改性纳米氟碳涂料的自清洁性与抗菌性
随着现代工业的发展,环境污染随时侵袭着人类的生产生活[1],采用净化室内空气和调节室内湿度[2]等方式可改善居室内环境。具有光催化性能的天然无机抗菌剂因不会污染环境且具有持久的抗菌性能,近年来引起人们广泛的关注[3]。纳米TiO2由于具有光催化性能好[4]、成本低和无毒性[5-6]等特点,可应用于太阳能、自清洁、光电催化及空气净化等方面[7-8],但由于其内部的电子-空穴对复合的几率高、光响应范围窄,因此必须在紫外线照射下才能起到杀菌的作用。单纯的纳米TiO2在室内或更阴暗处不能受到光的激发因而达不到明显的抗菌目的,因此,需在其中掺杂一些金属离子,如Fe3+或Ag+等[9]。
在TiO2溶胶-凝胶法中,为了得到均匀透明的杂化体系,通常在有机相和无机相之间引入适当的官能团化合物,如各种硅烷偶联剂和含—OH的活性单体(如甲基丙烯酸羟乙酯)等[10-11]。本课题组曾采用3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(MPS)改性的纳米TiO2制备了纳米氟碳涂料[12],但对该涂料的抗菌性与自清洁性并未进行深入研究。
本工作采用MPS改性的复合纳米TiO2(MFeAgNT)与氟碳共聚物(FC)乳液共混,制备了FC/MFeAgNT乳液;并以FC/MFeAgNT乳液为主要成膜物制得改性纳米氟碳(FCC/MFeAgNT)涂料;同时,对氟碳(FCC)涂料、纳米氟碳(FCC/FeAgNT)涂料和FCC/MFeAgNT涂料的常规性能、抗菌性和自清洁性进行了测试。
1·实验部分
1.1 主要试剂
MPS:AR,美国联合碳化物公司;丙酮:AR,天津凯通试剂公司。金黄色葡萄球菌、大肠埃希氏菌:中国典型培养物保藏中心。
1.2 乳液的制备
复合纳米TiO2(FeAgNT)乳液按文献[13]中报道的方法制备,FC乳液按文献[14]中报道的方法制备。
按文献[12]中报道的方法,采用MPS对FeAgNT进行改性:取一定量的FeAgNT分散于MPS含量为3%(w)的二甲苯溶液中,搅拌分散后移入三口烧瓶中,70℃恒温下通N2,逐滴加入二甲苯回流反应2h,所得溶胶经丙酮洗涤、真空干燥,得到MFeAgNT。
FC与MFeAgNT共混即可制得FC/MFeAgNT乳液;FC与FeAgNT共混可制得FC/FeAgNT乳液。
1.3 涂料的制备
采用色浆法制备FCC/MFeAgNT涂料:将颜填料(滑石粉、高岭土和钛白粉等的混合物)先调入已溶有润湿分散剂、消泡剂和增稠剂的混料中,经高速分散或研磨制得色浆,当色浆细度在60~70μm以下时合格;将pH调至7~8后,再加入主要成膜物FC/MFeAgNT和成膜助剂,搅拌均匀后过滤得到FCC/MFeAgNT涂料。
分别以FC和FC/FeAgNT为主要成膜物,采用上述方法可制得FCC涂料和FCC/FeAgNT涂料....
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