CN112430427A - 一种水性uv抗菌木器涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种水性UV抗菌木器涂料及其制备方法，由包括以下质量分数的原料制成：水性UV树脂：75%～90%，光引发剂：2%～3%，润湿分散剂：0.5%～1.0%，消泡剂：1.0%～1.5%，润湿流平剂：0.6%～1.0%，消光剂：0～1.5%，PH调节剂0.1%～0.2%，银抗菌剂：0.2%～0.5%，增稠剂：0.7%～1.2%，去离子水：4.6%～15%；所述PH调节剂为92%～96%的2‑氨基‑2‑甲基‑1‑丙醇与4%～8%的水的混合乳液。本发明的水性UV木器涂料具有广谱抗菌，杀菌力强，强渗透、耐高温、毒性低等性能，硬度能达到1H以上，耐黄变性能也小于3，耐化学品性能、耐污性能、储存稳定性能优异，更加环保。
Description
技术领域
本发明属于水性木器涂料领域，具体涉及一种水性UV抗菌木器涂料及其制备方法。
技术背景
随着社会的发展，人们从最简单的附着性能要求到现在的耐黄变等性能的变化就可以看出对涂料的性能的要求也在不断的提高，特别是对于健康的需求也是更为的迫切。目前市场上的水性木器涂料、水性UV木器涂料放置时间过长容易滋生一些霉菌、细菌等微生物，即使涂装在家具上，如果处在高潮湿的环境当中，时间长了也会发生霉变，使得家具的使用寿命简短。
水性UV木器涂料方面也有企业进行了研究，例如：中国专利文献CN102101968A公开了一种水性UV木器涂料的制备方法及其组成，并没有提出抗菌的概念，只是讲述了水性UV涂料的环保以及一些涂膜的物理性能。本申请人查阅资料发现，在涂料中加入一些抗菌剂(如银离子型)就有可能可以提高的水性UV涂膜的抗菌性能。而本专利正是基于这样的想法，在水性UV木器涂料中加入一定比例的抗菌剂。但是实验发现，直接往水性UV涂料中添加抗菌剂会影响涂料的储存稳定性，时间长了涂料的粘度越来越大，甚至会发生胶化、变质的现象。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有抗菌性能的水性UV抗菌木器涂料及其制备方法，以解决现有技术的水性UV木器涂料在长时间放置后容易发生霉变、寿命缩短以及大肠杆菌、葡萄球菌附着生长的问题。经过持续的配方优化和改进发现，直接往水性UV涂料中添加抗菌剂会改变涂料体系的PH条件，不利于涂料的稳定性能；但本发明添加一种PH调节剂就能解决储存稳定性及胶化的问题，从而使得制备的水性UV涂膜的抗菌率达到了99.99％以上，真正达到抗菌的效果。
本发明的技术方案如下：
本发明的一种水性UV抗菌木器涂料，其特征在于，由包括以下质量分数的原料制成：水性UV树脂：75％～90％，光引发剂：2％～3％，润湿分散剂：0.5％～1.0％，消泡剂：1.0％～1.5％，润湿流平剂：0.6％～1.0％，消光剂：0～1.5％，PH调节剂0.1％～0.2％，银抗菌剂：0.2％～0.5％，增稠剂：0.7％～1.2％，去离子水：4.6％～15％；
所述PH调节剂为92％～96％的2-氨基-2-甲基-1-丙醇与4％～8％的水的混合乳液，例如安格斯(美国陶氏化学)生产的AMP-95有机胺助剂；
所述水性UV树脂为水性脂肪族聚氨酯丙烯酸乳液，例如湛新生产的牌号为
1808的产品；
所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮(光引发剂1173)或/和1-羟基环己基苯基甲酮(光引发剂184)；
所述润湿分散剂为水性有机硅树脂表面活性剂，例如：德国毕克公司生产的牌号为BYK-346的产品；所述流平剂为聚醚硅氧烷共聚物类流平剂，例如德国赢创公司生产的牌号为TEGO245的产品；
所述消泡剂为抑泡剂、脱泡剂、杀泡剂按照质量分数(15％～25％)：(25％～35％)：(45％～55％)的混合物；所述抑泡剂为聚硅氧烷和疏水性固体聚乙二醇的混合物乳液，例如德国毕克公司生产的牌号为BYK-028的产品；所述脱泡剂为含有气相二氧化硅的聚醚硅氧烷共聚物乳液，例如德国赢创公司生产的牌号为TEGO-902W的产品；所述杀泡剂为破泡聚硅氧烷和憎水颗粒在聚乙二醇中的混合物乳液，例如德国毕克公司生产的牌号为BYK-024的产品；
所述银抗菌剂为纳米银离子类型的抗菌剂，例如南京天诗蓝盾的抗菌剂LDX，具有广谱抗菌，杀菌力强，强渗透、耐高温的作用；
