CN106675273B - 一种多功能抗菌涂料及其制备方法 - Google Patents

一种多功能抗菌涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种多功能抗菌涂料，其特征在于，由物料A和物料B制造而成，该涂料的保存期限长，且其功能性更宽泛，抗菌抑菌效果更佳，干燥固化后可以实现抗菌、净化空气、去除异味等多种效果，在加热条件下，还可以散发对人体有益的远红外线，激发人体自身能量，促进身体健康的，且可被喷涂在各类型载体表面的，行业应用广泛的多功能抗菌涂料。

Description

一种多功能抗菌涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料领域，具体地，涉及一种多功能抗菌涂料及其制备方法。
背景技术
随着科技进步和现代工业的不断发展，环境问题也日益严峻。传统涂料因为工艺的原因常常会添加一些对身体有害的成分，且容易污染环境，对人的身体健康不利，正在被逐步淘汰。从环境保护和人的健康角度出发，开发具有抗菌等功能性效果的涂料既可以提高涂料的安全性，保护人身健康，又符合环保要求。
在现有的环保型功能性涂料的生产中，往往由于受喷涂工艺的影响，大多数的功能性涂料存在下列问题：
1、有效期短，不利于长期存储和使用。在使用的过程中发现，现有的涂料，随着储存时间的不断延长，其主要成分容易发生聚集等现象，使得涂料的总体性能下降，从而无法实现目标喷涂效果。
2、现有的涂料成膜，需要的油料和树脂对功能性成分的包裹，而这种方式影响了实际喷涂后，主要成分的功能性。
3、现有的涂料，往往功能性单一，一般仅具有抗菌的效果，而这种单一性能的涂料往往无法满足现代生产和生活的需要。此外，且即使最常见的抗菌功能，也往往由于其辐射面小，导致抗菌效果不明显。
发明内容
本发明旨在克服上述缺陷，提供了一种能有效延长了涂料的保存期限，且其功能性更宽泛，可被喷涂在各类型载体表面的，行业应用广泛的多功能抗菌涂料。
本发明提供了一种多功能抗菌涂料，其特征在于，由物料A和物料B制造而成：
上述物料A包括由如下重量百分比的物质组成：
上述物料B包括占物料B总质量的80％以上的聚硅氧烷和/或改性的聚硅氧烷；
其中，上述物料A和物料B的质量比为1-6:1。
进一步地，本发明提供的一种多功能抗菌涂料，还具有这样的特点：即、上述纳米材料选自纳米二氧化钛、纳米银中的一种；
或
上述纳米材料选自二氧化钛和纳米银的混合物；
其中，上述二氧化钛和纳米银的质量比为0.5-2：1。
进一步地，本发明提供的一种多功能抗菌涂料，还具有这样的特点：即、上述功能性矿物粉选自天然矿石中的一种或几种；
或
上述功能性矿物粉选自二氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化钠、氧化锗、氧化锡、氧化硒、氧化铬、氧化锆、纳米氧化锌、纳米碳酸钙、纳米碳化硅、硅灰石、电气石、晶须中的一种或几种的混合物。
进一步地，本发明提供的一种多功能抗菌涂料，还具有这样的特点：即、上述物料A中还可添加有助溶剂、稠化剂、pH调节剂、消光粉、颜料中的一种或多种的混合物；
其中，上述助溶剂、稠化剂、pH调节剂、消光粉或颜料的添加量分别为物料A总质量的0.1-17％。
进一步地，本发明提供的一种多功能抗菌涂料，还具有这样的特点：即、上述助溶剂选自碳原子数不大于6的液体醇类中的一种或几种；
上述稠化剂选自云母粉、重质碳酸钙、滑石粉、沉淀硫酸钡、硅灰石粉中一种或几种。
进一步地，本发明提供的一种多功能抗菌涂料，还具有这样的特点：即、上述物料B中还包含有水溶性硅油；
其中，上述水溶性硅油与聚硅氧烷和/或改性的聚硅氧烷的质量比为1:15-20。
进一步地，本发明提供的一种多功能抗菌涂料，还具有这样的特点：即、上述物料A由如下重量百分比的物质组成：
上述物料B由如下重量百分比的物质组成：
聚硅氧烷 89-98％；
水性硅油 2-11％；
其中，上述物料A和物料B的质量比为2-3.5:1。
此外，本发明还提供了上述一种多功能抗菌涂料的制造方法，其特征在于：将物料A和物料B分别制作预混料A和预混料B；
于10-60℃的温度下，将预混料B添加入预混料A中，混匀得到多功能抗菌涂料；
其中，上述预混料A的制作为：将纳米二氧化硅与丙烯酸树脂制作成乳液或微乳液后，向内添加其他组分混匀后，得到预混料A。
进一步地，本发明提供的多功能抗菌涂料的制造方法，还具有这样的特点：即、由如下具体工艺步骤制造而成：
步骤一、制备丙烯酸树脂/纳米二氧化硅复合乳液；
步骤二、保持高速剪切(即、剪切速率大于8000rpm，优选为10000rpm左右)，在上述乳液中加入助剂和稠化剂，同时调节溶液的pH为8.5-9.5；
步骤三、加入消光粉；
步骤四、依次加入功能性矿物粉、纳米银、纳米二氧化钛，研磨至300目以上；
步骤五、加入颜料调节涂料颜色至目标色彩；
步骤六、将混合均匀的预混料B加入后混匀；
步骤七、过滤获得目标多功能抗菌涂料。
进一步地，本发明提供的多功能抗菌涂料的制造方法，还具有这样的特点：即、步骤一中，上述乳液采用高速剪切机和球磨机使之分散均匀获得，或通过溶胶-凝胶法获得，或通过微乳液聚合法等任何能获得乳液的方法；
