CN111171652A - 一种具有杀菌功能的涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种涂料，具体涉及一种具有杀菌功能的涂料及其制备方法和应用。涂料主要由以下组分制备而成：丙烯酸树脂、分散剂、消泡剂、西拉玛雅粉、变色粉、氯醚树脂、流平剂、红松精油、茶多酚、环保溶剂，并搭配使用HDI固化剂。该发明克服了现有具有杀菌功能的光可变色涂料未添加杀菌剂，或者即使添加了杀菌剂后该木器涂料成膜后也无法提供持久的抑菌效果的缺点。由于添加了红松精油、茶多酚、氯醚树脂、西拉玛雅粉、变色粉，该具有杀菌功能的光可变色涂料不仅能杀灭涂料所应用的室内装修中木材内部的细菌，去除室内的细菌，还能在光照条件下变换不同的色彩，使原来单调的颜色变得更加丰富。

Description

一种具有杀菌功能的涂料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种涂料，具体涉及一种具有杀菌功能的涂料及其制备方法和应用。
背景技术
近年来随着人们对生活环境的关注度的增高，对装修所使用的涂料的环保性及色彩性也越来越重视，也对传统涂料的功能性的要求越来越高。
在公开号为CN109181519A的中国专利中，公开了一种水性UV涂料及制备方法和应用工艺，其公开了在水性涂料中，采用茶多酚、芦荟提取物、吊兰提取物、龙舌草提取物为甲醛主要捕获剂，协同柠檬草精油、薰衣草精油、尤加利精油中的有效官能团，与甲醛进行氧化分解、分子络合等，降低空气中的甲醛含量，甲醛去除效果好，同时柠檬草精油、薰衣草精油、尤加利精油的特殊清香气味用以掩盖甲醛的刺鼻气味，制造清香的环境。但是，此涂料未提到对涂料的涂抹对象是否具有杀菌的功能，且其以微胶囊的形式存在，对于灭菌在空间上起到了一定的限制作用。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种使茶多酚和红松精油组合发挥强杀菌功能的涂料；
相应的，本发明还提供一种使茶多酚和红松精油组合发挥强杀菌功能的涂料的制备方法。
相应的，本发明还提供一种使茶多酚和红松精油组合发挥强杀菌功能的涂料在木材或木制品中的应用。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种具有杀菌功能的涂料，其包括以下组分：红松精油、茶多酚和成膜物质。
进一步的，其还包括以下一个或者两个以上的组分：固化剂、分散剂、消泡剂、流平剂、溶剂和氯醚树脂。
进一步的，各组分按重量份分别为：红松精油0.5～2份、茶多酚0.1～1份和成膜物质50～80份。
进一步的，其还包括以下重量份的组分：变色组合粉2～16份，变色组合粉主要由1～8重量份西拉玛雅粉和1～8重量份变色粉混合而成。
进一步的，按重量份，其还包括以下一个或者两个以上的组分：固化剂15～25份、分散剂0.1～1份、消泡剂0.1～1份、流平剂0.05～0.5份、溶剂10～20份和氯醚树脂1～8份。
进一步的，成膜物质为丙烯酸树脂，
或
消泡剂为改性聚硅氧烷消泡剂、改性聚硅酮类消泡剂中的一种或者两种的混合物；
或
流平剂为有机硅类流平剂、丙烯酸酯类流平剂中的一种或两种的混合物；
或
溶剂为异丁酸异丁酯、碳酸二甲酯、混合二元酸酯中的两种以上的混合物；
或
固化剂为90％固含量的HDI三聚体固化剂。
本发明提供一种具有杀菌功能的涂料的制备方法，其包括以下依次进行的步骤：将成膜物质在400～800转/分钟转速下，加入红松精油、茶多酚和溶剂后，调整转速至600～800转/分钟分散10～15分钟，得到涂料。
本发明提供另外一种具有杀菌功能的涂料的制备方法，其包括以下依次进行的步骤：
