CN105567030A

CN105567030A - 水性木器漆

Info

Publication number: CN105567030A
Application number: CN201510998438.8A
Authority: CN
Inventors: 苏同; 苏守梅; 韩林贝
Original assignee: Beijing Jinzhiqiao Technology Development Co Ltd
Current assignee: Beijing Jinzhiqiao Technology Development Co Ltd
Priority date: 2015-12-26
Filing date: 2015-12-26
Publication date: 2016-05-11

Abstract

本发明公开了一种水性木器漆，包括丙烯酸乳液和抗菌缓释胶囊，以及水性木器漆中可接受的助剂。其通过在抗菌剂外涂覆有一层缓释材料，达到缓慢释放抗菌剂的目的，最终满足持久杀菌防虫的效果。本发明的目的在于提供一种持久杀菌防虫的水性木器漆。

Description

水性木器漆

技术领域

本发明涉及精细化工领域，更具体地说，它涉及一种水性木器漆。

背景技术

在日益重视涂料安全和环保指标的今天，水性木器漆正因其所具有的低危害、低污染特性，逐渐为市场所接受。但目前水性木器漆也存在许多的缺点，其中之一是因为其低毒性而造成水性木器漆的防虫性能不及油性木器漆。

授权公告号为CN100387666C的中国专利公开了一种纳米银抗菌水性木器漆及其制备方法，其包含纳米银抗菌剂。这种水性木器漆虽然可达到杀菌防虫的效果，但银离子存在热力学不稳定性，其在室温下5-10年内将会大部分分解，因此纳米银抗菌剂的效力持续时间一般，无法满足长久杀菌防虫的需求。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种持久杀菌防虫的水性木器漆。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种水性木器漆，包括丙烯酸乳液和抗菌缓释胶囊，以及水性木器漆中可接受的助剂。

本发明所述的丙烯酸乳液，即水溶性丙烯酸树脂，指的是水性木器涂料中常用的丙烯酸，其多为无皂聚合、核壳聚合以及自交联少或无表面活性剂的乳液。水溶性丙烯酸树脂具有良好的耐候、耐水、耐化学药品性、保色性和附着力、高光泽、耐热和冻融稳定性，且其无毒无刺激，对人体无害，符合环保要求。由丙烯酸乳液制成的水性木器漆，其漆膜丰满光亮，色泽浅而不变色，耐热、耐溶剂、耐磨、耐烫，可打磨抛光。

在水性木器漆使用时发现，随时间延长，其杀菌防虫效力下降。普通的抗菌剂无法满足其持久杀菌防虫的效果：有机抗菌剂，微生物容易产生耐药性；银离子抗菌剂容易变色，抗菌性随之降低。本发明的水性木器漆采用抗菌缓释胶囊，使抗菌剂能缓慢释放，延长水性木器漆的杀菌防虫的有效时间，从而解决水性木器漆杀菌防虫无法持久杀菌防虫的问题。

作为优选，所述抗菌缓释胶囊由囊芯和囊衣组成，囊芯由抗菌剂和粘合剂组成，囊衣由缓释材料制成。

在实际研究中发现，使用由囊芯和囊衣制成的抗菌缓释胶囊，制备方法简单，且其能达到较好的持久杀菌防虫的效果。

作为优选，所述抗菌剂为纳米银抗菌剂，粘合剂为聚乙烯醇，缓释材料为丙烯酸树脂。

银作为抗菌剂，具有广谱抗菌、无耐药性、杀菌能力强、安全环保、具有一定的效力时间等特点，且银在纳米状态下的杀菌能力可以产生质的飞跃，使用极少量的纳米银即可产生强力的杀菌作用。聚乙烯醇，是一种极安全的高分子有机物，对人体无毒，无副作用；且其可将抗菌剂和缓释材料较好的粘合在一起。丙烯酸树脂，色浅、水白透明；其涂膜性能优异，耐光、耐候性佳，耐热，耐过度烘烤、耐化学品性及耐腐蚀等性能都极好；且其具有一定的吸湿性，其可在长期的使用过程中，将纳米银抗菌剂缓慢的释放出来。在实际研究中发现，使用丙烯酸树脂作为缓释材料、纳米银抗菌剂作为抗菌剂、聚乙烯醇作为粘合剂的抗菌缓释胶囊，其杀菌防虫的效力持续长久，且其无毒无害，安全环保。

