CN106085118A - 一种环保防水抗菌涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种环保防水抗菌涂料及其制备方法，所述涂料包括如下成分：有机硅改性环氧树脂，双酚A型环氧树脂，乙酸乙酯，聚乙烯醇，膨润土，十二烷基苯磺酸钠，纳米二氧化钛，甲基异噻唑啉酮，柠檬酸钠，柠檬酸三丁酯，抗菌剂，消泡剂，分散剂，成膜助剂，增稠剂，异丙醇，去离子水。所述涂料采用所述涂料采用有机硅改性环氧树脂配合双酚A型环氧树脂，具有良好的光泽度、良好的抗静电能力、较好的力学性能、耐老化性能及耐化学腐蚀性能，加入甲基异噻唑啉酮和抗菌剂，可有效提升涂料抗菌能力，而且还具有价格和环保优势，附着力强、延展性好、耐高温、使用寿命长，涂覆时采用辊涂代替喷涂，有效改善生产环境，有利于工人身体健康。

Description

一种环保防水抗菌涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种环保防水抗菌涂料及其制备方法。
背景技术
涂料，在中国传统名称为油漆。所谓涂料是涂覆在被保护或被装饰的物体表面，并能与被涂物形成牢固附着的连续薄膜，通常是以树脂、或油、或乳液为主，添加或不添加颜料、填料，添加相应助剂，用有机溶剂或水配制而成的粘稠液体。中国涂料界比较权威的《涂料工艺》一书是这样定义的：“涂料是一种材料，这种材料可以用不同的施工工艺涂覆在物件表面，形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜。这样形成的膜通称涂膜，又称漆膜或涂层。”
人们日常使用涂料过程中经常会接触到一些有毒害作用的化合物，这些化合物会对环境和人体健康造成一定的毒害作用。
而抗菌涂料是具有抗菌作用的涂料称为抗菌涂料。建筑防霉涂料的主要特点是这类涂料既具有优良的防霉性能，又具备良好的装饰性能。
随着人类对自身健康状况的重视，我们朝夕相处的居住环境也越来越受到关注。居室环境微生物污染状况的一项调查表明：农村抗菌总数为138.94cfu/cm2，城镇为72.10cfu/cm2。可见居室环境中微生物造成的污染是不可忽视的。抗菌涂料可直接涂装在各种材料上，因其使用方便而备受关注，开发具有抗菌功能的涂料是涂料工业发展的方向之一。目前，涂料用抗菌剂主要有天然抗菌剂、有机抗菌剂和无机抗菌剂三大类。近年来，随着涂料行业对挥发性有害有机化合物含量的控制愈加严格，涂料水性化趋势越来越明显。如果涂膜表面存在有害微生物，与人体接触后，还会传染各种疾病，威胁人体健康。
因此，对于抗菌涂料，目前国内主要存在如下专利文献：
专利公开号：CN105623336A，公开了一种医用防水杀菌涂料及其制备方法，原料为：丙烯酸乙酯、酪朊酸钠、苯乙烯、溴化十二烷基二甲基苄基铵、二氧化硅、氧化镁、水、磷酸锌、氧化锌和顺丁烯二酸酐；产品杀菌性能优异，适用于医疗材料的涂饰保护，黏度20-30s，附着力1-2级，柔韧性1-3mm；无毒，触变性能好，表干时间1-5h，实干16-20h，45°光泽85-95％；耐水性4-8d无变化，肖氏硬度30-50，弹性伸长率400-600％。然而，该专利所提供的涂料，主要用于医疗材料的涂饰保护，价格昂贵，不适合推广。
此外，现有涂料的涂装方式大多采用喷涂，喷涂是通过喷枪或碟式雾化器，借助于压力或离心力，分散成均匀而微细的雾滴，施涂于被涂物表面的涂装方法。喷涂中的主要问题是高度分散的漆雾和挥发出来的溶剂(即挥发性有机污染物，VOCs)，既污染环境，不利于人体健康，又浪费涂料，造成经济损失。挥发、扩散到空气中的涂料，则形成挥发性有机污染物，危害人体健康。在喷涂车间，涂料作为挥发性有机污染物的主要来源，喷涂车间内空气中挥发性有机化合物浓度过高时很容易引起急性中毒，轻者会出现头痛、头晕、咳嗽、恶心、呕吐、或呈酩醉状；重者会出现肝中毒甚至很快昏迷，有的还可能有生命危险。长期待在挥发性有机化合物污染的喷涂车间内，可引起慢性中毒，损害肝脏和神经系统、引起全身无力、瞌睡、皮肤瘙痒等。
发明内容
