CN110845655A - 一种自抗菌型水性丙烯酸树脂修色剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自抗菌型水性丙烯酸树脂修色剂，按重量份计，其基本配方是：修色剂专用水性丙烯酸树脂10.0～20.0份、水性专用色精2.0～30.0份、消泡剂0.1～0.4份、分散剂0.1～0.5份、甲醇50.0～80.0份、三乙胺0.5～3.0份、去离子水5.0～10.0份；所述的一种修色剂专用水性丙烯酸树脂由丙烯酸软单体、丙烯酸硬单体、丙烯酸席夫碱单体、丙烯酸、偶氮二异丁腈、双杂环基丙烯酸酯、巯基乙醇、乳化剂、中和剂和去离子水组成；本发明制得的自抗菌型水性丙烯酸树脂修色剂，具有良好的附着力、润湿性好、干燥速度快等优点，有效解决了其他水性修色剂咬底、开裂等弊端，无需外加杀菌剂与润湿剂，具有良好的杀菌、抗菌效果，贮存时间长，抗菌效果持久。

Description

一种自抗菌型水性丙烯酸树脂修色剂

技术领域

本发明涉及一种水性修色剂，尤其涉及到一种自抗菌型水性丙烯酸树脂修色剂，属于功能材料技术领域。

背景技术

相比于溶剂性光油，水性光油主要由主剂、溶剂、辅助剂三大类组成，具有无色、无味、透明感强且无毒、无有机挥发物、成本低、来源广等特点，因此在装修设计木器漆及木质品制造领域中被广泛使用。

但是传统的水性木器漆修色光油依旧存在诸多问题，首先，与木材之间附着力不好，无法满足水性木器快速涂装的使用要求，目前，水性修色剂需外加杀菌剂保持其杀菌功能，而杀菌剂易造成体系不稳定，容易沉淀，如没有添加杀菌剂，贮存时间过长，会引起水性修色剂发臭等现象，影响修色功能，而水性涂料通常都是采用异噻唑啉酮(MIT)或苯并异噻唑啉酮(BIT)等有机物杀菌防霉，然而MIT、BIT类物质具有很强的生物毒性，属于非绿色环保材料。

中国专利CN108893043A公开了一种水性木器漆修色光油及其制备方法和应用，其原料为：水溶性聚氨酯树脂、水溶性丙烯酸树脂、二丙二醇甲醚、聚氮杂环丙烷、水性消泡剂、水性流平剂、乙醇、分散剂和去离子水；其制备方法包括以下步骤：a、常温条件下，将上述各组分进行混合，并搅拌20-25min；b、搅拌均匀后，用300目的过滤网进行过滤，即可；水性木器漆修色光油使用的组分均为透明树脂，使用过程中对色容易。

中国专利CN103059645A公开了一种不限操作方式的立体效果修色剂及其制备方法，包括低分子量大豆油醇酸树脂改性的自干型丙烯酸树脂、乙醇、乙酸丁酯、流平剂和消泡剂，并在一定搅拌速度下分批混合而得；不仅能凸显立体效果，而且对操作要求不高，通过擦涂、刷涂、喷涂、淋涂的方式都能实现。

上述发明修色剂具有一定的特种效果，但其无杀菌、抗菌性能。杀菌效果需靠外加杀菌剂完成，而外加杀菌剂具有一定的弊端，体系不稳定，因此开发一种具有自杀菌、抗菌功能且具有良好修色效果的水性修色剂显得尤为重要。

发明内容

希夫碱化合物具有很好的杀菌、抑菌等作用，例如对金黄色葡萄菌，枯草杆菌，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，希夫碱除具有一般化合物的应用意义外，还具有有别于其他结构的独特生物活性。

因此，本发明要解决的技术问题是为了克服物理外加杀菌剂效果持久性差、易降解、易造成修色剂体系不稳定、容易沉淀对等缺点，本发明将具有抗菌效果的希夫碱结构通过化学键方式引入到水性丙烯酸树脂分子结构中，改性后的水性丙烯酸树脂具有良好的杀菌效果。

为解决修色剂干燥速度慢的问题，本发明引入低沸点溶剂甲醇，其挥发速度快，大大提高了修色剂的干燥速度，加入三乙胺能有效稳定体系的PH值，增加其稳定性等。

由于普通的水性丙烯酸树脂附着力较差，难以适应快干水性修色剂的制备，本发明通过控制丙烯酸软单体与丙烯酸硬单体的用量，以提高其附着力，同时也可以控制由于快干而影响修色等问题。

