CN112898810A - 一种银离子长效杀菌墙体涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于涂料技术领域，更具体的涉及一种银离子长效杀菌墙体涂料及其制备方法。一种银离子长效杀菌墙体涂料，制备原料包括：电解银水、含活性基团单体、表面活性剂、填料。发明制备的银离子长效杀菌墙体涂料在要求的特定的电解银水浓度的条件下，制备得到的墙体涂料中银离子不会轻易脱落，稳定性高，保证了杀菌的长效性。经本发明制备的银离子长效杀菌墙体涂料，在具有较好的抑制墙体发霉，尤其是抑制黑曲霉菌的同时，还可以保证墙体涂料在低温下使用，扩大了涂料的使用环境和应用价值。

Description

一种银离子长效杀菌墙体涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料技术领域，更具体的涉及一种银离子长效杀菌墙体涂料及其制备方法。

背景技术

随着建筑行业的快速发展，人们生活水品的提高，对于墙体涂料的要求越来越多样化，不仅包括对涂料色彩的要求，还包括对涂料使用性能要求的提升、对涂料环保、对人体健康无害等方面的要求。

中国专利公开号为CN111040598A公开了一种绿色抗菌墙体涂料，其制备原料包括：水性聚氨酯、硅藻土、抗菌剂、稳定剂、平流剂、碳酸钙和消泡剂，公开专利中提到了采用的抗菌剂为无机纳米抗菌剂，无机纳米抗菌剂例如无机纳米银颗粒，由于其粒径过小，在使用过程中可能会存在被人体吸入的危险，并且纳米银颗粒具有超强的渗透性，可能对人体肝脏造成一定的伤害。

面对现阶段存在的抗菌墙体涂料，如果制备一种安全性能高、抗菌效果号、安全环保的涂料，无疑是一项具有重要意义的研究。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种银离子长效杀菌墙体涂料，制备原料包括：电解银水、含活性基团单体、表面活性剂、填料。

作为一种优选的技术方案，所述的电解银水的质量浓度为20-50ppm。

作为一种优选的技术方案，所述的电解银水的质量浓度为20-30ppm。

作为一种优选的技术方案，所述的含活性基团单体选自羟基丙烯酸单体、水性羟基聚氨酯单体、水性聚氨酯单体中的至少一种。

作为一种优选的技术方案，所述的表面活性剂选自椰油脂肪酸二乙酰胺、二(辛氨基乙基)甘氨酸、N-月桂酰肌氨酸钠、碳原子数为8-16的烷基糖苷中的一种或多种复配。

作为一种优选的技术方案，所述的烷基糖苷的碳原子数为12-16。

作为一种优选的技术方案，所述的填料选自碳酸钙、碳纳米管、二氧化硅、蒙脱土中的至少一种。

作为一种优选的技术方案，所述的填料选自碳酸钙；所述的碳酸钙粒径为2000-7000目。

作为一种优选的技术方案，制备原料还包括偶联剂、成膜剂、消泡剂、水。

本发明第二方面提供了一种银离子长效杀菌墙体涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)将含活性基团单体加入水中，然后加入表面活性剂、银离子水搅拌混合；

