CN101928506A - 一种长效抗菌型纳米复合改性环氧-聚酯粉末涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种长效抗菌型纳米复合改性环氧-聚酯粉末涂料，其是由下述重量份的组分组成的：环氧树脂20～35份，聚酯树脂20～35份，无机纳米抗菌剂0.6～6份，有机抗菌剂0.05～0.5份，无机填料15～30份，其它助剂2～10份，其制备方法，包括以下步骤：A、制母粒；B、将步骤所得母粒与环氧树脂、聚酯树脂、无机填料及其它助剂混合；C、经混合的物料，用挤出机中混合挤出，压成薄片，经破碎机破碎后，输送到空气分级磨中进行细粉碎，得到粉末涂料成品。本发明具有以下优点：通过在现有的环氧-聚酯粉末涂料中引入无机纳米抗菌剂/有机抗菌剂复合体系，大大提高了环氧-聚酯粉末涂料的抗菌性能。

Description

一种长效抗菌型纳米复合改性环氧-聚酯粉末涂料及其制备方法

技术领域

本发明公开了一种长效抗菌型纳米复合粉末涂料及其制备方法，特别是纳米复合改性抗菌型粉末涂料及其制备方法。

背景技术

粉末涂料是一种不含有机溶剂(VOC)，也不含水的固体粉末状涂料，广泛应用于工业中的家电、办公用具、建筑、钢材和汽车等领域。粉末涂料以其无污染、节省能源等优点，正在逐步取代传统的溶剂型涂料。据预测仅家电产业对粉末涂料的需求量每年增幅在15％以上，粉末涂料的市场潜力极大。

随着市场需求的不断发展，市场也对其提出了很多新的要求。其中，对于室内用粉末涂料，抗菌性是其一项重要的指标。抗菌粉末涂料可以有效抑制物件受微生物污染，降低物件表面的细菌密度，减少接触感染和交叉感染的可能，从而提高产品质量。而现有体系的抗菌性能还有待进一步提高。

制造抗菌粉末涂料常用的抗菌剂分为有机抗菌剂和无机抗菌剂两大类。其中有机抗菌剂存在耐热性差、易分解和使用寿命短等缺点，有的还有毒副作用，某些单体甚至有致癌作用，大大限制了这类产品的使用。

与有机抗菌剂相比，无机抗菌剂在安全性、持久性和耐热性能等方面都存在优势，因此其应用越来越广泛。中国专利CN 1331955C将锌和/或银/锌复合化合物作为抗菌剂加入到聚酰胺中，制备的聚酰胺基抗菌粉末涂料可以产生具有更优良抗菌活性、变色性和耐用性的膜。杜邦粉末涂料部门联合Agion公司推出使用Agion抗菌技术的粉末涂料产品，通过在配方中添加安全的银离子Agion抗菌杀菌添加剂，从而抑制细菌和真菌在涂层表面的附着和生长(功能材料信息，2008，5(5-6))。中国专利CN 1273554C提出一种高装饰纹理抗菌粉末涂料及其制备方法，通过在粉末涂料体系中加入0.1％-3％(重量)的纳米级银离子无机物、铜离子无机物、锌离子无机物或亚铜离子无机物作为纳米抗菌剂，制得的产品对大肠杆菌、金色葡萄球菌、绿脓杆菌等均具有良好的抑制作用。

但是，无机抗菌剂多数含有银离子，易转变成棕色的氧化银或经紫外线催化还原成黑色单质银，不仅消弱了抗菌性，而且还限制其应用到白色或浅色制品中去。

为克服上述无机抗菌剂的缺点，研究人员致力于开发其他抗菌剂体系。如Nittetse公司开发出一种银锌二氧化钛抗菌剂，经紫外线照射或加热前后产品几乎不变色。日本海水化学研究所制出一种以Ca(OH)2MgOAl2O3为基体，负载锌离子的抗菌剂，其成本较载银抗菌剂低，几乎不存在变色问题，但是抗菌性能稍逊于载银抗菌剂(廖莉玲，刘吉平.现代化工，2002，21(7)：62-64)。中国专利CN 1122007C使用一种粒径为10-100nm的多孔型纳米二氧化钛装载铈系离子的纳米复合抗菌剂0.5-10份，制得改性抗菌型环氧粉末涂料，其抑菌指标达到99％以上。