为解决上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种环保防水抗菌涂料及其制备方法，所述涂料采用所述涂料采用有机硅改性环氧树脂配合双酚A型环氧树脂，具有良好的光泽度、良好的抗静电能力、较好的力学性能、耐老化性能及耐化学腐蚀性能，加入甲基异噻唑啉酮和抗菌剂，可有效提升涂料抗菌能力，而且还具有价格和环保优势，附着力强、延展性好、耐高温、使用寿命长，涂覆时采用辊涂代替喷涂，有效改善生产环境，有利于工人身体健康。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种环保防水抗菌涂料，所述涂料包括如下重量份的成分：有机硅改性环氧树脂：15～25份，双酚A型环氧树脂：10～20份，乙酸乙酯：15～25份，聚乙烯醇：5～10份，膨润土：5～10份，十二烷基苯磺酸钠：1～5份，纳米二氧化钛：1～5份，甲基异噻唑啉酮：1～5份，柠檬酸钠：1～5份，柠檬酸三丁酯：1～5份，抗菌剂：1～5份，消泡剂：1～5份，分散剂：1～5份，成膜助剂：1～5份，增稠剂：1～5份，异丙醇：15～25份，去离子水：30～40份。
进一步，所述涂料包括如下重量份的成分：有机硅改性环氧树脂：15～20份，双酚A型环氧树脂：15～20份，乙酸乙酯：20～25份，聚乙烯醇：7～10份，膨润土：5～8份，十二烷基苯磺酸钠：1～3份，纳米二氧化钛：2～5份，甲基异噻唑啉酮：3～5份，柠檬酸钠：1～4份，柠檬酸三丁酯：3～5份，抗菌剂：2～5份，消泡剂：1～3份，分散剂：2～5份，成膜助剂：1～4份，增稠剂：3～5份，异丙醇：20～25份，去离子水：30～35份。
优选地，所述涂料包括如下重量份的成分：有机硅改性环氧树脂：20份，双酚A型环氧树脂：15份，乙酸乙酯：20份，聚乙烯醇：8份，膨润土：7份，十二烷基苯磺酸钠：2份，纳米二氧化钛：3份，甲基异噻唑啉酮：4份，柠檬酸钠：3份，柠檬酸三丁酯：4份，抗菌剂：2份，消泡剂：2份，分散剂：3份，成膜助剂：4份，增稠剂：3份，异丙醇：20份，去离子水：35份。
另，所述有机硅改性环氧树脂的制备方法包括如下步骤：将20～30重量份的氨基硅油和15～25重量份的双酚A环氧树脂溶解于30～40重量份丙酮中，以200～300r/min的转速搅拌20～30min，升温至110～130℃，反应2～3h，反应结束后，减压蒸馏去除丙酮，然后将改性树脂与对5～10重量份的二氨基-二苯-甲烷混合，以100～200r/min的转速搅拌10～20min，干燥，冷却至室温，得所述有机硅改性环氧树脂。
另有，所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚或聚二甲基硅氧烷。
再，所述分散剂为脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯中的一种。
再有，所述增稠剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯中的一种。
且，所述成膜助剂为十二醇酯或丙二醇。
另，所述抗菌剂为4，5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮。
同时，本发明还提供一种环保防水抗菌涂料的制备方法，包括如下步骤：将所述有机硅改性环氧树脂、双酚A型环氧树脂、乙酸乙酯及柠檬酸三丁酯加入搅拌机中，以900～1000r/min的转速搅拌10～15min，加入聚乙烯醇、膨润土、十二烷基苯磺酸钠、纳米二氧化钛、甲基异噻唑啉酮、柠檬酸钠、抗菌剂、消泡剂、分散剂、成膜助剂、增稠剂、异丙醇及去离子水，将转速提升至1200～1500r/min，搅拌30～40min，得所述环保防水抗菌涂料。
本发明的有益效果在于：
所述涂料采用所述涂料采用有机硅改性环氧树脂配合双酚A型环氧树脂，具有良好的光泽度、良好的抗静电能力、较好的力学性能、耐老化性能及耐化学腐蚀性能，加入甲基异噻唑啉酮和抗菌剂，可有效提升涂料抗菌能力，而且还具有价格和环保优势，附着力强、延展性好、耐高温、使用寿命长，涂覆时采用辊涂代替喷涂，有效改善生产环境，有利于工人身体健康。辊涂成型快干的辊涂工艺代替喷涂工艺，涂装时塑胶漆的利用度能达到90％以上，减少了空气中的挥发和浪费，有效降低因喷涂导致塑胶漆挥发形成的VOCs，辊涂车间内VOCs排放量≤420ppm，环保效果好。可有效吸收电磁波，消除辐射危害，并可吸附甲醛，净化空气，降低空气中甲醛含量。理论遮盖率：8-12m2/kg(漆膜厚度＝20微米)；导电效应：≤0.025欧姆/cm2(漆膜厚度不少20微米)，膜厚：20～25微米(ASTM D4138-94)。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明做进一步的说明，但实施例并不限制本发明的保护范围。