S1第一次混合：在成膜物质中加入分散剂和消泡剂，以600～800转/分钟的转速分散5～8分钟得到第一混合物料；
S2第二次混合：将第一混合物料在600～800转/分钟的转速下，加入西拉玛雅粉、变色粉后，调整转速至800～1000转/分钟分散10～15分钟得到第二混合物料；
S3第三次混合：第二混合物料在400～800转/分钟转速下，加入氯醚树脂、流平剂、红松精油、茶多酚和溶剂后，调整转速至600～800转/分钟分散10～15分钟，得到涂料。
进一步的，其还包括步骤S4，将经步骤S3所得涂料经80目过滤网过滤。
本发明提供上述任一方案中，具有杀菌功能的涂料在木材或木制品中的应用。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：
1.本发明将红松精油和茶多酚组合作为杀菌剂在涂料中，使其具有较强的杀菌功能，特别是应用在木质材料表面，可实现从木质材料的内部到外部的杀菌功能，延长木质材料的保质期，还能对所应用场景的室内具有灭菌效果，起到净化空气的作用。
2.本发明还通过添加西拉玛雅粉和变色粉，使涂料成膜后能持继续久抑菌，还能在光照条件下变换不同的色彩，使原来单调的颜色变得更加丰富。
3.本发明采用了分步以及不同分散速度的控制，能够有效实现组分的充分融合，在经过步骤S1和步骤S2实现对主漆的主物料充分混合，再在步骤S3中加入红松精油和茶多酚以及其它物质，使得红松精油及茶多酚物质能在溶剂中以及较低分散速度的配合下，更好以及更稳定的与主物料实现融合。
4.本发明制备得到具有杀菌功能的光可变色涂料更环保，为环境友好型涂料。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
本发明提供一种具有杀菌功能的涂料，其包括以下组分：红松精油、茶多酚和成膜物质。
茶多酚是茶叶中多酚类物质的总称，包括黄烷醇类、花色苷类、黄酮类、黄酮醇类和酚酸类等。
红松精油为红松树中提取的植物精油，市场上就可购买得到。研究发现茶多酚和红松精油联用于涂料中，具有很好的抗菌作用，它能杀灭肉毒杆菌及其孢子，抑制细菌外毒素的活性。
本发明通过茶多酚和红松精油制成的涂料，具有较强的杀菌效果，对涂抹的对象以及所在的空间都具有杀菌效果，可以延长涂抹对象抑菌时间，从而延长保质期，且通过对空间空气中的杀菌，从而具有空气净化的效果。特别是能有杀灭所应用的木材的内部的细菌，更能够在具有杀菌功能的光可变色涂料成膜后长效地起到杀菌作用，从而杀灭室内的细菌，净化空气。即将具有杀菌功能的光可变色涂料可以直接刷涂，以方便施工。并发挥其综合效用，提高具有杀菌功能的光可变色涂料的成膜效果。
进一步的，其还包括西拉玛雅粉和变色粉。
通过添加西拉玛雅粉和变色粉，使涂料不仅能杀灭涂料所应用的室内装修中木材内部的细菌、去除室内的细菌，起到净化空气的作用，还能在光照条件下变换不同的色彩，使原来单调的颜色变得更加丰富。
其中，西拉玛雅粉为特殊硅铝酸盐片状材料为基材，采用多种氧化物叠加包覆工艺，其粒径在8～30微米，在光作用下呈现出立体三维视觉效果的珠光粉；变色粉优选为粒径在15～60微米的变色龙珠光粉。变色粉也可以是感温变色粉。
另外，经实验表明：当添加西拉玛雅粉和变色龙珠光粉后，涂料的杀菌效果更好。这可能是由于变色粉和西拉玛雅粉的配合，使光线在不同角度折射后呈现出不同的光颜色，茶多酚和红松精油在不同的光颜色照射下，其有效活性的基团激发出不同的活力，从而实现对不同细菌同时具有杀伤力；但也不排除其它的理由。
进一步的，其还包括以下一个或者两个以上的组分：固化剂、分散剂、消泡剂、流平剂、溶剂和氯醚树脂。
