CN106221470A - 一种抗菌性涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗菌性涂料，其原料包括：水性丙烯酸酯乳液、水性聚氨酯树脂、铝溶胶、碳酸钙晶须、氧化锌、纳米玻璃纤维、硫酸钡、纳米氧化锆、蒙脱土、纳米二氧化钛、成膜助剂、消泡剂BYK‑1660、消泡剂BYK‑024、消泡剂BYK‑037、流平剂、润湿剂、壳聚糖、六甲基二硅氧烷、水。本发明提出的抗菌性涂料，其耐水性和耐磨性好，抗菌性能优异。

Description

一种抗菌性涂料
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种抗菌性涂料。
背景技术
丙烯酸涂料成膜后具有较高的硬度、优异的光泽和耐化学品性，并且成本较低，广泛地应用于汽车、建筑和家具行业。传统的溶剂型丙烯酸涂料在成膜过程中会释放大量的挥发性有机化合物，对环境造成污染。但是水性丙烯酸涂料仍存在很多不足，例如涂膜硬度偏低，耐磨性不是很好，抗菌性能欠佳，阻碍了它的发展。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种抗菌性涂料，其耐水性和耐磨性好，抗菌性能优异。
本发明提出的一种抗菌性涂料，其原料按重量份包括：水性丙烯酸酯乳液80-100份、水性聚氨酯树脂8-15份、铝溶胶5-30份、碳酸钙晶须2-10份、氧化锌1-5份、纳米玻璃纤维2-5份、硫酸钡1-8份、纳米氧化锆1-5份、蒙脱土1-5份、纳米二氧化钛2-10份、成膜助剂1-5份、消泡剂BYK-1660 0.05-0.5份、消泡剂BYK-024 0.1-0.5份、消泡剂BYK-037 0.1-0.5份、流平剂0.1-1份、润湿剂0.5-1.5份、壳聚糖2-5份、六甲基二硅氧烷2-5份、水5-20份。
优选地，其原料按重量份包括：水性丙烯酸酯乳液88-95份、水性聚氨酯树脂9-13份、铝溶胶11-18份、碳酸钙晶须4.8-6.3份、氧化锌2.9-3.4份、纳米玻璃纤维3.7-4.2份、硫酸钡4.2-5.3份、纳米氧化锆2.8-3.6份、蒙脱土3.2-3.8份、纳米二氧化钛5-6份、成膜助剂2-3.7份、消泡剂BYK-1660 0.2-0.3份、消泡剂BYK-024 0.3-0.4份、消泡剂BYK-037 0.32-0.4份、流平剂0.45-0.7份、润湿剂0.9-1.3份、壳聚糖3.2-3.8份、六甲基二硅氧烷2.8-3.3份、水8-15份。
优选地，其原料按重量份包括：水性丙烯酸酯乳液90份、水性聚氨酯树脂11份、铝溶胶14份、碳酸钙晶须5.2份、氧化锌3.1份、纳米玻璃纤维4份、硫酸钡5份、纳米氧化锆3.2份、蒙脱土3.7份、纳米二氧化钛5.4份、成膜助剂2.5份、消泡剂BYK-1660 0.1份、消泡剂BYK-024 0.36份、消泡剂BYK-037 0.37份、流平剂0.6份、润湿剂1.2份、壳聚糖3.6份、六甲基二硅氧烷3份、水12份。
优选地，所述纳米二氧化钛为改性纳米二氧化钛；所述改性纳米二氧化钛按照以下工艺进行制备：将微晶纤维素加入氢氧化钠和尿素的混合水溶液中，搅拌均匀后冷藏得到溶液A；将钛酸四正丁酯、正硅酸乙酯和溶液A加入高压反应釜中，然后在120-160℃的条件下反应10-20h，反应结束后经离心、洗涤、干燥，得到所述改性纳米二氧化钛。