作为优选，包括下列重量份的原料：丙烯酸乳液60～80份，抗菌缓释胶囊0.1～0.3份；按重量百分比计，所述抗菌缓释胶囊由抗菌剂65％～90％、粘合剂0.5％～10％和缓释材料5％～30％组成。

在实际研究中发现，抗菌剂65％～90％、粘合剂0.5％～10％和缓释材料5％～30％组成，得到的水性木器漆抗菌缓释胶囊能兼顾杀菌防虫的效力及其长久持续。在实际研究中发现，丙烯酸乳液60～80份，抗菌缓释胶囊0.1～0.3份，即可满足杀菌防虫的效力，安全环保，杀菌能力强。

作为优选，所述水性木器漆中可接受的助剂选自消泡剂、润湿剂、成膜助剂、打磨助剂、增稠剂中的至少一种。

在水性木器漆中添加其可接受的助剂，能保证水性木器漆的稳定性、涂覆均匀性和牢固性等，其具体效果如下：

消泡剂，能抑制生产过程中水性木器漆中产生的气泡并能使已产生的气泡逸出液面并破泡，保证水性木器漆在使用时能够均匀地涂覆在底材上。

润湿剂，能提高水性木器漆对底材的润湿性能，改进流平性，增加漆膜对底材的附着力。

成膜助剂，在水挥发后，使乳液或分散微粒形成均匀致密的膜，并能改善低温条件下的成膜性。

打磨助剂，可改善木器表面滑爽性，避免机械打磨时温度上升，导致涂膜变软粘在砂纸上或糊住砂轮。

增稠剂，增加漆液的黏度，提高一次涂装的湿膜厚度。

作为优选，所述成膜助剂选自二丙二醇丁醚、二乙二醇丁醚中的至少一种；所述打磨助剂为硬脂酸锌打磨剂；所述增稠剂为聚氨酯类增稠剂，其选自PUR62、PUR40中的至少一种。

二丙二醇丁醚和二乙二醇丁醚，其沸点高，环保性能优越，混溶性好，挥发度低，容易被乳胶粒子吸收，能形成优异的连续涂膜。其在水挥发后，使乳液或分散微粒形成均匀致密的膜，并能改善低温条件下的成膜性。且其对木材中的油脂具有良好的溶解性，大大提高了对木材的润湿性，从而提高了水性木器漆的透明度和附着力。

硬脂酸锌打磨剂，其由硬脂酸锌和水分散成浆液，其能与水性木器漆相容并能很好的分散在水性木器漆中，能提高打磨助剂的效果。

PUR62为德国明凌公司提供的水性聚氨酯缔合型增稠剂PUR62型号，其非离子型的特殊聚氨酯的溶质组成，其活性份约为32％。PUR40为德国明凌公司提供的水性涂料用聚氨酯增稠流平剂，其包括非离子型的特殊聚氨酯组成的溶质和丁基三乙二醇/水组成的溶剂，其活性份约为40％。两者结合使用，除了具有增稠流平的作用，还能增进稳定粘度，且其不受pH影响，具有优异的流动性和光泽性。

作为优选，所述水性木器漆中还包括聚环氧乙烷，所述聚烯酸乳液和聚环氧乙烷的重量比为60～80∶1～10。

聚环氧乙烷，又称聚氧化乙烯(PEO)或聚乙二醇(PEG)，其无毒可药用，安全环保。聚环氧乙烷在水中具有较好的溶解性，且其吸湿性较低、溶液流变性优异，聚环氧乙烷在水性木器漆中分散均匀，且其可以减少水性木器漆的吸湿，起到防潮防霉的效果。聚环氧乙烷的水溶液是一种假塑性液体，细菌不易在其上生长，其能抑制在水性木器漆的生产和存储过程中细菌的滋生；同时，其可以作为增稠剂，能提高水性木器漆的切变黏度，从而形成均匀平滑的漆膜。聚环氧乙烷和聚丙烯酸能形成络合物，其络合作用有助于润湿表面，并提高其润滑性及流动性。