2)向步骤1)中加入偶联剂、填料、成膜剂、消泡剂，搅拌，反应1-3小时，即得。

有益效果：经本发明制备的银离子长效杀菌墙体涂料，具有以下优点：

1.本发明制备的银离子长效杀菌墙体涂料在要求的特定的电解银水浓度的条件下，制备得到的墙体涂料中银离子不会轻易脱落，稳定性高，保证了杀菌的长效性；

2.经本发明制备的银离子长效杀菌墙体涂料可以提高涂料的稳定性，与长效杀菌性能匹配，提升了涂料的使用价值；

3.经本发明制备的银离子长效杀菌墙体涂料，在具有较好的抑制墙体发霉，尤其是抑制黑曲霉菌的同时，还可以保证墙体涂料在低温下使用，扩大了涂料的使用环境和应用价值。

具体实施方式

参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。

如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。

连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。

当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。

单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。

说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。

此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。

为了解决上述问题，本发明第一方面提供了一种银离子长效杀菌墙体涂料，制备原料包括：电解银水、含活性基团单体、表面活性剂、填料。

在一些优选的实施方式中，所述的电解银水的质量浓度为20-50ppm。

在一些优选的实施方式中，所述的电解银水的质量浓度为20-30ppm。

在一些优选的实施方式中，所述的电解银水的质量浓度为25ppm。

电解法制取的银离子溶液，没有纳米银的载体，所含成分简单纯粹，无杂质，可直接应用于多个领域。电解法获取的银离子不存在纳米银在环境或体内的蓄积性所引起生态和身体的安全问题。并且在实验过程中经过大量创造性实验探究得到经本申请制备的涂料中含有的一定浓度的电解银水可以对大部分细菌和病毒起到清除作用，尤其是对可能导致墙体发霉的黑曲霉菌的抑制作用。申请人推测可能的原因：本申请中加入的含活性基团的单体、表面活性剂、偶联剂等制备原料所形成的体系不适宜黑曲霉菌大量繁殖，且本申请中加入的浓度为20-30ppm电解银水可以迅速渗入黑曲霉菌细胞膜内，引起黑曲霉菌细胞蛋白质代谢失调，阻止细胞分裂，进而影响到黑色曲霉菌的生长繁殖。

在实验过程中申请人发现，选择质量浓度为25ppm的电解银水，不仅可以保证其在体系中的稳定性，还可以增强杀菌消毒性能。在实验过程中发现，

在一些优选的实施方式中，所述的含活性基团单体选自羟基丙烯酸单体、水性羟基聚氨酯单体、水性聚氨酯单体中的至少一种。

在一些优选的实施方式中，所述的含活性基团单体选自水性聚氨酯单体。

在一些优选的实施方式中，所述的表面活性剂选自椰油脂肪酸二乙酰胺、二(辛氨基乙基)甘氨酸、N-月桂酰肌氨酸钠、碳原子数为8-16的烷基糖苷中的一种或多种复配。

在一些优选的实施方式中，所述的烷基糖苷的碳原子数为12-16。

在一些优选的实施方式中，所述的烷基糖苷的碳原子数为12-14。

在一些优选的实施方式中，所述的烷基糖苷为C12-14烷基糖苷。

在一些优选的实施方式中，所述的C12-14烷基糖苷的HLB值为12-14。

在一些优选的实施方式中，所述的表面活性剂选自椰油脂肪酸二乙酰胺和C12-14烷基糖苷。

在一些优选的实施方式中，所述的椰油脂肪酸二乙酰胺和C12-14烷基糖苷的重量比为1：0.1-0.5。

在一些优选的实施方式中，所述的填料选自碳酸钙、碳纳米管、二氧化硅、蒙脱土中的至少一种。

在一些优选的实施方式中，所述的填料选自碳酸钙；所述的碳酸钙粒径为2000-7000目。

在一些优选的实施方式中，所述的填料选自碳酸钙；所述的碳酸钙选自粒径为4000目和6250目。

在一些优选的实施方式中，粒径为4000目和6250目的碳酸钙的重量比为1：2.5-4。

在一些优选的实施方式中，制备原料还包括偶联剂、成膜剂、消泡剂、水。

在一些优选的实施方式中，所述的偶联剂选自酞酸酯偶联剂。

在一些优选的实施方式中，所述的酞酸酯偶联剂选自异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)酞酸酯和异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)酞酸酯。

在一些优选的实施方式中，所述的异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)酞酸酯和异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)酞酸酯的重量比为1：0.1-0.5。

在一些优选的实施方式中，所述的成膜剂选自2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯。

在一些优选的实施方式中，所述的消泡剂选自有机硅类消泡剂。

经过申请人大量创造性实验探究，在选择加入粒径为4000目和6250目的碳酸钙，并且在4000目碳酸钙和6000目碳酸钙重量比为1：2.5-4时，可以提升墙体涂料的耐低温效果。申请人推测可能的原因是：在涂料受到低温影响的时候，水性聚氨酯会因为温度影响导致链段的活动性减弱，进而影响涂料耐外力作用；但是申请人在实验过程中发现，加入不同粒径的碳酸钙可以在异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)酞酸酯和异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)酞酸酯的协同作用下，以及2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯的辅助作用下，快速渗入高分子链段间，在4000目和6250目碳酸钙的复配下，会与水性聚氨酯分子间形成的界面达到有效传递外力的作用，起到抵抗低温对涂料的影响。

另外申请人发现，粒径的选择对本体系有比较重要的作用，当选择的碳酸钙粒径小于2000目，会造成体系的相容性大大下降，影响涂料的成膜性；但是选择的碳酸钙粒径较小，又会使粒子间出现团聚的现象，影响体系的稳定性。

