本發(fā)明涉及了陶瓷技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及了一種可光致變色水性UV光固化陶瓷噴墨油墨及其制備方法。
背景技術(shù):
細(xì)菌,霉菌作為病原菌對(duì)人類和動(dòng)植物有很大危害,影響人們的健康甚至危及生命,帶來了重大的經(jīng)濟(jì)損失。因此抗菌材料及其制品的研究日益引起人們的關(guān)注,抗菌制品的需求將構(gòu)成巨大的市場(chǎng)。
墻磚,無論家居室內(nèi)裝飾,或是用于工業(yè)生產(chǎn)或公共場(chǎng)所,在滿足外觀實(shí)用之余,如何使其具備更多關(guān)乎人們健康保障方面的功能,也是業(yè)界科研工作者順應(yīng)時(shí)代潮流和生活風(fēng)向標(biāo)而做出的思考。
在現(xiàn)有墻磚等建筑裝飾材料中,陶瓷噴墨油墨受到越來越多的關(guān)注,特別是紫外光固化油墨。但,目前用于陶瓷噴墨的紫外光固化油墨的生產(chǎn)中,一些活性稀釋劑,對(duì)人體的刺激性較大,對(duì)生產(chǎn)和使用油墨的人體均可能造成過敏或灼傷,需要謹(jǐn)慎的使用,而且陶瓷噴墨的紫外光固化油墨一般貯存和使用期限不長(zhǎng)。而且,目前也鮮有報(bào)道特定功能型光固化陶瓷油墨,特別是多功能光固化陶瓷噴墨油墨,使其應(yīng)用受到較大局限。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供了一種可光致變色水性UV光固化陶瓷噴墨油墨及其制備方法。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
一種可光致變色水性UV光固化陶瓷噴墨油墨及其制備方法,該制備方法包括以下步驟:
步驟A、先將20~30%水性丙烯酸酯、1~20%溶劑和0.5~3%油墨助劑經(jīng)高速分散機(jī)充分混合后,邊高速攪拌邊加入20~38%陶瓷色料,然后轉(zhuǎn)速提高一倍,高速分散30~60min,再加入10~20%水性環(huán)氧丙烯酸酯及3~8%光致變色復(fù)合物,繼續(xù)高速攪拌至混合均勻;再加入0~5%抗菌復(fù)合物,繼續(xù)高速攪拌至混合均勻,獲得混合物料;
步驟B、將混合物料先經(jīng)球磨機(jī)進(jìn)行初步砂磨分散,然后轉(zhuǎn)入砂磨機(jī)進(jìn)一步砂磨分散,直至其中的所述陶瓷色料的細(xì)度達(dá)到低于300nm;
步驟C、加入0.5~4%水性光引發(fā)劑,經(jīng)攪拌分散均勻后,獲得UV 光固化陶瓷噴墨油墨的成品。
在本發(fā)明中,所述光致變色復(fù)合物制備方法如下:氮?dú)猸h(huán)境下,將濃度為0.05~0.5mol/L的質(zhì)子酸溶液和濃度為0.05~0.5mol/L的十二烷基苯磺酸以體積比3:1~3混合,同時(shí)加入光致變色粉,磁力攪拌60~120min后加入苯胺,光致變色粉與苯胺質(zhì)量比為1:5~10;持續(xù)攪拌60~90min后,逐滴滴加過硫酸銨,苯胺與過硫酸銨摩爾比為1:1;20℃~30℃下反應(yīng)12~36h;丙酮、去離子水洗滌數(shù)次后真空干燥,碾磨得納米聚苯胺/光致變色粉復(fù)合物;將1~10g納米聚苯胺/光致變色粉復(fù)合物超聲攪拌分散于水溶液中;之后加入體積比4:1的水和氨水,攪拌均勻后加入正硅酸乙酯,調(diào)節(jié)pH值為9~10,反應(yīng)溫度為20~25℃,反應(yīng)60~90min;進(jìn)行離心并依次用丙酮和去離子水清洗獲得沉淀;將該沉淀干燥,以得到納米聚苯胺/光致變色粉復(fù)合物/SiO2;將納米聚苯胺/光致變色粉復(fù)合物/SiO2置于氬氣氣氛下進(jìn)行800~1000℃熱處理1~2h,去除聚苯胺,光致變色粉/多孔SiO2,即光致變色復(fù)合物。其中,所述光致變色粉為MoO3納米粉和/或稀土氧化物,所述稀土氧化物為Nd2O3、Er2O3、Pr2O3、CeO2、Sm2O3、La2O3、Y2O3、Yb2O3、Ho2O3中至少一種。
在本發(fā)明中,所述抗菌復(fù)合物可通過以下方法制得:
(1)稱取0.3~1gC60粉末,量取80~100ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸,將C60粉末和濃硫酸在燒杯中混合,燒杯放在冰水浴中,同時(shí)以500~600rpm的速度攪拌,得混合液;稱取1~3g高錳酸鉀粉末,緩慢的加入上述混合液中;移去冰水浴,換成水浴,保持水浴溫度30~40℃,反應(yīng)3~5h;快速加入100~150ml純水,過濾,然后用截留分子量為1000的透析袋透析3~5天,得石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)懸浮液;100~150rpm速度攪拌GQDs懸浮液,同時(shí)激光輻照30~60min,激光輻照功率為0.5~2W;備用;
(2)超聲攪拌50~60mlGQDs懸浮液,滴加濃度為0.001~0.01mol/L硝酸銀水溶液;逐滴加入濃度為0.1~0.5mol/L磷酸二氫銨溶液(磷酸二氫銨溶液與硝酸銀水溶液體積比為2~3:1),超聲攪拌10~20min;逐滴加入0.5~1mol/L氫氧化鈉溶液,調(diào)節(jié)PH值至11,而后靜置、離心,用去離子水和乙醇交替洗滌三次,真空干燥,得GQDs/Ag2O;
(3)取1~3gGQDs/Ag2O超聲攪拌分散于80~120ml水溶液中;逐滴加入濃度為0.005~0.05mol/L硝酸鈰水溶液,30~60min后逐滴加入濃度為0.005~0.05mol/L硝酸鋅水溶液,GQDs/Ag2O水溶液、硝酸鈰水溶液與硝酸鋅水溶液體積比為1:0.1~0.2:0.2~0.4;繼續(xù)超聲攪拌,調(diào)節(jié)混合溶液PH值至7.0;邊超聲攪拌,邊加入4~8mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的水合肼,在30~40℃下還原反應(yīng)0.5~1h;之后,再加入40~50mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的水合肼,在85℃下還原反應(yīng)30~48h后;過濾,用去離子水洗滌數(shù)次,真空干燥,得GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce;
