CN108587428A - 一种水性抗菌木器漆及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水性抗菌木器漆及其制备方法与应用，该木器漆由以下重量份的组分制备：水性聚氨酯分散树脂乳液35～50份、水性邻甲酚醛环氧树脂乳液5～10份、纳米氧化锌0.5～2份、纳米银粉末0.2～1份、异噻唑啉酮1～3份、纳米二氧化硅粉末1～3份、消泡剂1～3份、分散剂2～5份、增稠剂1～2份、成膜助剂0.5～1.5份、防冻剂3～8份、防腐剂2～4份、余量水，通过本发明的制备方法制得的水性抗菌木器漆不仅解决了水性木器漆自身耐磨性差的问题，还可显著的提升了其抗冲击性能、耐水性能、抗菌性能等，增强了水性木器漆的品质和质量，该木器漆还具有无毒无味、无污染等优点。

Description

一种水性抗菌木器漆及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种水性抗菌木器漆及其制备方法与应用。
背景技术
目前市面上的木器漆大多是油性漆，而油性漆存在污染问题在现阶段以环保为核心的社会来说得不到解决，但是与油性木器漆相比，水性木器漆不仅具有油性木器漆本身的作用之外，还具有无毒无味、无污染等的特点，因此在环保问题倍受关注的今天，水性木器漆越来越受到当今人们的喜爱。
对水性木器漆漆膜影响最大的是乳液的性能，由于水性乳液的成膜机理与油性漆存在很大的差异，因此乳液成膜后的性能也普遍不如油性漆，存在漆膜偏软、耐磨性和耐光变色性差等问题现有技术中，水性木器漆本身也具备很多不足，到可以通过添加有益成分来弥补和提升其不足之处；通常可在水性木器漆中加入纳米材料、抗菌剂等，这些纳米材料可以与乳液很好的分散、相互作用力分散，这些纳米材料、抗菌剂等可显著增强水性木器漆的涂膜，能使涂膜致密性、耐水性等性能有明显的提高；市场上最常见的水性木器漆乳液有丙烯酸乳液、水性聚氨酯乳液等，使用乳液、助剂等制备具有良好的耐水性、耐磨性、抗菌作用等的木器漆存在问题。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提出了一种水性抗菌木器漆及其制备方法与应用，可有效的弥补水性木器漆自身耐磨性差的缺点，不仅可显著提升其抗冲击性能、耐水性能等，还可提升其抗菌作用，该木器漆还具有无毒无味、无污染等优点。
为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：
一种水性抗菌木器漆，包括以下重量份的组分制备：水性聚氨酯分散树脂乳液35～50份、水性邻甲酚醛环氧树脂乳液5～10份、纳米氧化锌0.5～2份、纳米银粉末0.2～1份、异噻唑啉酮1～3份、纳米二氧化硅粉末1～3份、消泡剂1～3份、分散剂2～5份、增稠剂1～2份、成膜助剂0.5～1.5份、防冻剂3～8份、防腐剂2～4份、余量水。
优选的，包括以下重量份的组分制备：水性聚氨酯分散树脂乳液40份、水性邻甲酚醛环氧树脂乳液7份、纳米氧化锌1.2份、纳米银粉末0.5份、异噻唑啉酮2份、纳米二氧化硅粉末2份、消泡剂2份、分散剂3份、增稠剂2份、成膜助剂1份、防冻剂5份、防腐剂3份、余量水。
优选的，所述消泡剂为聚丙烯酸酯、硅酮、硅酮类化合物中的一种或多种；所述分散剂为烷基苯磺酸钙盐、聚丙烯酸铵盐类、烷基酚聚氧乙烯醚、聚羧酸盐中的一种或多种；所述成膜助剂为乙二醇丁醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚中的一种或多种；所述增稠剂为甲基纤维素、聚乙二醇中的一种或多种；所述防冻剂为丙二醇、丙三醇、三甘醇中的一种或多种。
优选的，水性抗菌木器漆的制备方法包括以下步骤：
(1)按照组份配比称取各原料，将水性聚氨酯分散树脂乳液、水性邻甲酚醛环氧树脂乳液、消泡剂、分散剂、增稠剂、成膜助剂和水置于搅拌釜中，升温至60～85℃，在转速600～750r/min下均匀搅拌30～60min，搅拌结束后，控制温度为35～50℃并保温放置1～2h，得混合A液；
