CN111635680B - 一种水性材料组合物、制备方法、应用和防护用具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水性材料组合物的制备方法，包括：按照重量份数为15～30份丙烯酸乳液、1～3份成膜助剂、0.2～0.5份消泡剂、0.2～0.5份基材润湿剂、0.2～1份流平剂、0.4～0.8份增稠剂、1～15份杀菌剂、0.1～0.5份PH调节剂和0.2～0.5份防腐防霉剂进行备料；搅拌下将成膜助剂加入丙烯酸乳液中后继续搅拌；搅拌下，再加入消泡剂、调节剂和防腐防霉剂后继续搅拌；搅拌下，加入杀菌剂后继续搅拌；搅拌下，加入基材润湿剂、流平剂和增稠剂后继续搅拌。本发明还公开了一种水性材料组合物、应用和防护用具。本发明具有杀菌抗病毒，又能够达到较好柔韧性、附着性和防霉功能，且不易断裂。

Description

一种水性材料组合物、制备方法、应用和防护用具
技术领域
本发明属于功能型绿色环保材料技术领域，具体涉及一种水性材料组合物、制备方法、应用和防护用具。
背景技术
水性材料组合物涂层是一种含颜料或不含颜料的基材表面处理工艺，用高分子聚合物及填料和添加剂等制成的化工产品。将组合物涂覆在物体表面上能够干结成膜，使被涂物体的表面与环境介质相隔离，从而对被涂物体起到的保护和装饰的作用。根据功能不同，水性材料组合物包括：装饰涂层、防腐涂层、隔热涂层，防火涂层和杀菌抗病毒涂层等。近年来，随着人们生活质量提高，对文化艺术的档次提升，以及环保意识增强，使得水性材料组合物涂层得到大量推广，同时具有特殊效果，尤其是具有杀菌、抗病毒和抗甲醛性能优异的涂层更是受到大众青睐，还你一个低碳生活环境。
现在的普通纺织品、塑料制品、玻璃制品及家具墙面等，基本上以装饰涂层为主，不具备有很好的杀菌抗病毒功能，性能一般，所以一种特别的新型纳米杀菌抗病毒的单组份水性材料组合物应运而生，它能使你戴的口罩穿的衣服用的水杯和你家里装修的墙面等等表面起到杀菌的功能，让你温馨的家中空气得到净化，水性杀菌材料释放的超强离子在空气中将一些有害物质进行吸附包裹式反应分解成无害水分子。
发明内容
本发明的目的之一，在于提供一种水性材料组合物的制备方法，该制备方法制备的单组份水性材料组合物既具有杀菌抗病毒，又能够达到较好柔韧性、附着性和防霉功能，且不易断裂。
本发明的目的之二，在于提供一种水性材料组合物。
本发明的目的之三，在于提供一种水性材料组合物在杀菌抗病毒中的应用。
本发明的目的之四，在于提供一种用于杀菌抗病毒的防护用具。
为了达到上述目的之一，本发明采用如下技术方案实现：
一种水性材料组合物的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
步骤一、按照重量份数为15～30份丙烯酸乳液、1～3份成膜助剂、0.2～0.5份消泡剂、0.2～0.5份基材润湿剂、0.2～1份流平剂、0.4～0.8份增稠剂、1～15份杀菌剂、0.1～0.5份PH调节剂和0.2～0.5份防腐防霉剂进行备料；
所述丙烯酸乳液、成膜助剂、消泡剂、基材润湿剂、流平剂、增稠剂、杀菌剂、PH调节剂和防腐防霉剂分别为氟碳改性IPN丙烯酸聚合物、醇酯类高沸点溶剂、有机硅类化合物、高分子聚合物聚硅氧烷溶液、硅氧烷的聚醚改性化合物、羧甲基纤维素钠、纳米二氧化钛配位改性化合物、三聚磷酸钠化合物和山梨酸钾；
步骤二、在950～1050转/分钟转速搅拌下，将成膜助剂以0.15～0.25克/秒的速度加入丙烯酸乳液中后，在1150～1250转/分钟的转速下，搅拌15～25分钟；
步骤三、在950～1050转/分钟转速搅拌下，再加入消泡剂、PH调节剂和防腐防霉剂后，在1150～1250转/分钟的转速下，搅拌10～20分钟；
步骤四、在950～1050转/分钟转速搅拌下，继续加入杀菌剂后，在1150～1250转/分钟的转速下，搅拌15～25分钟；
步骤五、在750～850转/分钟转速搅拌下，依次加入基材润湿剂、流平剂和增稠剂后继续搅拌25～35分钟，从而制得水性材料组合物。
进一步的，所述杀菌剂的重量份数为6～10份，既可以达到杀菌抗病毒的效果，又能避免成本过高，提高使用普遍性。
