且無污染物揮發，是一類環境友善的高分子涂料，可作為夢想的建筑內墻涂料，適于醫療機構、賓館和學校等。
3·結論
1）FC，FCFeAgNT，FCMFeAgNT乳液均合適于制備建筑內墻涂料，且相符合成樹脂乳液內墻涂料尺度。此中，FCMFeAgNT乳液具有最高的固含量和最低的成膜溫度。FCCMFeAgNT涂料的耐洗刷性到達1500次以上，過份一等品規定的要求。
2）FCCMFeAgNT涂料的抗菌功能精良，它對葡萄球菌和大腸埃希氏菌的抗菌率均到達了99，且抗菌耐久性差別達97和96。
3）FCCMFeAgNT涂料的吸水量低，疏水大樂透 ptt性強，具有良好的自乾淨性。
4）FCCMFeAgNT涂料兼具抗菌功能和自乾淨性，能有效遏制病源性微生物的生長與繁衍，可作為夢想的建筑內墻涂料，適于醫療機構、賓館和學校等。