本发明配合使用固化剂、分散剂、消泡剂、流平剂、溶剂和氯醚树脂，保证了茶多酚、红松精油、西拉玛雅粉和变色龙珠光粉发挥杀菌功能和光可变色功能的稳定性。
进一步的，各组分按重量份分别为：红松精油0.5～2份、茶多酚0.1～1份和成膜物质50～80份。
经实验表明，红色精油、茶多酚和成膜物质在上述比例范围下，其具有最佳的抗菌的效果。
进一步的，其还包括以下重量份的组分：变色组合粉2～16份，变色组合粉主要由1～8重量份西拉玛雅粉和1～8重量份变色粉混合而成。
本发明加入上述比例的西拉玛雅粉和变色粉，使涂料具有最佳的杀菌功能，且在光照条件下变换不同的色彩。
进一步的，按重量份，其还包括以下一个或者两个以上的组分：固化剂15～25份、分散剂0.1～1份、消泡剂0.1～1份、流平剂0.05～0.5份、溶剂10～20份和氯醚树脂1～8份。
进一步的，成膜物质为丙烯酸树脂，丙烯酸树脂为高固体份(固体份＝80％)低粘度羟基(羟值＝70)丙烯酸多元醇树脂。丙烯酸树脂为市场上可购买到的粉末状物质。
进一步的，消泡剂为改性聚硅氧烷消泡剂、改性聚硅酮类消泡剂中的一种或者两种的混合物；
进一步的，流平剂为有机硅类流平剂、丙烯酸酯类流平剂中的一种或两种的混合物；它能促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。采用上述流平剂使得该具有杀菌功能的光可变色涂料具有更好的流动性，方便施工的进行。
进一步的，溶剂为异丁酸异丁酯、碳酸二甲酯、混合二元酸酯中的两种以上的混合物；这几种溶剂的组合具有较好的溶解性能，可减少溶剂的使用，更环保。
进一步的，固化剂为90％固含量的HDI三聚体固化剂。
进一步地，所述分散剂为中至高分子量共聚物高润湿分散剂，物料能够良好的分散开，保证了制备的具有杀菌功能的光可变色涂料的均匀度。
本发明提供一种具有杀菌功能的涂料的制备方法，其包括以下依次进行的步骤：将成膜物质在400～800转/分钟转速下，加入红松精油、茶多酚和溶剂后，调整转速至600～800转/分钟分散10～15分钟，得到涂料。
本发明提供另外一种具有杀菌功能的涂料的制备方法，其包括以下依次进行的步骤：
S1第一次混合：在成膜物质中加入分散剂和消泡剂，以600～800转/分钟的转速分散5～8分钟混合均匀得到第一混合物料；
S2第二次混合：将第一混合物料在600～800转/分钟的转速下，加入西拉玛雅粉、变色粉后，调整转速至800～1000转/分钟分散10～15分钟至细度＜55μm得到第二混合物料；
S3第三次混合：第二混合物料在400～800转/分钟转速下，加入氯醚树脂、流平剂、红松精油、茶多酚和溶剂后，调整转速至600～800转/分钟分散10～15分钟，得到涂料。
进一步的，其还包括步骤S4，将经步骤S3所得涂料经80目过滤网过滤。
本发明采用了分步以及不同分散速度的控制，能够有效实现组分的充分融合，在经过步骤S1和步骤S2实现对主漆的主物料充分混合，再在步骤S3中加入红松精油和茶多酚以及其它物质，使得红松精油及茶多酚物质能在溶剂中以及较低分散速度的配合下，更好以及更稳定的与主物料实现融合。
本发明充分利用红松精油及茶多酚的杀菌、抑菌效用，将其添加入具有杀菌功能的光可变色涂料中，有效地提高了具有杀菌功能的光可变色涂料对所应用的木材的杀菌效果以及对周边环境的抑菌效果，能够实现长效地杀菌、抑菌；
本发明制备的涂料，具有杀菌功能的光可变色涂料环保、天然，为环境友好型涂料。
本发明提供上述任一方案中，具有杀菌功能的涂料在木材或木制品中的应用。
上述任一方案中的涂料，具有杀菌功能。使用时，将涂料可以直接刷涂木材或木制品上，施工方便。茶多酚和红松精油应用在木材或木制品上相对于其它材质更具有杀菌效果。
