CN100387666C - 纳米银抗菌水性木器漆及其制备方法 - Google Patents

纳米银抗菌水性木器漆及其制备方法 Download PDF

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本发明涉及一种纳米银抗菌水性木器漆及其制备方法，按质量比例所述的纳米银抗菌水性木器漆包含有下述组分：水性树脂：700～900；消光剂：0～20；润湿剂：1～10；流平剂：1～5；消泡剂：1～15；增稠剂：2～20；手感剂：20～100；纳米银抗菌剂：0.01～100；成膜助剂：5～100；水：0～300。本发明的纳米银抗菌水性木器漆具有强效广谱杀菌的功能，在纳米银含量为4～50微克银/克干漆膜的极低浓度下即能杀死常见的650种致病菌。产品在20～60分钟的很短时间内就可以取得显著的效果：对金黄色葡萄球菌抗菌率大于99.99%，对大肠挨希氏菌抗菌率大于99%，对铜绿假单胞菌抗菌率大于99.99%，对白假丝酵母抗菌率大于99.9%等。

Description

纳米银抗菌水性木器漆及其制备方法
技术领域
本发明涉及化工涂料领域，特别涉及一种涂料及其制备方法。
背景技术
传统的民用木器漆如聚氨酯漆、硝基漆因其价格便宜，施工方便，因此是木器漆的主流产品，但这些传统木器漆在涂刷时和涂刷后会释放大量有毒、有害的溶剂、游离TDI，有的还含有重金属，不符合环保要求。而水性木器漆在涂料的环保上得到了突破，它是以水作介质，具有无毒无味、无污染、坚韧、抗冲击、耐磨、流平性好、清晰度优、使用方便等优点。随着生活水平的提高和认识的加深，人们日益追求健康的生活，对产品抗菌性的要求就是其中之一，目前的水性木器漆在这方面存在不足。
人们居住环境中存在着各种有害微生物，对人类的生活产生不良影响，尤其是家居环境中某些潮湿的场合(如厨房、卫生间等)更容易滋生微生物，导致室内空气菌浓度和物体表面的菌浓度增大。健康的生活环境是健康生活的必要保证。抗菌涂料中含有抗菌剂，对环境中的有害病菌可有效抑制和杀灭，达到清洁环境的作用，降低人体所受环境微生物的危害。
目前，涂料使用的抗菌剂为三种：有机抗菌剂；光催化抗菌剂，如二氧化钛、氧化锌等；银离子抗菌剂。有机抗菌剂持久性差，微生物容易产生耐药性，且有毒，不符合环保要求；光催化抗菌剂只有在满足一定的紫外光、氧气、水的条件下，才具有良好的抗菌性，因此不适合室内应用；银离子抗菌剂安全性好、抗菌性好，但银离子容易变色，不仅降低了抗菌性，而且还限制了其在白色和浅色体系中的应用。
金属银具有广谱杀菌作用，人类从古罗马、古波斯甚至更早的时代起就一直使用银质器皿来存放液体，并用银来杀菌消毒，银作为抗菌剂具有基本上不产生耐药性、安全环保天然的独特优势。但由于金属银的价格昂贵，限制了它的应用。银在纳米状态下的杀菌能力可以产生质的飞跃，同时只用极少量的纳米银即可产生强力的杀菌作用，使普遍使用银来抗菌成为可能。纳米银具有广谱抗菌、无耐药性、效力持久、杀菌力强、安全环保等特点，是理想的抗菌材料，可广泛应用于众多行业。
采用纳米银抗菌剂的水性木器漆是环保健康的产品。
发明内容
本发明要解决的技术问题旨在克服上述已有技术的不足，提供了一种纳米银抗菌水性木器漆，该木器漆不含有害物质，不污染环境，漆膜性能优异，有很好的抗菌效果。
本发明的另一个目的是提供一个上述纳米银抗菌水性木器漆的制备方法。
本发明采用的技术方案是：
纳米银抗菌水性木器漆，按质量比例所述的纳米银抗菌水性木器漆包含有下述组分：
水性树脂：700～900    消光剂：0～20
润湿剂：1～10         流平剂：1～5
消泡剂：1～15         增稠剂：2～20
手感剂：20～100       纳米银抗菌剂：0.01～100
成膜助剂：5～100      水：0～300
制备本发明的的方法是：
