CN113372801A - 一种pu抗菌涂料及其制备方法与应用 - Google Patents

一种pu抗菌涂料及其制备方法与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN113372801A
CN113372801A CN202110739633.4A CN202110739633A CN113372801A CN 113372801 A CN113372801 A CN 113372801A CN 202110739633 A CN202110739633 A CN 202110739633A CN 113372801 A CN113372801 A CN 113372801A
Authority
CN
China
Prior art keywords
antibacterial
component
acrylic resin
coating
agent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110739633.4A
Other languages
English (en)
Inventor
王跃健
汪文笔
符饶生
王卫国
凌云剑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hunan Sokan New Materials Co ltd
Original Assignee
Hunan Sokan New Materials Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hunan Sokan New Materials Co ltd filed Critical Hunan Sokan New Materials Co ltd
Priority to CN202110739633.4A priority Critical patent/CN113372801A/zh
Publication of CN113372801A publication Critical patent/CN113372801A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04—Polyurethanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/4009—Two or more macromolecular compounds not provided for in one single group of groups C08G18/42 - C08G18/64
    • C08G18/4063—Mixtures of compounds of group C08G18/62 with other macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/62—Polymers of compounds having carbon-to-carbon double bonds
    • C08G18/6216—Polymers of alpha-beta ethylenically unsaturated carboxylic acids or of derivatives thereof
    • C08G18/622—Polymers of esters of alpha-beta ethylenically unsaturated carboxylic acids
    • C08G18/6225—Polymers of esters of acrylic or methacrylic acid
    • C08G18/6229—Polymers of hydroxy groups containing esters of acrylic or methacrylic acid with aliphatic polyalcohols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/77—Polyisocyanates or polyisothiocyanates having heteroatoms in addition to the isocyanate or isothiocyanate nitrogen and oxygen or sulfur
    • C08G18/78—Nitrogen
    • C08G18/79—Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/791—Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates containing isocyanurate groups
    • C08G18/792—Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates containing isocyanurate groups formed by oligomerisation of aliphatic and/or cycloaliphatic isocyanates or isothiocyanates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/14—Paints containing biocides, e.g. fungicides, insecticides or pesticides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/38—Paints containing free metal not provided for above in groups C09D5/00 - C09D5/36
