石墨烯抑菌涂料组合物、涂料、涂层、制品和形成方法与流程

本申请属于涂料，具体涉及石墨烯抑菌涂料组合物、涂料、涂层、制品和形成方法。

背景技术：

1、家电、炊具等领域，由于常常与人的手部、食物及食物残渣等接触，容易滋生细菌。为了减少细菌滋生的危害，常常在家电、炊具表面涂布具有抑菌能力的涂料。涂料的抑菌能力，一般通过添加抑菌添加剂实现。其中，含金属离子化合物的抑菌剂由于其化学稳定性好、廉价易得，应用比较广泛。

2、目前含金属离子化合物的纳米颗粒在涂料中的分散性不好，容易发生团聚，进而影响涂料的致密性和防腐性能。

技术实现思路

1、为解决目前含金属离子化合物的抑菌剂在涂料中的分散性不佳，导致容易发生团聚的技术问题，本申请提供一种石墨烯抑菌涂料组合物、涂料、涂层、制品和形成方法，所述石墨烯抑菌涂料组合物具有持久抑菌，易分散的优点，作为涂料具有良好致密性，涂覆于涂层能增强抑菌性和抗腐蚀效果。

2、第一方面，本申请实施例提供一种石墨烯抑菌涂料组合物，包括：

3、涂料组合物基体，以及

4、石墨烯抑菌剂，所述石墨烯抑菌剂分散在所述涂料组合物基体中，所述石墨烯抑菌剂包括氧化石墨烯基体和过渡金属离子化合物纳米颗粒，所述过渡金属离子化合物纳米颗粒与所述氧化石墨烯基体的含氧基团连接。

5、上述技术方案，通过将过渡金属离子化合物连接到氧化石墨烯基体的含氧基团上形成石墨烯抑菌剂，再将该石墨烯抑菌剂分散到涂料组合物基体中形成具有抑菌功能的涂料组合物。由于石墨烯类物质是二维材料，需要在特定方向上发生较大量的π-π堆叠才会发生显著地团聚，且石墨烯类物质的亲水疏水性可调，因此本申请中的石墨烯抑菌剂能够较好地分散在涂料组合物基体中，不易出现团聚现象。

6、在一些实施方式中，所述过渡金属离子化合物纳米颗粒包括如下至少一种：氧化锌纳米颗粒、二氧化钛纳米颗粒、氧化锰纳米颗粒、氧化铁纳米颗粒、氧化铜纳米颗粒、氧化银纳米颗粒。

7、在一些实施方式中，所述过渡金属离子化合物纳米颗粒的粒径不大于30nm。

8、在一些实施方式中，所述氧化石墨烯基体的层数为5-10层。

9、在一些实施方式中，所述涂料组合物基体包括纳米二氧化硅。

10、在一些实施方式中，所述纳米二氧化硅的平均粒径为20-50nm。

11、在一些实施方式中，所述所述涂料组合物基体包括含有所述纳米二氧化硅的硅溶胶，所述硅溶胶的浓度为40重量％-60重量％。

12、在一些实施方式中，所述涂料组合物基体还包括填料、颜料以及溶剂。

13、在一些实施方式中，所述石墨烯抑菌剂的含量为0.1-0.8重量份，所述硅溶胶的含量为 60-100重量份，所述填料的含量为10-45重量份，所述颜料的含量为5-20重量份，所述溶剂的含量为1-10重量份。

14、第二方面，本申请实施例提供一种石墨烯抑菌涂料，包括：

15、第一组分，包括第一方面所述的涂料组合物，以及第二组分，所述第二组分包括：

16、有机硅化合物，或者有机硅化合物与助剂的混合物。

17、在一些实施方式中，所述有机硅化合物的分子具有至少两个连接在硅原子上的烷氧基。

18、在一些实施方式中，所述有机硅化合物包括如下一种：二甲氧基硅烷、三甲氧基硅烷、四甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷。

19、在一些实施方式中，所述助剂包括如下至少一种：不粘剂、流平剂。

20、在一些实施方式中，在所述第二组分包括有机硅化合物与助剂的混合物的情况下，所述有机硅化合物的含量为85-200重量份，所述助剂的含量为1.5-5.5重量份。

21、在一些实施方式中，所述第一组分的重量m1与所述第二组分的重量m2满足关系：m2:m1＝1-2。

22、第三方面，本申请实施例提供一种石墨烯抑菌涂层，所述涂层由第二方面所述的石墨烯抑菌涂料形成。

23、第四方面，本申请实施例提供一种具有石墨烯抑菌涂层的制品，所述制品含有基底，以及附着在所述基底的至少部分表面的涂层，所述涂层为第三方面所述的石墨烯抑菌涂层。

24、在一些实施方式中，所述基底为金属基底、玻璃基底、陶瓷基底、搪瓷基底、聚合物基底，或者上述基底中的两种以上的复合基底。

25、在一些实施方式中，所述制品为家用器具。

26、在一些实施方式中，所述家用器具为电饭煲、电压锅、微波炉、烤箱、炒锅、煎锅、空气炸锅、煎烤机、破壁机、豆浆机、洗衣机、冰箱或者空调。

27、第五方面，本申请实施例提供一种在基底表面形成石墨烯抑菌涂层的方法，所述方法包括将第二方面所述的石墨烯抑菌涂料通过超声分散进行熟化处理，后施覆于基底的至少部分表面，形成石墨烯抑菌涂层。