所述消光剂为无定型二氧化硅消光粉，例如德国赢创公司生产的牌号SY7000哑粉的产品；所述增稠剂为缔合型聚氨酯增稠剂中的一种或两种，例如德国明凌公司的PUR299或者PUR40。
本发明所述的一种水性UV抗菌木器涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将所述水性UV树脂放入容器内，在500～1200转/min的转速下搅拌；加入所述的增稠剂、润湿分散剂、PH调节剂、消泡剂、消光剂、光引发剂和润湿流平剂；搅拌均匀后，加入所述银抗菌剂，再以2000～3000转/min的转速搅拌分散20～25min；
(2)取样测试，浆料的细度≤25um且无缩孔后，再加入所述的去离子水或者用所述增稠剂来调节浆料的斯托默黏度至75.0～80.0KU(25℃)，即可得到本发明的水性UV抗菌木器涂料。
与现有技术相比，本发明具有如下优点:
本发明通过添加2-氨基-2-甲基-1-丙醇来调节PH值，使得添加纳米级银离子后，水性UV抗菌涂料不会发生离析、胶化等质变；喷涂在木器上在流平烘干过程中时，银抗菌剂有一部分会像消光剂一样上浮至涂料表面，等涂料紫外光固化之后就有了抗菌性能，由于银离子的作用，细菌(杆菌、球菌等)就无法在涂层表面附着从而达到抗菌的作用。本产品具有广谱抗菌，杀菌力强，强渗透、耐高温、毒性低等性能，而且除此之外还不影响涂料的本身的性能，真正的做到长期抗菌的作用；涂料硬度能达到1H以上，耐黄变性能也小于3，耐化学品性能、耐污性能也优异、储存稳定性能(50℃7天)也无异常。
具体施工方式：
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，应注意本发明的实施例只是对本发明的内容予以解释说明，并不构成对本发明技术方案的限制。
实施例1
实施例1的一种水性UV抗菌木器涂料，原材料质量分数见表1；其制备方法，包括如下步骤：(1)将水性UV树脂
1808放入分散缸内，在800转/min的搅拌状态下，加入增稠剂PUR299、润湿分散剂BYK346、PH调节剂AMP-95、抑泡剂BYK-028、脱泡剂TEGO-902W、杀泡剂BYK-024、消光剂SY7000、光引发剂1173和润湿流平剂TEGO245，搅拌均匀后，加入抗菌剂LDX，再以2300转/min的转速搅拌分散25min；
取样测试，浆料的细度≤25um且无缩孔后，再加入去离子水调节浆料的斯托默黏度至78.0KU(25℃)，得到本发明的水性UV抗菌木器涂料。
表1实施例1～3的原材料质量分数
实施例2
实施例2的一种水性UV抗菌木器涂料，原材料质量分数见表1；其制备方法，包括如下步骤：(1)将水性UV树脂
1808放入分散缸内，在1000转/min的搅拌状态下，缓慢加入增稠剂PUR299、光引发剂1173、润湿分散剂BYK346、PH调节剂AMP-95、抑泡剂BYK-028、脱泡剂TEGO-902W、杀泡剂BYK-024、消光剂SY7000、润湿流平剂TEGO245，搅拌均匀后，加入抗菌剂LDX，再以2000转/min的转速搅拌分散20min；
取样测试，浆料的细度≤25um且无缩孔后，再加入0.05％的增稠剂调节浆料的斯托默黏度至80.0KU(25℃)，得到本发明的水性UV抗菌木器涂料。
实施例3
实施例3的一种水性UV抗菌木器涂料，原材料质量分数见表1；其制备方法，包括如下步骤：(1)将水性UV树脂
1808放入分散缸内，在500转/min的搅拌状态下，缓慢加入增稠剂PUR299、光引发剂1173、润湿分散剂BYK346、PH调节剂AMP-95、抑泡剂BYK-028、脱泡剂TEGO-902W、杀泡剂BYK-024、消光剂SY7000、润湿流平剂TEGO245，搅拌均匀后，加入抗菌剂LDX，再以2300转/min的转速搅拌分散23min；
取样测试，浆料的细度≤25um且无缩孔后，再加入0.08％的增稠剂调节浆料的斯托默黏度至75.0KU(25℃)，得到本发明的水性UV抗菌木器涂料。
对比例1
对比例1的一种水性UV木器涂料，原材料质量分数见表2；其制备方法，包括如下步骤：(1)将水性UV树脂
1808放入分散缸内，在800转/min)的搅拌状态下，缓慢加入增稠剂PUR299、光引发剂1173、润湿分散剂BYK346、PH调节剂AMP-95、抑泡剂BYK-028、脱泡剂TEGO-902W、杀泡剂BYK-024、消光剂SY7000、润湿流平剂TEGO245，以2300转/min的转速搅拌分散23min；
取样测试，浆料的细度≤25um且无缩孔后，再加入去离子水调节浆料的斯托默黏度至78.0KU(25℃)，得到本发明对比例1的水性UV木器涂料。