(4)將0.1~0.5gGQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce超聲攪拌分散于水溶液中;之后加入體積比3~5:1的水和氨水,攪拌均勻后加入正硅酸乙酯(與GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce的質(zhì)量比為3:1~3),調(diào)節(jié)pH值為9~10,反應(yīng)溫度為20~25℃,反應(yīng)30~60min;進(jìn)行離心并依次用丙酮和去離子水清洗獲得沉淀;將該沉淀在80~90℃下干燥2~4h,以得到GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2;將GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2置于氬氣氣氛下進(jìn)行500~800℃熱處理1~2h,冷卻至室溫后,浸沒在氫氟酸中以超聲功率100~150W進(jìn)行超聲10~15min,去除表面局部二氧化硅,離心并干燥,獲得抗菌粉;
(5)氮?dú)猸h(huán)境下,將濃度為0.05~0.5mol/L的質(zhì)子酸溶液和濃度為0.05~0.5mol/L的十二烷基苯磺酸以體積比2~4:2混合,同時(shí)加入步驟(4)制得的抗菌粉,磁力攪拌60~120min后加入苯胺,抗菌粉與苯胺質(zhì)量比為2:12~18;持續(xù)攪拌60~90min后,逐滴滴加過硫酸銨,苯胺與過硫酸銨摩爾比為1:1;20℃~30℃下反應(yīng)15~30h;丙酮、去離子水洗滌數(shù)次后真空干燥,碾磨得納米聚苯胺/抗菌粉復(fù)合物;
(6)用溶膠-凝膠法制備二氧化鈦溶膠,向溶膠中加入占溶膠0.01~1.0wt%的納米聚苯胺/抗菌粉復(fù)合物,混合均勻;靜置陳化3~5d后置烘箱60℃~120℃烘干;碾磨后將所得復(fù)合物400~550℃下煅燒1~2h,去除聚苯胺,得多孔二氧化鈦/抗菌粉復(fù)合物;
(7)將30~45%環(huán)氧樹脂、35~50%酚醛樹脂及8~20%多孔二氧化鈦/抗菌粉復(fù)合物充分混合,加入適量的乙酸丁酯放入球磨機(jī)中分散解膠,排料后,檢測(cè)、調(diào)整配制成可以涂敷的漿料;將此漿料涂敷于基板上,干燥成膜;然后放在充氮保護(hù)氣氛爐中,升溫到900~1000℃,保溫1~2h;將膜刮離該基板,獲得抗菌復(fù)合物。
較佳地,在步驟(4)和(5)之間增加一步驟:取三維海綿狀石墨烯超聲攪拌分散于水溶液中,逐滴加入GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2水溶液中,三維海綿狀石墨烯與GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2的重量比為1:1~5;10~100W超聲60~120min,靜置,去離子水洗滌數(shù)次,干燥得GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2/石墨烯抗菌粉。
在本發(fā)明中,所述抗菌復(fù)合物還可以通過以下方法制得:
(1)稱取0.3~1gC60粉末,量取80~100ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸,將C60粉末和濃硫酸在燒杯中混合,燒杯放在冰水浴中,同時(shí)以500~600rpm的速度攪拌,得混合液;稱取1~3g高錳酸鉀粉末,緩慢的加入上述混合液中;移去冰水浴,換成水浴,保持水浴溫度30~40℃,反應(yīng)3~5h;快速加入100~150ml純水,過濾,然后用截留分子量為1000的透析袋透析3~5天,得石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)懸浮液;100~150rpm速度攪拌GQDs懸浮液,同時(shí)激光輻照30~60min,激光輻照功率為0.5~2W;備用;
(2)超聲攪拌50~60mlGQDs懸浮液,滴加濃度為0.001~0.01mol/L硝酸銀水溶液;逐滴加入濃度為0.1~0.5mol/L磷酸二氫銨溶液(磷酸二氫銨溶液與硝酸銀水溶液體積比為2~3:1),超聲攪拌10~20min;逐滴加入0.5~1mol/L氫氧化鈉溶液,調(diào)節(jié)PH值至11,而后靜置、離心,用去離子水和乙醇交替洗滌三次,真空干燥,得GQDs/Ag2O;
(3)取1~3gGQDs/Ag2O超聲攪拌分散于水溶液中;逐滴加入濃度為0.05~0.5g/100mlZnO量子點(diǎn)水溶液,超聲功率攪拌速度各減半;60~90min后,靜置,過濾,用去離子水洗滌數(shù)次,真空干燥,得GQDs/Ag2O/ZnO抗菌粉;
(4)氮?dú)猸h(huán)境下,將濃度為0.05~0.5mol/L的質(zhì)子酸溶液和濃度為0.05~0.5mol/L的十二烷基苯磺酸以體積比2~4:2混合,同時(shí)加入步驟(4)制得的抗菌粉,磁力攪拌60~120min后加入苯胺,抗菌粉與苯胺質(zhì)量比為2:12~18;持續(xù)攪拌60~90min后,逐滴滴加過硫酸銨,苯胺與過硫酸銨摩爾比為1:1;20℃~30℃下反應(yīng)15~30h;丙酮、去離子水洗滌數(shù)次后真空干燥,碾磨得納米聚苯胺/抗菌粉復(fù)合物;
(5)用溶膠-凝膠法制備二氧化鈦溶膠,向溶膠中加入占溶膠0.01~1.0wt%的納米聚苯胺/抗菌粉復(fù)合物,混合均勻;靜置陳化3~5d后置烘箱60℃~120℃烘干;碾磨后將所得復(fù)合物400~550℃下煅燒1~2h,去除聚苯胺,得多孔二氧化鈦/抗菌粉復(fù)合物;
(6)將30~45%環(huán)氧樹脂、35~50%酚醛樹脂及8~20%多孔二氧化鈦/抗菌粉復(fù)合物充分混合,加入適量的乙酸丁酯放入球磨機(jī)中分散解膠,排料后,檢測(cè)、調(diào)整配制成可以涂敷的漿料;將此漿料涂敷于基板上,干燥成膜;然后放在充氮保護(hù)氣氛爐中,升溫到900~1000℃,保溫1~2h;將膜刮離該基板,獲得抗菌復(fù)合物。