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/65—Additives macromolecular
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals
    • C08K2003/0806—Silver
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals
    • C08K2003/0812—Aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/20—Applications use in electrical or conductive gadgets

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种PU抗菌涂料及其制备方法与应用，该PU抗菌涂料包括A组分和B组分；所述A组分包括以下制备原料：羟基丙烯酸树脂、热塑性丙烯酸树脂、饱和聚酯树脂、铝银浆、抗菌剂、稀释剂、催干剂和流平剂；所述B组分包括以下制备原料：六亚甲基二异氰酸酯三聚体和溶剂Ⅰ。该PU抗菌涂料，施工时固含为35％以上，减少了VOC的排放(VOC排放值≤700g/L)；提升了铝银粉漆的金属质感；同时本发明的PU涂料抗菌效果好，抗菌涂料分散性好、抗菌效率高且抗菌耐久性好。

Description

一种PU抗菌涂料及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种PU抗菌涂料及其制备方法与应用。
背景技术
随着人们生活水平的提高，人工智能化的进步，智能电子产品如智能机器人，智能门锁、及医疗保健设备等产品的使用越来越普遍；而涂料常用于涂覆这些产品表面，使其具有美观，抗污，抗划伤，抗菌等性能。
近年来，随着时代的发展，越来越多智能家电产品投入市场，而人们对涂料的外观金属质感的要求越来越高；同时，随着新型冠状病毒的爆发，让大家更加注重日常生活中的抗菌问题；相关技术中制得了抗菌涂料，使被涂覆产品使用抗菌涂料产品后，能有效有降低被涂物表面各种微生物的繁殖，如细菌、病毒、真菌、霉菌、寄生虫等，达到抗菌效果。但相关技术中抗菌涂料存在抗菌耐久性较差和VOC值较高。
因此，需要开发一种PU抗菌涂料，该涂料抗菌耐久性好且VOC值低。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种PU抗菌涂料，该涂料抗菌耐久性好且VOC值低。
本发明还提供了上述一种低VOC高质感PU抗菌涂料的制备方法。
本发明还提供了使用上述一种低VOC高质感PU抗菌涂料的产品。
本发明第一方面提供了一种PU抗菌涂料，包括A组分和B组分；
所述A组分包括以下制备原料：羟基丙烯酸树脂、热塑性丙烯酸树脂、饱和聚酯树脂、铝银浆、抗菌剂和助剂；
所述B组分包括以下制备原料：六亚甲基二异氰酸酯三聚体和溶剂Ⅰ。
根据本发明的一些实施方式，所述助剂为稀释剂、催干剂和流平剂。
根据本发明的一些实施方式，所述A组分包括以下重量份的制备原料：羟基丙烯酸树脂20份～35份、热塑性丙烯酸树脂10份～20份、饱和聚酯树脂15份～25份、铝银浆5份～10份、稀释剂15份～25份、流平剂0.05份～0.2份、抗菌剂0.1份～0.5份和催干剂0.05份～0.5份。
根据本发明的一些实施方式，所述B组分包括以下重量份的制备原料：六亚甲基二异氰酸酯三聚体70份～80份，溶剂Ⅰ20份～30份。
根据本发明的一些实施方式，所述A组分和B组分的重量比为100：20～25。
根据本发明的一些实施方式，所述羟基丙烯酸树脂，固含为48％～52％。
固含过低，会导致VOC值超标。
根据本发明的一些实施方式，所述羟基丙烯酸树脂，粘度为10000CPS/25℃～12000CPS/25℃。
粘度升高，不利于施工，增加施工难度。
根据本发明的一些实施方式，所述羟基丙烯酸树脂，酸值为4mg KOH/g～8mg KOH/g。
酸值变高，会影响银粉的排列。
根据本发明的一些实施方式，所述羟基丙烯酸树脂，羟值为35mg KOH/g～45mgKOH/g。
羟基丙烯酸树脂具有很好的耐磨性，对铝银浆的排列好，对各种基材附着力好的特点。
根据本发明的一些实施方式，所述热塑性丙烯酸树脂，固含为45％～50％。
根据本发明的一些实施方式，所述热塑性丙烯酸树脂，粘度为6000CPS/25℃～10000CPS/25℃。
根据本发明的一些实施方式，所述热塑性丙烯酸树脂，酸值≤3mg KOH/g。
根据本发明的一些实施方式，所述热塑性丙烯酸树脂，TG值80℃～110℃。
热塑性丙烯酸树脂具有干燥速度快，银粉排列好，表面硬度高的特性；而且树脂玻璃化温度越高，干燥速度越快，表面硬度越高。
根据本发明的一些实施方式，所述饱和聚酯树脂，固含为90％～95％。
根据本发明的一些实施方式，所述饱和聚酯树脂，粘度为2000CPS/25℃～5000CPS/25℃。
根据本发明的一些实施方式，所述饱和聚酯树脂，酸值≤5mg KOH/g。
根据本发明的一些实施方式，所述饱和聚酯树脂，羟值为125mg KOH/g～145mgKOH/g。
饱和聚酯树脂具有的固含高，粘度低，流平好。添加在涂料中，能提升涂料的固含及施工性，从而满足涂料的低VOC要求。
