CN111454647A - 一种eb固化抗菌涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及涂料技术领域,尤其涉及一种EB固化抗菌涂料。为了制备一种节能环保、抗菌性能优异的EB固化涂料,本发明提供一种EB固化抗菌涂料,以重量份数计,包括以下成分:30‑60份丙烯酸树脂、10‑25份活性单体、10‑25份抗菌剂、1‑5份助剂、10‑15份水,本发明所制备的EB固化抗菌涂料不仅具有良好的抗菌性,抗菌时长可达24个月,还具有优异的耐水性、附着力和耐老化性能,具有良好的商业应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域,尤其涉及一种EB固化抗菌涂料。
背景技术
随着涂料的应用领域越来越广泛,多功能涂料的需求也越来越多。其中抗菌性能在家庭、学校、医院、食品加工厂等场所显得尤为重要,普通的装修材料在使用过程中很容易受潮、发霉、污染,容易滋生各种细菌,对身体影响很大。
市售的功能性涂料一般为溶剂型热固化涂料或UV固化涂料。溶剂型热固化涂料在使用过程中会产生大量的VOC,UV固化涂料虽然不含有机溶剂、无VOC挥发,但也具有一定的缺陷:UV固化涂料体系中必须添加一定量的光引发剂,涂膜固化后,UV固化涂料体系会残留少量的光引发剂,导致固化后的漆膜气味比较重,漆膜耐老化性能差,容易黄变。另外,UV固化需要选择特定的光引发剂引发特定的反应,且只能作用于透明或淡色涂料。
电子束(EB)固化即电子束固化是利用电场将从阴极射线管发射出的电子束进行直线加速,使其能量达到100~400KeV;电子束辐射含有不饱和双键的涂层,从而引发涂层的聚合,达到涂层固化的目的。EB固化与传统热固化或UV固化相比较,具有以下突出的优势(李威,贾晓斌,彭佳,杜纪富.(2013).电子束固化聚氨酯丙烯酸酯的研究.广东化工,103-104):
(1)EB固化时电子与物质的作用是无选择性的;
(2)EB固化不受涂料透明度的影响;
(3)EB固化更彻底;
(4)EB固化不含有有机溶剂及光引发剂,涂膜的耐黄变性能好,不会对环境产生污染;
(5)EB固化是一种室温固化技术,能耗低。
因此,为了响应当代社会对环保和可持续发展的要求,减少或降低有害VOC的释放,可以选择不含有机溶剂且节能的EB固化涂料,另外,在涂料体系中添加一定量的抗菌剂可以有效防止装修材料在使用过程中受潮、发霉、污染而滋生各种细菌。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明要解决的技术问题是:如何制备一种节能环保、抗菌性能优异的EB固化涂料。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:本发明提供一种EB固化抗菌涂料,以重量份数计,包括以下成分:
所述助剂,以重量份数计,包括以下成分:
具体地,所述丙烯酸树脂为环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、硅改性丙烯酸树脂中的一种或几种。
具体地,所述活性单体为季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯、双季戊四醇六丙烯酸酯中的一种或几种。
具体地,所述抗菌剂的制备方法如下:
(1)在35mL 95%乙醇溶液中,加入5mg纳米TiO2,超声分散30min,加入0.5mL硅烷偶联剂KH-570,加入10mgβ-环糊精,80℃下回流搅拌3h,过滤、水洗、干燥后得到改性纳米TiO2;
