CN110903707A - 一种环保、抗菌性的防霉纳米涂料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保、抗菌性的防霉纳米涂料，本发明其原料按重量比份包括：有机成膜基料40‑50份、复合填料5‑10份、色母粒1‑3份、复合改性抗菌剂5‑10份、消泡剂1‑3份、成膜剂3‑5份、流平剂1‑3份、有机溶剂3‑5份、PH调节剂1‑3份和去离子水余量，复合改性抗菌剂是由60‑70％的有机抗菌剂和30‑40％的无机抗菌剂组成，本发明涉及涂料技术领域。该环保、抗菌性的防霉纳米涂料，可实现通过采用复合抗菌剂，并将复合抗菌剂纳米分散与涂料基料中，来使涂料的抗菌效果得到明显提升，很好的达到了通过将无机抗菌剂和有机抗菌剂结合使用，来使涂料具有强抗菌、强耐热和强长效的目的，从而使涂料的抗菌效果得到更高的提升，从而给涂料的使用十分有益。

Description

一种环保、抗菌性的防霉纳米涂料

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，具体为一种环保、抗菌性的防霉纳米涂料。

背景技术

涂料是涂覆在被保护或被装饰的物体表面，并能与被涂物形成牢固附着的连续薄膜，通常是以树脂、或油、或乳液为主，添加或不添加颜料、填料，添加相应助剂，用有机溶剂或水配制而成的粘稠液体，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，乳胶漆、水性涂料和油性树脂面漆等涂料中的有机物成分为微生物滋生、繁殖提供了丰富的物质基础，微生物利用这些营养物质经过生物降解、生化合成，体内新陈代谢，获得能量，转化成自身的各种生命物质，这一复杂的生命过程可同时产生酶和有机酸，而这些代谢物可使涂料中的有机物和成膜后的物质不断受到破坏，随着微生物的不断繁殖，涂料的破坏程度不断加速，其粘度下降、破乳、分层、沉降、腐败、发臭，失去使用价值。漆膜受到微生物的侵袭后，成膜物质被溶解，基材受到腐蚀失去对环境的抵抗能力，直致变色、起泡、粉化、脱落，使被保护材料失去保护层，特别是在通风不良的潮湿环境场所，以及环境中富含营养物的场所，微生物对涂料的破坏作用表现就更加突出，因此，涂料在生产时都必须加入合适的抗菌、防霉剂，制成可抵御微生物侵害的抗菌防霉涂料，保证涂料产品在生产期、贮存期和使用后不受微生物侵害，长期保持涂饰效果。

目前的抗菌涂料大多是直接在涂料配制过程中加入单一的有机抗菌剂或无机抗菌剂，来使涂料的抗菌效果得到一定的提高，然而，这样的抗菌涂料抗菌效果提升的还是较差，采用有机抗菌剂虽然杀菌效果好，但是耐热性和长效性较差，而采用无机抗菌剂的抗菌效果不够，不能实现通过采用复合抗菌剂，并将复合抗菌剂纳米分散与涂料基料中，来使涂料的抗菌效果得到明显提升，无法达到通过将无机抗菌剂和有机抗菌剂结合使用，来使涂料具有强抗菌、强耐热和强长效的目的，从而给涂料的使用十分不利。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种环保、抗菌性的防霉纳米涂料，解决了现有的抗菌涂料抗菌效果提升的还是较差，采用有机抗菌剂虽然杀菌效果好，但是耐热性和长效性较差，而采用无机抗菌剂的抗菌效果不够，不能实现通过采用复合抗菌剂，并将复合抗菌剂纳米分散与涂料基料中，来使涂料的抗菌效果得到明显提升，无法达到通过将无机抗菌剂和有机抗菌剂结合使用，来使涂料具有强抗菌、强耐热和强长效目的的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种环保、抗菌性的防霉纳米涂料，其原料按重量比份包括：有机成膜基料40-50份、复合填料5-10份、色母粒1-3份、复合改性抗菌剂5-10份、消泡剂1-3份、成膜剂3-5份、流平剂1-3份、有机溶剂3-5份、PH调节剂1-3份和去离子水余量，所述复合改性抗菌剂是由60-70％的有机抗菌剂和30-40％的无机抗菌剂组成。

