CN107936748A

CN107936748A - 一种持久抗菌型丙烯酸水性涂料

Info

Publication number: CN107936748A
Application number: CN201711374593.8A
Authority: CN
Inventors: 张武; 许钧强; 康伦国; 姚东生
Original assignee: Shaoguan Union Chemical Co Ltd; Union Foshan Chemical Co Ltd
Current assignee: Shaoguan Union Chemical Co Ltd; Union Foshan Chemical Co Ltd
Priority date: 2017-12-15
Filing date: 2017-12-15
Publication date: 2018-04-20

Abstract

本发明涉及一种持久抗菌型丙烯酸水性涂料，由持久抗菌型水性丙烯酸树脂、填料、着色剂、助剂和去离子水组成；持久抗菌型水性丙烯酸树脂，由丙烯酸软单体、丙烯酸硬单体、希夫碱丙烯酸单体、丙烯酸、偶氮二异丁腈、羟基丙烯酸酯单体、乳化剂、中和剂和去离子水反应制成；所述希夫碱丙烯酸单体由水杨醛、R‑NH₂和丙烯酰氯通过反应制得；本发明制得的持久抗菌型丙烯酸水性涂料，结合了水性丙烯酸树脂与希夫碱结构的特性，具有良好的附着力和耐水性，无需外加抗菌剂，就获得高效的抗菌性和持久抗菌性。

Description

一种持久抗菌型丙烯酸水性涂料

技术领域

本发明涉及一种水性抗菌涂料，尤其涉及到一种持久型菌型丙烯酸水性涂料，属于水性功能涂料技术领域。

背景技术

近年来，随着人类对自身健康状况的重视，我们对所生存环境洁净要求的提高，但是，在现代生活中，各种环境都容易滋生并存在细菌及病菌，例如：我们经常接触的手机、电脑、相机等其他设备，这些设备上的细菌通过不同途径传染到人体，对人类的健康安全造成了极大的威胁，在乳胶漆中，某些助剂可能成为微生物的营养源，当涂料被微生物污染，只要温度、湿度等生长条件适宜时，微生物就会大肆繁殖，使涂料发霉变质。

抗菌涂料是指具有抗菌性能的涂料，统的抗菌涂料为添加型抗菌涂料，通过添加具有抗菌功能的抗菌剂，制得具有抗菌功能的涂料，天然的抗菌剂如甲壳素、山葵等；有机抗菌剂如季铵盐类、亚硫氰酸类化合物、山梨酸等；无机金属，如汞、银、铜、铬、锌等对微生物有不同程度的杀灭作用，人们一般是采用这些金属在载体上的粉状材料，利用这些抗菌金属离子，从载体中缓慢释放，从而长期有效地杀灭依附在其表面的有害细菌。

中国专利CN103740277A公开了一种新型纳米抗菌涂料，所述的新型纳米抗菌涂料是由纳米二氧化钛、树脂、硬化剂、颜料、丙烯酸乳液和水组合而成，其对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌为代表的细菌能有效地抑制，抑菌率多在90％以上；但纳米银在涂料中不够稳定、容易发生团聚，且分散不够均匀，此外，纳米二氧化钛的加入，可能产生强氧化基团，破坏涂料树脂，降低涂料的寿命。

中国专利CN104017409A公开了抗菌涂料及其制备方法，包括纳米银/高岭土抗菌剂、氧化锌/高岭土抗菌剂，其中，纳米银/高岭土抗菌剂与氧化锌/高岭土抗菌剂两者之间的重量比为0-1；但金属离子很难进入细菌外膜，其抗菌具有局限性。

中国专利CN104212255A公开了一种抗菌涂料及其制备方法，其组分按重量百分比由以下成分组成：80～90％的A组分和10～20％的B组分；所述A组分按重量份计包括如下组分：30～50份乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，20～25份8-羟基喹啉铜，1～8份助剂，0.4～0.6份混合溶剂；所述助剂包括天然抗菌剂、防沉剂和分散剂；但天然抗菌剂作用有限，不能广谱长效。