較佳地,在步驟(3)和(4)之間增加一步驟:取三維海綿狀石墨烯超聲攪拌分散于水溶液中,逐滴加入GQDs/Ag2O/ZnO水溶液中,三維海綿狀石墨烯與GQDs/Ag2O/ZnO的重量比為1:1~5;10~100W超聲60~120min,靜置,去離子水洗滌數(shù)次,干燥得GQDs/Ag2O/ZnO/石墨烯抗菌粉。
在本發(fā)明中,所述的水溶性光引發(fā)劑選自引入親水性陰離子基團(tuán)的自由基型水溶性光引發(fā)劑,或引入親水性陽離子基團(tuán)的自由基型水溶性光引發(fā)劑,或引入親水性非離子基團(tuán)的自由基型水溶性光引發(fā)劑。所述水溶性光引發(fā)劑還可選自水性苯偶姻衍生物、水性苯乙酮衍生物、水性α-羥基酮衍生物、水性α-胺基酮衍生物、水性?;⒀趸锏攘呀庑凸庖l(fā)體系或水性二苯甲酮衍生物、水性硫雜蒽酮衍生物、水性蒽醌衍生物與活性胺組合的奪氫型光引發(fā)體系中的一種或多種。
所述陶瓷色料為紅色、黃色、藍(lán)色、米黃色、棕色、白色或者黑色的一種色料或者一種以上的混合色料。
所述油墨助劑為消泡劑、流平劑、防沉劑以及分散劑中的一種油墨助劑或者一種以上的混合油墨助劑。所述分散劑為水溶性和油溶性高分子類、聚丙烯酸及共聚物、苯甲酸及其衍生物的任一種。分散劑可以列舉出的商品名包括BYK161、BYK163、BYK164、BYK168、EFKA4310、EFKA 4400、EFKA4401、Nuosperse FX9086、Solsperse 24000、Tego710、Tego671,但不限于此。所述流平劑為聚醚改性硅氧烷,流平劑可以列舉出的商品名包括BYK306、BYK333、Levaslip 8629,但不限于此。消泡劑為不含有機(jī)硅的聚合物型消泡劑,消泡劑可以列舉出的商品名包括BYK051、BYK052,但不限于此。防沉劑為聚酰胺蠟、氧化聚乙烯中的至少一種,防沉劑可以列舉出的商品名包括Disparlon NS-5501、Disparlon 6650,但不限于此。
所述溶劑選自乙二醇、丙二醇、異丙醇、乙二醇單甲醚、二乙二醇單甲醚、乙二醇單丁醚中的至少一種。
本發(fā)明具有如下有益效果:本方法在碳納米網(wǎng)上負(fù)載并固定抗菌劑,不僅防止其團(tuán)聚,顯著提高金屬納米粒子等抗菌劑的穩(wěn)定性,使其能更好分散在陶瓷噴墨油墨內(nèi),且具有更長(zhǎng)效的抗菌活性以及銀離子不會(huì)溢出氧化變色;同時(shí)復(fù)合了多種抗菌劑的抗菌性能,相比于單一的銀納米抗菌劑有著更好的抗菌效果,抗菌持久;光致變色復(fù)合物具有光致變色的效果,使產(chǎn)品更加豐富多彩,利用其生產(chǎn)的陶瓷磚是采用傳統(tǒng)著色劑生產(chǎn)的陶瓷磚無法比擬的,可隨著照射光線強(qiáng)弱的不同而變化的各種顏色,異彩紛呈,瑰麗多姿,從而使陶瓷產(chǎn)品顯得美妙神奇、清新高雅,點(diǎn)綴都市夜生活,給建筑物及室內(nèi)裝飾增添情調(diào)及藝術(shù)效果。和現(xiàn)有光固化陶瓷噴墨油墨相比,本發(fā)明制造的油墨配料科學(xué),制備合理,性能穩(wěn)定,無毒不刺激,較好地控制油墨的粘度和流動(dòng)性,使油墨在印刷時(shí)表現(xiàn)出較好的性能;同時(shí)經(jīng)過合理的搭配光致變色復(fù)合物和抗菌復(fù)合材料,兩者協(xié)同作用,使陶瓷油墨還具有持久的抗菌特性、防污自清潔功能以及光致變色的特性,進(jìn)一步拓寬了光固化陶瓷噴墨油墨的應(yīng)用范圍。
具體實(shí)施方式
下面通過具體的優(yōu)選實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。為了便于說明,以下實(shí)施例均采用黑色色料作為陶瓷色料,但本領(lǐng)域技術(shù)人員容易知道,可使用的色料不局限于此。
實(shí)施例1
一種可光致變色水性UV光固化陶瓷噴墨油墨及其制備方法,該制備方法包括以下步驟:
步驟A、先將20%水性丙烯酸酯、20%乙二醇和1%油墨助劑(0.5%Nuosperse FX9086、0.1%Levaslip 8629、0.2%BYK052、0.3%Disparlon 6650)經(jīng)高速分散機(jī)充分混合后,邊高速攪拌邊加入38%陶瓷黑色色料,然后轉(zhuǎn)速提高一倍,高速分散約60min,再加入11%水性環(huán)氧丙烯酸酯及8%光致變色復(fù)合物,繼續(xù)高速攪拌至混合均勻;再加入1%抗菌復(fù)合物,繼續(xù)高速攪拌至混合均勻,獲得混合物料;
步驟B、將混合物料先經(jīng)球磨機(jī)進(jìn)行初步砂磨分散,然后轉(zhuǎn)入砂磨機(jī)進(jìn)一步砂磨分散,直至其中的所述陶瓷色料的細(xì)度達(dá)到低于300nm;
步驟C、加入1%水性α-羥基酮衍生物,經(jīng)攪拌分散均勻后,獲得UV 光固化陶瓷噴墨油墨的成品。
其中,所述光致變色復(fù)合物制備方法如下:氮?dú)猸h(huán)境下,將濃度為0.3mol/L的質(zhì)子酸溶液和濃度為0.3mol/L的十二烷基苯磺酸以體積比3:2混合,同時(shí)加入光致變色粉(Nd2O3、Er2O3和Pr2O3按重量比2:1:1混合),磁力攪拌90min后加入苯胺,光致變色粉與苯胺質(zhì)量比為1:8;持續(xù)攪拌90min后,逐滴滴加過硫酸銨,苯胺與過硫酸銨摩爾比為1:1;20℃~30℃下反應(yīng)20h;丙酮、去離子水洗滌數(shù)次后真空干燥,碾磨得納米聚苯胺/光致變色粉復(fù)合物;將8g納米聚苯胺/光致變色粉復(fù)合物超聲攪拌分散于水溶液中;之后加入體積比4:1的水和氨水,攪拌均勻后加入正硅酸乙酯(與納米聚苯胺/光致變色粉復(fù)合物的質(zhì)量比為5:2),調(diào)節(jié)pH值為9~10,反應(yīng)溫度為20~25℃,反應(yīng)60min;進(jìn)行離心并依次用丙酮和去離子水清洗獲得沉淀;將該沉淀在90℃下干燥3h,以得到納米聚苯胺/光致變色粉復(fù)合物/SiO2;將納米聚苯胺/光致變色粉復(fù)合物/SiO2置于氬氣氣氛下進(jìn)行800℃熱處理1h,去除聚苯胺,光致變色粉/多孔SiO2,即得光致變色復(fù)合物。