进一步的，所述防腐防霉剂的重量份数为0.3～0.4份，既可以达到杀菌抗病毒的效果，又能避免成本过高，提高使用普遍性。
进一步的，所述氟碳改性IPN丙烯酸聚合物包括水性氟碳树脂DF-01和水性氟碳树脂ETERFLON-4302；
所述醇酯类高沸点溶剂包括十二碳醇酯Texanol和丙二醇二乙酸酯(陶氏化学PGDA)；
所述有机硅类化合物包括TEGO-810和BYK028；
所述高分子聚合物聚硅氧烷溶液包括TEGO-245和BNK-NSF047。
所述硅氧烷的聚醚改性化合物包括BYK-333和TEGO-410。
所述羧甲基纤维素钠的分子量为150000～200000；
所述纳米二氧化钛配位改性化合物包括CR828Tio2配位改性和R-706Tio2配位改性，该纳米二氧化钛配位改性化合物采用质量比为50：5：5：40的二氧化钛、季铵盐、三聚磷酸钠和去离子水在锆珠的研磨下得到的纳米级产物；
所述三聚磷酸钠化合物采用质量比为10:5:85的三聚磷酸钠、山梨酸钾和去离子水搅拌，得到的产物。
为了达到上述目的之二，本发明采用如下技术方案实现：
一种水性材料组合物，所述水性材料组合物采用上述所述的制备方法制备的。
为了达到上述目的之三，本发明采用如下技术方案实现：
一种水性材料组合物在杀菌抗病毒中的应用，所述水性材料组合物为采用上述所述的制备方法制备的水性材料组合物或者为上述所述的水性材料组合物。
为了达到上述目的之四，本发明采用如下技术方案实现：
一种用于杀菌抗病毒的防护用具，所述防护用具的外层对应的内侧表面涂敷有一层杀菌抗病毒材料层；
所述杀菌抗病毒材料层的材料包括采用上述所述的制备方法制备的水性材料组合物和一定量的去离子水。
本发明的有益效果：
1、本发明具有良好的耐温变性、附着性、杀菌抗病毒性和抗甲醛防霉性，又具备坚韧性不易开裂脱落和净化空气的优异性能，表面防污优秀，环保无毒，是施工简易的高性价比单组份水性材料组合物；本发明可以刷涂、喷涂和辊涂，适用于各种纺织品、塑料制品、玻璃制品及医院、学校和家居室内墙面的装饰和保护；本发明在施工操作之前不需要额外加入固化剂，可以密封保存1年，施工之前只要充分搅拌，适量加去离子水调节所需粘度，没有使用时间限制。
2、本发明具有高度稳定性，可避免游离渗入人体皮肤的毛孔内，不会出现传统抗菌技术重金属离子析出并在人体体表累积性毒理反应，也不会破坏毛孔内正常的菌群平衡，降低人体的免疫力。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式作出详细说明。
实施例1：
步骤一、按照重量份数为20份水性氟碳树脂DF-01、1.5份十二碳醇酯Texanol成膜助剂、0.3份TEGO-810消泡剂、0.4份TEGO-245基材润湿剂、0.4份BYK-333流平剂、0.5份分子量为150000的羧甲基纤维素钠增稠剂、13份CR828Tio2配位改性杀菌剂、0.4份三聚磷酸钠PH调节剂和0.3份山梨酸钾防腐防霉剂进行备料。
步骤二、在1050转/分钟转速搅拌下，将1.5份十二碳醇酯Texanol成膜助剂以0.25克/秒的速度加入20份水性氟碳树脂DF-01中后，在1150转/分钟的转速下，搅拌25分钟；
步骤三、在980转/分钟转速搅拌下，再加入0.3份TEGO-810消泡剂、0.4份三聚磷酸钠PH调节剂和0.3份山梨酸钾防腐防霉剂后，在1250转/分钟的转速下，搅拌15分钟；
步骤四、在1000转/分钟转速搅拌下，继续加入13份CR828Tio2配位改性杀菌剂后，在1200转/分钟的转速下，搅拌18分钟；
步骤五、在800转/分钟转速搅拌下，依次加入0.4份TEGO-245基材润湿剂、0.4份BYK-333流平剂和0.5份羧甲基纤维素钠增稠剂后继续搅拌25分钟，从而制得水性材料组合物。
将本实施例的水性材料组合物和去离子水按一定比例(如去离子水重量份数为65份)混合搅拌后喷涂在口罩无纺布上后，得到浅蓝色送检样品，对照样品为标准棉白布，将送检样品和对照样品均裁剪成18mm*18mm，各称取0.4g。其检测依据是GB/T20944.2-2007《纺织品抗菌性能的评价》第二部分的吸收法，检测数据和检测结果如表1-1和表1-2所示：
表1-1检测数据