作为优选，所述聚环氧乙烷的相对分子量为200～20000或1×10⁵～1×10⁶。

聚环氧乙烷的相对分子量为200～20000时，也被称为聚乙二醇(PEG)，其为粘性液体或蜡状固体；聚环氧乙烷的相对分子量为1×10⁵～1×10⁶时，也被称为聚氧化乙烯(PEO)，其是白色可流动性粉末。这两种聚环氧乙烷在水性木器漆中流动性均较好，分散性好，能保证产品的均一稳定性。

作为优选，包括下列重量份的原料：丙烯酸乳液60～80份，聚环氧乙烷1～10份，消泡剂0.1～0.3份，润湿剂0.1～0.3份，二丙二醇丁醚2～6份，二乙二醇丁醚2～3份，硬脂酸锌打磨剂7～10份，0.1～0.2份PUR62，0.1～0.3份PUR40，抗菌缓释胶囊0.1～0.3份，水5～10份；按重量百分比计，所述抗菌缓释胶囊由抗菌剂65％～90％、粘合剂0.5％～10％和缓释材料5％～30％组成。

在实际研究中发现，丙烯酸乳液60～80份，聚环氧乙烷1～10份，消泡剂0.1～0.3份，润湿剂0.1～0.3份，二丙二醇丁醚2～6份，二乙二醇丁醚2～3份，硬脂酸锌打磨剂7～10份，0.1～0.2份PUR62，0.1～0.3份PUR40，抗菌缓释胶囊0.1～0.3份，水5～10份；按重量百分比计，所述抗菌缓释胶囊由抗菌剂65％～90％、粘合剂0.5％～10％和缓释材料5％～30％组成，得到的水性木器漆的综合性能最佳：长久杀菌防虫、安全环保，防潮防霉效果好，均一稳定、分散和涂覆均匀。

通过采用上述技术方案，具有以下有益效果：

1.无毒无害，安全环保。

2.杀菌能力强，且能持久杀菌防虫。

3.综合性能强，水性木器漆均一稳定，具有优异的流动性和光泽性，且其涂覆后得到的产品均匀、附着力强、透明。

4.防潮防霉效果好。

具体实施方式

丙烯酸乳液采用美国noveon公司的carboset505。聚环氧乙烷有美国陶氏公司的相对分子量为200～20000的聚乙二醇(PEG)或相对分子量为1×10⁵～1×10⁶的称为聚氧化乙烯(PEO)。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。润湿剂有德国科宁公司的Hydropalt系列，德国毕克化公司的BYK系列。丙二醇丁醚和二乙二醇丁醚均采用国药集团的CP级。硬脂酸锌打磨剂，有按专利CN102746727B的实施例1制备得到，其固含量为45％；有佛山市顺德区依瑞斯贸易有限公司提供的优级纯GR，其固含量为40％。PUR62为德国明凌公司的PUR62。PUR40为德国明凌公司的PUR40。纳米银抗菌剂，有按专利CN102197825B的实施例1制备得到，有北京洁尔爽公司提供的scj-951型号。聚乙烯醇，有日本可乐丽公司的217型号，有川维聚乙烯醇系列。包衣液用的丙烯酸树脂为药用级。

其余试剂均采自国药集团。

实施例1-7

1.抗菌缓释胶囊的制备：

取纳米银抗菌剂，粉碎过80目筛，置于流化床包衣造粒机的料室内，5％wt聚乙烯醇的水溶液为粘合剂，开动流化床包衣造粒机得到囊芯。

将囊芯置流化床包衣造粒机内，进行包衣，包衣液为5％wt丙烯酸树脂的水溶液。于40℃下干燥24小时，得到干燥的抗菌缓释胶囊。其中纳米银抗菌剂、聚乙烯醇和丙烯酸树脂的配方比例见表2。

2.水性木器漆的制备：

在搅拌釜中加入水和丙烯酸乳液，以1000～1200转/分钟的速度搅拌，加入聚环氧乙烷、丙二醇丁醚、二乙二醇丁醚和硬脂酸锌打磨剂，搅拌均匀。将搅拌速度降低至200～500转/分钟，依次加入消泡剂、润湿剂、PUR62、PUR40和抗菌缓释胶囊，搅拌均匀，即得水性木器漆。其中各组分比例见表1。

表1水性木器漆的制备

表2抗菌缓释胶囊的制备

对比例：抗细菌性能及抗细菌耐久性能测试

参照国家标准GB/T21866-2008《抗菌涂料(漆膜)抗菌性测定法和抗菌效果》检测，通过定量接种细菌于待检验样板上，用贴膜的方法使细菌均匀接触样板，经过一定时间的培养后，检测样板中的活菌数，并计算出样板的抗细菌率。