(1)将水性树脂称量后投入搅拌釜中，开动搅拌；
(2)将消光剂、润湿剂、流平剂、消泡剂、增稠剂、手感剂、纳米银抗菌剂、成膜助剂和水分别称量后加入搅拌釜，转速控制在500～3000r/min，搅拌时间20～60min，搅拌均匀后即得到纳米银抗菌绿色环保水性木器清漆；
(3)润湿分散剂、pH调节剂、钛白粉和水混合均匀，转速控制在500～3000r/min，搅拌时间20～60min，然后研磨或2000～3000r/min高速分散到细度小于35微米，加入上面步骤2制备的清漆搅拌均匀后，得到纳米银抗菌绿色环保水性木器白色漆；
(4)将水性着色剂加入上面步骤2或步骤3制备的漆中搅拌均匀，转速控制在500～3000r/min，搅拌时间20～60min，得到纳米银抗菌绿色环保水性木器彩色漆。
本发明的纳米银抗菌水性木器漆与已有技术相比具有以下积极效果：解决了金属银难以应用的技术难题；制得的纳米银抗菌涂料安全性高、强效，对于常见的致病菌有良好的持久抗菌效果，可广泛应用于木质地板、家俱、门窗、竹藤制品以及建筑内墙等。
本发明涉及的纳米银抗菌水性木器漆具有强效广谱杀菌的功能，在纳米银含量为4～50微克银/克干漆膜的极低浓度下即能杀死常见的650种致病菌。产品在20～60分钟的很短时间内就可以取得显著的效果：对金黄色葡萄球菌抗菌率大于99.99％，对大肠挨希氏菌抗菌率大于99％，对铜绿假单胞菌抗菌率大于99.99％，对白假丝酵母抗菌率大于99.9％等。
具体实施方式
以下将详细叙述本发明的具体实施方式。
如无其他注明，本文中所指的组分含量比例均为质量比例。
本发明涉及一种纳米银抗菌水性木器漆，按质量比例所述的纳米银抗菌水性木器漆包含有下述组分：水性树脂：700～900；消光剂：0～20；润湿剂：1～10；流平剂：1～5；消泡剂：1～15；增稠剂：2～20；手感剂：20～100；纳米银抗菌剂：0.01～100；成膜助剂：5～100；水：0～300。本发明涉及的纳米银抗菌水性木器漆较之普通的木器漆添加了纳米银抗菌剂，从而大大提高了水性木器漆的抗菌效果。
进一步地，本发明涉及的纳米银抗菌水性木器漆所采用的纳米银抗菌剂可以是纳米金属银抗菌剂，也可以是纳米银离子抗菌剂，其中优选采用纳米金属银抗菌剂，纳米金属银抗菌剂的采用解决了金属银难以应用的技术难题，大大提高了水性木器漆的抗菌效果；所述的纳米金属银抗菌剂包括纳米金属银分散液，或者是纳米金属银粉末这两种形态，其中优选采用纳米金属银分散液，更进一步地，优选采用纳米金属银和光触媒粉体的分散液混合物，添加了光触媒使得本发明的水性木器漆的抗菌效果进一步增强；所述的纳米金属银分散液可以是纳米金属银和其他粉体的混合物分散液，也可以是纳米金属银和其他纳米粉体的混合物分散液。
进一步地，本发明优选采用纳米银抗菌剂中银粉体的粒径为不大于30纳米和纳米银抗菌剂的粒径为不大于45纳米的纳米银抗菌剂，上述组分粒径的限制使得纳米银抗菌剂的抗菌效果更加显著。进一步地，本发明优选采用上海沪正纳米科技有限公司的NANOSF-Ag纳米银抗菌水性涂料添加剂，江苏常泰纳米材料有限公司的龙贝纳米银抗菌剂等等。上述采用的纳米银抗菌剂的技术指标如下：纳米银含量：(10～10000)*10-6克银/克抗菌剂；外观：浅黄至黄至棕色液体；粘度：12～60秒(涂4杯)；安全性：属无毒级物质，对皮肤无刺激性；抗菌效果：对金黄色葡萄球菌抗菌率大于99％，对大肠挨希氏菌抗菌率大于99％，对常见的其它致病菌都有好的效果；良好的加工性能，易于添加；储存稳定性大于1年。
本发明涉及的纳米银抗菌水性木器漆中，所采用的水性树脂可为本领域内常规的适宜配制水性木器漆的水性聚氨酯树脂和/或水性丙烯酸乳液，或者是改性水性聚氨酯树脂和/或改性水性丙烯酸乳液。其中，优选采用的水性树脂是水性聚氨酯树脂和/或水性丙烯酸乳液。