(2)向上述的混A合液中均匀加入纳米二氧化硅粉末份、纳米氧化锌、纳米银粉末、异噻唑啉酮、防冻剂，在转速400～500r/min下均匀搅拌10～20min，再用体积浓度为3％的氨水调节pH至7.2～8.0，继续搅拌10～15min后，得混合B液；
(3)将上述的混合B液置于功率为450～600W的超声下，超声10～15min后，得水性抗菌木器漆。
优选的，所述步骤(1)中转速为700r/min。
优选的，所述步骤(2)中转速为450r/min，pH调至7.5。
优选的，所述步骤(3)超声功率为500W，超声时间为12min。
优选的，水性抗菌木器漆在装修设计木器漆、水性木器家具漆、内外墙乳胶漆、水性户外木器漆、水性金属防锈漆以及木质品制造领域中的应用。
由于采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：
(1)本发明添加的纳米二氧化硅粉末不仅具有良好的分散性能，还作为载体，承载难以分散的纳米银，有效的提高纳米银在体系中的分散度，而纳米银不仅具有良好的抗菌性能，与纳米氧化锌可很好的弥补水性木器漆自身耐磨性差的缺点，能显著提升其耐磨性、抗冲击性能等。
(2)通过水性聚氨酯分散树脂乳液与水性邻甲酚醛环氧树脂乳液混合使用，交联密度有所增加，有效的提高了材料的力学性能，增强木器漆的耐水、耐磨性能。
(3)本发明中添加的树脂乳液以及助剂不仅可有效提高本发明水性抗菌木器漆的各方面的性能，还可有效的保证木器漆良好的品质，延长木器漆的使用和储存寿命，具有无毒无味、无污染等优点。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种水性抗菌木器漆，包括由以下重量份的组分制备：水性聚氨酯分散树脂乳液40份、水性邻甲酚醛环氧树脂乳液7份、纳米氧化锌1.2份、纳米银粉末0.5份、异噻唑啉酮2份、纳米二氧化硅粉末2份、聚丙烯酸酯1份、硅酮1份、烷基苯磺酸钙盐1份、聚丙烯酸铵盐类2份、甲基纤维素2份、乙二醇单甲醚0.5份、乙二醇单乙醚0.5份、丙二醇5份、余量水。
其中，水性抗菌木器漆的制备方法包括以下步骤：
(2)按照组份配比称取各原料，将水性聚氨酯分散树脂乳液、水性邻甲酚醛环氧树脂乳液、聚丙烯酸酯、硅酮、烷基苯磺酸钙盐、聚丙烯酸铵盐类、甲基纤维素、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚和水置于搅拌釜中，升温至70℃，在转速700r/min下均匀搅拌50min，搅拌结束后，控制温度为40℃并保温放置1.5h，得混合A液；
(2)向上述的混A合液中均匀加入纳米氧化锌、纳米银粉末、异噻唑啉酮、丙二醇，在转速450r/min下均匀搅拌15min，再用体积浓度为3％的氨水调节pH至7.5，继续搅拌12min后，得混合B液；
(3)将上述的混合B液置于功率为500W的超声下，超声12min后，得水性抗菌木器漆。
实施例2：
一种水性抗菌木器漆，包括由以下重量份的组分制备：水性聚氨酯分散树脂乳液35份、水性邻甲酚醛环氧树脂乳液8份、纳米氧化锌0.8份、纳米银粉末1份、异噻唑啉酮3份、纳米二氧化硅粉末1份、硅酮2份、硅酮类化合物1份、聚丙烯酸铵盐类0.5份、烷基酚聚氧乙烯醚1.5份、聚乙二醇1份、乙二醇单甲醚0.2份、乙二醇单乙醚0.3份、丙三醇7份、余量水。
其中，水性抗菌木器漆的制备方法包括以下步骤：
(1)按照组份配比称取各原料，将水性聚氨酯分散树脂乳液、水性邻甲酚醛环氧树脂乳液、硅酮、硅酮类化合物、聚丙烯酸铵盐类、烷基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚和水置于搅拌釜中，升温至60℃，在转速750r/min下均匀搅拌30min，搅拌结束后，控制温度为50℃并保温放置2h，得混合A液；
(2)向上述的混A合液中均匀加入纳米氧化锌、纳米银粉末、异噻唑啉酮、丙三醇，在转速420r/min下均匀搅拌20min，再用体积浓度为3％的氨水调节pH至7.7，继续搅拌10min后，得混合B液；