中国专利CN102167937A公开了一种持久抗菌型水性环保涂料及其制备方法，包括以下重量份的原料：1～10份抗菌剂，2～30份有机硅酸盐，10～40份硅烷偶联剂；40～90份水；这类杀菌剂对皮肤有强烈的刺激性，对去离子水体的生物有潜在的危害，对PH值敏感，不耐高温，而且因为是有机化合物，在使用过程会缓慢分解，从而失效，此外有机的的抗菌防霉剂为小分子化合物，会发生迁移而失去抑菌防霉的效果。

中国专利CN105348972A公开了一种持久抗菌性水性涂料及其制备方法，含抗菌基团的树脂乳液25～40％、颜料或着色剂5～35％、填料15～30％、润湿分散剂0.5～5％、中和剂0.2～1.0％、消泡剂0.2～0.5％、增稠流变剂0.2～0.5％、成膜助剂2～8％、防冻剂0～5％、功能助剂0～10％、去离子水10～25％；其乳液为含有季胺盐抗菌基团的苯丙乳液、含有季胺盐抗菌基团的聚丙烯酸乳液、含有季胺盐抗菌基团的水性氟树脂，相比外添加抗菌剂其有一定优势，但季铵盐的稳定性和抗菌性能不尽完美。

因此，开发一种无需外加抗菌剂而具有良好的抗菌效果的持久型抗菌丙烯酸水性涂料显得尤为重要，其能有效稳定存在树脂中，能起到持久有效抗菌效果，这种结构型抗菌涂料是将具有抗菌性能的基团利用化学键将其固定在高分子链上，避免抗菌基团的流失。

发明内容

本发明克服物理外加抗菌剂抗菌效果不持久，分散不均匀，易降解，容易脱落，或现有抗菌乳液抗菌效果低等缺陷，采用一种希夫碱结构的持久抗菌型水性丙烯酸树脂为基料，而希夫碱结构本身具有很好的抑菌、杀菌、抗真菌作用，对金黄色葡萄菌，枯草杆菌，大肠杆菌，革兰氏阴性菌等都有很好的杀菌活性，对新型隐球菌和白色念珠球菌也有很好的抑制作用，以希夫碱改性的水性丙烯酸树脂制成的涂料，无需外加抗菌剂，就具有高抗菌性和持久性。

本发明的目的旨在提供一种持久抗菌型丙烯酸水性涂料。

为了解决上面所述的技术问题，本发明采取以下技术方案：本发明涉及一种持久抗菌型丙烯酸水性涂料，按重量百分比计，其组成为：持久抗菌型水性丙烯酸树脂30.0～75.0％、填料0～30.0％、着色剂0～15％、成膜助剂1.0～6.0％、流平剂0.2～0.5％、分散剂0.1～1.5％、润湿剂0.1～0.5％、消泡剂0.1～0.5％、增稠防沉剂0.2～1.5％、打磨助剂0～6.0％、pH调节剂0.1～0.6％、其余为去离子水。

其中，所述的填料为云母粉、滑石粉、硫酸钡、碳酸钙、硅钙粉、硬脂酸、高岭土或防锈颜料中的一种或几种的组合。

所述的着色剂为钛白粉、色精、透明颜料、珠光颜料、多角效应颜料、金属颜料或水性色浆中的一种或几种的组合。

所述的流平剂为有机硅流平剂、聚丙烯酸酯类流平剂、氟表面活性剂中的一种或几种的组合。

所述的分散剂为聚丙烯酸衍生物、聚甲基丙烯酸衍生物、聚醚衍生物、顺丁烯二酸酐-苯乙烯共聚物及衍生物高分子聚合物分散剂中的一种或几种的组合。

所述的润湿剂为聚氧乙烯烷基醚、聚醚硅氧烷聚合物、炔二醇类聚合物中的一种。

所述的消泡剂为有机硅消泡剂、聚醚消泡剂、矿物油类消泡剂中的一种或几种的组合。

所述的增稠防沉剂为缔合性聚氨酯增稠剂、羟乙基纤维素、缩二脲增稠剂中的一种或几种的组合。

所述的pH调节剂为AMP-95、氨水、碳酸钠、N,N-二甲基乙醇胺、三乙醇胺中的一种或几种的组合。

所述的持久抗菌型水性丙烯酸树脂为一种含希夫碱结构的水性丙烯酸树脂，其成分为：丙烯酸软单体8.0～15.0％、丙烯酸硬单体12.0～25.0％、希夫碱丙烯酸单体3.0～6.0％、丙烯酸1.5～2.5％、偶氮二异丁腈0.4～1.0％、交联剂单体1.5～3.5％、乳化剂1.0～2.0％、中和剂1.0～3.0％、其余为去离子水。