当配制白色漆时，本发明涉及的纳米银抗菌水性木器漆进一步地包含有下列质量比例的组分：润湿分散剂：0.1～100；pH调节剂：0～20；钛白粉：100～300。当配制彩色漆时，本发明涉及的纳米银抗菌水性木器漆进一步地包含有下列质量比例的组分：水性着色剂：0～100。
本发明涉及的纳米银抗菌水性木器漆所采用的消光剂、润湿剂、流平剂、消泡剂、增稠剂、手感剂、成膜助剂、润湿分散剂、pH调节剂、钛白粉、水性着色剂为配制水性木器漆所使用的产品。消光剂有德国德固萨公司的Acematt系列消光剂，美国格雷斯公司的Syloid系列消光剂，北京航天赛德粉体材料技术有限公司的SD系列消光剂等。润湿剂有德国科宁公司的Hydropalat系列，德国毕克化公司的BYK系列，德国迪高公司的Wet系列等。流平剂有德国毕克化公司的BYK系列，德国迪高公司的Glide系列等。消泡剂有德国科宁公司的Dehydran系列，德国毕克化公司的Byk系列，日本诺普科公司SN-DEFOAMER系列，德国迪高公司的Foamex系列等。增稠剂有美国罗门哈斯公司的Acrysol系列，海名斯公司的Rheolate系列，德国科宁公司的Thinkener系列，日本诺普科公司SN-THICKENER系列等。手感剂有德国毕克化公司的Aquamat系列，德国KEIM-ADDITEC公司的ULTRALUBE系列等。成膜助剂有美国陶氏公司、德国BASF公司的醇醚类溶剂等。润湿分散剂有日本诺普科公司的SN-DISPERSANT系列，美国罗门哈斯公司的OROTAN系列，德国毕克化公司的Disperbyk系列，德国科宁公司的Hydropalat系列等。pH调节剂为氨水、有机胺类如美国陶氏公司的AMP95等。钛白粉有美国杜邦公司的Ti-Pure系列，德国KRONOS公司系列产品，澳大利亚Kerr-McGee公司的Tronox系列等。水性着色剂有德国BASF公司Luconyl和Basantol系列，瑞士CIBA公司的UNISPERSE和IRGASPERSE系列等。
制备实施例1-7
分别取如表1所示的水性树脂投入搅拌釜中，以1500r/min左右的速度进行搅拌；取如表1所示的消光剂、润湿剂、流平剂和消泡剂，搅拌稍许；依次加入如表1所示的增稠剂、手感剂、纳米银抗菌剂、成膜助剂和水按照如表2所示的转速1和搅拌时间1操作得到纳米银抗菌水性木器清漆。
进一步地，在上述操作的基础上，取如表1所示的润湿分散剂、pH调节剂和钛白粉，按照如如表2所示的转速2和搅拌时间2操作得到纳米银抗菌水性木器白色漆。
进一步地，在上述白色漆操作的基础上，取如表1所示的着色剂(本实施例中采用蓝色浆)，按照如表2所示的转速3和搅拌时间3操作得到纳米银抗菌水性木器蓝色实色漆。进一步地，对于蓝色浆的操作如果是在清漆的基础上操作的(如实施例7所示)，得到的是纳米银抗菌水性木器蓝色漆。
表1
  组分含量比例  实施例1  实施例2   实施例3  实施例4  实施例5  实施例6  实施例7
  水性树脂   700   800   900   840   750   790   800
  纳米银抗菌剂   100   50   0.01   40   80   15   100
  消光剂   5   15   0   20   10   10   5
  润湿剂   10   5   1   2   2   2   10
  流平剂   1   5   2   3   3   3   1
  消泡剂   15   1   5   5   10   10   15
  增稠剂   2   15   20   10   10   10   2
  手感剂   60   20   100   20   30   30   50
  成膜助剂   100   5   70   50   25   25   80
  水   0   300   200   90   155   105   50