28、在一些实施方式中，所述超声分散的工艺参数包括：频率为10000hz-20000hz，时间为 1.5h-4h。

技术特征：

1.一种石墨烯抑菌涂料组合物，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的石墨烯抑菌涂料组合物，其特征在于，所述过渡金属离子化合物纳米颗粒包括如下至少一种：氧化锌纳米颗粒、二氧化钛纳米颗粒、氧化锰纳米颗粒、氧化铁纳米颗粒、氧化铜纳米颗粒、氧化银纳米颗粒。

3.根据权利要求1或2所述的石墨烯抑菌涂料组合物，其特征在于，所述过渡金属离子化合物纳米颗粒的粒径不大于30nm。

4.据权利要求1所述的石墨烯抑菌涂料组合物，其特征在于，所述氧化石墨烯基体的层数为5-10层。

5.根据权利要求1所述的石墨烯抑菌涂料组合物，其特征在于，所述涂料组合物基体包括纳米二氧化硅。

6.根据权利要求5所述的石墨烯抑菌涂料组合物，其特征在于，所述纳米二氧化硅的平均粒径为20-50nm。

7.根据权利要求5所述的石墨烯抑菌涂料组合物，其特征在于，所述所述涂料组合物基体包括含有所述纳米二氧化硅的硅溶胶，所述硅溶胶的浓度为40重量％-60重量％。

8.根据权利要求5所述的石墨烯抑菌涂料组合物，其特征在于，所述涂料组合物基体还包括填料、颜料以及溶剂。

9.根据权利要求8所述的石墨烯抑菌涂料组合物，其特征在于，所述石墨烯抑菌剂的含量为0.1-0.8重量份，所述硅溶胶的含量为60-100重量份，所述填料的含量为10-45重量份，所述颜料的含量为5-20重量份，所述溶剂的含量为1-10重量份。

10.一种石墨烯抑菌涂料，其特征在于，包括：

11.根据权利要求10所述的石墨烯抑菌涂料，其特征在于，所述有机硅化合物的分子具有至少两个连接在硅原子上的烷氧基。

12.根据权利要求10或11所述的石墨烯抑菌涂料，其特征在于，所述有机硅化合物包括如下一种：二甲氧基硅烷、三甲氧基硅烷、四甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷。

13.根据权利要求10所述的石墨烯抑菌涂料，其特征在于，所述助剂包括如下至少一种：不粘剂、流平剂。

14.根据权利要求10或13所述的石墨烯抑菌涂料，其特征在于，在所述第二组分包括有机硅化合物与助剂的混合物的情况下，所述有机硅化合物的含量为85-200重量份，所述助剂的含量为1.5-5.5重量份。

15.根据权利要求10所述的石墨烯抑菌涂料，其特征在于，所述第一组分的重量m1与所述第二组分的重量m2满足关系：m2:m1＝1-2。

16.一种石墨烯抑菌涂层，其特征在于，所述涂层由权利要求10-15任意一项所述的石墨烯抑菌涂料形成。

17.一种具有石墨烯抑菌涂层的制品，其特征在于，所述制品含有基底，以及附着在所述基底的至少部分表面的涂层，所述涂层为权利要求16所述的石墨烯抑菌涂层。

18.根据权利要求17所述的制品，其特征在于，所述基底为金属基底、玻璃基底、陶瓷基底、搪瓷基底、聚合物基底，或者上述基底中的两种以上的复合基底。

19.根据权利要求17或18所述的制品，其特征在于，所述制品为家用器具。

20.根据权利要求19所述的制品，其特征在于，所述家用器具为电饭煲、电压锅、微波炉、烤箱、炒锅、煎锅、空气炸锅、煎烤机、破壁机、豆浆机、洗衣机、冰箱或者空调。

21.一种在基底表面形成石墨烯抑菌涂层的方法，所述方法包括将权利要求10-15任意一项所述的石墨烯抑菌涂料进行熟化处理，后施覆于基底的至少部分表面，形成石墨烯抑菌涂层。

22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述熟化处理通过超声分散的方式进行，所述超声分散的工艺参数包括：频率为10000hz-20000hz，时间为1.5h-4h。

技术总结本申请公开了一种石墨烯抑菌涂料组合物、涂料、涂层、制品和形成方法，属于涂料技术领域。本申请公开的石墨烯抑菌涂料组合物，包括：涂料组合物基体，以及石墨烯抑菌剂，所述石墨烯抑菌剂分散在所述涂料组合物基体中，所述石墨烯抑菌剂包括氧化石墨烯基体和过渡金属离子化合物纳米颗粒，所述过渡金属离子化合物纳米颗粒与所述氧化石墨烯基体的含氧基团连接。本申请解决了含金属离子化合物的抑菌剂在涂料中的分散性不佳，导致容易发生团聚的技术问题。技术研发人员：范徽州,李洪伟,曹达华,王婷受保护的技术使用者：佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/16