表2对比例1～2的原材料质量分数
对比例2
对比例2的一种水性UV木器涂料，原材料质量分数见表2；其制备方法，包括如下步骤：(1)将水性UV树脂
1808放入分散缸内，在800转/min的搅拌状态下，缓慢加入增稠剂PUR299、光引发剂1173、润湿分散剂BYK346、抑泡剂BYK-028、脱泡剂TEGO-902W、杀泡剂BYK-024、消光剂SY7000、润湿流平剂TEGO245，搅拌均匀后，加入抗菌剂LDX，再以2300转/min的转速搅拌分散23min；
取样测试，浆料的细度≤25um且无缩孔后，再加入0.05％增稠剂调节浆料的斯托默黏度至75.0KU(25℃)，得到本发明对比例2的水性UV木器涂料。
实验测试例1
将实施例1～3和对比例1～2的成品漆进行喷涂施工，然后根据HG/T5183-2017《水性紫外光(UV)固化木器涂料》中色漆类产品的检测项目以及GB/T 21866-2008《抗菌涂料(涂膜)抗菌性测定方法和抗菌效果》，实施例1～3的测试结果见表2。施工配比：本发明的水性UV抗菌木器涂料∶水＝100∶(5.0～10.0)。施工方法：有气喷涂。
表3实施例1～3和对比例1～2的测试结果
由表3可以看出，实施例1～3制备的水性UV抗菌木器涂料的抗菌率(大肠杆菌金黄色葡萄球菌)都达到了>99.99％，而且涂膜的硬度都在1H以上，耐黄变性能也非常优异，耐化学品性能、耐污性能按照国标检测也均是无异常。在水性UV涂料中不添加抗菌剂时，抗菌率为0，表示由对比例1制备的水性UV涂料没有抗菌性能；对比例2发现，单纯的往水性UV涂料中添加抗菌剂会影响涂料的储存稳定性，后期会发生胶化现象。
综上所述，本发明制备的水性UV抗菌木器涂料具有具有广谱抗菌，杀菌力强，强渗透、耐高温、毒性低等性能，而且而且涂膜的硬度都在1H以上，耐黄变性能、耐化学品性能、耐污性能也非常优异。
Claims (8)
1.一种水性UV抗菌木器涂料，其特征在于，由包括以下质量分数的原料制成：水性UV树脂：75%～90%，光引发剂：2%～3%，润湿分散剂：0.5%～1.0%，消泡剂：1.0%～1.5%，润湿流平剂：0.6%～1.0%，消光剂：0～1.5%，PH调节剂0.1%～0.2%，银抗菌剂：0.2%～0.5%，增稠剂：0.7%～1.2%，去离子水：4.6%～15%；
所述PH调节剂为92%～96%的2-氨基-2-甲基-1-丙醇与4%～8%的水的混合乳液。
2.根据权利要求1所述的水性UV抗菌木器涂料，其特征在于，所述水性UV树脂为水性脂肪族聚氨酯丙烯酸乳液。
3.根据权利要求1所述的水性UV抗菌木器涂料，其特征在于，所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮或/和1-羟基环己基苯基甲酮。
4.根据权利要求1所述的水性UV抗菌木器涂料，其特征在于，所述润湿分散剂为水性有机硅树脂表面活性剂，所述流平剂为聚醚硅氧烷共聚物类流平剂。
5.根据权利要求1所述的水性UV抗菌木器涂料，其特征在于，所述消泡剂为抑泡剂、脱泡剂、杀泡剂按照质量分数（15%～25%）：（25%～35%）：（45%～55%）的混合物；所述抑泡剂为聚硅氧烷和疏水性固体聚乙二醇的混合物乳液，所述脱泡剂为含有气相二氧化硅的聚醚硅氧烷共聚物乳液，所述杀泡剂为破泡聚硅氧烷和憎水颗粒在聚乙二醇中的混合物乳液。
6.根据权利要求1所述的水性UV抗菌木器涂料，其特征在于，所述银抗菌剂为纳米银离子类型的抗菌剂。
7.根据权利要求1所述的水性UV抗菌木器涂料，其特征在于，所述消光剂为无定型二氧化硅消光粉；所述增稠剂为缔合型聚氨酯增稠剂中的一种或两种。
8.根据权利要求1～7任意一项所述的水性UV抗菌木器涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将所述水性UV树脂放入容器内，在500～1200转/min的转速下搅拌；加入所述的增稠剂、润湿分散剂、PH调节剂、消泡剂、消光剂、光引发剂和润湿流平剂；搅拌均匀后，加入所述银抗菌剂，再以2000～3000转/min的转速搅拌分散20～25min；
（2）取样测试，浆料的细度≤25um且无缩孔后，再加入所述的去离子水或者用所述增稠剂来调节浆料的斯托默黏度至75.0～80.0KU（25℃），即可得到本发明的水性UV抗菌木器涂料。
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