严玉蓉等指出通过采用有机和/或无机及亲水性物质复配的方式，可以克服无机抗菌剂抗菌谱的局限性及有机抗菌剂易洗脱，耐热性能的不足。在复配体系中有机、无机抗菌剂等的固有抗菌活性可能会显著增强，从而在低添加量的情况下获得高的抗菌性能(严玉蓉，赵耀明.化工进展，2001，(7)：P5-9)。中国专利CN 101595880A使用提出一种有机/无机复合抗菌剂，其中具有抗菌活性的金属盐和/或金属氧化物作为无机抗菌剂，异噻唑啉酮、苯丙异噻唑啉酮和呲啶中的一种或几种作为有机抗菌剂，最终可以达到非常好的抗菌效果。但是该工作并未说明抗菌效果具体数值，在粉末涂料领域的相关应用也未见报道。

发明内容

本发明的目的即在于克服现有技术的缺点，提供一种长效抗菌型纳米复合改性环氧-聚酯粉末涂料及其制备方法，其产品具有长效抗菌性、无环境污染、性价比高的特点。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种长效抗菌型纳米复合改性环氧-聚酯粉末涂料，其是由下述重量份的组分组成的：

环氧树脂               20～35份

聚酯树脂               20～35份

无机纳米抗菌剂         0.6～6份

有机抗菌剂             0.05～0.5份

无机填料               15～30份

其它助剂               2～10份

所述环氧树脂环氧值为0.12-0.14mol/100g，粘度4000-6000mPa·s；

所述聚酯树脂酸值为33-67mgKOH/g，粘度5000-8000mPa·s；

所述无机纳米抗菌剂为以多孔型锐钛矿纳米二氧化钛为载体装载铈系离子所得的纳米复合抗菌剂。

所述有机抗菌剂为2，4，4’-三氯-2’-羟基二苯醚(如玉洁新DP300)和2，4-二氯-3，5-

二甲基苯酚(如DCMX)中的一种或一种以上。

所述无机填料为钛白粉、碳酸钙、沉淀硫酸钡或立德粉中的一种或一种以上。

所述助剂为流平剂、有机颜料、安息香、花纹助剂一种或一种以上。

一种长效抗菌型纳米复合改性环氧-聚酯粉末涂料的制备方法，它包括以下步骤：

A、称取无机纳米抗菌剂0.6～6份、有机抗菌剂0.05～0.5份与粉末涂料基料环氧树脂或聚酯树脂3～9份在高速混合机中混合均匀，经混合的物料用加料器输送到双螺杆挤出机中，进行熔融混合挤出破碎，制成母粒；

B、将A步骤所得母粒与环氧树脂11～32份、聚酯树脂11～32份、无机填料15～30份及其它助剂2～10份在高速混合机中混合均匀；

C、经混合的物料，用加料器输送到双螺杆挤出机中熔融混合挤出，然后通过压片冷却压成薄片，被冷却的薄片经破碎机破碎后，输送到空气分级磨中进行细粉碎，通过旋风分离器捕集大部分被粉碎的半成品，再经筛粉机除去杂物和粗粉末后得到粉末涂料成品，并进行包装。

通过上面的叙述可以看出，本发明具有以下优点：通过在现有的环氧-聚酯粉末涂料中引入无机纳米抗菌剂/有机抗菌剂复合体系，克服了单纯使用有机抗菌剂使用寿命短，而普通银系抗菌剂易变色的缺点，通过复合改性的方法改善了无机纳米抗菌剂在粉末涂料基体中的分散性，大大提高了环氧-聚酯粉末涂料的抗菌性能。

表1 为广州工业微生物检测中心对本发明所得制品放置一年后的抗菌性能检测数据

结论：本发明对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌的抗菌率能够到达99％以上，具有明显的抗菌效果和优良的长效抗菌性能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下实施例。