其中,所述抗菌復(fù)合物按以下方法制得:
(1)稱取0.6gC60粉末,量取100ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸,將C60粉末和濃硫酸在燒杯中混合,燒杯放在冰水浴中,同時(shí)以600rpm的速度攪拌,得混合液;稱取1g高錳酸鉀粉末,緩慢的加入上述混合液中;移去冰水浴,換成水浴,保持水浴溫度30~40℃,反應(yīng)4h;快速加入120ml純水,過濾,然后用截留分子量為1000的透析袋透析4天,得石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)懸浮液;100rpm速度攪拌GQDs懸浮液,同時(shí)激光輻照40min,激光輻照功率為1W;備用;
(2)超聲攪拌60mlGQDs懸浮液,滴加濃度為0.001mol/L硝酸銀水溶液;逐滴加入濃度為0.1mol/L磷酸二氫銨溶液(磷酸二氫銨溶液與硝酸銀水溶液體積比為2:1),超聲攪拌20min;逐滴加入1mol/L氫氧化鈉溶液,調(diào)節(jié)PH值至11,而后靜置、離心,用去離子水和乙醇交替洗滌三次,真空干燥,得GQDs/Ag2O;
(3)取1gGQDs/Ag2O超聲攪拌分散于100ml水溶液中;逐滴加入濃度為0.05mol/L硝酸鈰水溶液,30min后逐滴加入濃度為0.005mol/L硝酸鋅水溶液,GQDs/Ag2O水溶液、硝酸鈰水溶液與硝酸鋅水溶液體積比為1:0.1:0.4;繼續(xù)超聲攪拌,調(diào)節(jié)混合溶液PH值至7.0;邊超聲攪拌,邊加入6mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的水合肼,在30℃下還原反應(yīng)0.5h;之后,再加入45mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的水合肼,在85℃下還原反應(yīng)36h后;過濾,用去離子水洗滌數(shù)次,真空干燥,得GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce;
(4)將0.5gGQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce超聲攪拌分散于水溶液中;之后加入體積比4:1的水和氨水,攪拌均勻后加入正硅酸乙酯(與GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce的質(zhì)量比為3:2),調(diào)節(jié)pH值為9~10,反應(yīng)溫度為20~25℃,反應(yīng)30min;進(jìn)行離心并依次用丙酮和去離子水清洗獲得沉淀;將該沉淀在90℃下干燥3h,以得到GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2;將GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2置于氬氣氣氛下進(jìn)行600℃熱處理1h,冷卻至室溫后,浸沒在氫氟酸中以超聲功率100W進(jìn)行超聲10min,去除表面局部二氧化硅,離心并干燥,獲得抗菌粉;
(5)氮?dú)猸h(huán)境下,將濃度為0.2mol/L的質(zhì)子酸溶液和濃度為0.1mol/L的十二烷基苯磺酸以體積比3:2混合,同時(shí)加入步驟(4)制得的抗菌粉,磁力攪拌100min后加入苯胺,抗菌粉與苯胺質(zhì)量比為2:18持續(xù)攪拌90min后,逐滴滴加過硫酸銨,苯胺與過硫酸銨摩爾比為1:1;20℃~30℃下反應(yīng)20h;丙酮、去離子水洗滌數(shù)次后真空干燥,碾磨得納米聚苯胺/抗菌粉復(fù)合物;
(6)用溶膠-凝膠法制備二氧化鈦溶膠,向溶膠中加入占溶膠1.0wt%的納米聚苯胺/抗菌粉復(fù)合物,混合均勻;靜置陳化4d后置烘箱90℃烘干;碾磨后將所得復(fù)合物500℃下煅燒1h,去除聚苯胺,得多孔二氧化鈦/抗菌粉復(fù)合物;
(7)將30%環(huán)氧樹脂、50%酚醛樹脂及20%多孔二氧化鈦/抗菌粉復(fù)合物充分混合,加入適量的乙酸丁酯放入球磨機(jī)中分散解膠,排料后,檢測(cè)、調(diào)整配制成可以涂敷的漿料;將此漿料涂敷于基板上,干燥成膜;然后放在充氮保護(hù)氣氛爐中,升溫到900℃,保溫1.5h;將膜刮離該基板,獲得抗菌復(fù)合物。
實(shí)施例2
一種可光致變色水性UV光固化陶瓷噴墨油墨及其制備方法,該制備方法包括以下步驟:
步驟A、先將24%水性丙烯酸酯、16%乙二醇和2%油墨助劑(0.5%Nuosperse FX9086、0.5%Levaslip 8629、0.5%BYK052、0.5%Disparlon 6650)經(jīng)高速分散機(jī)充分混合后,邊高速攪拌邊加入28%陶瓷黑色色料,然后轉(zhuǎn)速提高一倍,高速分散約60min,再加入20%水性環(huán)氧丙烯酸酯及5%光致變色復(fù)合物,繼續(xù)高速攪拌至混合均勻;再加入3%抗菌復(fù)合物,繼續(xù)高速攪拌至混合均勻,獲得混合物料;
步驟B、將混合物料先經(jīng)球磨機(jī)進(jìn)行初步砂磨分散,然后轉(zhuǎn)入砂磨機(jī)進(jìn)一步砂磨分散,直至其中的所述陶瓷色料的細(xì)度達(dá)到低于300nm;
步驟C、加入2%水性α-羥基酮衍生物,經(jīng)攪拌分散均勻后,獲得UV 光固化陶瓷噴墨油墨的成品。
其中,所述光致變色復(fù)合物的制備方法如下:氮?dú)猸h(huán)境下,將濃度為0.3mol/L的質(zhì)子酸溶液和濃度為0.3mol/L的十二烷基苯磺酸以體積比3:2混合,同時(shí)加入光致變色粉(MoO3納米粉),磁力攪拌90min后加入苯胺,光致變色粉與苯胺質(zhì)量比為1:8;持續(xù)攪拌90min后,逐滴滴加過硫酸銨,苯胺與過硫酸銨摩爾比為1:1;20℃~30℃下反應(yīng)20h;丙酮、去離子水洗滌數(shù)次后真空干燥,碾磨得納米聚苯胺/光致變色粉復(fù)合物;將8g納米聚苯胺/光致變色粉復(fù)合物超聲攪拌分散于水溶液中;之后加入體積比4:1的水和氨水,攪拌均勻后加入正硅酸乙酯(與納米聚苯胺/光致變色粉復(fù)合物的質(zhì)量比為5:2),調(diào)節(jié)pH值為9~10,反應(yīng)溫度為20~25℃,反應(yīng)60min;進(jìn)行離心并依次用丙酮和去離子水清洗獲得沉淀;將該沉淀在90℃下干燥3h,以得到納米聚苯胺/光致變色粉復(fù)合物/SiO2;將納米聚苯胺/光致變色粉復(fù)合物/SiO2置于氬氣氣氛下進(jìn)行800℃熱處理1h,去除聚苯胺,光致變色粉/多孔SiO2,即得光致變色復(fù)合物。