优选地，所述纳米二氧化钛为改性纳米二氧化钛；所述改性纳米二氧化钛按照以下工艺进行制备：按重量份将2-5份微晶纤维素加入80-100份氢氧化钠和尿素的混合水溶液中，其中，氢氧化钠和尿素的混合水溶液中，氢氧化钠的质量分数为10-20％，尿素的质量分数为15-30％，搅拌均匀后在-10～15℃下冷藏3-5h得到溶液A；按重量份将5-10份钛酸四正丁酯、2-5份正硅酸乙酯和15-30份溶液A加入高压反应釜中，然后在135-150℃的条件下反应12-17h，反应结束后经离心、洗涤、干燥，得到所述改性纳米二氧化钛；其中，在改性纳米二氧化钛的制备过程中，加入了微晶纤维素、钛酸四正丁酯和正硅酸乙酯为原料，通过控制反应的条件，形成了纳米二氧化钛和纳米二氧化硅，其中微晶纤维素作为纳米二氧化钛和纳米二氧化硅的骨架和支撑物，提高了纳米二氧化钛和纳米二氧化硅在体系中的分散性，降低了材料的成本，同时提高了改性纳米二氧化钛的耐水性，与体系中的壳聚糖配合，进一步提高了体系的抗菌性能。
优选地，所述成膜助剂按照以下工艺进行制备：将松香、环氧大豆油在150-170℃下熔融共混均匀，调节温度为75-85℃后加入甲基丙烯酸十二氟庚酯、乙烯基三乙氧基硅烷、三苯基磷和二丁基羟基甲苯，搅拌50-100min，然后加入过硫酸铵搅拌50-100min得到所述成膜助剂；在成膜助剂的制备过程中，选择了松香、环氧大豆油、甲基丙烯酸十二氟庚酯、乙烯基三乙氧基硅烷为原料，通过控制反应的条件，使松香与甲基丙烯酸十二氟庚酯、乙烯基三乙氧基硅烷发生了聚合反应，同时环氧大豆油发生了开环反应，从而将松香、环氧大豆油、甲基丙烯酸十二氟庚酯、乙烯基三乙氧基硅烷结合为一体，得到了成膜助剂，将其加入体系中，一方面调节了体系的粘度，增加了体系的流动性，提高了漆膜的成膜性，与特定种类的润湿剂、消泡剂和流平剂配合，获得了更加稳定的网状组织结构，提高了体系的稳定性，使得到的漆膜光滑均匀；另一方面，因在体系中引入了氟、硅原子，改善了漆膜的耐水性和耐热性。
优选地，在成膜助剂的制备过程中，松香、环氧大豆油、甲基丙烯酸十二氟庚酯、乙烯基三乙氧基硅烷的重量比为2-5:5-10:5-12:2-5。
优选地，在成膜助剂的制备过程中，三苯基磷的重量为环氧大豆油重量的2-5％，二丁基羟基甲苯的重量为环氧大豆油重量的0.5-2％；过硫酸铵的重量为甲基丙烯酸十二氟庚酯重量的0.5-3％。
优选地，所述流平剂为流平剂BYK333。
优选地，所述润湿剂为烷基酚聚氧乙烯醇。
本发明所述抗菌性涂料可以按照常规的水性丙烯酸酯涂料制备工艺制备而成。
本发明所述抗菌性涂料的原料中，以水性丙烯酸酯乳液为主料，并加入了水性聚氨酯树脂和铝溶胶对其进行改性，从而将聚氨酯较高的拉伸强度和抗冲强度、优异的耐磨性与水性丙烯酸树脂良好的附着力、耐候性有机结合，再适当配合铝溶胶后，使三者的性能协同，增强了漆膜对基材表面的吸附力，同时改善了漆膜的硬度、耐水性、耐候性、耐磨性和附着力；碳酸钙晶须、氧化锌、纳米玻璃纤维、硫酸钡、纳米氧化锆、蒙脱土、纳米二氧化钛在体系中作为填料体系，与体系的相容性好，配合特定的助剂后，与基底的结合力强，能有效改善涂层的附着力、流平性、抗菌性，且不易剥落、开裂。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种抗菌性涂料，其原料按重量份包括：水性丙烯酸酯乳液100份、水性聚氨酯树脂8份、铝溶胶30份、碳酸钙晶须2份、氧化锌5份、纳米玻璃纤维2份、硫酸钡8份、纳米氧化锆1份、蒙脱土5份、纳米二氧化钛2份、成膜助剂5份、消泡剂BYK-1660 0.05份、消泡剂BYK-024 0.5份、消泡剂BYK-037 0.1份、流平剂1份、润湿剂0.5份、壳聚糖5份、六甲基二硅氧烷2份、水20份。