本发明目的旨在提供一种自抗菌型水性丙烯酸树脂修色剂。

本发明涉及一种自抗菌型水性丙烯酸树脂修色剂，按重量份计，其基本配方是：修色剂专用水性丙烯酸树脂10.0～20.0份、水性专用色精2.0～30.0份、消泡剂0.1～0.4份、分散剂0.1～0.5份、甲醇50.0～80.0份、三乙胺0.5～3.0份、去离子水5.0～10.0份。

为解决上面所述的技术问题，所述的一种修色剂专用水性丙烯酸树脂，按重量份计，其成分为：丙烯酸软单体20.0～30.0份、丙烯酸硬单体30.0～45.0份、丙烯酸席夫碱单体3.0～6.5份、丙烯酸3.0～6.5份、偶氮二异丁腈0.5～1.2份、双杂环基丙烯酸酯3.5～8.0份、巯基乙醇2.0～6.0份、乳化剂2.0～4.0份、中和剂2.5～10.0份、去离子水100.0～150.0份。

其中，所述的丙烯酸软单体与丙烯酸硬单体的质量之比为2:3。

所述的丙烯酸席夫碱单体由2-丁烯醛与乙二胺通过反应制得。

在制备丙烯酸席夫碱单体时，用无水乙醇做溶剂，其用量为反应物质量之和的6～8倍，冰醋酸做催化剂，2-丁烯醛与乙二胺的物质的量之比为2:1，在多功能反应釜中，加入2-丁烯醛和无水乙醇，升温至80℃搅拌均匀；另外按配方量称取乙二胺与无水乙醇混溶，缓慢滴加到反应釜中，然后滴加适量的冰醋酸，冰醋酸用量为2-丁烯醛与乙二胺质量之和的千分之五，继续回流反应3.0～4.0h，待反应完全后冷却，重结晶，过滤，得淡黄色丙烯酸席夫碱单体。

所述的丙烯酸硬单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、苯乙烯、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、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸月桂醇酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十八酯中的一种或几种的组合。

所述的中和剂为三乙胺、氨水、二甲基乙醇胺中的至少一种。

本发明提供一种修色剂专用水性丙烯酸树脂的制备方法，步骤如下：

a）、按配方比例称量，依次将丙烯酸软单体、丙烯酸、丙烯酸席夫碱单体、丙烯酸硬单体、双杂环基丙烯酸酯、巯基乙醇、偶氮二异丁腈加入到计量罐G1中，在室温下将混合物搅拌均匀，得混合液Ⅰ；

b）、将部分去离子水和乳化剂加入反应釜中，搅拌速度为200r/min，通入氮气，升温至80℃～82℃，加入1/5上述混合液Ⅰ，反应0.5h，制备出核乳液，当反应釜中的液体出现蓝光时，匀速滴加剩余的混合液Ⅰ，控制滴加时间为3.0～3.5h，滴加过程中温度控制在80℃～82℃；

c）、混合液Ⅰ滴加完毕，在84～86℃保持反应1.5～2.0h，反应釜中的液体泛蓝光，反应完毕，降温至45℃以下，加入中和剂快速搅拌反应，然后加入去离子水至规定固含，高速分散0.5h，低速搅拌0.5h，过滤，得所述的修色剂专用水性丙烯酸树脂。

双杂环基丙烯酸酯不仅可以提供氢键和分子间作用力，同时可以改善乳液聚合体系的胶粒结构，降低界面张力，更有效地浸润颜填料颗粒和被粘附基质表面，从而能显著提高水性修色剂的粘接和附着性能，且双杂环基丙烯酸酯的玻璃化温度高，通过其用量调节修色剂专用水性丙烯酸树脂的玻璃化温度。

本发明制得的自抗菌型水性丙烯酸树脂修色剂，具有良好的附着力、润湿性好、干燥速度快等优点，有效解决了其他水性修色剂咬底、开裂等弊端，无需外加杀菌剂与润湿剂，具有良好的杀菌、抗菌效果，贮存时间长，抗菌效果持久。

具体实施方式

本发明结合以下实例对自抗菌型水性丙烯酸树脂修色剂的制备做进一步描述。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

一种修色剂专用水性丙烯酸树脂A，按重量份计，由以下配方组成：丙烯酸丁酯24.0份、甲基丙烯酸甲酯36.0份、丙烯酸席夫碱单体5.0份、丙烯酸4.5份、偶氮二异丁腈0.8份、双杂环基丙烯酸酯6.0份、巯基乙醇3.5份、乳化剂3.0份、三乙胺6.3份、去离子水110.0份。