Figure BDA0002467492180000051
Figure BDA0002467492180000061
表1-2检测结果
Figure BDA0002467492180000062
本实施例的组合物是粘度较高的可刷涂或喷涂操作水性材料组合物，不需额外添加其它促进组分，搅拌均匀，加入去离子水调节黏度即可施工，附着力好，杀菌性能优异，柔韧性好，润湿性能优秀，无毒无味。
实施例2：
步骤一、按照重量份数为30份水性氟碳树脂ETERFLON-4302AF、1份陶氏化学PGDA成膜助剂、0.2份BYK028消泡剂、0.2份BNK-NSF047基材润湿剂、0.5份TEGO-410流平剂、0.8份分子量为200000的羧甲基纤维素钠增稠剂、15份R-706Tio2配位改性杀菌剂、0.5份三聚磷酸钠PH调节剂和0.2份山梨酸钾防腐防霉剂进行备料。
步骤二、在1050转/分钟转速搅拌下，将1份陶氏化学PGDA成膜助剂以0.25克/秒的速度加入30份水性氟碳树脂ETERFLON-4302AF中后，在1150～1250转/分钟的转速下，搅拌25分钟；
步骤三、在950转/分钟转速搅拌下，再加入0.2份有机硅类化合物BYK028消泡剂、0.5份三聚磷酸钠PH调节剂和0.2份山梨酸钾防腐防霉剂后，在1150转/分钟的转速下，搅拌20分钟；
步骤四、在1050转/分钟转速搅拌下，继续加入15份R-706Tio2配位改性杀菌剂后，在115转/分钟的转速下，搅拌15分钟；
步骤五、在750转/分钟转速搅拌下，依次加入0.2份BNK-047基材润湿剂、0.5份TEGO-410流平剂和0.8份羧甲基纤维素钠增稠剂后继续搅拌25分钟，从而制得水性材料组合物。
将本实施例的水性材料组合物和去离子水按一定比例(如去离子水重量份数为50份)混合搅拌后喷涂在浅蓝色布料医用防护衣上后，得到浅蓝色送检样品，对照样品为标准棉浅蓝色布，将送检样品和对照样品均裁剪成18mm*18mm，各称取0.4g。其检测依据是GB/T20944.2-2007《纺织品抗菌性能的评价》第二部分的吸收法，检测数据和检测结果如表2-1和表2-2所示：
表2-1检测数据
Figure BDA0002467492180000071
表2-2检测结果
Figure BDA0002467492180000081
本实施例的组合物是粘度较高的可刷涂或喷涂操作水性材料组合物，不需额外添加其它促进组分，搅拌均匀，加入去离子水调节黏度即可施工，附着力好，杀菌性能优异，柔韧性好，润湿性能优秀，无毒无味。
实施例3：
步骤一、按照重量份数为15份水性氟碳树脂DF-01、1份十二碳醇酯Texanol成膜助剂、0.5份BYK028消泡剂、0.5份BNK-047基材润湿剂、0.2份TEGO-410流平剂、0.7份分子量为180000的羧甲基纤维素钠增稠剂、5份CR828Tio2配位改性杀菌剂、0.1份三聚磷酸钠PH调节剂和0.5份山梨酸钾防腐防霉剂进行备料。
步骤二、在1050转/分钟转速搅拌下，将1份醇醚类高沸点溶剂成膜助剂以0.15克/秒的速度加入15份水性氟碳树脂DF-01中后，在1150转/分钟的转速下，搅拌25分钟；
步骤三、在1050转/分钟转速搅拌下，再加入0.5份BYK028消泡剂、0.1份三聚磷酸钠PH调节剂和0.5份山梨酸钾防腐防霉剂后，在1150转/分钟的转速下，搅拌10分钟；
步骤四、在1050转/分钟转速搅拌下，继续加入5份CR828Tio2配位改性杀菌剂后，在1150转/分钟的转速下，搅拌20分钟；
步骤五、在800转/分钟转速搅拌下，依次加入0.5份BNK-047基材润湿剂、0.2份TEGO-410流平剂和0.7份羧甲基纤维素钠增稠剂后继续搅拌35分钟，从而制得水性材料组合物。
将本实施例的水性材料组合物和去离子水按一定比例(如去离子水重量份数为70份)混合搅拌后喷涂在家装隔墙石膏板上后，得到白色涂层送检样片，对照样品为标准PE样片，将送检样品和对照样品均裁剪成50mm*50mm大小，检测依据是HG/T3950-2007《抗菌涂料》附录A，检测数据和检测结果如表3-1、表3-2所示：
表3-1检测数据
Figure BDA0002467492180000091