本发明中的各组分的来源可以是以下的方式：
茶多酚优选陕西森朗生物化工有限公司生产的茶多酚，它是食品级的，含量约98％；
丙烯酸树脂优选长兴材料工业有限公司生产的73006-s-80；
分散剂优选毕克化学生产的BYK-161；
西拉玛雅粉优选坤彩科技生产的西拉玛雅粉；
变色粉优选坤彩科技变色龙系列珠光粉；
氯醚树脂优选巴斯夫化工生产的MP-45；
红松精油优选吉林派诺生物公司生产红松塔精油；
HDI固化剂优选科思创生产N3390；
其它组分均为市面上常用的原料。
具体实施例
实施例1
具有杀菌功能的光可变色涂料，其中包括以下重量份配比的组分：
Figure BDA0002347762690000081
将上述组分按以下制备方法制备成具有杀菌功能的光可变色涂料：
S1第一次混合：在成膜物质中加入分散剂和改性聚硅氧烷消泡剂，以700转/分钟的转速分散7分钟混合均匀得到第一混合物料；
S2第二次混合：将第一混合物料在700转/分钟的转速下，加入西拉玛雅粉、变色粉后，调整转速至900转/分钟分散13分钟至细度＜55μm得到第二混合物料；
S3第三次混合：第二混合物料在900转/分钟转速下，加入氯醚树脂、有机硅类流平剂、红松精油、茶多酚、异丁酸异丁酯和碳酸二甲酯后，调整转速至700转/分钟分散13分钟，得到第三混合物料。
S4将第三混合物料经80目过滤网过滤得到具有杀菌功能的光可变色涂料。
实施例2
具有杀菌功能的光可变色涂料，其中包括以下重量份配比的组分：
Figure BDA0002347762690000091
将上述组分按以下制备方法制备成具有杀菌功能的光可变色涂料：
S1第一次混合：在成膜物质中加入分散剂和改性聚硅酮类消泡剂，以600转/分钟的转速分散8分钟混合均匀得到第一混合物料；
S2第二次混合：将第一混合物料在600转/分钟的转速下，加入西拉玛雅粉、变色粉后，调整转速至1000转/分钟分散13分钟至细度＜55μm得到第二混合物料；
S3第三次混合：第二混合物料在800转/分钟转速下，加入氯醚树脂、丙烯酸酯类流平剂、红松精油、茶多酚、异丁酸异丁酯、碳酸二甲酯和混合二元酸酯后，调整转速至600转/分钟分散15分钟，得到第三混合物料。
S4将第三混合物料经80目过滤网过滤得到具有杀菌功能的光可变色涂料。
实施例3
具有杀菌功能的光可变色涂料，其中包括以下重量份配比的组分：
Figure BDA0002347762690000101
将上述组分按以下制备方法制备成具有杀菌功能的光可变色涂料：
S1第一次混合：在成膜物质中加入分散剂、改性聚硅氧烷消泡剂和改性聚硅酮类消泡剂，以800转/分钟的转速分散5分钟混合均匀得到第一混合物料；
S2第二次混合：将第一混合物料在800转/分钟的转速下，加入西拉玛雅粉、变色粉后，调整转速至1000转/分钟分散10～15分钟至细度＜55μm得到第二混合物料；
S3第三次混合：第二混合物料在600转/分钟转速下，加入氯醚树脂、有机硅类流平剂、丙烯酸酯类流平剂、红松精油、茶多酚、碳酸二甲酯和混合二元酸酯后，调整转速至700转/分钟分散15分钟，得到第三混合物料。
S4将第三混合物料经80目过滤网过滤得到具有杀菌功能的光可变色涂料。
实施例4
具有杀菌功能的光可变色涂料，其中包括以下重量份配比的组分：
Figure BDA0002347762690000111
将上述组分按以下制备方法制备成具有杀菌功能的光可变色涂料：
S1第一次混合：在成膜物质中加入分散剂和消泡剂，以700转/分钟的转速分散5分钟混合均匀得到第一混合物料；
S2第二次混合：将第一混合物料在600转/分钟的转速下，加入西拉玛雅粉、变色粉后，调整转速至900转/分钟分散1分钟至细度＜55μm得到第二混合物料；
