CN108070317A - 聚氨酯防霉涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种聚氨酯防霉涂料及其制备方法，该涂料是包括水性聚氨酯乳液、交联剂SAC‑100、柠檬酸三丁酯、铝锆酸酯偶联剂、分散剂、金红石型钛白粉、消泡剂BKY—141、膨润土、混合溶剂、防霉剂和流平剂CAB381‑0.1；其制备方法：将交联剂SAC‑100与水按重量比1:1进行混合，然后加入到分散罐中，在分散速率为500r／min的分散罐中按重量份数加入水性聚氨酯乳液进行混合分散搅拌，反应温度控制在70～110℃，反应时间1.1～1.5小时后加入铝锆酸酯偶联剂和分散剂；继续反应3～5小时，然后加入金红石型钛白粉、消泡剂BKY—141、膨润土、防霉剂、混合溶剂，过10～20分钟之后再加入柠檬酸三丁酯和流平剂CAB381‑0.1，分散混合均匀即可得到聚氨酯防霉涂料产品。

Description

聚氨酯防霉涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及到一种聚氨酯防霉涂料及其制备方法。

背景技术

随着建筑业的发展，涂料的需求量与日俱增。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。物件暴露在大气之中，受到氧气、水分等的侵蚀，容易造成金属锈蚀、木材腐朽、水泥风化等破坏现象，在物件表面涂以涂料，形成一层保护膜，能够阻止或延迟这些破坏现象的发生和发展，能使各种材料的使用寿命延长寿命延长。

然而在很多工业生产领域，尤其是富含微生物营养源的有机材料或产品生产环境，例如食品、制药、饮料、酿酒、皮革、粮食等行业中，也常采用涂料作为建筑内外装修材料。但是，由于这些行业生产环境的特殊性，湿度和温度都很适宜霉菌和细菌的繁殖与生长，在生产车间的内壁及天花板长霉情况相当严重，广泛存在的霉菌到处可见，它直接或间接的污染环境，使农副产品和工业品发霉、变色、变质，还传染疾病，通风不良的阴暗潮湿场所，尤其是富含微生物营养源的材料或生产环境，如啤酒、豆制品、乳制品、卷烟、皮革、化妆品、塑料制品等行业，温度和湿度都很适宜霉菌和细菌的繁殖和生长，如果采用普通装饰涂料，就会受到霉菌不同程度的侵蚀，受霉菌腐蚀以后的涂层会逐渐褪色、沾污以致脱落。这是因为霉菌侵蚀涂膜以后会分泌出酶，这些分泌物会进一步分解涂料中有机成膜物质，成为霉菌生长的营养物质，从而破坏整个涂层。虽然涂料能在在物件表面形成一层保护膜，但是霉菌的发生不仅使受侵蚀的涂层表面装饰性下降，而且还会造成漆膜开裂或剥落，而失去保护、装饰功能，使环境受到污染，有害产品危及人体健康。另外，为贯彻执行国家“药品生产质量管理规范”(GMP)，对新建、改建和扩建的医药制品、医药工业、洁净厂房的设计都有了明确的要求。涂料防霉问题在国内日益受到重视，开发高性能防霉涂料的呼声很高。

采用高性能防霉水性涂料是一种经济方便、行之有效、容易推广的好方法。赋予无毒、无味、具有环保特点的水性涂料以长效的防霉性虽然有一定技术难度，但符合建筑涂料的发展方向和上述生产行业的需要，其产品易与国际接轨。在国外，水性防霉涂料及其防霉剂的研究非常活跃，不断有新的防霉剂品种进入我国，为国内高性能防霉水性涂料的开发创造了条件。而对于提高涂料的防霉等性能，目前公开文献报道了许多改性方法，例如：