优选的，所述有机抗菌剂是由1H-苯并咪唑、甲基吡啶、N－碘炔丙基氧羰基氨基酸和辛酸亚锡组成。

优选的，所述无机抗菌剂是由银沸石、载银磷酸锆、氧化亚铜和纳米氧化锌组成。

优选的，所述有机成膜基料为羧甲基纤维素、木松香、羟乙基纤维素、琥珀和玛树脂、羟丙基甲基纤维素或虫胶中的一种或多种的组合。

优选的，所述复合填料为碳酸钙、高岭土、滑石粉或膨润土中一种或多种的组合。

优选的，所述成膜剂为是以丙烯酸酯丁二烯树脂为基料，再加入纳米二氧化钛颗粒作为改性助剂，然后通过混合设备搅拌混合而成的改性成膜剂。

优选的，所述消泡剂为乳化硅油、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚或聚氧丙烯甘油醚中的一种或多种的组合。

优选的，所述流平剂为聚丙烯酸丁酯或聚醚改质聚硅氧烷中的一种。

优选的，所述有机溶剂为矿物油精、煤油、汽油或二甲苯中的一种。

优选的，一种环保、抗菌性的防霉纳米涂料的制备方法，具体包括以下步骤：

S1、原料的选取和称量：首先通过称量设备分别量取所需重量比份的有机成膜基料、复合填、色母粒、复合改性抗菌剂、消泡剂、成膜剂、流平剂、有机溶剂、PH调节剂和去离子水，然后将称量的各组分通过配料罐进行保存，备用；

S2、原料的粒化和预混合处理：将步骤S1量取的有机成膜基料、复合填料和色母粒依次倒入粉碎研磨设备分别进行破碎研磨处理，然后通过200-300目的筛网进行筛选，之后将研磨筛选后的有机成膜基料和复合填料均倒入混合搅拌设备中，再加入相应重量比份的去离子水，以转速为300-400r/min的转速搅拌20-25min，使有机成膜基料和复合填料进行充分混合；

S3、抗菌剂的振荡分散处理：将步骤S1量取的复合改性抗菌剂和有机溶剂倒入纳米级分散振荡混合设备中，同时将步骤S2得到的混合原料转移至混合振荡设备中，然后启动混合振荡设备，通过超声振荡使复合改性抗菌剂在原料中进行均匀分散，从而得到混合物A；

S4、混合物B的配制：将步骤S1量取的消泡剂、成膜剂和流平剂依次倒入混合搅拌设备中，同时将步骤S3得到的混合物A倒入混合搅拌设备中，然后以500-600r/min的转速搅拌40-50min，来对混合物A进行消泡、成膜和表面活性处理，从而得到混合物B；

S5、抗菌防霉纳米涂料的制备：向步骤S4得到的混合物B中加入PH调节剂和步骤S2研磨筛选后的色母粒，同时将剩余的去离子水加入混合搅拌设备中，然后以转速为700-900r/min搅拌混合1-2h，直至混合溶液呈乳液状，从而得到抗菌防霉纳米涂料。

(三)有益效果

本发明提供了一种环保、抗菌性的防霉纳米涂料。与现有技术相比具备以下有益效果：

(1)、该环保、抗菌性的防霉纳米涂料，其原料按重量比份包括：有机成膜基料40-50份、复合填料5-10份、色母粒1-3份、复合改性抗菌剂5-10份、消泡剂1-3份、成膜剂3-5份、流平剂1-3份、有机溶剂3-5份、PH调节剂1-3份和去离子水余量，复合改性抗菌剂是由60-70％的有机抗菌剂和30-40％的无机抗菌剂组成，可实现通过采用复合抗菌剂，并将复合抗菌剂纳米分散与涂料基料中，来使涂料的抗菌效果得到明显提升，很好的达到了通过将无机抗菌剂和有机抗菌剂结合使用，来使涂料具有强抗菌、强耐热和强长效的目的，从而使涂料的抗菌效果得到更高的提升，从而给涂料的使用十分有益。

(2)、该环保、抗菌性的防霉纳米涂料，通过在有机成膜基料为羧甲基纤维素、木松香、羟乙基纤维素、琥珀和玛树脂、羟丙基甲基纤维素或虫胶中的一种或多种的组合，可实现通过采用天然橡胶和纤维素作为涂料的基料，来避免涂料污染环境，很好的达到了环保的目的，从而使涂料成为绿色环保涂料。

