微纳米抑菌防腐涂层的环境适应性研究

发布时间：2020-05-21 10:21

【摘要】：室内潮湿环境的细菌滋生问题引起了人们对健康的高度重视,抗菌涂料是诸多措施中较为经济且有效的办法,传统的抗菌涂料毒性大,使用周期短。因此,开发一种安全、高效、长久抗菌的抗菌涂料是当前的研究热点。本文把具有核壳结构的纳米Ag@SiO2抗菌剂加入到环保水性丙烯酸涂料中,并选用相容性较好的环氧底漆共同构建抑菌防腐涂层体系,研究了抑菌防腐涂层中最佳抗菌剂浓度;采用模拟环境加速实验方法,研究了抑菌防腐涂层体系的抗菌性能和防腐性能的变化,并探讨了功能涂层的抗菌机理和腐蚀机理,取得了下列研究成果。实验结果表明:丙烯酸面漆中纳米Ag@SiO2抗菌剂浓度达到283ppm,涂层对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀菌率达到100%,并且纳米Ag@SiO2抗菌剂的加入提高了丙烯酸涂料的分散性,使抑菌防腐涂层的表面形貌更加平整,有效地改善了涂层的防腐性能;针对在海洋大气环境中的应用,采用盐雾试验、湿热试验、温度冲击试验技术,对抑菌防腐涂层进行环境模拟加速试验,发现当抑菌防腐涂层体系经过盐雾加速600 h、湿热240 h、温度冲击10次循环试验后,涂层对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌杀菌率仍然保持100%。表明加速试验后抑菌防腐涂层体系抗菌性能仍具有持久性。同时电化学阻抗研究也表明:虽然抑菌防腐涂层体系的阻抗模值均有减小,但是涂层体系的耐蚀性能保持较好,说明了纳米Ag@SiO2抗菌剂的加入使涂层具备抗菌性能,同时对涂层的耐蚀性能没有影响。研究表明,抑菌防腐涂层在通氧和除氧水中,其银离子释放浓度随着时间均逐渐增加。比较而言,在富氧水中的银离子浓度增加较快且高于除氧环境。当浸泡时长达到90 d时,在通氧水中的释放量要比除氧水中释放量高出三倍以上。这是由于含氧水通过涂层表面孔道进入二氧化硅核壳结构的内部,单质银发生氧化反应失去电子而变成Ag+,同时氧发生还原反应,与水进行结合生成OH-。在这种情况下,二氧化硅核壳内部Ag+浓度增大,从孔扩散出去;同时傅里叶红外测试表明,抑菌防腐涂层中的腐蚀微观机理主要是由于丙烯酸涂料中酯基的大量断裂,生成了羧酸盐类,进行导致涂层的失效。
【图文】：

分散液,纳米,浓度

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分散液,原材料,纳米,浓度

２．２．１实验原材料逡逑馨逡逑图２－１浓度为１７００邋ｐｐｍ的纳米Ａｇ＠Ｓｉ0２分散液逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｎａｎｏ－Ａｇ＠Ｓｉ0２邋ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ邋ｗｉｔｈ邋ａ邋ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋１７００邋ｐｐｍ逡逑图２－２水性丙烯酸涂料逡逑Ｆｉｇ．邋２－２邋Ａｃｒｙｌｉｃ邋ｐａｉｎｔ逡逑１１逡逑
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ637

【参考文献】