在一些优选的实施方式中，所述的银离子长效杀菌墙体涂料的制备原料按重量百分比计，包括：电解银水1-3％、含活性基团单体50-70％、表面活性剂0.5-2％、填料1-2％、偶联剂0.1-3％、成膜剂0.1-1％、消泡剂0.1-1％、水补充余量至100％。

本发明第二方面提供了一种银离子长效杀菌墙体涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)将含活性基团单体加入水中，然后加入表面活性剂、银离子水搅拌混合；

2)向步骤1)中加入偶联剂、填料、成膜剂、消泡剂，搅拌，反应1-3小时，即得。

实施例

以下通过实施例对本发明技术方案进行详细的说明，但是本发明的保护范围不局限于所述的所有实施例。如无特殊说明，本发明的原料均为市售。

实施例1

一种银离子长效杀菌墙体涂料，制备原料按重量份计，包括：电解银水1％、水性聚氨酯单体50％、表面活性剂0.5％、填料1％、偶联剂0.1％、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯0.1％、消泡剂0.1％、水补充余量至100％。

所述的电解银水的质量浓度为25ppm。

所述的表面活性剂选自椰油脂肪酸二乙酰胺和C12-14烷基糖苷，其重量比为1：0.1。

所述的填料选自粒径为4000目和6250目的碳酸钙，其重量比为1：2.5。

所述的偶联剂选自异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)酞酸酯和异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)酞酸酯，其重量比为1：0.1。

所述的消泡剂选自有机硅类消泡剂，型号GS-5820，购于上海子成国际贸易有限公司。

水性聚氨酯，型号AMP-LM，购于南昌虹盾防水材料有限公司；电解银水，购于日本绿洲公司；2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯，购于广州市忠高化工有限公司；碳酸钙，购于长兴华阳塑胶材料有限公司；异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)酞酸酯(CAS：7691-13-8)；异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)酞酸酯(CAS：65345-34-8)。

一种银离子长效杀菌墙体涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)将含活性基团单体加入水中，然后加入表面活性剂、银离子水搅拌混合；

2)向步骤1)中加入偶联剂、填料、成膜剂、消泡剂，搅拌，反应2小时，即得。

实施例2

一种银离子长效杀菌墙体涂料，制备原料按重量份计，包括：电解银水3％、水性聚氨酯单体70％、表面活性剂2％、填料2％、偶联剂3％、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯1％、消泡剂1％、水补充余量至100％。

所述的电解银水的质量浓度为25ppm。

所述的表面活性剂选自椰油脂肪酸二乙酰胺和C12-14烷基糖苷，其重量比为1：0.5。

所述的填料选自粒径为4000目和6250目的碳酸钙，其重量比为1：4。

所述的偶联剂选自异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)酞酸酯和异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)酞酸酯，其重量比为1：0.5。

所述的消泡剂选自有机硅类消泡剂，型号GS-5820，购于上海子成国际贸易有限公司。

水性聚氨酯，型号AMP-LM，购于南昌虹盾防水材料有限公司；电解银水，购于日本绿洲公司；2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯，购于广州市忠高化工有限公司；碳酸钙，购于长兴华阳塑胶材料有限公司；异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)酞酸酯(CAS：7691-13-8)；异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)酞酸酯(CAS：65345-34-8)。

一种银离子长效杀菌墙体涂料的制备方法参照实施例1。

实施例3

一种银离子长效杀菌墙体涂料，制备原料按重量份计，包括：电解银水2％、水性聚氨酯单体65％、表面活性剂1.3％、填料1.6％、偶联剂0.8％、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯0.2％、消泡剂0.1％、水补充余量至100％。

所述的电解银水的质量浓度为25ppm。

所述的表面活性剂选自椰油脂肪酸二乙酰胺和C12-14烷基糖苷，其重量比为1：0.3。

所述的填料选自粒径为4000目和6250目的碳酸钙，其重量比为1：3.6。

所述的偶联剂选自异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)酞酸酯和异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)酞酸酯，其重量比为1：0.2。

所述的消泡剂选自有机硅类消泡剂，型号GS-5820，购于上海子成国际贸易有限公司。

水性聚氨酯，型号AMP-LM，购于南昌虹盾防水材料有限公司；电解银水，购于日本绿洲公司；2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯，购于广州市忠高化工有限公司；碳酸钙，购于长兴华阳塑胶材料有限公司；异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)酞酸酯(CAS：7691-13-8)；异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)酞酸酯(CAS：65345-34-8)。