附图说明

图1为本发明制备方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

请参阅图1，本发明实施例提供三种技术方案：一种环保、抗菌性的防霉纳米涂料的制备方法，具体包括以下实施例：

实施例1

S1、原料的选取和称量：首先通过称量设备分别量取所需重量比份的45份有机成膜基料、7份复合填、2份色母粒、7份复合改性抗菌剂、2份消泡剂、2份成膜剂、2份流平剂、4份有机溶剂、2份PH调节剂和去离子水余量，然后将称量的各组分通过配料罐进行保存，备用，有机抗菌剂是由1H-苯并咪唑、甲基吡啶、N－碘炔丙基氧羰基氨基酸和辛酸亚锡组成，无机抗菌剂是由银沸石、载银磷酸锆、氧化亚铜和纳米氧化锌组成，有机成膜基料为羧甲基纤维素、木松香、羟乙基纤维素、琥珀和玛树脂、羟丙基甲基纤维素和虫胶的组合物，复合填料为碳酸钙、高岭土、滑石粉和膨润土的组合五，成膜剂为是以丙烯酸酯丁二烯树脂为基料，再加入纳米二氧化钛颗粒作为改性助剂，然后通过混合设备搅拌混合而成的改性成膜剂，消泡剂为乳化硅油、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚和聚氧丙烯甘油醚中的组合物，流平剂为聚丙烯酸丁酯，有机溶剂为矿物油精；

S2、原料的粒化和预混合处理：将步骤S1量取的有机成膜基料、复合填料和色母粒依次倒入粉碎研磨设备分别进行破碎研磨处理，然后通过250目的筛网进行筛选，之后将研磨筛选后的有机成膜基料和复合填料均倒入混合搅拌设备中，再加入相应重量比份的去离子水，以转速为350r/min的转速搅拌23min，使有机成膜基料和复合填料进行充分混合；

S3、抗菌剂的振荡分散处理：将步骤S1量取的复合改性抗菌剂和有机溶剂倒入纳米级分散振荡混合设备中，同时将步骤S2得到的混合原料转移至混合振荡设备中，然后启动混合振荡设备，通过超声振荡使复合改性抗菌剂在原料中进行均匀分散，从而得到混合物A；

S4、混合物B的配制：将步骤S1量取的消泡剂、成膜剂和流平剂依次倒入混合搅拌设备中，同时将步骤S3得到的混合物A倒入混合搅拌设备中，然后以550r/min的转速搅拌45min，来对混合物A进行消泡、成膜和表面活性处理，从而得到混合物B；

S5、抗菌防霉纳米涂料的制备：向步骤S4得到的混合物B中加入PH调节剂和步骤S2研磨筛选后的色母粒，同时将剩余的去离子水加入混合搅拌设备中，然后以转速为800r/min搅拌混合1.5h，直至混合溶液呈乳液状，从而得到抗菌防霉纳米涂料。

实施例2

S1、原料的选取和称量：首先通过称量设备分别量取所需重量比份的40份有机成膜基料、5份复合填、1份色母粒、5份复合改性抗菌剂、1份消泡剂、1份成膜剂、1份流平剂、3份有机溶剂、1份PH调节剂和去离子水余量，然后将称量的各组分通过配料罐进行保存，备用，有机抗菌剂是由1H-苯并咪唑、甲基吡啶、N－碘炔丙基氧羰基氨基酸和辛酸亚锡组成，无机抗菌剂是由银沸石、载银磷酸锆、氧化亚铜和纳米氧化锌组成，有机成膜基料为羧甲基纤维素，复合填料为碳酸钙，成膜剂为是以丙烯酸酯丁二烯树脂为基料，再加入纳米二氧化钛颗粒作为改性助剂，然后通过混合设备搅拌混合而成的改性成膜剂，消泡剂为乳化硅油，流平剂为聚醚改质聚硅氧烷，有机溶剂为煤油；

S2、原料的粒化和预混合处理：将步骤S1量取的有机成膜基料、复合填料和色母粒依次倒入粉碎研磨设备分别进行破碎研磨处理，然后通过200目的筛网进行筛选，之后将研磨筛选后的有机成膜基料和复合填料均倒入混合搅拌设备中，再加入相应重量比份的去离子水，以转速为300r/min的转速搅拌20min，使有机成膜基料和复合填料进行充分混合；

S3、抗菌剂的振荡分散处理：将步骤S1量取的复合改性抗菌剂和有机溶剂倒入纳米级分散振荡混合设备中，同时将步骤S2得到的混合原料转移至混合振荡设备中，然后启动混合振荡设备，通过超声振荡使复合改性抗菌剂在原料中进行均匀分散，从而得到混合物A；