步骤四、上述研磨的工序为将混合物研磨至300目以上。
本发明的作用和效果：
本发明提供了一种能有效延长了涂料的保存期限，且其功能性更宽泛，抗菌抑菌效果更佳，干燥固化后可以实现抗菌、净化空气、去除异味等多种效果，在加热条件下，还可以散发对人体有益的远红外线，激发人体自身能量，促进身体健康的，且可被喷涂在各类型载体表面的，行业应用广泛的多功能抗菌涂料。
在本发明中，多功能涂料选用了丙烯酸树脂/纳米二氧化硅的复合乳液作为基材，其中，通过纳米二氧化硅的加入，一方面能降低树脂的用量，另一方面能很好地改善了涂膜的硬度、耐刮伤性、拉伸强度及耐候性，其涂膜的力学性能和玻璃化转变温度均较传统配方有50％以上的提高。
在本发明中，功能性矿物粉、纳米银、纳米二氧化钛等成分的加入，使涂膜具有了抗菌、净化空气、去除异味等效果。特别地，本发明的涂料，在加热条件下，还可以散发对人体有益的远红外线，激发人体自身能量，促进身体健康。此外，在本发明中的涂料中还增加了纳米银，当其与纳米二氧化钛复配后，还能进一步加强涂料的抗菌抑菌性能。从而实现多功能涂料的效果。
此外，在本发明的配方体系中，当加入功能性矿物粉、纳米银、纳米二氧化钛等组分后，基于其分散性能，和乳液、工艺条件和其他组分试剂之间的相互作用，不易产生团聚的结果，当长时间的存储或使用后，其团聚产物远低于同类产品，从而能便于存储和运输。
另外，基于配方体系的差异，以及工艺方法上的双料制造方案，本涂料的载体和行业应用广泛，在金属、玻璃、陶瓷、云母片、木制品、塑料制品、橡胶制品和织物等表面均可以使用，更可应用于家用电器、家具、内墙粉饰、汽车、船舶和医疗器械等行业。
具体实施方式
实施例一、多功能抗菌涂料1#
一、配方表：由物料A和物料B组成
物料A由如下重量百分比的物质组成：
物料B由如下重量百分比的物质混合而成：
BT-1345 98％；
JF-804 2％；
其中，物料A的总质量和物料B的总质量的比例为2:1。
二、具体制造方法
1、混合丙烯酸树脂和纳米二氧化硅，采用高速剪切机和球磨机使之分散均匀，制备丙烯酸树脂/纳米二氧化硅复合乳液。
2、保持剪切速率约为10000rpm的高速剪切，在上述乳液中加入乙醇和云母粉，用AMP-95调节溶液的pH值至9.5。
3、加入消光粉OK520/500，增加滑性和悬浮性。
4、加入功能性矿物粉、纳米银、纳米二氧化钛等功能性成分，研磨至300目以上。
5、加入颜料调节涂料颜色。
6、加入物料B的混合物，混匀。
7、过滤，去除杂质和聚集的大颗粒，即为多功能抗菌涂料1#。
实施例二、多功能抗菌涂料2#
一、配方表：由物料A和物料B组成
物料A由如下重量百分比的物质组成：
所述物料B由如下重量百分比的物质室温混合而成：
PMX200-100cs 89％；
水性硅油 11％；
其中，所述物料A和物料B的质量比为3.5:1。
二、具体制造方法
1、混合丙烯酸树脂和纳米二氧化硅，采用高速剪切机和球磨机使之分散均匀，制备丙烯酸树脂/纳米二氧化硅复合乳液。
2、保持剪切速率约为12000rpm的高速剪切，在上述乳液中加入异丙醇和硅灰石粉，用CM5012调节溶液的pH值至8.5。
3、加入消光粉，增加滑性和悬浮性。
4、加入功能性纯天然矿物质粉混料、纳米银、纳米二氧化钛等功能性成分，研磨至300目以上。
5、加入颜料调节涂料颜色。
6、加入物料B的混合物，混匀。
7、过滤，去除杂质和聚集的大颗粒，即为多功能抗菌涂料2#。
实施例三、多功能抗菌涂料3#
一、配方表：由物料A和物料B组成
物料A由如下重量百分比的物质组成：
所述物料B由如下重量百分比的物质组成：
聚硅氧烷 94％；
水性硅油 6％；
其中，所述物料A和物料B的质量比为2.5:1。
二、具体制造方法
1、混合丙烯酸树脂和纳米二氧化硅，采用高速剪切机和球磨机使之分散均匀，制备丙烯酸树脂/纳米二氧化硅复合乳液。
2、保持剪切速率约为10000rpm的高速剪切，在上述乳液中加入甲醇和云母粉，用AMP-95调节溶液的pH值至9.0。
3、加入消光粉。
4、加入功能性矿物粉、纳米银、纳米二氧化钛等功能性成分，研磨至300目以上。
5、加入颜料调节涂料颜色。
6、加入物料B的混合物，混匀。
8、过滤，去除杂质和聚集的大颗粒，即为多功能抗菌涂料3#。
实施例四、多功能抗菌涂料4#
一、配方表：由物料A和物料B组成
物料A由如下重量百分比的物质组成：
所述物料B由如下重量百分比的物质组成：
聚硅氧烷 92％；
水性硅油 8％；
其中，所述物料A和物料B的质量比为3:1。
二、具体制造方法
9、混合丙烯酸树脂和纳米二氧化硅，采用高速剪切机和球磨机使之分散均匀，制备丙烯酸树脂/纳米二氧化硅复合乳液。
10、保持剪切速率约为10000rpm的高速剪切，在上述乳液中加入乙醇和云母粉，用AMP-95调节溶液的pH值至9.5。
11、加入消光粉，增加滑性和悬浮性。
12、加入功能性矿物粉、纳米银、纳米二氧化钛等功能性成分，研磨至300目以上。
13、加入颜料调节涂料颜色。
14、加入物料B的混合物，混匀。
15、过滤，去除杂质和聚集的大颗粒，即为多功能抗菌涂料4#。
性能对比试验：
选用多功能抗菌涂料1-4#与市售含二氧化硅和二氧化钛的涂料0#进行评价实验：