(2)100mg氧化石墨烯(GO)分散在10mL去离子水中,超声分散均匀,加入1mL 1mg/mL的AgNO3溶液,加入0.5mL 1mg/mL的Cu(NO3)2溶液,超声分散均匀,再加入1mL甲醛,搅拌均匀,加入3mg纳米TiO2,加入150mg尿素,将混合溶液搅拌至蓬松凝胶状,转移至高压反应釜,120℃下水热反应10h,之后,对产物进行真空干燥,即得到抗菌剂。
具体地,所述纳米TiO2的粒径为20-50nm。
具体地,所述流平剂为BYK-346流平剂。
具体地,所述增稠剂为BYK-420或BYK-425。
具体地,所述分散剂为BYK-142或BYK-154。
具体地,所述分散剂为有机硅消泡剂或聚醚消泡剂。
具体地,EB固化抗菌涂料按照以下步骤制备:
(1)在低速搅拌下,依次加入配方量的水、抗菌剂,然后将转速调节至1500-2000rpm;
(2)在步骤(1)得到的混合体系中加入丙烯酸酯、活性单体,搅拌30-50min;
(3)在步骤(2)得到的混合体系中加入助剂,搅拌25-30min,即得到EB固化抗菌涂料。
本发明的有益效果是:
(1)本发明所制备的EB固化抗菌涂料对金黄色葡萄球菌黄曲霉菌大肠杆菌均具有良好的抗菌效果,抗菌时长可达24个月;
(2)本发明所制备的抗菌剂在丙烯酸酯基涂料中具有良好的分散性,抗菌剂中添加了适量的β环糊精,交联固化的丙烯酸酯基涂膜中掺杂的β环糊精特殊的分子结构可以进一步防止金属抗菌活性粒子的溶出,有效提高了EB固化抗菌涂料的抗菌耐久性;
(3)本发明采用EB固化的方式得到EB固化抗菌涂膜,节能环保,具有良好的应用前景。
具体实施方式
现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
本发明以下实施例和对比例所使用的流平剂为BYK-346流平剂,增稠剂为BYK-420或BYK-425,分散剂为BYK-142或BYK-154,分散剂为有机硅消泡剂或聚醚消泡剂。
实施例1
抗菌剂的制备方法如下:
(1)在35mL 95%乙醇溶液中,加入5mg纳米TiO2,超声分散30min,加入0.5mL硅烷偶联剂KH-570,加入10mgβ-环糊精,80℃下回流搅拌3h,过滤、水洗、干燥后得到改性纳米TiO2;
(2)100mgGO分散在10mL去离子水中,超声分散均匀,加入1mL1mg/mL的AgNO3溶液,加入0.5mL 1mg/mL的Cu(NO3)2溶液,超声分散均匀,再加入1mL甲醛,搅拌均匀,加入3mg纳米TiO2,加入150mg尿素,将混合溶液搅拌至蓬松凝胶状,转移至高压反应釜,120℃下水热反应10h,之后,对产物进行真空干燥,即得到抗菌剂。
EB固化抗菌涂料,以重量份数计,按照以下步骤制备:
(1)在低速搅拌下,依次加入10份水、10份抗菌剂,然后将转速调节至1500rpm;
(2)在步骤(1)得到的混合体系中加入30份环氧丙烯酸酯、10份季戊四醇四丙烯酸酯,搅拌30min;
(3)在步骤(2)得到的混合体系中加入1份助剂,所述助剂包括1份分散剂、1份流平剂、1份增稠剂、1份消泡剂,搅拌25min,即得到EB固化抗菌涂料。
实施例2
抗菌剂的制备方法如下:
(1)在35mL 95%乙醇溶液中,加入5mg纳米TiO2,超声分散30min,加入0.5mL硅烷偶联剂KH-570,加入10mgβ-环糊精,80℃下回流搅拌3h,过滤、水洗、干燥后得到改性纳米TiO2;
(2)100mgGO分散在10mL去离子水中,超声分散均匀,加入1mL1mg/mL的AgNO3溶液,加入0.5mL 1mg/mL的Cu(NO3)2溶液,超声分散均匀,再加入1mL甲醛,搅拌均匀,加入3mg纳米TiO2,加入150mg尿素,将混合溶液搅拌至蓬松凝胶状,转移至高压反应釜,120℃下水热反应10h,之后,对产物进行真空干燥,即得到抗菌剂。
EB固化抗菌涂料,以重量份数计,按照以下步骤制备:
(1)在低速搅拌下,依次加入15份水、25份抗菌剂,然后将转速调节至2000rpm;