实施例2
本发明提出的一种抗菌性涂料，其原料按重量份包括：水性丙烯酸酯乳液80份、水性聚氨酯树脂15份、铝溶胶5份、碳酸钙晶须10份、氧化锌1份、纳米玻璃纤维5份、硫酸钡1份、纳米氧化锆5份、蒙脱土1份、纳米二氧化钛10份、成膜助剂1份、消泡剂BYK-1660 0.5份、消泡剂BYK-024 0.1份、消泡剂BYK-037 0.5份、流平剂0.1份、润湿剂1.5份、壳聚糖2份、六甲基二硅氧烷5份、水5份；
其中，所述纳米二氧化钛为改性纳米二氧化钛；所述改性纳米二氧化钛按照以下工艺进行制备：将微晶纤维素加入氢氧化钠和尿素的混合水溶液中，搅拌均匀后冷藏得到溶液A；将钛酸四正丁酯、正硅酸乙酯和溶液A加入高压反应釜中，然后在120℃的条件下反应20h，反应结束后经离心、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化钛。
实施例3
本发明提出的一种抗菌性涂料，其原料按重量份包括：水性丙烯酸酯乳液95份、水性聚氨酯树脂9份、铝溶胶18份、碳酸钙晶须4.8份、氧化锌3.4份、纳米玻璃纤维3.7份、硫酸钡5.3份、纳米氧化锆2.8份、蒙脱土3.8份、纳米二氧化钛5份、成膜助剂3.7份、消泡剂BYK-1660 0.2份、消泡剂BYK-024 0.4份、消泡剂BYK-037 0.32份、流平剂0.7份、润湿剂0.9份、壳聚糖3.8份、六甲基二硅氧烷2.8份、水15份；
其中，所述纳米二氧化钛为改性纳米二氧化钛；所述改性纳米二氧化钛按照以下工艺进行制备：将微晶纤维素加入氢氧化钠和尿素的混合水溶液中，搅拌均匀后冷藏得到溶液A；将钛酸四正丁酯、正硅酸乙酯和溶液A加入高压反应釜中，然后在160℃的条件下反应10h，反应结束后经离心、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化钛；
所述成膜助剂按照以下工艺进行制备：将松香、环氧大豆油在170℃下熔融共混均匀，调节温度为75℃后加入甲基丙烯酸十二氟庚酯、乙烯基三乙氧基硅烷、三苯基磷和二丁基羟基甲苯，搅拌100min，然后加入过硫酸铵搅拌50min得到所述成膜助剂；在成膜助剂的制备过程中，松香、环氧大豆油、甲基丙烯酸十二氟庚酯、乙烯基三乙氧基硅烷的重量比为5:5:12:2；三苯基磷的重量为环氧大豆油重量的5％，二丁基羟基甲苯的重量为环氧大豆油重量的0.5％；过硫酸铵的重量为甲基丙烯酸十二氟庚酯重量的3％。
实施例4
本发明提出的一种抗菌性涂料，其原料按重量份包括：水性丙烯酸酯乳液88份、水性聚氨酯树脂13份、铝溶胶11份、碳酸钙晶须6.3份、氧化锌2.9份、纳米玻璃纤维4.2份、硫酸钡4.2份、纳米氧化锆3.6份、蒙脱土3.2份、纳米二氧化钛6份、成膜助剂2份、消泡剂BYK-1660 0.3份、消泡剂BYK-024 0.3份、消泡剂BYK-037 0.4份、流平剂0.45份、润湿剂1.3份、壳聚糖3.2份、六甲基二硅氧烷3.3份、水8份；