1、中国专利2011l0413043.9公开了一种水性纯丙烯酸防霉防潮涂料，该漆膜的常温断裂伸长率大于200％，环保无毒，所选用的BUJ—938丙烯酸乳液玻璃化温度极低(—5℃)，漆膜附着力低、耐湿热性和耐沾污性很差，在高温高湿的环境中极易脱落和污损，并不适宜作为防霉涂料使用。

2、中国专利，名称：纳米抗菌防霉涂料 申请（专利）号: CN200610157289.3 申请（专利权）人: 曹文 摘要：本发明公开了一种纳米抗菌防霉涂料，按照重量百分比包括以下组分：水性涂料75—90％，纳米银3—7％，纳米铜或纳米锌3—7％，纳米氧化锌或纳米二氧化钛4—11％。纳米抗菌防霉涂料的应用，将该纳米抗菌防霉涂料均匀涂覆在医疗器械、医疗家具、医院室内墙体上，如医院的病床、床头柜、推车、办公桌、椅等，使这些物品表面被涂层覆盖，当空气中或人手等部位上的有害微生物接触到这些物品时，留在这些物品上的有害微生物将被纳米抗菌防霉涂层中的带正电荷的金属离子俘获、杀灭，从而防止有害微生物在医院内的交叉传播。

3、中国专利2012l0526744.8公开了一种溶剂型丙烯酸防霉涂料，该涂料以丙烯酸树脂为基料制成，丙烯酸树脂具有低温发脆、高温变粘的弊病，涂层在冬季容易开裂而在夏季容易污损，防霉和装饰效果大打折扣。此外，该涂料以邻苯二甲酸二丁酪和甲苯为增塑剂或稀释剂，这类物质对环境和人体均有毒害作用，因此，该涂料不能满足防霉涂料要求日益增高的环保性、无公害化需求。

要制备一种具同时有防霉、轻质、环保、不易老化、长效性的的涂料，还没有很成熟的技术，因此目前人们还在水性涂料方面还在不断的研究试验。

发明内容

本发明的目的提供一种聚氨酯防霉涂料及其制备方法，按照该制备方法制备得到的涂料具有良好的防霉效果，而且具有高耐候、不易老化、耐污染性的特点。

本发明是这样实现的：

聚氨酯防霉涂料，制成该涂料包括以下重量份数的原料：

水性聚氨酯乳液 40～50份；

交联剂SAC-100 1～2份；

柠檬酸三丁酯 4.0～6.0份；

铝锆酸酯偶联剂 0.5～1.0份；

分散剂 0.2～0.4份

钛白粉 12～18份；

消泡剂BKY—141 0.3～0.5份；

膨润土 10～13份；

混合溶剂 15～18份；

防霉剂 5～8份；

流平剂CAB381-0.1 3～5份；

所述的水性聚氨酯乳液为市售的任意一种水性聚氨酯乳液；

所述的混合溶剂是丙二醇单甲醚和水的混合溶液，重量比例为2:8；

所述的防霉剂是防霉杀菌剂ROCIMA 361；

所述的分散剂是六偏磷酸钠、焦磷酸钠或聚丙烯酸铵盐DA40中的一种。

所述的钛白粉为金红石型二氧化钛，由于金红石型二氧化钛其折射率为2.71，通过加入二氧化钛（金红石型）材料，能增强光线的折射与散射。因此，具有较优的反射和隔热性能，还具有很好的光线遮盖效果，从而反射太阳近红外波段，提高太阳热辐射反射，降低太阳热吸收，不让太阳在物体表面累计升温。

本发明所述的一种聚氨酯防霉涂料，其制备方法包括以下步骤：

将交联剂SAC-100与水按重量比1:1进行混合，然后加入到分散罐中，在分散速率为500r／min的分散罐中按重量份数加入水性聚氨酯乳液进行混合分散搅拌，反应温度控制在70～110℃，反应时间1.1～1.5小时后加入铝锆酸酯偶联剂和分散剂；继续反应2～4小时，然后加入金红石型钛白粉、消泡剂BKY—141、膨润土、防霉剂、混合溶剂，过10～20分钟之后再加入柠檬酸三丁酯和流平剂CAB381-0.1，分散混合均匀即可得到聚氨酯防霉涂料产品。