一种银离子长效杀菌墙体涂料的制备方法参照实施例1。

实施例4

一种银离子长效杀菌墙体涂料，其具体实施方式同实施例1，与实施例1不同的是填料选自粒径为4000目碳酸钙。

实施例5

一种银离子长效杀菌墙体涂料，其具体实施方式同实施例1，与实施例1不同的是填料选自粒径为6250目碳酸钙。

实施例6

一种银离子长效杀菌墙体涂料，其具体实施方式同实施例1，与实施例1不同的是4000目和6250目的碳酸钙的重量比为1：1。

实施例7

一种银离子长效杀菌墙体涂料，其具体实施方式同实施例1，与实施例1不同的是填料选自粒径为1000目碳酸钙。

实施例8

一种银离子长效杀菌墙体涂料，其具体实施方式同实施例1，与实施例1不同的是偶联剂选自异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)酞酸酯。

实施例9

一种银离子长效杀菌墙体涂料，其具体实施方式同实施例1，与实施例1不同的是椰油脂肪酸二乙酰胺和C12-14烷基糖苷的重量比为1：1。

实施例10

一种银离子长效杀菌墙体涂料，其具体实施方式同实施例1，与实施例1不同的是电解银水的质量浓度为10ppm。

实施例11

一种银离子长效杀菌墙体涂料，其具体实施方式同实施例1，与实施例1不同的是无电解银水。

性能测试：

1.杀菌性能测试：测试菌种为黑曲霉菌，测试方法参照T/CNCIA 03002-2020，将实施例3、10-11制备的涂料用于测试，并将测试结果统计于下表1。

2.耐低温性能测试：将实施例1-9制备的涂料用于低温性能测试，测试方法为将制备的涂料涂敷于实验墙体上，在恒温恒湿箱中-30℃处理1小时，间隔24小时后进行第二次处理，循环36次，观察有无发白、起泡、脱落的现象；并将结果统计于下表2。

表1：

实验	实施例3	实施例10	实施例11
				黑曲霉菌抑菌率/％	99.98％	99.54％	—

经过性能测试结果显示，实施例11制备的涂料不存在抑菌效果。

表2：

实验	表面情况
		实施例1	墙体表面无任何变化
实施例2	墙体表面无任何变化
		实施例3	墙体表面无任何变化
实施例4	墙体表面出现起泡现象
		实施例5	墙体表面出现轻微发白和起泡现象
实施例6	墙体表面出现脱落现象
		实施例7	墙体表面出现脱落现象
实施例8	墙体表面出现脱落现象
		实施例9	墙体表面出现起泡现象

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种银离子长效杀菌墙体涂料，其特征在于，制备原料包括：电解银水、含活性基团单体、表面活性剂、填料。

2.根据权利要求1所述的银离子长效杀菌墙体涂料，其特征在于，所述的电解银水的质量浓度为20-50ppm。

3.根据权利要求2所述的银离子长效杀菌墙体涂料，其特征在于，所述的电解银水的质量浓度为20-30ppm。

4.根据权利要求1所述的银离子长效杀菌墙体涂料，其特征在于，所述的含活性基团单体选自羟基丙烯酸单体、水性羟基聚氨酯单体、水性聚氨酯单体中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的银离子长效杀菌墙体涂料，其特征在于，所述的表面活性剂选自椰油脂肪酸二乙酰胺、二(辛氨基乙基)甘氨酸、N-月桂酰肌氨酸钠、碳原子数为8-16的烷基糖苷中的一种或多种复配。

6.根据权利要求5所述的银离子长效杀菌墙体涂料，其特征在于，所述的烷基糖苷的碳原子数为12-16。

7.根据权利要求1所述的银离子长效杀菌墙体涂料，其特征在于，所述的填料选自碳酸钙、碳纳米管、二氧化硅、蒙脱土中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的银离子长效杀菌墙体涂料，其特征在于，所述的填料选自碳酸钙；所述的碳酸钙粒径为2000-7000目。

9.根据权利要求1所述的银离子长效杀菌墙体涂料，其特征在于，制备原料还包括偶联剂、成膜剂、消泡剂、水。

10.一种根据权利要求9所述的银离子长效杀菌墙体涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将含活性基团单体加入水中，然后加入表面活性剂、银离子水搅拌混合；

2)向步骤1)中加入偶联剂、填料、成膜剂、消泡剂，搅拌，反应1-3小时，即得。