其中，所述纳米二氧化钛为改性纳米二氧化钛；所述改性纳米二氧化钛按照以下工艺进行制备：按重量份将5份微晶纤维素加入80份氢氧化钠和尿素的混合水溶液中，其中，氢氧化钠和尿素的混合水溶液中，氢氧化钠的质量分数为20％，尿素的质量分数为15％，搅拌均匀后在-15℃下冷藏3h得到溶液A；按重量份将5份钛酸四正丁酯、5份正硅酸乙酯和15份溶液A加入高压反应釜中，然后在150℃的条件下反应12h，反应结束后经离心、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化钛；
所述成膜助剂按照以下工艺进行制备：将松香、环氧大豆油在150℃下熔融共混均匀，调节温度为85℃后加入甲基丙烯酸十二氟庚酯、乙烯基三乙氧基硅烷、三苯基磷和二丁基羟基甲苯，搅拌50min，然后加入过硫酸铵搅拌100min得到所述成膜助剂；其中，松香、环氧大豆油、甲基丙烯酸十二氟庚酯、乙烯基三乙氧基硅烷的重量比为2:10:5:5；三苯基磷的重量为环氧大豆油重量的2％，二丁基羟基甲苯的重量为环氧大豆油重量的2％；过硫酸铵的重量为甲基丙烯酸十二氟庚酯重量的0.5％。
实施例5
本发明提出的一种抗菌性涂料，其原料按重量份包括：水性丙烯酸酯乳液90份、水性聚氨酯树脂11份、铝溶胶14份、碳酸钙晶须5.2份、氧化锌3.1份、纳米玻璃纤维4份、硫酸钡5份、纳米氧化锆3.2份、蒙脱土3.7份、纳米二氧化钛5.4份、成膜助剂2.5份、消泡剂BYK-1660 0.1份、消泡剂BYK-0240.36份、消泡剂BYK-037 0.37份、流平剂0.6份、润湿剂1.2份、壳聚糖3.6份、六甲基二硅氧烷3份、水12份；
其中，所述纳米二氧化钛为改性纳米二氧化钛；所述改性纳米二氧化钛按照以下工艺进行制备：按重量份将2份微晶纤维素加入100份氢氧化钠和尿素的混合水溶液中，其中，氢氧化钠和尿素的混合水溶液中，氢氧化钠的质量分数为10％，尿素的质量分数为30％，搅拌均匀后在-10℃下冷藏5h得到溶液A；按重量份将10份钛酸四正丁酯、2份正硅酸乙酯和30份溶液A加入高压反应釜中，然后在135℃的条件下反应17h，反应结束后经离心、洗涤、干燥，得到所述改性纳米二氧化钛；
所述成膜助剂按照以下工艺进行制备：将松香、环氧大豆油在162℃下熔融共混均匀，调节温度为80℃后加入甲基丙烯酸十二氟庚酯、乙烯基三乙氧基硅烷、三苯基磷和二丁基羟基甲苯，搅拌70min，然后加入过硫酸铵搅拌85min得到所述成膜助剂；在成膜助剂的制备过程中，松香、环氧大豆油、甲基丙烯酸十二氟庚酯、乙烯基三乙氧基硅烷的重量比为3:7:10:3.2；三苯基磷的重量为环氧大豆油重量的3.8％，二丁基羟基甲苯的重量为环氧大豆油重量的0.9％；过硫酸铵的重量为甲基丙烯酸十二氟庚酯重量的1.2％。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抗菌性涂料，其特征在于，其原料按重量份包括：水性丙烯酸酯乳液80-100份、水性聚氨酯树脂8-15份、铝溶胶5-30份、碳酸钙晶须2-10份、氧化锌1-5份、纳米玻璃纤维2-5份、硫酸钡1-8份、纳米氧化锆1-5份、蒙脱土1-5份、纳米二氧化钛2-10份、成膜助剂1-5份、消泡剂BYK-1660 0.05-0.5份、消泡剂BYK-024 0.1-0.5份、消泡剂BYK-037 0.1-0.5份、流平剂0.1-1份、润湿剂0.5-1.5份、壳聚糖2-5份、六甲基二硅氧烷2-5份、水5-20份。