参照样及试验样制备：

阴性对照样板：编号A，是未放任何试板的直径为90mm的灭菌培养皿中50mm×50mm面积大小的空板。

抗菌对照样板：编号B，是添加有抗菌成分的水性木器漆试板，该水性木器漆是按照授权公告号为CN100387666C的中国专利的制备实施例1-7制备得到，其分别得到B1-B7。

抗菌试验样板：编号C，是添加有抗菌成分的水性木器漆试板，该水性木器漆是按照本发明的实施例1-7制备得到，其分别得到C1-C7。

水性木器漆试板制备：按GB/T3186的规定进行取样。制备试板所用底材为木板。按照GB/T1727要求涂膜，水性木器漆的施涂为两次涂刷，第一遍表干后涂刷第二遍，涂膜总厚度湿膜小于100μm，样板应平整、无锈、无油污等，水性木器漆要封住整个木板。试板涂刷后安装GB/T9278规定的条件干燥7天，保证试板涂膜完全干后再用于实验。将涂刷好的试板裁成50mm×50mm大小的试板10片，在试验前用超净工作台中紫外灭菌等消毒处理试板5分钟。

其测试结果见表3，行业标准的抗菌效果分级规定见表4。从表3和表4可知，抗菌对照样板和抗菌试验样板的抗细菌性能均≥99.0％，因此对照样和试验样均具有较强的抗菌能力，其均符合表4规定的I级抗细菌性能。在抗细菌耐久性能上而言，抗菌对照样板在88.2％～91.0％范围内，而抗菌试验样板均＞97.0％，因此试验样较对照样而具有更好的抗细菌耐久性能，且试验样的抗细菌耐久性能符合表4规定的I级抗细菌耐久性能。

表3抗细菌性能及抗细菌耐久性能测试

表4抗菌效果分级规定

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种水性木器漆，其特征在于，包括丙烯酸乳液和抗菌缓释胶囊，以及水性木器漆中可接受的助剂。

2.根据权利要求1所述的水性木器漆，其特征在于，所述抗菌缓释胶囊由囊芯和囊衣组成，囊芯由抗菌剂和粘合剂组成，囊衣由缓释材料制成。

3.根据权利要求2所述的水性木器漆，其特征在于，所述抗菌剂为纳米银抗菌剂，粘合剂为聚乙烯醇，缓释材料为丙烯酸树脂。

4.根据权利要求2或3所述的水性木器漆，其特征在于，包括下列重量份的原料：丙烯酸乳液60～80份，抗菌缓释胶囊0.1～0.3份；按重量百分比计，所述抗菌缓释胶囊由抗菌剂65％～90％、粘合剂0.5％～10％和缓释材料5％～30％组成。

5.根据权利要求1所述的水性木器漆，其特征在于，所述水性木器漆中可接受的助剂选自消泡剂、润湿剂、成膜助剂、打磨助剂、增稠剂中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的水性木器漆，其特征在于，所述成膜助剂选自二丙二醇丁醚、二乙二醇丁醚中的至少一种；所述打磨助剂为硬脂酸锌打磨剂；所述增稠剂为聚氨酯类增稠剂，其选自PUR62、PUR40中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的水性木器漆，其特征在于，所述水性木器漆中还包括聚环氧乙烷，所述聚烯酸乳液和聚环氧乙烷的重量比为60～80∶1～10。

8.根据权利要求7所述的水性木器漆，其特征在于，所述聚环氧乙烷的相对分子量为200～20000或1×10⁵～1×10⁶。

9.根据权利要求1所述的水性木器漆，其特征在于，包括下列重量份的原料：丙烯酸乳液60～80份，聚环氧乙烷1～10份，消泡剂0.1～0.3份，润湿剂0.1～0.3份，二丙二醇丁醚2～6份，二乙二醇丁醚2～3份，硬脂酸锌打磨剂7～10份，0.1～0.2份PUR62，0.1～0.3份PUR40，抗菌缓释胶囊0.1～0.3份，水5～10份；按重量百分比计，所述抗菌缓释胶囊由抗菌剂65％～90％、粘合剂0.5％～10％和缓释材料5％～30％组成。