本发明所述的交联剂SAC-100是一种三官能团交联剂，可与聚合物的羧基基团发生交联反应（当量数166）；一般情况下，交联全部的丙烯酸或聚氨酯分散液需2%或3%的交联剂SAC-100（以重量计算），SAC-100应在清漆、涂料及油墨使用前加入，将交联剂SAC-100加入到涂料中能提高涂料的粘合强度和表面附着力，提高涂料的化学稳定性，起到交联固化的作用。

本发明所述的柠檬酸三丁酯是一种无色透明油状液体，具有相容性好、增塑效率高、无毒、

不易挥发、耐候性强、耐水性优良、挥发性小、无毒、有抗霉性等特点，是首选替代邻苯二

甲酸酯类的绿色环保产品。它在寒冷地区使用仍保持有好的挠曲性，又耐光，耐水，耐热，

熔封时热稳定性好而不变色，安全经久耐用，具有无毒及抗菌作用，不滋生细菌，还具有阻

燃性，所以它在乙烯基树脂中用量甚大；薄膜、饮料管、食品瓶密封圈、医疗机械、医院内

围墙、家庭、饭店、宾馆及公共场所等壁板、天花板，食堂灶间、卫生间等更需要此种灭菌

阻燃增塑剂，柠檬酸三丁酯用于涂料时，能提高涂料粘度、减少流动。

本发明所述的铝锆酸酯偶联剂是一种两性物质，具有特殊功能“分子桥”的作用，其一端可与填料金红石型钛白粉、膨润土发生化学反应，形成强有力的化学键和，另一端可与纤维表面的电荷形成静电结合，从而使两种性质差异很大的材料牢固地结合起来。铝锆酸酯偶联剂具有良好的水解稳定性，热稳定性好，可耐热到300℃；加入到涂料中可显著提高颜料的分散性、涂料的防沉性、着色力，能明显降低填充体系的粘度,改善流动性。铝锆酸酯偶联剂的用量少，一般为无机物的0.02%～0.5%；而且铝锆酸酯偶联剂易于合成,无三废排放,用途广泛,使用方法简单而有效,既兼备钛酸酯偶联剂的优点,又能像硅烷偶联剂一样使用，价格低廉，其价格仅为硅烷偶联剂的一半。

本发明所述的膨润土在水中能放出带电微粒，这种微粒间的电斥性使之在涂料中具有颜料、填充料分散剂的功能，可改善水性涂料的悬浮性，增强稳定性。膨润土在水中能形成凝胶状物质，具有增稠的的作用，膨润土与有机基料结合后能增强涂膜的耐水性，提高涂膜强度和耐紫外线照射的能力，在本发明中膨润土也起到填充物的作用。

本发明所述的混合溶剂是丙二醇单甲醚和水的混合溶液，重量比例为2:8；丙二醇单甲醚由于其分子结构中既有醚基又有羟基，因而它的溶解性能十分优异，作为溶剂、分散剂或稀释剂用于涂料、油墨、印染、农药、纤维素、丙烯酸酯等工业。丙二醇单甲醚在涂料制作过程中加入具有降低成膜温度、促进其凝聚成膜，并保证涂膜具有良好状态的特性，具有成膜助剂的作用。

本发明所述的流平剂CAB381-0.1 加入到涂料中能降低涂料组分之间的表面张力，改善湿涂膜流动性，消除刷痕和桔皮等表面缺陷，使涂料达到光滑、平整，从而获得无针孔、缩孔、刷痕和桔皮等表面缺陷的致密涂膜。