S4、混合物B的配制：将步骤S1量取的消泡剂、成膜剂和流平剂依次倒入混合搅拌设备中，同时将步骤S3得到的混合物A倒入混合搅拌设备中，然后以500r/min的转速搅拌40min，来对混合物A进行消泡、成膜和表面活性处理，从而得到混合物B；

S5、抗菌防霉纳米涂料的制备：向步骤S4得到的混合物B中加入PH调节剂和步骤S2研磨筛选后的色母粒，同时将剩余的去离子水加入混合搅拌设备中，然后以转速为700r/min搅拌混合1h，直至混合溶液呈乳液状，从而得到抗菌防霉纳米涂料。

实施例3

S1、原料的选取和称量：首先通过称量设备分别量取所需重量比份的50份有机成膜基料、10份复合填、3份色母粒、10份复合改性抗菌剂、3份消泡剂、3份成膜剂、3份流平剂、5份有机溶剂、3份PH调节剂和去离子水余量，然后将称量的各组分通过配料罐进行保存，备用，有机抗菌剂是由1H-苯并咪唑、甲基吡啶、N－碘炔丙基氧羰基氨基酸和辛酸亚锡组成，无机抗菌剂是由银沸石、载银磷酸锆、氧化亚铜和纳米氧化锌组成，有机成膜基料为虫胶，复合填料为膨润土，成膜剂为是以丙烯酸酯丁二烯树脂为基料，再加入纳米二氧化钛颗粒作为改性助剂，然后通过混合设备搅拌混合而成的改性成膜剂，消泡剂为聚氧丙烯甘油醚，流平剂为聚丙烯酸丁酯，有机溶剂为二甲苯；

S2、原料的粒化和预混合处理：将步骤S1量取的有机成膜基料、复合填料和色母粒依次倒入粉碎研磨设备分别进行破碎研磨处理，然后通过300目的筛网进行筛选，之后将研磨筛选后的有机成膜基料和复合填料均倒入混合搅拌设备中，再加入相应重量比份的去离子水，以转速为400r/min的转速搅拌25min，使有机成膜基料和复合填料进行充分混合；

S3、抗菌剂的振荡分散处理：将步骤S1量取的复合改性抗菌剂和有机溶剂倒入纳米级分散振荡混合设备中，同时将步骤S2得到的混合原料转移至混合振荡设备中，然后启动混合振荡设备，通过超声振荡使复合改性抗菌剂在原料中进行均匀分散，从而得到混合物A；

S4、混合物B的配制：将步骤S1量取的消泡剂、成膜剂和流平剂依次倒入混合搅拌设备中，同时将步骤S3得到的混合物A倒入混合搅拌设备中，然后以600r/min的转速搅拌50min，来对混合物A进行消泡、成膜和表面活性处理，从而得到混合物B；

S5、抗菌防霉纳米涂料的制备：向步骤S4得到的混合物B中加入PH调节剂和步骤S2研磨筛选后的色母粒，同时将剩余的去离子水加入混合搅拌设备中，然后以转速为900r/min搅拌混合2h，直至混合溶液呈乳液状，从而得到抗菌防霉纳米涂料。

测试实验

某涂料生产企业采用本发明实施例1-3的制备方法分别制得三组抗菌涂料，同时选取市场上同类型抗菌涂料作为对照组，然后将这四组涂料分别涂覆于同个样品的不同位置，之后取0.2ml规定浓度的菌悬液滴在经消毒的已涂饰样品的表面(涂料干膜要预先烘烤去除VOC的干扰)，用聚乙烯薄膜覆于其上，在温度为37℃，且相对湿度90％的恒温恒湿培养箱内培养18-24h，然后，用无菌水将菌液洗下，稀释成适当的浓度梯度，取0.1ml均匀涂布在无菌琼脂培养基上，移至培养箱内于37℃培养18-24h，观察结果如表1所示。