本实施例中一种修色剂专用水性丙烯酸树脂A的制备方法，包括以下步骤：

a）、按配方比例称量，依次将丙烯酸丁酯、丙烯酸、丙烯酸席夫碱单体、甲基丙烯酸甲酯、双杂环基丙烯酸酯、巯基乙醇、偶氮二异丁腈加入到计量罐G1中，在室温下将混合物搅拌均匀，得混合液Ⅰ；

b）、将部分去离子水和乳化剂加入反应釜中，搅拌速度为200r/min，通入氮气，升温至80℃～82℃，加入1/5上述混合液Ⅰ，反应0.5h，制备出核乳液，当反应釜中的液体出现蓝光时，匀速滴加剩余的混合液Ⅰ，控制滴加时间为3.5h，滴加过程中温度控制在80℃～82℃；

c）、混合液Ⅰ滴加完毕，在84～86℃保持反应2.0h，反应釜中的液体泛蓝光，反应完毕，降温至40℃，加入三乙胺快速搅拌反应，然后加入去离子水至规定固含，高速分散0.5h，低速搅拌0.5h，过滤，得所述的修色剂专用水性丙烯酸树脂A，固含为40%。

实施例2

一种修色剂专用水性丙烯酸树脂B，按重量份计，由以下配方组成：甲基丙烯酸丁酯12.0份、甲基丙烯酸月桂醇酯10.0份、甲基丙烯酸甲酯33.0份、丙烯酸席夫碱单体4.2份、丙烯酸5.2份、偶氮二异丁腈0.7份、双杂环基丙烯酸酯6.5份、巯基乙醇4.0份、乳化剂3.2份、氨水5.6份、去离子水105.0份。

本实施例中一种修色剂专用水性丙烯酸树脂B的制备方法，包括以下步骤：

a）、按配方比例称量，依次将甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸月桂醇酯、丙烯酸、丙烯酸席夫碱单体、甲基丙烯酸甲酯、双杂环基丙烯酸酯、巯基乙醇、偶氮二异丁腈加入到计量罐G1中，在室温下将混合物搅拌均匀，得混合液Ⅰ；

b）、将部分去离子水和乳化剂加入反应釜中，搅拌速度为200r/min，通入氮气，升温至80℃～82℃，加入1/5上述混合液Ⅰ，反应0.5h，制备出核乳液，当反应釜中的液体出现蓝光时，匀速滴加剩余的混合液Ⅰ，控制滴加时间为3.0h，滴加过程中温度控制在80℃～82℃；

c）、混合液Ⅰ滴加完毕，在84～86℃保持反应2.0h，反应釜中的液体泛蓝光，反应完毕，降温至42℃，加入氨水快速搅拌反应，然后加入去离子水至规定固含，高速分散0.5h，低速搅拌0.5h，过滤，得所述的修色剂专用水性丙烯酸树脂B，固含为39.8%。

实施例3

一种修色剂专用水性丙烯酸树脂C，按重量份计，由以下配方组成：丙烯酸丁酯15.0份、甲基丙烯酸环己酯11.0份、甲基丙烯酸甲酯24.0份、丙烯酸异冰片酯15.0份、丙烯酸席夫碱单体4.5份、丙烯酸6.0份、偶氮二异丁腈1.0份、双杂环基丙烯酸酯6.0份、巯基乙醇4.0份、乳化剂3.6份、三乙胺8.4份、去离子水125.0份。

本实施例中一种修色剂专用水性丙烯酸树脂C的制备方法，包括以下步骤：

a）、按配方比例称量，依次将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸、丙烯酸席夫碱单体、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异冰片酯、双杂环基丙烯酸酯、巯基乙醇、偶氮二异丁腈加入到计量罐G1中，在室温下将混合物搅拌均匀，得混合液Ⅰ；

b）、将部分去离子水和乳化剂加入反应釜中，搅拌速度为200r/min，通入氮气，升温至80℃～82℃，加入1/5上述混合液Ⅰ，反应0.5h，制备出核乳液，当反应釜中的液体出现蓝光时，匀速滴加剩余的混合液Ⅰ，控制滴加时间为3.5h，滴加过程中温度控制在80℃～82℃；

c）、混合液Ⅰ滴加完毕，在84～86℃保持反应2.0h，反应釜中的液体泛蓝光，反应完毕，降温至43℃，加入三乙胺快速搅拌反应，然后加入去离子水至规定固含，高速分散0.5h，低速搅拌0.5h，过滤，得所述的修色剂专用水性丙烯酸树脂C，固含为39.5%。

实施例4

一种自抗菌型水性丙烯酸树脂修色剂，按重量份计，其基本配方是：修色剂专用水性丙烯酸树脂15.0份、水性专用色精20.0份、消泡剂0.2份、分散剂0.2份、甲醇70.0份、三乙胺2.2份、去离子水6.0份。