所述的持久抗菌型水性丙烯酸树脂，其制备步骤如下：

a)、按配方比例称量，依次将丙烯酸软单体、丙烯酸、丙烯酸硬单体、偶氮二异丁腈加入到计量罐G1中并搅拌均匀，得混合液Ⅰ；

b)、按配方比例称量，依次将羟基丙烯酸酯单体、希夫碱丙烯酸单体、偶氮二异丁腈加入到计量罐G2中并搅拌均匀，得混合液Ⅱ；

c)、将部分去离子水和乳化剂加入反应釜，搅拌速度为100r/min下，升温至76℃～78℃，缓慢加入1/4混合液Ⅰ，反应0.5h，然后匀速滴加剩余的混合液Ⅰ，控制滴加时间为2.5～3.5h，滴加过程中温度控制在75～80℃；

d)、混合液Ⅰ滴加完毕，再匀速滴加混合液Ⅱ，控制滴加时间为2.0～3.0h，滴加完毕，在78～82℃下保持反应2h，反应完毕，降温至35～45℃，加入中和剂和余下的去离子水，搅拌0.5h，得所述的持久抗菌型水性丙烯酸树脂。

所述的持久抗菌型水性丙烯酸树脂已在申请的发明专利“一种持久抗菌型水性丙烯酸树脂及其制备方法”中作了叙述。

本发明制得的持久抗菌型丙烯酸水性涂料，结合了水性丙烯酸树脂与希夫碱结构的特性，具有良好的附着力和耐水性，无需外加抗菌剂，就获得高效的抗菌性和持久抗菌性。

具体实施方式

本发明结合以下实施例对持久抗菌型丙烯酸水性涂料做进一步的描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。

实施例1

一种持久抗菌型丙烯酸水性涂料，按重量百分比，其组成为：持久抗菌型水性丙烯酸树脂A₁32.0份、钛白粉18.0份、硫酸钡5.0份、重钙粉9.0份、高岭土10.0份、流平剂0.3份、分散剂0.5份、润湿剂0.3份、消泡剂0.3份、增稠防沉剂0.3份、成膜助剂3.5份、pH调节剂0.3份、去离子水20.5份；

其中，所述的持久抗菌型水性丙烯酸树脂A₁为申请的发明专利“一种持久抗菌型水性丙烯酸树脂及其制备方法”中的实施例4方法制备。

实施例2

一种持久抗菌型丙烯酸水性涂料，按重量百分比，其组成为：持久抗菌型水性丙烯酸树脂B₁ 38.0份、钛白粉14.0份、硫酸钡8.0份、滑石粉4.0份、云母粉5.0份、高岭土6.0份、流平剂0.3份、分散剂0.6份、润湿剂0.4份、消泡剂0.3份、增稠防沉剂0.4份、打磨助剂2.2份、成膜助剂4.0份、pH调节剂0.3份、去离子水16.5份；

其中，所述的持久抗菌型水性丙烯酸树脂B₁为申请的发明专利“一种持久抗菌型水性丙烯酸树脂及其制备方法”中的实施例5方法制备。

实施例3

一种持久抗菌型丙烯酸水性涂料，按重量百分比计，其组成为：持久抗菌型水性丙烯酸树脂C₁48.0份、滑石粉8.0份、碳酸钙10.0份、钛白粉8.0份、红色浆4.0份、流平剂0.2份、分散剂1.0份、润湿剂0.3份、消泡剂0.2份、增稠防沉剂0.5份、成膜助剂2.5份、pH调节剂0.3份、去离子水17.0份；