Claims (5)

1.一种多功能抗菌涂料，其特征在于，由物料A和物料B制造而成：
所述物料A由如下重量百分比的物质组成：
所述物料B由如下重量百分比的物质组成：
聚硅氧烷 89-98％；
水性硅油 2-11％；
其中，所述物料A和物料B的质量比为2-3.5:1；
所述功能性矿物粉选自电气石，以及二氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化钠、氧化锗、氧化锡、氧化硒、氧化铬、氧化锆、纳米氧化锌、纳米碳酸钙、纳米碳化硅、硅灰石、晶须中的一种或几种的混合物。
2.如权利要求1所述的一种多功能抗菌涂料，其特征在于：
所述助溶剂选自碳原子数不大于6的液体醇类中的一种或几种；
所述稠化剂选自云母粉、重质碳酸钙、滑石粉、沉淀硫酸钡、硅灰石粉中一种或几种。
3.如权利要求1所述的一种多功能抗菌涂料的制造方法，其特征在于：
将物料A和物料B分别制作预混料A和预混料B；
于10-60℃的温度下，将预混料B添加入预混料A中，混匀得到多功能抗菌涂料；
其中，所述预混料A的制作为：将纳米二氧化硅与丙烯酸树脂制作成乳液或微乳液后，向内添加其他组分混匀后，得到预混料A。
4.如权利要求3所述的一种多功能抗菌涂料的制造方法，其特征在于，由如下工艺步骤制造而成：
步骤一、制备丙烯酸树脂/纳米二氧化硅复合乳液；
步骤二、保持高速剪切，在上述乳液中加入助剂和稠化剂，同时调节溶液的pH为8.5-9.5；
步骤三、加入消光粉；
步骤四、依次加入功能性矿物粉、纳米银、纳米二氧化钛，研磨至300目以上；
步骤五、加入颜料调节涂料颜色至目标色彩；
步骤六、将混合均匀的预混料B加入后混匀；
步骤七、过滤获得目标多功能抗菌涂料。
5.如权利要求4所述的一种多功能抗菌涂料的制造方法，其特征在于：
步骤一中，所述乳液采用高速剪切机和球磨机使之分散均匀获得，或通过溶胶-凝胶法获得，或通过微乳液聚合法获得；
步骤四、所述研磨的工序为将混合物研磨至300目以上。
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