(2)在步骤(1)得到的混合体系中加30-60份聚氨酯丙烯酸酯、25份乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯,搅拌50min;
(3)在步骤(2)得到的混合体系中加入5份助剂,所述助剂包括5份分散剂、1.5份流平剂、2份增稠剂、2份消泡剂,搅拌30min,即得到EB固化抗菌涂料。
实施例3
抗菌剂的制备方法如下:
(1)在35mL 95%乙醇溶液中,加入5mg纳米TiO2,超声分散30min,加入0.5mL硅烷偶联剂KH-570,加入10mgβ-环糊精,80℃下回流搅拌3h,过滤、水洗、干燥后得到改性纳米TiO2;
(2)100mgGO分散在10mL去离子水中,超声分散均匀,加入1mL1mg/mL的AgNO3溶液,加入0.5mL 1mg/mL的Cu(NO3)2溶液,超声分散均匀,再加入1mL甲醛,搅拌均匀,加入3mg纳米TiO2,加入150mg尿素,将混合溶液搅拌至蓬松凝胶状,转移至高压反应釜,120℃下水热反应10h,之后,对产物进行真空干燥,即得到抗菌剂。
EB固化抗菌涂料,以重量份数计,按照以下步骤制备:
(1)在低速搅拌下,依次加入12份水、15份抗菌剂,然后将转速调节至1500rpm;
(2)在步骤(1)得到的混合体系中加入50份聚酯丙烯酸酯、18份双季戊四醇六丙烯酸酯,搅拌30min;
(3)在步骤(2)得到的混合体系中加入3份助剂,所述助剂包括2份分散剂、1份流平剂、1份增稠剂、1份消泡剂,搅拌30min,即得到EB固化抗菌涂料。
实施例4抗菌剂的制备方法如下:
(1)在35mL 95%乙醇溶液中,加入5mg纳米TiO2,超声分散30min,加入0.5mL硅烷偶联剂KH-570,加入10mgβ-环糊精,80℃下回流搅拌3h,过滤、水洗、干燥后得到改性纳米TiO2;
(2)100mgGO分散在10mL去离子水中,超声分散均匀,加入1mL1mg/mL的AgNO3溶液,加入0.5mL 1mg/mL的Cu(NO3)2溶液,超声分散均匀,再加入1mL甲醛,搅拌均匀,加入3mg纳米TiO2,加入150mg尿素,将混合溶液搅拌至蓬松凝胶状,转移至高压反应釜,120℃下水热反应10h,之后,对产物进行真空干燥,即得到抗菌剂。
EB固化抗菌涂料,以重量份数计,按照以下步骤制备:
(1)在低速搅拌下,依次加入12份水、25份抗菌剂,然后将转速调节至1500rpm;
(2)在步骤(1)得到的混合体系中加入40份硅改性丙烯酸酯、25份季戊四醇四丙烯酸酯,搅拌45min;
(3)在步骤(2)得到的混合体系中加入4份助剂,所述助剂包括3份分散剂、1份流平剂、1份增稠剂、1份消泡剂,搅拌25min,即得到EB固化抗菌涂料。
对比例1
抗菌剂的制备方法如下:
(1)在35mL 95%乙醇溶液中,加入5mg纳米TiO2,超声分散30min,加入0.5mL硅烷偶联剂KH-570,加入10mgβ-环糊精,80℃下回流搅拌3h,过滤、水洗、干燥后得到改性纳米TiO2;
(2)100mgGO分散在10mL去离子水中,超声分散均匀,加入1mL1mg/mL的AgNO3溶液,加入0.5mL 1mg/mL的Cu(NO3)2溶液,超声分散均匀,再加入1mL甲醛,搅拌均匀,加入3mg纳米TiO2,加入150mg尿素,将混合溶液搅拌至蓬松凝胶状,转移至高压反应釜,120℃下水热反应10h,之后,对产物进行真空干燥,即得到抗菌剂。
EB固化抗菌涂料,以重量份数计,按照以下步骤制备:
(1)在低速搅拌下,依次加入10份水、10份抗菌剂,然后将转速调节至1500rpm;
(2)在步骤(1)得到的混合体系中加入30份环氧丙烯酸酯、5份季戊四醇四丙烯酸酯,搅拌30min;
(3)在步骤(2)得到的混合体系中加入1份助剂,所述助剂包括1份分散剂、1份流平剂、1份增稠剂、1份消泡剂,搅拌25min,即得到EB固化抗菌涂料。