S3第三次混合：第二混合物料在500转/分钟转速下，加入氯醚树脂、有机硅类流平剂、丙烯酸酯类流平剂、红松精油、茶多酚、异丁酸异丁酯和混合二元酸酯中后，调整转速至800转/分钟分散10分钟，得到第三混合物料。
S4将第三混合物料经80目过滤网过滤得到具有杀菌功能的光可变色涂料。
实施例5
具有杀菌功能的光可变色涂料，其中包括以下重量份配比的组分：
Figure BDA0002347762690000121
将上述组分按以下制备方法制备成具有杀菌功能的光可变色涂料：
S1第一次混合：在成膜物质中加入分散剂和消泡剂，以600转/分钟的转速分散5分钟混合均匀得到第一混合物料；
S2第二次混合：将第一混合物料在600转/分钟的转速下，加入西拉玛雅粉、变色粉后，调整转速至800转/分钟分散10分钟至细度＜55μm得到第二混合物料；
S3第三次混合：第二混合物料在400转/分钟转速下，加入氯醚树脂、丙烯酸酯类流平剂、红松精油、茶多酚、异丁酸异丁酯和碳酸二甲酯后，调整转速至600转/分钟分散10分钟，得到第三混合物料。
S4将第三混合物料经80目过滤网过滤得到具有杀菌功能的光可变色涂料。
实施例6
具有杀菌功能的光可变色涂料，其中包括以下重量份配比的组分：
Figure BDA0002347762690000131
将上述组分按以下制备方法制备成具有杀菌功能的光可变色涂料：
S1第一次混合：在成膜物质中加入分散剂、改性聚硅氧烷消泡和改性聚硅酮类消泡剂，以800转/分钟的转速分散8分钟混合均匀得到第一混合物料；
S2第二次混合：将第一混合物料在800转/分钟的转速下，加入西拉玛雅粉、变色粉后，调整转速至1000转/分钟分散15分钟至细度＜55μm得到第二混合物料；
S3第三次混合：第二混合物料在800转/分钟转速下，加入氯醚树脂、有机硅类流平剂、红松精油、茶多酚、异丁酸异丁酯、碳酸二甲酯和混合二元酸酯后，调整转速至800转/分钟分散15分钟，得到第三混合物料。
S4将第三混合物料经80目过滤网过滤得到具有杀菌功能的光可变色涂料。
实施例7
具有杀菌功能的光可变色涂料，其中包括以下重量份配比的组分：
Figure BDA0002347762690000141
将上述组分按以下制备方法制备成具有杀菌功能的光可变色涂料：
S1第一次混合：在成膜物质中加入分散剂、改性聚硅氧烷消泡和改性聚硅酮类消泡剂，以600转/分钟的转速分散8分钟混合均匀得到第一混合物料；
S2第二次混合：将第一混合物料在700转/分钟的转速下，加入西拉玛雅粉、变色粉后，调整转速至800转/分钟分散15分钟至细度＜55μm得到第二混合物料；
S3第三次混合：第二混合物料在600转/分钟转速下，加入氯醚树脂、流平剂、红松精油、茶多酚和溶剂为异丁酸异丁酯、碳酸二甲酯、混合二元酸酯中后，调整转速至600转/分钟分散15分钟，得到第三混合物料。
S4将第三混合物料经80目过滤网过滤得到具有杀菌功能的光可变色涂料。
本发明实施例1-7的涂料的施工方法如下：在水曲柳木制板材上先涂刷2-3遍三棵树欧式显纹白漆，待干24小时后刷上杀菌功能的光可变色涂料，得到着色均匀的涂层。
对比例1：
其它同实施例7，不同点在于：涂料中不添加有西拉玛雅粉和变色粉。
对比例2：
按公开号为CN109181519A的中国专利中制备得到的水性UV涂料。
对比例3：
其它同实施例7，不同点在于：涂料中不添加有红松精油、茶多酚。
对比例4：
其它同实施例7，不同点在于：涂料中红松精油用相同重量份的茶多酚替代。
实验数据：