(3)将上述的混合B液置于功率为450W的超声下，超声11min后，得水性抗菌木器漆。
实施例3：
一种水性抗菌木器漆，包括由以下重量份的组分制备：水性聚氨酯分散树脂乳液50份、水性邻甲酚醛环氧树脂乳液5份、纳米氧化锌0.5份、纳米银粉末0.8份、异噻唑啉酮1份、纳米二氧化硅粉末3份、硅酮3份、聚羧酸盐4份、聚乙二醇2份、乙二醇单甲醚1.5份、丙三醇2份、三甘醇1份、余量水。
优选的，水性抗菌木器漆的制备方法包括以下步骤：
(1)按照组份配比称取各原料，将水性聚氨酯分散树脂乳液、水性邻甲酚醛环氧树脂乳液、硅酮、聚羧酸盐、聚乙二醇、乙二醇单甲醚和水置于搅拌釜中，升温至65℃，在转速600r/min下均匀搅拌40min，搅拌结束后，控制温度为45℃并保温放置1.2h，得混合A液；
(2)向上述的混A合液中均匀加入纳米氧化锌、纳米银粉末、异噻唑啉酮、丙三醇、三甘醇，在转速500r/min下均匀搅拌18min，再用体积浓度为3％的氨水调节pH至7.2，继续搅拌13min后，得混合B液；
(3)将上述的混合B液置于功率为600W的超声下，超声13min后，得水性抗菌木器漆。
实施例4：
一种水性抗菌木器漆，包括由以下重量份的组分制备：水性聚氨酯分散树脂乳液38份、水性邻甲酚醛环氧树脂乳液6份、纳米氧化锌1份、纳米银粉末0.6份、异噻唑啉酮1份、纳米二氧化硅粉末3份、硅酮类化合物1份、烷基苯磺酸钙盐3份、聚羧酸盐2份、甲基纤维素1份、乙二醇单乙醚1.5份、丙二醇2份、丙三醇2份、余量水。
其中，水性抗菌木器漆的制备方法包括以下步骤：
(1)按照组份配比称取各原料，将水性聚氨酯分散树脂乳液、水性邻甲酚醛环氧树脂乳液、硅酮类化合物、烷基苯磺酸钙盐、聚羧酸盐、甲基纤维素、乙二醇单乙醚和水置于搅拌釜中，升温至85℃，在转速620r/min下均匀搅拌60min，搅拌结束后，控制温度为40℃并保温放置1.8h，得混合A液；
(2)向上述的混A合液中均匀加入纳米氧化锌、纳米银粉末、异噻唑啉酮、丙二醇、丙三醇，在转速400r/min下均匀搅拌18min，再用体积浓度为3％的氨水调节pH至7.8，继续搅拌14min后，得混合B液；
(3)将上述的混合B液置于功率为550W的超声下，超声104min后，得水性抗菌木器漆。
实施例5：
一种水性抗菌木器漆，包括由以下重量份的组分制备：水性聚氨酯分散树脂乳液43份、水性邻甲酚醛环氧树脂乳液9份、纳米氧化锌1.5份、纳米银粉末0.4份、异噻唑啉酮3份、纳米二氧化硅粉末1份、聚丙烯酸酯1份、聚丙烯酸铵盐类2份、甲基纤维素0.5份、聚乙二醇1.5份、乙二醇单乙醚0.5份、丙二醇6份、余量水。
其中，水性抗菌木器漆的制备方法包括以下步骤：
(1)按照组份配比称取各原料，将水性聚氨酯分散树脂乳液、水性邻甲酚醛环氧树脂乳液、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸铵盐类、甲基纤维素、聚乙二醇、乙二醇单乙醚和水置于搅拌釜中，升温至75℃，在转速720r/min下均匀搅拌45min，搅拌结束后，控制温度为48℃并保温放置1.4h，得混合A液；
(2)向上述的混A合液中均匀加入纳米氧化锌、纳米银粉末、异噻唑啉酮、丙二醇，在转速460r/min下均匀搅拌1.6min，再用体积浓度为3％的氨水调节pH至7.4，继续搅拌15min后，得混合B液；
(3)将上述的混合B液置于功率为600W的超声下，超声15min后，得水性抗菌木器漆。
实施例6：
一种水性抗菌木器漆，包括由以下重量份的组分制备：水性聚氨酯分散树脂乳液47份、水性邻甲酚醛环氧树脂乳液10份、纳米氧化锌2份、纳米银粉末0.2份、异噻唑啉酮2份、纳米二氧化硅粉末2份、聚丙烯酸酯2份、烷基酚聚氧乙烯醚2份、聚羧酸盐1份、聚乙二醇1份、乙二醇单乙醚1份、三甘醇8份、余量水。
其中，水性抗菌木器漆的制备方法包括以下步骤：
(1)按照组份配比称取各原料，将水性聚氨酯分散树脂乳液、水性邻甲酚醛环氧树脂乳液、聚丙烯酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚、聚羧酸盐、聚乙二醇、乙二醇单乙醚和水置于搅拌釜中，升温至80℃，在转速740r/min下均匀搅拌55min，搅拌结束后，控制温度为35℃并保温放置2h，得混合A液；