实施例5

一种自抗菌型水性丙烯酸树脂修色剂，按重量份计，其基本配方是：修色剂专用水性丙烯酸树脂18.0份、水性专用色精15.0份、消泡剂0.3份、分散剂0.2份、甲醇60.0份、三乙胺2.8份、去离子水5.0份。

实施例6

一种自抗菌型水性丙烯酸树脂修色剂，按重量份计，其基本配方是：修色剂专用水性丙烯酸树脂12.0份、水性专用色精10.0份、消泡剂0.2份、分散剂0.2份、甲醇60.0份、三乙胺1.8份、去离子水7.0份。

本发明制得的一种自抗菌型水性丙烯酸树脂修色剂，在温度25℃条件下使用，干燥时间为3～5min；而目前所使用的水性修色剂的干燥时间为15～20min，本发明制得的修色剂能大大提高施工效率。

对本发明制备的自抗菌型水性丙烯酸树脂修色剂，按HG/T3950-2007的标准测试其抗菌性能，其测试结果如表1所示。

表1 自抗菌型水性丙烯酸树脂修色剂抗菌性能测试结果

将本发明实施例中的自抗菌型水性丙烯酸树脂修色剂与常规的水性修色剂+抗菌剂（对比例）按照HG/T3950-2007的标准对其进行持久抗菌性能测试，受试细菌为葡萄球菌。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 自抗菌型水性丙烯酸树脂修色剂与对比例持久抗菌性能

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 (7)

1.一种自抗菌型水性丙烯酸树脂修色剂，其特征在于：所述的自抗菌型水性丙烯酸树脂修色剂，按重量份计，其成分为：修色剂专用水性丙烯酸树脂10.0～20.0份、水性专用色精2.0～30.0份、消泡剂0.1～0.4份、分散剂0.1～0.5份、甲醇50.0～80.0份、三乙胺0.5～3.0份、去离子水5.0～10.0份。

2.根据权利要求1所述的一种自抗菌型水性丙烯酸树脂修色剂，其特征在于：所述的修色剂专用水性丙烯酸树脂，按重量份计，其组成为：丙烯酸软单体20.0～30.0份、丙烯酸硬单体30.0～45.0份、丙烯酸席夫碱单体3.0～6.5份、丙烯酸3.0～6.5份、偶氮二异丁腈0.5～1.2份、双杂环基丙烯酸酯3.5～8.0份、巯基乙醇2.0～6.0份、乳化剂2.0～4.0份、中和剂2.5～10.0份、去离子水100.0～150.0份；所述的丙烯酸席夫碱单体由2-丁烯醛与乙二胺通过反应制得。

3.根据权利要求1或2所述的修色剂专用水性丙烯酸树脂，其特征在于：所述的丙烯酸软单体与丙烯酸硬单体的质量之比为2:3。

4.根据权利要求1或2所述的修色剂专用水性丙烯酸树脂，其特征在于：所述的丙烯酸硬单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、苯乙烯、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。

5.根据权利要求1或2所述的修色剂专用水性丙烯酸树脂，其特征在于：所述的丙烯酸软单体为丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸月桂醇酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十八酯中的一种或几种的组合。

6.根据权利要求1或2所述的修色剂专用水性丙烯酸树脂，其特征在于：所述的中和剂为三乙胺、氨水、二甲基乙醇胺中的至少一种。

7.根据权利要求1或2所述的修色剂专用水性丙烯酸树脂，其特征在于：所述的修色剂专用水性丙烯酸树脂，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、丙烯酸席夫碱单体、丙烯酸硬单体、双杂环基丙烯酸酯、巯基乙醇、偶氮二异丁腈加入到计量罐G1中，在室温下将混合物搅拌均匀，得混合液Ⅰ；

b）、将部分去离子水和乳化剂加入反应釜中，搅拌速度为200r/min，通入氮气，升温至80℃～82℃，加入1/5上述混合液Ⅰ，反应0.5h，制备出核乳液，当反应釜中的液体出现蓝光时，匀速滴加剩余的混合液Ⅰ，控制滴加时间为3.0～3.5h，滴加过程中温度控制在80℃～82℃；

c）、混合液Ⅰ滴加完毕，在84～86℃保持反应1.5～2.0h，反应釜中的液体泛蓝光，反应完毕，降温至45℃以下，加入中和剂快速搅拌反应，然后加入去离子水至规定固含，高速分散0.5h，低速搅拌0.5h，过滤，得所述的修色剂专用水性丙烯酸树脂。