  润湿分散剂   50   100   0.1   0   5   0   0
  AMP95   10   20   0   0   10   0   0
  钛白粉   200   300   100   0   200   0   0
  蓝色浆   25   100   0   0   0   0   50
表2
  参数   实施例1   实施例2   实施例3  实施例4   实施例5  实施例6   实施例7
  转速1(r/min)   3000   3000   500   1000   800   800   2000
  搅拌时间1(min)   50   60   40   30   20   20   50
  转速2(r/min)   2000   3000   500   0   500   0   0
  搅拌时间2(min)   50   20   60   0   40   0   0
  转速3(r/min)   500   3000   0   0   0   0   1500
  搅拌时间3(min)   60   20   0   0   0   0   40
产品种类   蓝色实色漆   蓝色实色漆 白色漆 清漆 白色漆 清漆 蓝色漆

Claims (9)

1.纳米银抗菌水性木器漆，按质量比例所述的纳米银抗菌水性木器漆包含有下述组分：
水性树脂：700～900    消光剂：0～20
润湿剂：1～10         流平剂：1～5
消泡剂：1～15         增稠剂：2～20
手感剂：20～100       纳米银抗菌剂：0.01～100
成膜助剂：5～100      水：0～300。
2.根据权利要求1所述的纳米银抗菌水性木器漆，其中所述的纳米银抗菌剂是纳米金属银分散液。
3.根据权利要求1所述的纳米银抗菌水性木器漆，其中所述的纳米银抗菌剂中银粉体的粒径为不大于30纳米而且纳米银抗菌剂的粒径为不大于45纳米。
4.根据权利要求1所述的纳米银抗菌水性木器漆，其中所述的纳米银抗菌剂的纳米银含量为(10～10000)*10-6克银/克抗菌剂。
5.根据权利要求2所述的纳米银抗菌水性木器漆，其中所述的纳米银分散液为纳米金属银和光触媒粉体的分散液混合物。
6.根据权利要求1所述的纳米银抗菌水性木器漆，其中的水性树脂是水性聚氨酯树脂和/或水性丙烯酸乳液。
7.根据权利要求1-6任一权利要求所述的纳米银抗菌水性木器漆，所述的纳米银水性木器漆按质量比例还包含有下列组分：
润湿分散剂：0.1～100     pH调节剂：0～20
钛白粉：100～300。
8.根据权利要求7所述的纳米银抗菌水性木器漆，所述的纳米银水性木器漆按质量比例还包含有下列组分：
水性着色剂：0～100。
9.一种纳米银抗菌水性木器漆的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将水性树脂称量后投入搅拌釜中，开动搅拌；
(2)将消光剂、润湿剂、流平剂、消泡剂、增稠剂、手感剂、纳米银抗菌剂、成膜助剂和水分别称量后加入搅拌釜，转速控制在500～3000r/min，搅拌时间20～60min，搅拌均匀后即得到纳米银抗菌水性木器清漆；
(3)润湿分散剂、pH调节剂、钛白粉和水混合均匀，转速控制在500～3000r/min，搅拌时间20～60min，然后研磨或2000～3000r/min高速分散到细度小于35微米，加入上面步骤2制备的清漆搅拌均匀后，得到纳米银抗菌水性木器白色漆；
(4)将水性着色剂加入上面步骤2或步骤3制备的漆中搅拌均匀，转速控制在500～3000r/min，搅拌时间20～60min，得到纳米银抗菌水性木器彩色漆。
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