表3-2检测结果
Figure BDA0002467492180000101
本实施例的组合物是粘度较高的可刷涂或喷涂操作水性材料组合物，不需额外添加其它促进组分，搅拌均匀，加入去离子水调节黏度即可施工，附着力好，杀菌性能优异，柔韧性好，润湿性能优秀，无毒无味。
实施例4：
步骤一、按照重量份数为25份ETERFLON-4302AF、5份陶氏化学PGDA成膜助剂、0.4份TEGO-810消泡剂、0.3份TEGO-245基材润湿剂、1份BYK-333流平剂、0.4份分子量为160000的羧甲基纤维素钠增稠剂、10份CR828Tio2配位改性杀菌剂、0.3份三聚磷酸钠PH调节剂和0.4份山梨酸钾防腐防霉剂进行备料。
步骤二、在1050转/分钟转速搅拌下，将5份陶氏化学PGDA成膜助剂以0.20克/秒的速度加入25份ETERFLON-4302AF中后，在1200转/分钟的转速下，搅拌20分钟；
步骤三、在1000转/分钟转速搅拌下，再加入0.4份TEGO-810消泡剂、0.3份三聚磷酸钠PH调节剂和0.4份山梨酸钾防腐防霉剂后，在1200转/分钟的转速下，搅拌15分钟；
步骤四、在1000转/分钟转速搅拌下，继续加入10份CR828Tio2配位改性杀菌剂后，在1200转/分钟的转速下，搅拌20分钟；
步骤五、在800转/分钟转速搅拌下，依次加入0.3份TEGO-245基材润湿剂、1份BYK-333流平剂和0.4份羧甲基纤维素钠增稠剂后继续搅拌30分钟，从而制得水性材料组合物。
将本实施例的水性材料组合物和去离子水按一定比例(如去离子水重量份数为48.2份)混合搅拌后喷涂在口罩无纺布上后，得到浅蓝色送检样品，对照样品为标准棉白布，将送检样品和对照样品均裁剪成18mm*18mm，各称取0.4g。其检测依据是GB/T20944.2-2007《纺织品抗菌性能的评价》第二部分的吸收法，检测数据和检测结果如表4-1和表4-2所示：
表4-1检测数据
Figure BDA0002467492180000111
表4-2检测结果
Figure BDA0002467492180000112
Figure BDA0002467492180000121
本实施例的组合物是粘度较高的可刷涂或喷涂操作水性材料组合物，不需额外添加其它促进组分，搅拌均匀，加入去离子水调节黏度即可施工，附着力好，杀菌性能优异，柔韧性好，润湿性能优秀，无毒无味。
实施例5：
步骤一、按照重量份数为18份水性氟碳树脂DF-01、3份十二碳醇酯Texanol成膜助剂、0.3份TEGO-810消泡剂、0.4份TEGO-245基材润湿剂、0.6份BYK-333流平剂、0.6份分子量为190000的羧甲基纤维素钠增稠剂、6份CR828Tio2配位改性杀菌剂、0.3份三聚磷酸钠PH调节剂和0.3份山梨酸钾防腐防霉剂进行备料。
步骤二、在950转/分钟转速搅拌下，将3份十二碳醇酯Texanol成膜助剂以0.22克/秒的速度加入18份水性氟碳树脂DF-01中后，在1150转/分钟的转速下，搅拌22分钟；
步骤三、在1020转/分钟转速搅拌下，再加入0.3份TEGO-810消泡剂、0.3份三聚磷酸钠PH调节剂和0.3份山梨酸钾防腐防霉剂后，在1230转/分钟的转速下，搅拌18分钟；
步骤四、在1000转/分钟转速搅拌下，继续加入6份CR828Tio2配位改性杀菌剂后，在1150转/分钟的转速下，搅拌20分钟；
步骤五、在820转/分钟转速搅拌下，依次加入0.4份TEGO-245基材润湿剂、0.6份BYK-333流平剂和0.6份羧甲基纤维素钠增稠剂后继续搅拌35分钟，从而制得水性材料组合物。
将本实施例的水性材料组合物和去离子水按一定比例(如去离子水重量份数为81.7份)混合搅拌后喷涂在口罩无纺布上后，得到浅蓝色送检样品，对照样品为标准棉白布，将送检样品和对照样品均裁剪成18mm*18mm，各称取0.4g。其检测依据是GB/T20944.2-2007《纺织品抗菌性能的评价》第二部分的吸收法，检测数据和检测结果如表5-1和表5-2所示：
表5-1检测数据
Figure BDA0002467492180000131
表5-2检测结果
Figure BDA0002467492180000132