将实施例1-7，对比例1和对比例2的涂料按上述方法均匀刷在一个10平方米的密封空间内，采用GB/T 21866-2008抗菌涂料(漆膜)抗菌性测定方法进行测试。
结果表明在施工涂料前空间内菌落总数为34000000cfu/m3,而采用实施例1-4所述的具有杀菌功能的光可变色涂料施工后24小时后周围空间的菌落总数如下，以下数据均为有效实验数据的平均结果。
Figure BDA0002347762690000151
Figure BDA0002347762690000161
由上表可见本发明具体实施例1-7和对比例1具有非常好的抑菌和杀菌效果，西拉玛雅粉和变色粉可提高涂料中红松精油、茶多酚的灭菌效果。本发明中红松精油、茶多酚协同杀菌效果强于只添加茶多酚的效果。本发明的涂料杀菌效果显著大于公开号为CN109181519A的中国专利中制备得到的水性UV涂料的杀菌效果。
本发明所述的具有杀菌功能的光可变色涂料及其制备方法并不只仅仅局限于上述实施例，凡是依据本发明原理的任何改进或替换，均应在本发明的保护范围之内。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种具有杀菌功能的涂料，其特征在于，其包括以下组分：红松精油、茶多酚和成膜物质。
2.如权利要求1所述的具有杀菌功能的涂料，其特征在于，其还包括以下组分：变色组合粉。
3.如权利要求1所述的具有杀菌功能的涂料，其特征在于，其还包括以下一个或者两个以上的组分：固化剂、分散剂、消泡剂、流平剂、溶剂和氯醚树脂。
4.如权利要求1所述的具有杀菌功能的涂料，其特征在于，各组分按重量份分别为：红松精油0.5～2份、茶多酚0.1～1份和成膜物质50～80份。
5.如权利要求4所述的具有杀菌功能的涂料，其特征在于，其还包括以下重量份的组分：变色组合粉2～16份，所述变色组合粉主要由1～8重量份西拉玛雅粉和1～8重量份变色粉混合而成。
6.如权利要求4所述的具有杀菌功能的涂料，其特征在于，按重量份，其还包括以下一个或者两个以上的组分：固化剂15～25份、分散剂0.1～1份、消泡剂0.1～1份、流平剂0.05～0.5份、溶剂10～20份和氯醚树脂1～8份。
7.如权利要求3所述的具有杀菌功能的涂料，其特征在于：
所述成膜物质为丙烯酸树脂，
或
所述消泡剂为改性聚硅氧烷消泡剂、改性聚硅酮类消泡剂中的一种或者两种的混合物；
或
所述流平剂为有机硅类流平剂、丙烯酸酯类流平剂中的一种或两种的混合物；
或
所述溶剂为异丁酸异丁酯、碳酸二甲酯、混合二元酸酯中的两种以上的混合物；
或
所述固化剂为90％固含量的HDI三聚体固化剂。
8.如权利要求1所述的具有杀菌功能的涂料的制备方法，其特征在于，其包括以下依次进行的步骤：将成膜物质在400～800转/分钟转速下，加入红松精油、茶多酚和溶剂后，调整转速至600～800转/分钟分散10～15分钟，得到所述涂料。
9.如权利要求3所述的具有杀菌功能的涂料的制备方法，其特征在于，其包括以下依次进行的步骤：
S1第一次混合：在成膜物质中加入分散剂和消泡剂，以600～800转/分钟的转速分散5～8分钟得到第一混合物料；
S2第二次混合：将第一混合物料在600～800转/分钟的转速下，加入西拉玛雅粉、变色粉后，调整转速至800～1000转/分钟分散10～15分钟得到第二混合物料；
S3第三次混合：第二混合物料在400～800转/分钟转速下，加入氯醚树脂、流平剂、红松精油、茶多酚和溶剂后，调整转速至600～800转/分钟分散10～15分钟，得到所述涂料。
10.如权利要求1-9任一项所述的具有杀菌功能的涂料在木材或木制品中的应用。
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