本发明所提供的一种环保防水抗菌涂料，所述涂料包括如下重量份的成分：有机硅改性环氧树脂：15～25份，双酚A型环氧树脂：10～20份，乙酸乙酯：15～25份，聚乙烯醇：5～10份，膨润土：5～10份，十二烷基苯磺酸钠：1～5份，纳米二氧化钛：1～5份，甲基异噻唑啉酮：1～5份，柠檬酸钠：1～5份，柠檬酸三丁酯：1～5份，抗菌剂：1～5份，消泡剂：1～5份，分散剂：1～5份，成膜助剂：1～5份，增稠剂：1～5份，异丙醇：15～25份，去离子水：30～40份。
进一步，所述涂料包括如下重量份的成分：有机硅改性环氧树脂：15～20份，双酚A型环氧树脂：15～20份，乙酸乙酯：20～25份，聚乙烯醇：7～10份，膨润土：5～8份，十二烷基苯磺酸钠：1～3份，纳米二氧化钛：2～5份，甲基异噻唑啉酮：3～5份，柠檬酸钠：1～4份，柠檬酸三丁酯：3～5份，抗菌剂：2～5份，消泡剂：1～3份，分散剂：2～5份，成膜助剂：1～4份，增稠剂：3～5份，异丙醇：20～25份，去离子水：30～35份。
优选地，所述涂料包括如下重量份的成分：有机硅改性环氧树脂：20份，双酚A型环氧树脂：15份，乙酸乙酯：20份，聚乙烯醇：8份，膨润土：7份，十二烷基苯磺酸钠：2份，纳米二氧化钛：3份，甲基异噻唑啉酮：4份，柠檬酸钠：3份，柠檬酸三丁酯：4份，抗菌剂：2份，消泡剂：2份，分散剂：3份，成膜助剂：4份，增稠剂：3份，异丙醇：20份，去离子水：35份。
另，所述有机硅改性环氧树脂的制备方法包括如下步骤：将20～30重量份的氨基硅油和15～25重量份的双酚A环氧树脂溶解于30～40重量份丙酮中，以200～300r/min的转速搅拌20～30min，升温至110～130℃，反应2～3h，反应结束后，减压蒸馏去除丙酮，然后将改性树脂与对5～10重量份的二氨基-二苯-甲烷混合，以100～200r/min的转速搅拌10～20min，干燥，冷却至室温，得所述有机硅改性环氧树脂。
另有，所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚或聚二甲基硅氧烷。
再，所述分散剂为脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯中的一种。
再有，所述增稠剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯中的一种。
且，所述成膜助剂为十二醇酯或丙二醇。
另，所述抗菌剂为4，5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮。
同时，本发明还提供一种环保防水抗菌涂料的制备方法，包括如下步骤：将所述有机硅改性环氧树脂、双酚A型环氧树脂、乙酸乙酯及柠檬酸三丁酯加入搅拌机中，以900～1000r/min的转速搅拌10～15min，加入聚乙烯醇、膨润土、十二烷基苯磺酸钠、纳米二氧化钛、甲基异噻唑啉酮、柠檬酸钠、抗菌剂、消泡剂、分散剂、成膜助剂、增稠剂、异丙醇及去离子水，将转速提升至1200～1500r/min，搅拌30～40min，得所述环保防水抗菌涂料。
其中，表1为本发明各实施例所述一种环保防水抗菌涂料成分列表。表2为本发明各实施例所述一种环保防水抗菌涂料中有机硅改性环氧树脂的成分列表。
表1(单位：重量份)
表2(单位：重量分)
将本发明实施例所述一种环保防水抗菌涂料通过辊涂方式涂覆，在200℃下固化后，冷却至室温，放置48小时，其中，耐冲击性能测试方法参照国家标准GB/T1732-93规定的测定漆膜耐冲击性能的方法，以固定质量(1kg)的重锤落于试板上而不引起漆膜破坏的最大高度(cm)表示漆膜耐冲击性能，高达70～80cm。