本发明所述的聚氨酯防霉涂料是专门应用于浴室、地下室墙体这两种地方的的防霉涂料。

本发明的有益效果是：

1、本发明制备的聚氨酯防霉涂料中加入了交联剂SAC-100，提高涂料的粘合强度和表面附着力，提高涂料的化学稳定性；加入的柠檬酸三丁酯具有相容性好、增塑效率高、无毒及抗菌作用的特点，用于涂料时，能提高涂料粘度、减少流动；在本发明中加入的铝锆酸酯偶联剂具有良好的水解稳定性，热稳定性好，加入到涂料中可显著提高颜料的分散性、涂料的防沉性、着色力，能明显降低填充体系的粘度,改善流动性，而且铝锆酸酯偶联剂的用量少。

2、在本发明中加入的防霉杀菌剂ROCIMA 361是多菌灵与敌草隆的复配产品，多菌灵与敌草隆能起互补和协同作用使得防霉杀菌的性能更高，防霉杀菌剂ROCIMA 361具有很强的杀灭霉菌的能力，具有防霉抗藻的作用。ROCIMA 361是复配型防真菌防藻菌剂，对于墙面涂料和灰泥具有双重保护作用：首先，它能防止涂料或灰泥层成为真菌和藻菌培养基；其次，当表面因雨水或冷凝作用变潮湿时，此产品的活性物质能从灰泥和涂料层有序地渗出至潮湿面，从而防止真菌和藻菌的生长；防霉杀菌剂ROCIMA 361加入到涂料中能够提高涂料的杀菌防霉性能，使涂料在比较潮湿、特殊的环境下起到防霉的作用，本发明的聚氨酯防霉涂料是专门应用于浴室、地下室墙体这两种地方的的防霉涂料。

3、本发明生产出来的聚氨酯防霉涂料成膜物由于在水性聚氨酯乳液中加入交联剂SAC-100、柠檬酸三丁酯、铝锆酸酯偶联剂、分散剂、钛白粉、消泡剂BKY—141、混合溶剂等材料以后，能够起到很好的化学交联作用，对聚氨酯涂料具有很好的改性作用，使成膜物在常温下具有耐水、耐化学品、耐磨、收缩率小、粘接强度高的特点，而且延长涂料寿命；本发明制备得到的涂料具有良好的防霉效果，而且具有高耐候、不易老化、耐污染性的特点。

具体实施方式

实施例1

首先按重量份数将水性聚氨酯乳液40份、交联剂SAC-100 1份、柠檬酸三丁酯4.0份、铝锆酸酯偶联剂0.5份、分散剂六偏磷酸钠0.2份、金红石型钛白粉18份、消泡剂BKY—141 0.3份、膨润土10份、混合溶剂（丙二醇单甲醚和水，重量比例为2:8） 15份、防霉杀菌剂ROCIMA361 5份、流平剂CAB381-0.1 3份，进行备料。

制备方法：将交联剂SAC-100与水按重量比1:1进行混合，然后加入到分散罐中，在分散速率为500r／min的分散罐中按重量份数加入水性聚氨酯乳液进行混合分散搅拌，反应温度控制在70℃，反应时间 1.5小时后加入铝锆酸酯偶联剂和分散剂；继续反应3小时，然后加入金红石型钛白粉、消泡剂BKY—141、膨润土、防霉剂、混合溶剂，过10分钟之后再加入柠檬酸三丁酯和流平剂CAB381-0.1，分散混合均匀即可得到聚氨酯防霉涂料产品。

实施例2

首先按重量份数将水性聚氨酯乳液 45 份、交联剂SAC-100 1.5 份、柠檬酸三丁酯5.0份、铝锆酸酯偶联剂 0.7 份、分散剂 焦磷酸钠0.3份、金红石型钛白粉 15 份、消泡剂BKY—141 0.4 份、膨润土 12 份、混合溶剂（丙二醇单甲醚和水，重量比例为2:8） 16 份、防霉杀菌剂ROCIMA 361 7份、流平剂CAB381-0.1 4份，进行备料。