实施例1：一种长效抗菌型纳米复合改性环氧-聚酯粉末涂料，其是由下述重量份的组分组成的：

环氧树脂            35份

聚酯树脂            35份

无机纳米抗菌剂      0.6份

有机抗菌剂          0.05份

无机填料            15份

其它助剂            9.35份

所述无机纳米抗菌剂为以多孔型锐钛矿纳米二氧化钛为载体装载铈系离子所得的纳米复合抗菌剂，有机抗菌剂为玉洁新DP300，无机填料为钛白粉和沉淀硫酸钡，助剂为流平剂。

一种长效抗菌型纳米复合改性环氧-聚酯粉末涂料的制备方法，它包括以下步骤：

A、称取无机纳米抗菌剂0.6份、有机抗菌剂0.05份与粉末涂料基料环氧树脂3份在高速混合机中混合均匀，经混合的物料用加料器输送到双螺杆挤出机中，进行熔融混合挤出破碎，制成母粒；

B、将A步骤所得母粒与环氧树脂32份、聚酯树脂35份、钛白粉10份、沉淀硫酸钡5份及流平剂9.35份在高速混合机中混合均匀；

C、经混合的物料，用加料器输送到双螺杆挤出机中熔融混合挤出，然后通过压片冷却压成薄片，被冷却的薄片经破碎机破碎后，输送到空气分级磨中进行细粉碎，通过旋风分离器捕集大部分被粉碎的半成品，再经筛粉机除去杂物和粗粉末后得到粉末涂料成品，并进行包装。

实施例2：一种长效抗菌型纳米复合改性环氧-聚酯粉末涂料，其是由下述重量份的组分组成的：

环氧树脂             20份

聚酯树脂             30份

无机纳米抗菌剂       6份

有机抗菌剂           0.5份

无机填料             30份

其它助剂             10份

所述无机纳米抗菌剂为以多孔型锐钛矿纳米二氧化钛为载体装载铈系离子所得的纳米复合抗菌剂，有机抗菌剂为玉洁新DP300和DCMX，无机填料为钛白粉和碳酸钙，助剂为流平剂和有机颜料。

一种长效抗菌型纳米复合改性环氧-聚酯粉末涂料的制备方法，它包括以下步骤：

A、称取无机纳米抗菌剂6份、有机抗菌剂0.5份与粉末涂料基料聚酯树脂9份在高速混合机中混合均匀，经混合的物料用加料器输送到双螺杆挤出机中，进行熔融混合挤出破碎，制成母粒；

B、将A步骤所得母粒与环氧树脂20份、聚酯树脂21份、钛白粉20份和碳酸钙10份及流平剂和有机颜料10份在高速混合机中混合均匀；

C、经混合的物料，用加料器输送到双螺杆挤出机中熔融混合挤出，然后通过压片冷却压成薄片，被冷却的薄片经破碎机破碎后，输送到空气分级磨中进行细粉碎，通过旋风分离器捕集大部分被粉碎的半成品，再经筛粉机除去杂物和粗粉末后得到粉末涂料成品，并进行包装。

实施例3：一种长效抗菌型纳米复合改性环氧-聚酯粉末涂料，其是由下述重量份的组分组成的：

环氧树脂            30份

聚酯树脂            30份

无机纳米抗菌剂      4.8份

有机抗菌剂          0.2份

无机填料            25份

其它助剂            10份

所述无机纳米抗菌剂为以多孔型锐钛矿纳米二氧化钛为载体装载铈系离子所得的纳米复合抗菌剂，有机抗菌剂为DCMX，无机填料为钛白粉和立德粉，助剂为安息香。

一种长效抗菌型纳米复合改性环氧-聚酯粉末涂料的制备方法，它包括以下步骤：

A、称取无机纳米抗菌剂4.8份、有机抗菌剂0.2份与粉末涂料基料环氧树脂5份在高速混合机中混合均匀，经混合的物料用加料器输送到双螺杆挤出机中，进行熔融混合挤出破碎，制成母粒；

B、将A步骤所得母粒与环氧树脂25份、聚酯树脂30份、钛白粉15份和立德粉10份及安息香10份在高速混合机中混合均匀；

C、经混合的物料，用加料器输送到双螺杆挤出机中熔融混合挤出，然后通过压片冷却压成薄片，被冷却的薄片经破碎机破碎后，输送到空气分级磨中进行细粉碎，通过旋风分离器捕集大部分被粉碎的半成品，再经筛粉机除去杂物和粗粉末后得到粉末涂料成品，并进行包装。