其中,所述抗菌復(fù)合物按以下方法制得:
(1)稱取0.6gC60粉末,量取100ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸,將C60粉末和濃硫酸在燒杯中混合,燒杯放在冰水浴中,同時(shí)以600rpm的速度攪拌,得混合液;稱取1g高錳酸鉀粉末,緩慢的加入上述混合液中;移去冰水浴,換成水浴,保持水浴溫度30~40℃,反應(yīng)4h;快速加入120ml純水,過濾,然后用截留分子量為1000的透析袋透析4天,得石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)懸浮液;100rpm速度攪拌GQDs懸浮液,同時(shí)激光輻照40min,激光輻照功率為1W;備用;
(2)超聲攪拌60mlGQDs懸浮液,滴加濃度為0.005mol/L硝酸銀水溶液;逐滴加入濃度為0.2mol/L磷酸二氫銨溶液(磷酸二氫銨溶液與硝酸銀水溶液體積比為2:1),超聲攪拌20min;逐滴加入1mol/L氫氧化鈉溶液,調(diào)節(jié)PH值至11,而后靜置、離心,用去離子水和乙醇交替洗滌三次,真空干燥,得GQDs/Ag2O;
(3)取2gGQDs/Ag2O超聲攪拌分散于100ml水溶液中;逐滴加入濃度為0.03mol/L硝酸鈰水溶液,30min后逐滴加入濃度為0.03mol/L硝酸鋅水溶液,GQDs/Ag2O水溶液、硝酸鈰水溶液與硝酸鋅水溶液體積比為1:0.2:0.3;繼續(xù)超聲攪拌,調(diào)節(jié)混合溶液PH值至7.0;邊超聲攪拌,邊加入6mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的水合肼,在30℃下還原反應(yīng)0.5h;之后,再加入45mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的水合肼,在85℃下還原反應(yīng)36h后;過濾,用去離子水洗滌數(shù)次,真空干燥,得GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce;
(4)將0.3gGQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce超聲攪拌分散于水溶液中;之后加入體積比4:1的水和氨水,攪拌均勻后加入正硅酸乙酯(與GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce的質(zhì)量比為3:2),調(diào)節(jié)pH值為9~10,反應(yīng)溫度為20~25℃,反應(yīng)45min;進(jìn)行離心并依次用丙酮和去離子水清洗獲得沉淀;將該沉淀在90℃下干燥3h,以得到GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2;將GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2置于氬氣氣氛下進(jìn)行600℃熱處理1h,冷卻至室溫后,浸沒在氫氟酸中以超聲功率100W進(jìn)行超聲12min,去除表面局部二氧化硅,離心并干燥,獲得抗菌粉;
(5)氮?dú)猸h(huán)境下,將濃度為0.2mol/L的質(zhì)子酸溶液和濃度為0.1mol/L的十二烷基苯磺酸以體積比3:2混合,同時(shí)加入步驟(4)制得的抗菌粉,磁力攪拌100min后加入苯胺,抗菌粉與苯胺質(zhì)量比為2:15持續(xù)攪拌90min后,逐滴滴加過硫酸銨,苯胺與過硫酸銨摩爾比為1:1;20℃~30℃下反應(yīng)20h;丙酮、去離子水洗滌數(shù)次后真空干燥,碾磨得納米聚苯胺/抗菌粉復(fù)合物;
(6)用溶膠-凝膠法制備二氧化鈦溶膠,向溶膠中加入占溶膠0.5wt%的納米聚苯胺/抗菌粉復(fù)合物,混合均勻;靜置陳化4d后置烘箱90℃烘干;碾磨后將所得復(fù)合物500℃下煅燒1h,去除聚苯胺,得多孔二氧化鈦/抗菌粉復(fù)合物;
(7)將45%環(huán)氧樹脂、35%酚醛樹脂及20%多孔二氧化鈦/抗菌粉復(fù)合物充分混合,加入適量的乙酸丁酯放入球磨機(jī)中分散解膠,排料后,檢測(cè)、調(diào)整配制成可以涂敷的漿料;將此漿料涂敷于基板上,干燥成膜;然后放在充氮保護(hù)氣氛爐中,升溫到900℃,保溫1.5h;將膜刮離該基板,獲得抗菌復(fù)合物。
實(shí)施例3
一種可光致變色水性UV光固化陶瓷噴墨油墨及其制備方法,該制備方法包括以下步驟:
步驟A、先將30%水性丙烯酸酯、13%乙二醇和3%油墨助劑(1%Nuosperse FX9086、0.3%Levaslip 8629、0.9%BYK052、0.8%Disparlon 6650)經(jīng)高速分散機(jī)充分混合后,邊高速攪拌邊加入30%陶瓷黑色色料,然后轉(zhuǎn)速提高一倍,高速分散約60min,再加入12%水性環(huán)氧丙烯酸酯及3%光致變色復(fù)合物,繼續(xù)高速攪拌至混合均勻;再加入5%抗菌復(fù)合物,繼續(xù)高速攪拌至混合均勻,獲得混合物料;
步驟B、將混合物料先經(jīng)球磨機(jī)進(jìn)行初步砂磨分散,然后轉(zhuǎn)入砂磨機(jī)進(jìn)一步砂磨分散,直至其中的所述陶瓷色料的細(xì)度達(dá)到低于300nm;
步驟C、加入4%水性α-羥基酮衍生物,經(jīng)攪拌分散均勻后,獲得UV 光固化陶瓷噴墨油墨的成品。