Figure BDA0002467492180000141
本实施例的组合物是粘度较高的可刷涂或喷涂操作水性材料组合物，不需额外添加其它促进组分，搅拌均匀，加入去离子水调节黏度即可施工，附着力好，杀菌性能优异，柔韧性好，润湿性能优秀，无毒无味。
以上实施方式仅用以说明本发明实施例的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明实施例的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明实施例的技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种水性材料组合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
步骤一、按照重量份数为15～30份丙烯酸乳液、1～3份成膜助剂、0.2～0.5份消泡剂、0.2～0.5份基材润湿剂、0.2～1份流平剂、0.4～0.8份增稠剂、1～15份杀菌剂、0.1～0.5份pH 调节剂和0.2～0.5份防腐防霉剂进行备料；
所述丙烯酸乳液、成膜助剂、消泡剂、基材润湿剂、流平剂、增稠剂、杀菌剂、pH 调节剂和防腐防霉剂分别为氟碳改性IPN丙烯酸聚合物、醇酯类高沸点溶剂、有机硅类化合物、高分子聚合物聚硅氧烷溶液、硅氧烷的聚醚改性化合物、羧甲基纤维素钠、纳米二氧化钛配位改性化合物、三聚磷酸钠化合物和山梨酸钾；
所述纳米二氧化钛配位改性化合物采用质量比为50：5：5：40的二氧化钛、季铵盐、三聚磷酸钠和去离子水在锆珠的研磨下得到的纳米级产物；
所述三聚磷酸钠化合物采用质量比为10:5:85的三聚磷酸钠、山梨酸钾和去离子水搅拌，得到的产物；
步骤二、在950～1050转/分钟转速的搅拌下，将成膜助剂以0.15～0.25克/秒的速度加入丙烯酸乳液中后，在1150～1250转/分钟的转速下，搅拌15～25分钟；
步骤三、在950～1050转/分钟转速的搅拌下，再加入消泡剂、pH 调节剂和防腐防霉剂后，在1150～1250转/分钟的转速下，搅拌10～20分钟；
步骤四、在950～1050转/分钟转速的搅拌下，继续加入杀菌剂后，在1150～1250转/分钟的转速下，搅拌15～25分钟；
步骤五、在750～850转/分钟转速的搅拌下，依次加入基材润湿剂、流平剂和增稠剂后继续搅拌25～35分钟，从而制得水性材料组合物。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述杀菌剂的重量份数为6～10份。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述防腐防霉剂的重量份数为0.3～0.4份。
4.根据权利要求1或2中所述的制备方法，其特征在于，所述氟碳改性IPN丙烯酸聚合物包括水性氟碳树脂DF-01和水性氟碳树ETERFLON-4302AF；
所述醇酯类高沸点溶剂包括十二碳醇酯和丙二醇二乙酸酯；
所述有机硅类化合物包括TEGO-810和BYK028；
所述高分子聚合物聚硅氧烷溶液包括TEGO-245和BNK-047；
所述硅氧烷的聚醚改性化合物包括BYK-333和TEGO-410；
所述羧甲基纤维素钠的分子量为150000～200000；
所述纳米二氧化钛配位改性化合物包括CR-828 TiO2 配位改性和R-706 TiO2 配位改性。
5.一种水性材料组合物，其特征在于，所述水性材料组合物采用权利要求1～4中任意一项所述的制备方法制备的。
6.一种水性材料组合物在杀菌抗病毒中的应用，其特征在于，所述水性材料组合物为采用权利要求1～4中任意一项所述的制备方法制备的水性材料组合物或者为权利要求5所述的水性材料组合物。
7.一种用于杀菌抗病毒的防护用具，其特征在于，所述防护用具的外层对应的内侧表面涂敷有一层杀菌抗病毒材料层；
所述杀菌抗病毒材料层的材料包括采用权利要求1～4中任意一项所述的制备方法制备的水性材料组合物和一定量的去离子水。
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