表1测试实验结果表

由表1可知，采用本发明实施例1-3制备的抗菌涂料的抗菌率均大于99％，符合抗菌I级标准，而对照组92.4％只符合抗菌II级标准，因此，本发明可实现通过采用复合抗菌剂，并将复合抗菌剂纳米分散与涂料基料中，来使涂料的抗菌效果得到明显提升，很好的达到了通过将无机抗菌剂和有机抗菌剂结合使用，来使涂料具有强抗菌、强耐热和强长效的目的，从而使涂料的抗菌效果得到更高的提升，从而给涂料的使用十分有益。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种环保、抗菌性的防霉纳米涂料，其特征在于：其原料按重量比份包括：有机成膜基料40-50份、复合填料5-10份、色母粒1-3份、复合改性抗菌剂5-10份、消泡剂1-3份、成膜剂3-5份、流平剂1-3份、有机溶剂3-5份、PH调节剂1-3份和去离子水余量，所述复合改性抗菌剂是由60-70％的有机抗菌剂和30-40％的无机抗菌剂组成。

2.根据权利要求1所述的一种环保、抗菌性的防霉纳米涂料，其特征在于：所述有机抗菌剂是由1H-苯并咪唑、甲基吡啶、N－碘炔丙基氧羰基氨基酸和辛酸亚锡组成。

3.根据权利要求1所述的一种环保、抗菌性的防霉纳米涂料，其特征在于：所述无机抗菌剂是由银沸石、载银磷酸锆、氧化亚铜和纳米氧化锌组成。

4.根据权利要求1所述的一种环保、抗菌性的防霉纳米涂料，其特征在于：所述有机成膜基料为羧甲基纤维素、木松香、羟乙基纤维素、琥珀和玛树脂、羟丙基甲基纤维素或虫胶中的一种或多种的组合。

5.根据权利要求1所述的一种环保、抗菌性的防霉纳米涂料，其特征在于：所述复合填料为碳酸钙、高岭土、滑石粉或膨润土中一种或多种的组合。

6.根据权利要求1所述的一种环保、抗菌性的防霉纳米涂料，其特征在于：所述成膜剂为是以丙烯酸酯丁二烯树脂为基料，再加入纳米二氧化钛颗粒作为改性助剂，然后通过混合设备搅拌混合而成的改性成膜剂。

7.根据权利要求1所述的一种环保、抗菌性的防霉纳米涂料，其特征在于：所述消泡剂为乳化硅油、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚或聚氧丙烯甘油醚中的一种或多种的组合。

8.根据权利要求1所述的一种环保、抗菌性的防霉纳米涂料，其特征在于：所述流平剂为聚丙烯酸丁酯或聚醚改质聚硅氧烷中的一种。

9.根据权利要求1所述的一种环保、抗菌性的防霉纳米涂料，其特征在于：所述有机溶剂为矿物油精、煤油、汽油或二甲苯中的一种。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种环保、抗菌性的防霉纳米涂料，其特征在于：其制备方法具体包括以下步骤：

S1、原料的选取和称量：首先通过称量设备分别量取所需重量比份的有机成膜基料、复合填、色母粒、复合改性抗菌剂、消泡剂、成膜剂、流平剂、有机溶剂、PH调节剂和去离子水，然后将称量的各组分通过配料罐进行保存，备用；

S2、原料的粒化和预混合处理：将步骤S1量取的有机成膜基料、复合填料和色母粒依次倒入粉碎研磨设备分别进行破碎研磨处理，然后通过200-300目的筛网进行筛选，之后将研磨筛选后的有机成膜基料和复合填料均倒入混合搅拌设备中，再加入相应重量比份的去离子水，以转速为300-400r/min的转速搅拌20-25min，使有机成膜基料和复合填料进行充分混合；

S3、抗菌剂的振荡分散处理：将步骤S1量取的复合改性抗菌剂和有机溶剂倒入纳米级分散振荡混合设备中，同时将步骤S2得到的混合原料转移至混合振荡设备中，然后启动混合振荡设备，通过超声振荡使复合改性抗菌剂在原料中进行均匀分散，从而得到混合物A；

S4、混合物B的配制：将步骤S1量取的消泡剂、成膜剂和流平剂依次倒入混合搅拌设备中，同时将步骤S3得到的混合物A倒入混合搅拌设备中，然后以500-600r/min的转速搅拌40-50min，来对混合物A进行消泡、成膜和表面活性处理，从而得到混合物B；

S5、抗菌防霉纳米涂料的制备：向步骤S4得到的混合物B中加入PH调节剂和步骤S2研磨筛选后的色母粒，同时将剩余的去离子水加入混合搅拌设备中，然后以转速为700-900r/min搅拌混合1-2h，直至混合溶液呈乳液状，从而得到抗菌防霉纳米涂料。

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