对比例2
抗菌剂的制备方法如下:
(1)在35mL 95%乙醇溶液中,加入5mg纳米TiO2,超声分散30min,加入0.5mL硅烷偶联剂KH-570,加入10mgβ-环糊精,80℃下回流搅拌3h,过滤、水洗、干燥后得到改性纳米TiO2;
(2)100mgGO分散在10mL去离子水中,超声分散均匀,加入1mL1mg/mL的AgNO3溶液,加入0.5mL 1mg/mL的Cu(NO3)2溶液,超声分散均匀,再加入1mL甲醛,搅拌均匀,加入3mg纳米TiO2,加入150mg尿素,将混合溶液搅拌至蓬松凝胶状,转移至高压反应釜,120℃下水热反应10h,之后,对产物进行真空干燥,即得到抗菌剂。
EB固化抗菌涂料,以重量份数计,按照以下步骤制备:
(1)在低速搅拌下,依次加入10份水、10份抗菌剂,然后将转速调节至1500rpm;
(2)在步骤(1)得到的混合体系中加入30份环氧丙烯酸酯、10份季戊四醇四丙烯酸酯,搅拌30min;
(3)在步骤(2)得到的混合体系中加入1份助剂,所述助剂包括1份分散剂、1份流平剂、1份增稠剂、1份消泡剂,搅拌25min,即得到EB固化抗菌涂料。
对比例3
抗菌剂的制备方法如下:
(1)在35mL 95%乙醇溶液中,加入5mg纳米TiO2,超声分散30min,加入0.5mL硅烷偶联剂KH-570,80℃下回流搅拌3h,过滤、水洗、干燥后得到改性纳米TiO2;
(2)100mgGO分散在10mL去离子水中,超声分散均匀,加入1mL1mg/mL的AgNO3溶液,加入0.5mL 1mg/mL的Cu(NO3)2溶液,超声分散均匀,再加入1mL甲醛,搅拌均匀,加入3mg纳米TiO2,加入150mg尿素,将混合溶液搅拌至蓬松凝胶状,转移至高压反应釜,120℃下水热反应10h,之后,对产物进行真空干燥,即得到抗菌剂。
EB固化抗菌涂料,以重量份数计,按照以下步骤制备:
(1)在低速搅拌下,依次加入10份水、10份抗菌剂,然后将转速调节至1500rpm;
(2)在步骤(1)得到的混合体系中加入30份环氧丙烯酸酯、10份季戊四醇四丙烯酸酯,搅拌30min;
(3)在步骤(2)得到的混合体系中加入1份助剂,所述助剂包括1份分散剂、1份流平剂、1份增稠剂、1份消泡剂,搅拌25min,即得到EB固化抗菌涂料。
对比例4
抗菌剂的制备方法如下:
(1)在35mL 95%乙醇溶液中,加入5mg纳米TiO2,超声分散30min,加入0.5mL硅烷偶联剂KH-570,加入10mgβ-环糊精,80℃下回流搅拌3h,过滤、水洗、干燥后得到改性纳米TiO2;
(2)100mgGO分散在10mL去离子水中,超声分散均匀,加入1mL1mg/mL的AgNO3溶液,加入0.5mL 1mg/mL的Cu(NO3)2溶液,超声分散均匀,再加入1mL甲醛,搅拌均匀,加入3mg纳米TiO2,加入150mg尿素,将混合溶液搅拌至蓬松凝胶状,转移至高压反应釜,120℃下水热反应10h,之后,对产物进行真空干燥,即得到抗菌剂。
EB固化抗菌涂料,以重量份数计,按照以下步骤制备:
(1)在低速搅拌下,依次加入10份水、10份抗菌剂,然后将转速调节至1500rpm;
(2)在步骤(1)得到的混合体系中加入30份环氧丙烯酸酯、30份季戊四醇四丙烯酸酯,搅拌30min;
(3)在步骤(2)得到的混合体系中加入1份助剂,所述助剂包括1份分散剂、1份流平剂、1份增稠剂、1份消泡剂,搅拌25min,即得到EB固化抗菌涂料。
对比例5
抗菌剂的制备方法如下:
(1)在35mL 95%乙醇溶液中,加入5mg纳米TiO2,超声分散30min,加入0.5mL硅烷偶联剂KH-570,加入10mgβ-环糊精,80℃下回流搅拌3h,过滤、水洗、干燥后得到改性纳米TiO2;