其中,所述光致變色復(fù)合物的制備方法如下:氮?dú)猸h(huán)境下,將濃度為0.3mol/L的質(zhì)子酸溶液和濃度為0.3mol/L的十二烷基苯磺酸以體積比3:2混合,同時(shí)加入光致變色粉(Ho2O3),磁力攪拌90min后加入苯胺,光致變色粉與苯胺質(zhì)量比為1:8;持續(xù)攪拌90min后,逐滴滴加過硫酸銨,苯胺與過硫酸銨摩爾比為1:1;20℃~30℃下反應(yīng)20h;丙酮、去離子水洗滌數(shù)次后真空干燥,碾磨得納米聚苯胺/光致變色粉復(fù)合物;將8g納米聚苯胺/光致變色粉復(fù)合物超聲攪拌分散于水溶液中;之后加入體積比4:1的水和氨水,攪拌均勻后加入正硅酸乙酯(與納米聚苯胺/光致變色粉復(fù)合物的質(zhì)量比為5:2),調(diào)節(jié)pH值為9~10,反應(yīng)溫度為20~25℃,反應(yīng)60min;進(jìn)行離心并依次用丙酮和去離子水清洗獲得沉淀;將該沉淀在90℃下干燥3h,以得到納米聚苯胺/光致變色粉復(fù)合物/SiO2;將納米聚苯胺/光致變色粉復(fù)合物/SiO2置于氬氣氣氛下進(jìn)行800℃熱處理1h,去除聚苯胺,光致變色粉/多孔SiO2,即得光致變色復(fù)合物。
其中,抗菌復(fù)合物按以下方法制得:
(1)稱取0.6gC60粉末,量取100ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸,將C60粉末和濃硫酸在燒杯中混合,燒杯放在冰水浴中,同時(shí)以600rpm的速度攪拌,得混合液;稱取1g高錳酸鉀粉末,緩慢的加入上述混合液中;移去冰水浴,換成水浴,保持水浴溫度30~40℃,反應(yīng)4h;快速加入120ml純水,過濾,然后用截留分子量為1000的透析袋透析4天,得石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)懸浮液;100rpm速度攪拌GQDs懸浮液,同時(shí)激光輻照40min,激光輻照功率為1W;備用;
(2)超聲攪拌60mlGQDs懸浮液,滴加濃度為0.01mol/L硝酸銀水溶液;逐滴加入濃度為0.5mol/L磷酸二氫銨溶液(磷酸二氫銨溶液與硝酸銀水溶液體積比為2:1),超聲攪拌20min;逐滴加入1mol/L氫氧化鈉溶液,調(diào)節(jié)PH值至11,而后靜置、離心,用去離子水和乙醇交替洗滌三次,真空干燥,得GQDs/Ag2O;
(3)取3gGQDs/Ag2O超聲攪拌分散于100ml水溶液中;逐滴加入濃度為0.005mol/L硝酸鈰水溶液,30min后逐滴加入濃度為0.05mol/L硝酸鋅水溶液,GQDs/Ag2O水溶液、硝酸鈰水溶液與硝酸鋅水溶液體積比為1:0.2:0.4;繼續(xù)超聲攪拌,調(diào)節(jié)混合溶液PH值至7.0;邊超聲攪拌,邊加入6mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的水合肼,在30℃下還原反應(yīng)0.5h;之后,再加入45mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的水合肼,在85℃下還原反應(yīng)36h后;過濾,用去離子水洗滌數(shù)次,真空干燥,得GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce;
(4)將0.1gGQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce超聲攪拌分散于水溶液中;之后加入體積比4:1的水和氨水,攪拌均勻后加入正硅酸乙酯(與GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce的質(zhì)量比為3:2),調(diào)節(jié)pH值為9~10,反應(yīng)溫度為20~25℃,反應(yīng)60min;進(jìn)行離心并依次用丙酮和去離子水清洗獲得沉淀;將該沉淀在90℃下干燥3h,以得到GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2;將GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2置于氬氣氣氛下進(jìn)行600℃熱處理1h,冷卻至室溫后,浸沒在氫氟酸中以超聲功率100W進(jìn)行超聲15min,去除表面局部二氧化硅,離心并干燥,獲得抗菌粉;
(5)氮?dú)猸h(huán)境下,將濃度為0.2mol/L的質(zhì)子酸溶液和濃度為0.1mol/L的十二烷基苯磺酸以體積比3:2混合,同時(shí)加入步驟(4)制得的抗菌粉,磁力攪拌100min后加入苯胺,抗菌粉與苯胺質(zhì)量比為2:12持續(xù)攪拌90min后,逐滴滴加過硫酸銨,苯胺與過硫酸銨摩爾比為1:1;20℃~30℃下反應(yīng)20h;丙酮、去離子水洗滌數(shù)次后真空干燥,碾磨得納米聚苯胺/抗菌粉復(fù)合物;
(6)用溶膠-凝膠法制備二氧化鈦溶膠,向溶膠中加入占溶膠0.01wt%的納米聚苯胺/抗菌粉復(fù)合物,混合均勻;靜置陳化4d后置烘箱90℃烘干;碾磨后將所得復(fù)合物500℃下煅燒1h,去除聚苯胺,得多孔二氧化鈦/抗菌粉復(fù)合物;
(7)將40%環(huán)氧樹脂、40%酚醛樹脂及20%多孔二氧化鈦/抗菌粉復(fù)合物充分混合,加入適量的乙酸丁酯放入球磨機(jī)中分散解膠,排料后,檢測(cè)、調(diào)整配制成可以涂敷的漿料;將此漿料涂敷于基板上,干燥成膜;然后放在充氮保護(hù)氣氛爐中,升溫到900℃,保溫1.5h;將膜刮離該基板,獲得抗菌復(fù)合物。
實(shí)施例4
基于實(shí)施例2的制備方法,不同之處在于:步驟(4)和(5)之間增加如下步驟:取三維海綿狀石墨烯超聲攪拌分散于水溶液中,逐滴加入GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2水溶液中,三維海綿狀石墨烯與GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2的重量比為1:3;50W超聲90min,靜置,去離子水洗滌數(shù)次,干燥得GQDs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2/石墨烯抗菌粉。