其中，所述的持久抗菌型水性丙烯酸树脂C₁为申请的发明专利“一种持久抗菌型水性丙烯酸树脂及其制备方法”中的实施例6方法制备。

对比例

一种持久抗菌型丙烯酸水性涂料，按重量百分比计，其组成为：含季胺盐的持久抗菌型水性丙烯酸树脂35.0份、钛白粉14.0份、硫酸钡8.0份、滑石粉6.0份、云母粉5.0份、高岭土6.0份、流平剂0.3份、分散剂0.6份、润湿剂0.4份、消泡剂0.3份、增稠防沉剂0.4份、打磨助剂2.2份、成膜助剂4.0份、pH调节剂0.3份、去离子水17.5份。

对本发明的实施例和对比例，按HG/T3950-2007《抗菌涂料》的标准进行抗菌性能测试，其测试结果如表1所示。

表1持久抗菌型丙烯酸水性涂料抗菌性能测试结果

将本发明实施例中的持久抗菌型丙烯酸水性涂料与季胺盐持久抗菌型丙烯酸水性涂料(对比例)按照HG/T3950-2007《抗菌涂料》的标准对涂膜进行持久抗菌性能测试，受试细菌为大肠杆菌。首先对涂膜进行抗菌性能检测，测试完成后，对涂膜进行2h的超声振荡清洗后进行抗菌性能测试，测试的结果如表2所示。

表2持久抗菌型丙烯酸水性涂料持久抗菌性能

注:阴性对照样品指只含培养基、不含抗菌剂的对照样样本。

尽管本发明已作了详细说明并引证了实施例，但对于本领域的普通技术人员，显然可以按照上述说明而做出的各种方案、修改和改动，都应该包括在权利要求的范围之内。

Claims

1.一种持久抗菌型丙烯酸水性涂料，其特征在于：所述的持久抗菌型丙烯酸水性涂料，按重量百分比计，其组成为：持久抗菌型水性丙烯酸树脂30.0～75.0％、填料0～30.0％、着色剂0～15％、成膜助剂1.0～6.0％、流平剂0.2～0.5％、分散剂0.1～1.5％、润湿剂0.1～0.5％、消泡剂0.1～0.5％、增稠防沉剂0.2～1.5％、打磨助剂0～6.0％、pH调节剂0.1～0.6％、其余为去离子水；

其中，所述的持久抗菌型水性丙烯酸树脂为一种含希夫碱结构的水性丙烯酸树脂，其成分为：丙烯酸软单体8.0～15.0％、丙烯酸硬单体12.0～25.0％、希夫碱丙烯酸单体3.0～6.0％、丙烯酸1.5～2.5％、偶氮二异丁腈0.4～1.0％、交联剂单体1.5～3.5％、乳化剂1.0～2.0％、中和剂1.0～3.0％、其余为去离子水；

其制备步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种持久抗菌型丙烯酸水性涂料，其特征在于：所述的填料为云母粉、滑石粉、硫酸钡、碳酸钙、硅钙粉、硬脂酸、高岭土或防锈颜料中的一种或几种的组合。

3.根据权利要求1所述的一种持久抗菌型丙烯酸水性涂料，其特征在于：所述的着色剂为钛白粉、色精、透明颜料、珠光颜料、多角效应颜料、金属颜料或水性色浆中的一种或几种的组合。

4.根据权利要求1所述的一种持久抗菌型丙烯酸水性涂料，其特征在于：所述的助剂包括成膜助剂、流平剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、增稠防沉剂、打磨助剂、pH调节剂中的一种或几种的组合。

5.根据权利要求1所述的一种持久抗菌型丙烯酸水性涂料，其特征在于：所述的的丙烯酸硬单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、2-丙基庚基丙烯酸酯的中一种或几种的组合；所述的丙烯酸软单体为丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸月桂醇酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸十八酯的中一种或几种的组合。

6.根据权利要求1所述的一种持久抗菌型丙烯酸水性涂料，其特征在于：所述的交联剂单体为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯的中一种或几种的组合。

7.根据权利要求1所述的一种持久抗菌型丙烯酸水性涂料，其特征在于：所述希夫碱丙烯酸单体由水杨醛、R-NH₂和丙烯酰氯通过反应制得。