(2)向上述的混A合液中均匀加入纳米氧化锌、纳米银粉末、异噻唑啉酮、三甘醇，在转速480r/min下均匀搅拌10min，再用体积浓度为3％的氨水调节pH至8.0，继续搅拌15min后，得混合B液；
(3)将上述的混合B液置于功率为500W的超声下，超声10min后，得水性抗菌木器漆。
下表为实施例1～6制得的水性抗菌木器漆与市售普通水性抗菌木器漆的性能对比统计，其中抗菌活性值1～2组分别为采用金黄色葡萄球菌和大肠杆菌对木器漆表面的抗菌效果活性数值。
综合上表可以得知出，本发明制得的水性抗菌木器漆较普通市售水性抗菌木器漆相比来说具有更好的抗菌效果，其耐磨性、耐冲击强度均有显著的提升。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种水性抗菌木器漆，其特征在于，包括由以下重量份的组分制备：水性聚氨酯分散树脂乳液35～50份、水性邻甲酚醛环氧树脂乳液5～10份、纳米氧化锌0.5～2份、纳米银粉末0.2～1份、异噻唑啉酮1～3份、纳米二氧化硅粉末1～3份、消泡剂1～3份、分散剂2～5份、增稠剂1～2份、成膜助剂0.5～1.5份、防冻剂3～8份、余量水。
2.根据权利要求1所述的水性抗菌木器漆，其特征在于：包括以下重量份的组分制备：水性聚氨酯分散树脂乳液40份、水性邻甲酚醛环氧树脂乳液7份、纳米氧化锌1.2份、纳米银粉末0.5份、异噻唑啉酮2份、纳米二氧化硅粉末2份、消泡剂2份、分散剂3份、增稠剂2份、成膜助剂1份、防冻剂5份、余量水。
3.根据权利要求1所述的水性抗菌木器漆，其特征在于：所述消泡剂为聚丙烯酸酯、硅酮、硅酮类化合物中的一种或多种；所述分散剂为烷基苯磺酸钙盐、聚丙烯酸铵盐类、烷基酚聚氧乙烯醚、聚羧酸盐中的一种或多种；所述成膜助剂为乙二醇丁醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚的一种或多种；所述增稠剂为甲基纤维素、聚乙二醇中的一种或多种；所述防冻剂为丙二醇、丙三醇、三甘醇中的一种或多种。
4.根据权利要求1-3任一所述的水性抗菌木器漆的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)按照组份配比称取各原料，将水性聚氨酯分散树脂乳液、水性邻甲酚醛环氧树脂乳液、消泡剂、分散剂、增稠剂、成膜助剂和水置于搅拌釜中，升温至60～85℃，在转速600～750r/min下均匀搅拌30～60min，搅拌结束后，控制温度为35～50℃并保温放置1～2h，得混合A液；
(2)向上述的混A合液中均匀加入纳米二氧化硅粉末、纳米氧化锌、纳米银粉末、异噻唑啉酮、防冻剂、在转速400～500r/min下均匀搅拌10～20min，再用体积浓度为3％的氨水调节pH至7.2～8.0，继续搅拌10～15min后，得混合B液；
(3)将上述的混合B液置于功率为450～600W的超声下，超声10～15min后，得水性抗菌木器漆。
5.根据权利要求4所述的水性抗菌木器漆的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中转速为700r/min。
6.根据权利要求4所述的水性抗菌木器漆的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中转速为450r/min，pH调至7.5。
7.根据权利要求4所述的水性抗菌木器漆的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)超声功率为500W，超声时间为12min。
8.根据权利要求1-3任一所述的水性抗菌木器漆在装修设计木器漆、水性木器家具漆、内外墙乳胶漆、水性户外木器漆、水性金属防锈漆以及木质品制造领域中的应用。
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