三維海綿狀石墨烯制備方法如下:將3g 石墨粉,1g NaNO3在冰水浴中與250ml 98%濃硫酸混合均勻,緩慢加入6g KMnO4。然后升溫至在35℃,攪拌40min 后,加入95ml 去離子水,升溫至98℃反應(yīng)20min;再加入270ml 水稀釋,并用5ml 30% H2O2中和多余KMnO4,混合溶液的顏色為棕黃色,趁熱過濾,用去離子水反復(fù)洗滌至中性,超聲分散得到GO;取200ml 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5mg/ml的氧化石墨烯溶液倒入直徑25cm,高2cm的圓盤狀反應(yīng)皿中,加入抗壞血酸(VC)0.5g攪拌使其充分混合;然后密閉反應(yīng)皿并置于80℃水熱反應(yīng)15h,反應(yīng)皿中的氧化石墨烯自發(fā)收縮交聯(lián)成三維海綿結(jié)構(gòu),冷凍干燥,得到柔性的三維海綿狀石墨烯。
實(shí)施例5
基于實(shí)施例1的制備方法,不同之處在于:所述抗菌復(fù)合物通過以下方法制得:
(1)稱取0.6gC60粉末,量取100ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸,將C60粉末和濃硫酸在燒杯中混合,燒杯放在冰水浴中,同時(shí)以600rpm的速度攪拌,得混合液;稱取1g高錳酸鉀粉末,緩慢的加入上述混合液中;移去冰水浴,換成水浴,保持水浴溫度30~40℃,反應(yīng)4h;快速加入120ml純水,過濾,然后用截留分子量為1000的透析袋透析4天,得石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)懸浮液;100rpm速度攪拌GQDs懸浮液,同時(shí)激光輻照40min,激光輻照功率為1W;備用;
(2)超聲攪拌60mlGQDs懸浮液,滴加濃度為0.001mol/L硝酸銀水溶液;逐滴加入濃度為0.1mol/L磷酸二氫銨溶液(磷酸二氫銨溶液與硝酸銀水溶液體積比為2:1),超聲攪拌20min;逐滴加入1mol/L氫氧化鈉溶液,調(diào)節(jié)PH值至11,而后靜置、離心,用去離子水和乙醇交替洗滌三次,真空干燥,得GQDs/Ag2O;
(3)取1gGQDs/Ag2O超聲攪拌分散于水溶液中;逐滴加入濃度為0.5g/100mlZnO量子點(diǎn)水溶液,超聲功率攪拌速度各減半;60min后,靜置,過濾,用去離子水洗滌數(shù)次,真空干燥,得GQDs/Ag2O/ZnO抗菌粉;
(4)氮?dú)猸h(huán)境下,將濃度為0.2mol/L的質(zhì)子酸溶液和濃度為0.1mol/L的十二烷基苯磺酸以體積比3:2混合,同時(shí)加入步驟(4)制得的抗菌粉,磁力攪拌100min后加入苯胺,抗菌粉與苯胺質(zhì)量比為2:18持續(xù)攪拌90min后,逐滴滴加過硫酸銨,苯胺與過硫酸銨摩爾比為1:1;20℃~30℃下反應(yīng)20h;丙酮、去離子水洗滌數(shù)次后真空干燥,碾磨得納米聚苯胺/抗菌粉復(fù)合物;
(5)用溶膠-凝膠法制備二氧化鈦溶膠,向溶膠中加入占溶膠1.0wt%的納米聚苯胺/抗菌粉復(fù)合物,混合均勻;靜置陳化4d后置烘箱90℃烘干;碾磨后將所得復(fù)合物500℃下煅燒1h,去除聚苯胺,得多孔二氧化鈦/抗菌粉復(fù)合物;
(6)將30%環(huán)氧樹脂、50%酚醛樹脂及20%多孔二氧化鈦/抗菌粉復(fù)合物充分混合,加入適量的乙酸丁酯放入球磨機(jī)中分散解膠,排料后,檢測(cè)、調(diào)整配制成可以涂敷的漿料;將此漿料涂敷于基板上,干燥成膜;然后放在充氮保護(hù)氣氛爐中,升溫到900℃,保溫1.5h;將膜刮離該基板,獲得抗菌復(fù)合物。
實(shí)施例6
基于實(shí)施例2的制備方法,不同之處在于:所述抗菌復(fù)合物通過以下方法制得:
(1)稱取0.6gC60粉末,量取100ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸,將C60粉末和濃硫酸在燒杯中混合,燒杯放在冰水浴中,同時(shí)以600rpm的速度攪拌,得混合液;稱取1g高錳酸鉀粉末,緩慢的加入上述混合液中;移去冰水浴,換成水浴,保持水浴溫度30~40℃,反應(yīng)4h;快速加入120ml純水,過濾,然后用截留分子量為1000的透析袋透析4天,得石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)懸浮液;100rpm速度攪拌GQDs懸浮液,同時(shí)激光輻照40min,激光輻照功率為1W;備用;
(2)超聲攪拌60mlGQDs懸浮液,滴加濃度為0.005mol/L硝酸銀水溶液;逐滴加入濃度為0.2mol/L磷酸二氫銨溶液(磷酸二氫銨溶液與硝酸銀水溶液體積比為2:1),超聲攪拌20min;逐滴加入1mol/L氫氧化鈉溶液,調(diào)節(jié)PH值至11,而后靜置、離心,用去離子水和乙醇交替洗滌三次,真空干燥,得GQDs/Ag2O;
(3)取2gGQDs/Ag2O超聲攪拌分散于水溶液中;逐滴加入濃度為0.2g/100mlZnO量子點(diǎn)水溶液,超聲功率攪拌速度各減半;80min后,靜置,過濾,用去離子水洗滌數(shù)次,真空干燥,得GQDs/Ag2O/ZnO抗菌粉;
(4)氮?dú)猸h(huán)境下,將濃度為0.2mol/L的質(zhì)子酸溶液和濃度為0.1mol/L的十二烷基苯磺酸以體積比3:2混合,同時(shí)加入步驟(4)制得的抗菌粉,磁力攪拌100min后加入苯胺,抗菌粉與苯胺質(zhì)量比為2:15持續(xù)攪拌90min后,逐滴滴加過硫酸銨,苯胺與過硫酸銨摩爾比為1:1;20℃~30℃下反應(yīng)20h;丙酮、去離子水洗滌數(shù)次后真空干燥,碾磨得納米聚苯胺/抗菌粉復(fù)合物;
(5)用溶膠-凝膠法制備二氧化鈦溶膠,向溶膠中加入占溶膠0.5wt%的納米聚苯胺/抗菌粉復(fù)合物,混合均勻;靜置陳化4d后置烘箱90℃烘干;碾磨后將所得復(fù)合物500℃下煅燒1h,去除聚苯胺,得多孔二氧化鈦/抗菌粉復(fù)合物;
(6)將45%環(huán)氧樹脂、35%酚醛樹脂及20%多孔二氧化鈦/抗菌粉復(fù)合物充分混合,加入適量的乙酸丁酯放入球磨機(jī)中分散解膠,排料后,檢測(cè)、調(diào)整配制成可以涂敷的漿料;將此漿料涂敷于基板上,干燥成膜;然后放在充氮保護(hù)氣氛爐中,升溫到900℃,保溫1.5h;將膜刮離該基板,獲得抗菌復(fù)合物。