采用本发明所提供的一种环保防水抗菌涂料，T弯性能可达1T。在230℃高温下不开裂、不变色，抗老化能力强，放置在户外连续日照10～15年不泛黄、不变色。耐酸耐腐蚀能力强，将辊涂好的产品放入85℃水内煮2H生再逐渐加热到100℃，产品无变色、掉漆、起泡。在常温下用5％的Nad溶液浸泡24H后，产品表面无锈蚀、变色及镀层脱落。把纯棉布蘸满95％酒精包在500g砝码上，以每分钟40-60次的速度(20mm)左右的行程在产品表面擦试50个循环，无掉色脱油。所得涂料涂膜铅笔硬度高达4～5H。
需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种环保防水抗菌涂料，其特征在于，所述涂料包括如下重量份的成分：
有机硅改性环氧树脂：15~25份，双酚A型环氧树脂：10~20份，乙酸乙酯：15~25份，聚乙烯醇：5~10份，膨润土：5~10份，十二烷基苯磺酸钠：1~5份，纳米二氧化钛：1~5份，甲基异噻唑啉酮：1~5份，柠檬酸钠：1~5份，柠檬酸三丁酯：1~5份，抗菌剂：1~5份，消泡剂：1~5份，分散剂：1~5份，成膜助剂：1~5份，增稠剂：1~5份，异丙醇：15~25份，去离子水：30~40份。
2.根据权利要求1所述的环保防水抗菌涂料，其特征在于，所述涂料包括如下重量份的成分：有机硅改性环氧树脂：15~20份，双酚A型环氧树脂：15~20份，乙酸乙酯：20~25份，聚乙烯醇：7~10份，膨润土：5~8份，十二烷基苯磺酸钠：1~3份，纳米二氧化钛：2~5份，甲基异噻唑啉酮：3~5份，柠檬酸钠：1~4份，柠檬酸三丁酯：3~5份，抗菌剂：2~5份，消泡剂：1~3份，分散剂：2~5份，成膜助剂：1~4份，增稠剂：3~5份，异丙醇：20~25份，去离子水：30~35份。
3.根据权利要求1所述的环保防水抗菌涂料，其特征在于，所述涂料包括如下重量份的成分：有机硅改性环氧树脂：20份，双酚A型环氧树脂：15份，乙酸乙酯：20份，聚乙烯醇：8份，膨润土：7份，十二烷基苯磺酸钠：2份，纳米二氧化钛：3份，甲基异噻唑啉酮：4份，柠檬酸钠：3份，柠檬酸三丁酯：4份，抗菌剂：2份，消泡剂：2份，分散剂：3份，成膜助剂：4份，增稠剂：3份，异丙醇：20份，去离子水：35份。
4.根据权利要求1所述的环保防水抗菌涂料，其特征在于，所述有机硅改性环氧树脂的制备方法包括如下步骤：将20~30重量份的氨基硅油和15~25重量份的双酚A环氧树脂溶解于30~40重量份丙酮中，以200~300r/min的转速搅拌20~30min，升温至110~130℃，反应2~3h，反应结束后，减压蒸馏去除丙酮，然后将改性树脂与对5~10重量份的二氨基-二苯-甲烷混合，以100~200r/min的转速搅拌10~20min，干燥，冷却至室温，得所述有机硅改性环氧树脂。
5.根据权利要求1所述的环保防水抗菌涂料，其特征在于，所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚或聚二甲基硅氧烷。
6.根据权利要求1所述的环保防水抗菌涂料，其特征在于，所述分散剂为脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯中的一种。
7.根据权利要求1所述的环保防水抗菌涂料，其特征在于，所述增稠剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯中的一种。
8.根据权利要求1所述的环保防水抗菌涂料，其特征在于，所述成膜助剂为十二醇酯或丙二醇。
9.根据权利要求1所述的环保防水抗菌涂料，其特征在于，所述抗菌剂为4,5-二氯-2-正辛基-3-异噻唑啉酮。
10.一种根据权利要求1~9中任一项所述的环保防水抗菌涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将所述有机硅改性环氧树脂、双酚A型环氧树脂、乙酸乙酯及柠檬酸三丁酯加入搅拌机中，以900~1000r/min的转速搅拌10~15min，加入聚乙烯醇、膨润土、十二烷基苯磺酸钠、纳米二氧化钛、甲基异噻唑啉酮、柠檬酸钠、抗菌剂、消泡剂、分散剂、成膜助剂、增稠剂、异丙醇及去离子水，将转速提升至1200~1500r/min，搅拌30~40min，得所述环保防水抗菌涂料。
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