制备方法：将交联剂SAC-100与水按重量比1:1进行混合，然后加入到分散罐中，在分散速率为500r／min的分散罐中按重量份数加入水性聚氨酯乳液进行混合分散搅拌，反应温度控制在90℃，反应时间1.1小时后加入铝锆酸酯偶联剂和分散剂；继续反应4小时，然后加入金红石型钛白粉、消泡剂BKY—141、膨润土、防霉剂、混合溶剂，过15分钟之后再加入柠檬酸三丁酯和流平剂CAB381-0.1，分散混合均匀即可得到聚氨酯防霉涂料产品。

实施例3

首先按重量份数将水性聚氨酯乳液50份、交联剂SAC-100 2份、柠檬酸三丁酯6.0份、铝锆酸酯偶联剂1.0份、分散剂 聚丙烯酸铵盐DA40 0.4份、金红石型钛白粉12份、消泡剂BKY—141 0.5份、膨润土13份、混合溶剂（丙二醇单甲醚和水，重量比例为2:8）18份、防霉杀菌剂ROCIMA 361 8份、流平剂CAB381-0.1 5份，进行备料。

制备方法：将交联剂SAC-100与水按重量比1:1进行混合，然后加入到分散罐中，在分散速率为500r／min的分散罐中按重量份数加入水性聚氨酯乳液进行混合分散搅拌，反应温度控制在110℃，反应时间1.3小时后加入铝锆酸酯偶联剂和分散剂；继续反应2小时，然后加入金红石型钛白粉、消泡剂BKY—141、膨润土、防霉剂、混合溶剂，过20分钟之后再加入柠檬酸三丁酯和流平剂CAB381-0.1，分散混合均匀即可得到聚氨酯防霉涂料产品。

本发明的各项技术指标检测结果达到GB/T9757-2001和JG/T235-2008标准评定，为了便于参考，列于下表。

由上述检测结果可见，本发明各项指标均符合国家标准，适于工业大批量推广应用。

Claims (5)

1.一种聚氨酯防霉涂料，其特征在于：制成该涂料包括以下重量份数的原料：

水性聚氨酯乳液 40～50份；

交联剂SAC-100 1～2份；

柠檬酸三丁酯 4.0～6.0份；

铝锆酸酯偶联剂 0.5～1.0份；

分散剂 0.2～0.4份

钛白粉 12～18份；

消泡剂BKY—141 0.3～0.5份；

膨润土 10～13份；

混合溶剂 15～18份；

防霉剂 5～8份；

流平剂CAB381-0.1 3～5份；

所述的水性聚氨酯乳液为市售的任意一种聚氨酯水性聚氨酯乳液；

所述的混合溶剂是丙二醇单甲醚和水的混合溶液，重量比例为2:8；

所述的防霉剂是防霉杀菌剂ROCIMA 361。

2.根据权利要求1所述的聚氨酯防霉涂料，其特征在于：所述的分散剂是六偏磷酸钠、焦磷酸钠或聚丙烯酸铵盐DA40中的一种。

3.根据权利要求1所述的聚氨酯防霉涂料，其特征在于：所述的钛白粉为金红石型钛白粉。

4.根据权利要求1所述的聚氨酯防霉涂料，其特征在于：其制备方法包括以下步骤：

将交联剂SAC-100与水按重量比1:1进行混合，然后加入到分散罐中，在分散速率为500r／min的分散罐中按重量份数加入水性聚氨酯乳液进行混合分散搅拌，反应温度控制在70～110℃，反应时间1.1～1.5小时后加入铝锆酸酯偶联剂和分散剂；继续反应2～4小时，然后加入金红石型钛白粉、消泡剂BKY—141、膨润土、防霉剂、混合溶剂，过10～20分钟之后再加入柠檬酸三丁酯和流平剂CAB381-0.1，分散混合均匀即可得到聚氨酯防霉涂料产品。

5.根据权利要求1所述的聚氨酯防霉涂料，其特征在于：该涂料是专门应用于浴室、地下室墙体这两种地方的的防霉涂料。