實(shí)施例7
基于實(shí)施例3的制備方法,不同之處在于:所述抗菌復(fù)合物通過以下方法制得:
(1)稱取0.6gC60粉末,量取100ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸,將C60粉末和濃硫酸在燒杯中混合,燒杯放在冰水浴中,同時(shí)以600rpm的速度攪拌,得混合液;稱取1g高錳酸鉀粉末,緩慢的加入上述混合液中;移去冰水浴,換成水浴,保持水浴溫度30~40℃,反應(yīng)4h;快速加入120ml純水,過濾,然后用截留分子量為1000的透析袋透析4天,得石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)懸浮液;100rpm速度攪拌GQDs懸浮液,同時(shí)激光輻照40min,激光輻照功率為1W;備用;
(2)超聲攪拌60mlGQDs懸浮液,滴加濃度為0.01mol/L硝酸銀水溶液;逐滴加入濃度為0.5mol/L磷酸二氫銨溶液(磷酸二氫銨溶液與硝酸銀水溶液體積比為2:1),超聲攪拌20min;逐滴加入1mol/L氫氧化鈉溶液,調(diào)節(jié)PH值至11,而后靜置、離心,用去離子水和乙醇交替洗滌三次,真空干燥,得GQDs/Ag2O;
(3)取3gGQDs/Ag2O超聲攪拌分散于水溶液中;逐滴加入濃度為0.05g/100mlZnO量子點(diǎn)水溶液,超聲功率攪拌速度各減半;90min后,靜置,過濾,用去離子水洗滌數(shù)次,真空干燥,得GQDs/Ag2O/ZnO抗菌粉;
(4)氮?dú)猸h(huán)境下,將濃度為0.2mol/L的質(zhì)子酸溶液和濃度為0.1mol/L的十二烷基苯磺酸以體積比3:2混合,同時(shí)加入步驟(4)制得的抗菌粉,磁力攪拌100min后加入苯胺,抗菌粉與苯胺質(zhì)量比為2:12持續(xù)攪拌90min后,逐滴滴加過硫酸銨,苯胺與過硫酸銨摩爾比為1:1;20℃~30℃下反應(yīng)20h;丙酮、去離子水洗滌數(shù)次后真空干燥,碾磨得納米聚苯胺/抗菌粉復(fù)合物;
(5)用溶膠-凝膠法制備二氧化鈦溶膠,向溶膠中加入占溶膠0.01wt%的納米聚苯胺/抗菌粉復(fù)合物,混合均勻;靜置陳化4d后置烘箱90℃烘干;碾磨后將所得復(fù)合物500℃下煅燒1h,去除聚苯胺,得多孔二氧化鈦/抗菌粉復(fù)合物;
(6)將40%環(huán)氧樹脂、40%酚醛樹脂及20%多孔二氧化鈦/抗菌粉復(fù)合物充分混合,加入適量的乙酸丁酯放入球磨機(jī)中分散解膠,排料后,檢測(cè)、調(diào)整配制成可以涂敷的漿料;將此漿料涂敷于基板上,干燥成膜;然后放在充氮保護(hù)氣氛爐中,升溫到900℃,保溫1.5h;將膜刮離該基板,獲得抗菌復(fù)合物。
實(shí)施例8
基于實(shí)施例6的制備方法,不同之處在于:步驟(3)和(4)之間增加如下一步驟:取三維海綿狀石墨烯超聲攪拌分散于水溶液中,逐滴加入GQDs/Ag2O/ZnO水溶液中,三維海綿狀石墨烯與GQDs/Ag2O/ZnO的重量比為1:3;50W超聲90min,靜置,去離子水洗滌數(shù)次,干燥得GQDs/Ag2O/ZnO/石墨烯抗菌粉。
三維海綿狀石墨烯制備方法如下:將3g 石墨粉,1g NaNO3在冰水浴中與250ml 98%濃硫酸混合均勻,緩慢加入6g KMnO4。然后升溫至在35℃,攪拌40min 后,加入95ml 去離子水,升溫至98℃反應(yīng)20min;再加入270ml 水稀釋,并用5ml 30% H2O2中和多余KMnO4,混合溶液的顏色為棕黃色,趁熱過濾,用去離子水反復(fù)洗滌至中性,超聲分散得到GO;取200ml 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5mg/ml的氧化石墨烯溶液倒入直徑25cm,高2cm的圓盤狀反應(yīng)皿中,加入抗壞血酸(VC)0.5g攪拌使其充分混合;然后密閉反應(yīng)皿并置于80℃水熱反應(yīng)15h,反應(yīng)皿中的氧化石墨烯自發(fā)收縮交聯(lián)成三維海綿結(jié)構(gòu),冷凍干燥,得到柔性的三維海綿狀石墨烯。
對(duì)比例1
基于實(shí)施例1的制備方法,不同之處在于:所述抗菌復(fù)合物為載金屬抗菌劑的二氧化鈦;未添加光致變色復(fù)合物。
對(duì)比例2
基于實(shí)施例5的制備方法,不同之處在于:所述抗菌復(fù)合物為氧化鋅和二氧化鈦的混合物;所述光致變色復(fù)合物為MoO3納米粉。
將實(shí)施例1~8及對(duì)比例1、2進(jìn)行性能測(cè)試,測(cè)試結(jié)果如下表:
滅菌率:采用抑菌圈法定性地檢驗(yàn)陶瓷噴墨油墨的抗菌效果,采用的菌種為金黃色葡萄球菌和大腸桿菌。
磨損測(cè)試:選用莫氏硬度為3~4的磨料,在由本陶瓷噴墨油墨形成的固化層上摩擦1000次來模仿鋪貼使用2年后的效果。
熱穩(wěn)定性測(cè)試:將陶瓷噴墨油墨置于60℃條件下放置10h。
防污測(cè)試:選用鉻綠為污染劑。
滅菌均勻性評(píng)價(jià):將同一陶瓷噴墨油墨噴涂在一整片陶瓷試片上并固化后,選取100個(gè)區(qū)域進(jìn)行滅菌測(cè)試,對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行均勻度分析,通過均勻度=100*(1-標(biāo)準(zhǔn)偏差/平均值)。當(dāng)均勻度大于97%,則標(biāo)記為▲;當(dāng)均勻度大于90%且小于97%,則標(biāo)記為☆;當(dāng)均勻度低于90%,則標(biāo)記為╳。
以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的實(shí)施方式,其描述較為具體和詳細(xì),但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制,但凡采用等同替換或等效變換的形式所獲得的技術(shù)方案,均應(yīng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。