实施例4：一种长效抗菌型纳米复合改性环氧-聚酯粉末涂料，其是由下述重量份的组分组成的：

环氧树脂           35份

聚酯树脂           20份

无机纳米抗菌剂     3.7份

有机抗菌剂         0.3份

无机填料           28份

其它助剂           2份

所述无机纳米抗菌剂为以多孔型锐钛矿纳米二氧化钛为载体装载铈系离子所得的纳米复合抗菌剂，有机抗菌剂为玉洁新DP300和DCMX，无机填料为钛白粉、碳酸钙和沉淀硫酸钡，助剂为花纹助剂。

一种长效抗菌型纳米复合改性环氧-聚酯粉末涂料的制备方法，它包括以下步骤：

A、称取无机纳米抗菌剂3.7份、有机抗菌剂0.3份与粉末涂料基料环氧树脂6份在高速混合机中混合均匀，经混合的物料用加料器输送到双螺杆挤出机中，进行熔融混合挤出破碎，制成母粒；

B、将A步骤所得母粒与环氧树脂29份、聚酯树脂20份、钛白粉15份、碳酸钙6份和沉淀硫酸钡7份及花纹助剂2份在高速混合机中混合均匀；

C、经混合的物料，用加料器输送到双螺杆挤出机中熔融混合挤出，然后通过压片冷却压成薄片，被冷却的薄片经破碎机破碎后，输送到空气分级磨中进行细粉碎，通过旋风分离器捕集大部分被粉碎的半成品，再经筛粉机除去杂物和粗粉末后得到粉末涂料成品，并进行包装。

Claims (6)

1.一种长效抗菌型纳米复合改性环氧-聚酯粉末涂料，其特征在于，其是由下述重量份的组分组成的：

环氧树脂              20～35份

聚酯树脂              20～35份

无机纳米抗菌剂        0.6～6份

有机抗菌剂            0.05～0.5份

无机填料              15～30份

其它助剂              2～10份

2.根据权利要求1所述的一种长效抗菌型纳米复合改性环氧-聚酯粉末涂料，其特征在于，所述无机纳米抗菌剂为以多孔型锐钛矿纳米二氧化钛为载体装载铈系离子所得的纳米复合抗菌剂。

3.根据权利要求1所述的一种长效抗菌型纳米复合改性环氧-聚酯粉末涂料，其特征在于，所述有机抗菌剂为2，4，4’-三氯-2’-羟基二苯醚和2，4-二氯-3，5-二甲基苯酚中的一种或一种以上。

4.根据权利要求1所述的一种长效抗菌型纳米复合改性环氧-聚酯粉末涂料，其特征在于，所述无机填料为钛白粉、碳酸钙、沉淀硫酸钡或立德粉中的一种或一种以上。

5.根据权利要求1所述的一种长效抗菌型纳米复合改性环氧-聚酯粉末涂料，其特征在于，所述助剂为流平剂、有机颜料、安息香、花纹助剂一种或一种以上。

6.一种长效抗菌型纳米复合改性环氧-聚酯粉末涂料的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：

A、称取无机纳米抗菌剂0.6～6份、有机抗菌剂0.05～0.5份与粉末涂料基料环氧树脂或聚酯树脂3～9份在高速混合机中混合均匀，经混合的物料用加料器输送到双螺杆挤出机中，进行熔融混合挤出破碎，制成母粒；

B、将A步骤所得母粒与环氧树脂11～32份、聚酯树脂11～32份、无机填料15～30份及其它助剂2～10份在高速混合机中混合均匀；

C、经混合的物料，用加料器输送到双螺杆挤出机中熔融混合挤出，然后通过压片冷却压成薄片，被冷却的薄片经破碎机破碎后，输送到空气分级磨中进行细粉碎，通过旋风分离器捕集大部分被粉碎的半成品，再经筛粉机除去杂物和粗粉末后得到粉末涂料成品，并进行包装。