(2)100mgGO分散在10mL去离子水中,超声分散均匀,加入1mL1mg/mL的AgNO3溶液,加入0.5mL 1mg/mL的Cu(NO3)2溶液,超声分散均匀,再加入1mL甲醛,搅拌均匀,加入150mg尿素,将混合溶液搅拌至蓬松凝胶状,转移至高压反应釜,120℃下水热反应10h,之后,对产物进行真空干燥,即得到抗菌剂。
EB固化抗菌涂料,以重量份数计,按照以下步骤制备:
(1)在低速搅拌下,依次加入10份水、10份抗菌剂、3mg改性纳米TiO2,然后将转速调节至1500rpm;
(2)在步骤(1)得到的混合体系中加入30份环氧丙烯酸酯、10份季戊四醇四丙烯酸酯,搅拌30min;
(3)在步骤(2)得到的混合体系中加入1份助剂,所述助剂包括1份分散剂、1份流平剂、1份增稠剂、1份消泡剂,搅拌25min,即得到EB固化抗菌涂料。
性能测试:
实施例1-4及对比例1-5所制备的EB固化抗菌涂料采用EB固化,固化能量为150-200keV,EB固化剂量为20-50kGy;实施例1-4及对比例1-5所制备的EB固化抗菌涂料的抗菌性按照行业标准进行测试,EB固化抗菌涂膜的硬度采用GB/T6739-1996涂膜铅笔硬度测定法进行测试,涂膜的附着力按照GB/T9286-1998,ISO 2409:1992方法测定,耐水性按照GB1733-93漆膜耐水性测定法进行,耐老化性能按照ISO11341:2004进行测试,耐碱性按照GB/T9265-2009进行测试,耐洗刷性能按照GBT 9266-2009进行测定,测试结果如表1、表2所示:
表1
表2
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (9)
2.根据权利要求1所述的一种EB固化抗菌涂料,其特征在于:所述丙烯酸树脂为环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、硅改性丙烯酸树脂中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种EB固化抗菌涂料,其特征在于:所述活性单体为季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯、双季戊四醇六丙烯酸酯中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种EB固化抗菌涂料,其特征在于:所述抗菌剂的制备方法如下:
(1)在35mL 95%乙醇溶液中,加入5mg纳米TiO2,超声分散30min,加入0.5mL硅烷偶联剂KH-570,加入10mgβ-环糊精,80℃下回流搅拌3h,过滤、水洗、干燥后得到改性纳米TiO2;
(2)100mgGO分散在10mL去离子水中,超声分散均匀,加入1mL 1mg/mL的AgNO3溶液,加入0.5mL 1mg/mL的Cu(NO3)2溶液,超声分散均匀,再加入1mL甲醛,搅拌均匀,加入3mg纳米TiO2,加入150mg尿素,将混合溶液搅拌至蓬松凝胶状,转移至高压反应釜,120℃下水热反应10h,之后,对产物进行真空干燥,即得到抗菌剂。
5.根据权利要求4所述的一种EB固化抗菌涂料,其特征在于:所述纳米TiO2的粒径为20-50nm。
6.根据权利要求1所述的一种EB固化抗菌涂料,其特征在于:所述流平剂为BYK-346流平剂。
7.根据权利要求1所述的一种EB固化抗菌涂料,其特征在于:所述增稠剂为BYK-420或BYK-425。
8.根据权利要求1所述的一种EB固化抗菌涂料,其特征在于:所述分散剂为BYK-142或BYK-154。
9.根据权利要求1所述的一种EB固化抗菌涂料,其特征在于:所述消泡剂为有机硅消泡剂或聚醚消泡剂。
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