2.根据权利要求1所述抗菌性涂料，其特征在于，其原料按重量份包括：水性丙烯酸酯乳液88-95份、水性聚氨酯树脂9-13份、铝溶胶11-18份、碳酸钙晶须4.8-6.3份、氧化锌2.9-3.4份、纳米玻璃纤维3.7-4.2份、硫酸钡4.2-5.3份、纳米氧化锆2.8-3.6份、蒙脱土3.2-3.8份、纳米二氧化钛5-6份、成膜助剂2-3.7份、消泡剂BYK-1660 0.2-0.3份、消泡剂BYK-0240.3-0.4份、消泡剂BYK-037 0.32-0.4份、流平剂0.45-0.7份、润湿剂0.9-1.3份、壳聚糖3.2-3.8份、六甲基二硅氧烷2.8-3.3份、水8-15份。
3.根据权利要求1或2所述抗菌性涂料，其特征在于，其原料按重量份包括：水性丙烯酸酯乳液90份、水性聚氨酯树脂11份、铝溶胶14份、碳酸钙晶须5.2份、氧化锌3.1份、纳米玻璃纤维4份、硫酸钡5份、纳米氧化锆3.2份、蒙脱土3.7份、纳米二氧化钛5.4份、成膜助剂2.5份、消泡剂BYK-16600.1份、消泡剂BYK-024 0.36份、消泡剂BYK-037 0.37份、流平剂0.6份、润湿剂1.2份、壳聚糖3.6份、六甲基二硅氧烷3份、水12份。
4.根据权利要求1-3中任一项所述抗菌性涂料，其特征在于，所述纳米二氧化钛为改性纳米二氧化钛；所述改性纳米二氧化钛按照以下工艺进行制备：将微晶纤维素加入氢氧化钠和尿素的混合水溶液中，搅拌均匀后冷藏得到溶液A；将钛酸四正丁酯、正硅酸乙酯和溶液A加入高压反应釜中，然后在120-160℃的条件下反应10-20h，反应结束后经离心、洗涤、干燥，得到所述改性纳米二氧化钛。
5.根据权利要求1-4中任一项所述抗菌性涂料，其特征在于，所述纳米二氧化钛为改性纳米二氧化钛；所述改性纳米二氧化钛按照以下工艺进行制备：按重量份将2-5份微晶纤维素加入80-100份氢氧化钠和尿素的混合水溶液中，其中，氢氧化钠和尿素的混合水溶液中，氢氧化钠的质量分数为10-20％，尿素的质量分数为15-30％，搅拌均匀后在-10～15℃下冷藏3-5h得到溶液A；按重量份将5-10份钛酸四正丁酯、2-5份正硅酸乙酯和15-30份溶液A加入高压反应釜中，然后在135-150℃的条件下反应12-17h，反应结束后经离心、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化钛。
6.根据权利要求1-5中任一项所述抗菌性涂料，其特征在于，所述成膜助剂按照以下工艺进行制备：将松香、环氧大豆油在150-170℃下熔融共混均匀，调节温度为75-85℃后加入甲基丙烯酸十二氟庚酯、乙烯基三乙氧基硅烷、三苯基磷和二丁基羟基甲苯，搅拌50-100min，然后加入过硫酸铵搅拌50-100min得到所述成膜助剂。
7.根据权利要求6所述抗菌性涂料，其特征在于，在成膜助剂的制备过程中，松香、环氧大豆油、甲基丙烯酸十二氟庚酯、乙烯基三乙氧基硅烷的重量比为2-5:5-10:5-12:2-5。
8.根据权利要求6或7所述抗菌性涂料，其特征在于，在成膜助剂的制备过程中，三苯基磷的重量为环氧大豆油重量的2-5％，二丁基羟基甲苯的重量为环氧大豆油重量的0.5-2％；过硫酸铵的重量为甲基丙烯酸十二氟庚酯重量的0.5-3％。
9.根据权利要求1-8中任一项所述抗菌性涂料，其特征在于，所述流平剂为流平剂BYK333。
10.根据权利要求1-9中任一项所述抗菌性涂料，其特征在于，所述润湿剂为烷基酚聚氧乙烯醇。
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