根据本发明的一些实施方式，所述催干剂包括二月桂酸二丁基锡混合物和有机铋混合物中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述铝银浆包括镜面铝银浆。
铝银浆提供很强的外观金属质感，抗菌剂高效、耐久性好，能有效的抑制细菌生长及繁殖。
根据本发明的一些实施方式，所述抗菌剂包括银离子抗菌剂和磷酸锆载体抗菌剂的至少一种。
抗菌剂离子透过细菌阻止细菌将营养转化为能量来破环细菌的新陈代谢，从而抑制细菌的存活，繁殖和定居的能力，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌有很好的抑制效果，24h抗菌率能达到≥99.9％以上。
根据本发明的一些实施方式，所述流平剂包括丙烯酸流平剂和有机硅改性流平剂的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述稀释剂包括乙酸乙酯、乙酸丁酯和丙二酸甲醚中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述溶剂Ⅰ包括乙酸乙酯、乙酸丁酯和丙二酸甲醚中的至少一种。
本发明第二方面提供了上述PU抗菌涂料的制备方法，包括以下步骤：将所述A组分和所述B组分添加至溶剂Ⅱ中，得PU抗菌涂料。
根据本发明的一些实施方式，所述PU抗菌涂料的粘度为10.5s～12s(NK-2号杯)。
根据本发明的一些实施方法，所述烘干的温度为75℃～80℃。
根据本发明的一些实施方法，所述烘干的时间为45min～60min。
根据本发明的一些实施方法，所述A组分、B组分与溶剂Ⅱ的重量比为100：20～25：50～70。
根据本发明的一些实施方式，所述溶剂Ⅱ包括乙酸乙酯、乙酸丁酯和丙二酸甲醚中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述A组分的制备方法，包括以下步骤：
S1、按重量份数加入铝银浆，再加入约1/4重量的稀释剂搅拌均匀；
S2、按重量份数加入羟基丙烯酸树脂、热塑性丙烯酸树脂、饱和聚酯树脂和约1/4重量的稀释剂搅拌30min～40min；
S3、加入流平剂、抗菌剂、催干剂和约1/4重量的稀释剂搅拌均匀；
S4、加入剩余部分的稀释剂，搅拌均匀后，固液分离，收集液相，即得所述A组分。
根据本发明的一些实施方式，所述B组分的制备方法：包括以下步骤：将所述六亚甲基二异氰酸酯三聚体和所述溶剂混合，搅拌分散10min～15min，固液分离，收集液相，即得所述B组分。
本发明第三方面提供了上述PU抗菌涂料在制备电子设备中的应用。
根据本发明的一些实施方式，所述电子设备包括智能电子产品。
根据本发明的一些实施方式，所述应用包括以下步骤：将所述PU抗菌涂料喷涂于电子设备外壳上，烘干即得PU抗菌涂层。
根据本发明的一些实施方法，所述喷涂的膜厚为15μm～25μm。
根据本发明的一些实施方法，所述烘干的温度为75℃～80℃。
根据本发明的一些实施方法，所述烘干的时间为45min～60min。
本发明至少具有如下有益效果：
本发明制得的PU抗菌涂料，利用了羟基丙烯烯树脂，具有固含高，粘度低，施工性能好，耐磨性优异，对铝银浆的排列好和对各种基材附着力好的特点；热塑性丙烯酸树脂，具有干燥速度快，银粉排列好，表面硬度高，而且树脂玻璃化温度越高，干燥速度越快和表面硬度越高；饱和聚酯树脂，具有的固含高，粘度低，流平好。添加在涂料中，能提升涂料的固含及施工性；该PU抗菌涂料，施工时固含为35％以上，减少了VOC的排放(VOC排放值≤700g/L)；提升了铝银粉漆的金属质感；同时本发明的PU涂料抗菌效果好，抗菌涂料分散性好、抗菌效率高且抗菌耐久性好。
附图说明
图1为本发明实施方式中抗菌剂作用机理图；
图2为本发明实施方式中树脂聚合机理图。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
本发明实施方式中，羟基丙烯酸树脂购自海明斯德谦的Hypomer FS-2451，固含为50％，粘度为10000CPS/25℃～12000CPS/25℃，酸值为4mg KOH/g～8mg KOH/g，羟值为39.6mgKOH/g，该化合物具有良好的铝银粉排列，耐磨性好，干燥速度快，对各种底材的附着力好等特点。
本发明实施方式中，热塑性丙烯酸购自加拿大能达化学的AC2099，该化合物TG值为105℃，固含为50％，粘度为6000CPS/25℃～10000CPS/25℃，酸值≤3mg KOH/g，具有干燥速度快，表面硬度高，耐磨性好等特点。
本发明实施方式中，饱和聚酯树脂购自帝斯曼先达合成树脂的Uralac SN8004 X-95，固含为95％，粘度为2000CPS/25℃～5000CPS/25℃，酸值为≤5mgKOH/g，羟值为135mgKOH/g。固含高，流平好，施工性能佳，能满足低VOC排放要求。
本发明实施方式中，铝银浆购自德国爱卡L-55700的镜面银浆，是以高纯铝为原料，采用独特的真空镀膜工艺(VMPs)生产及激光切割技术生产，比传统利用球磨机转动式钢球与磨机之间、钢球相互之间产生的冲击力和剪切力，将球型铝粉延展成片状结构而得到的铝银浆薄5倍～15倍，从而获得平滑、超薄、粒径分布很均匀的薄片状结构的混合物，具有非常独特的薄层结构，遮盖力极大，具有传统铝浆无可比拟的高级金属闪烁效果与平整表面，因此可以获得类似镀铬的镜面效果涂膜。添加更少的量就能达到更优的镜面效果，添加量少且涂膜层间的附着力优于传统的银铝浆。
本发明实施方式中，抗菌剂中超细片层型磷酸锆载体抗菌剂购自日本富士化学的BM-102SVP02，该抗菌剂由超细片层型磷酸锆载体上进行银锌插层反应而成，粒径达到微米级：0.5μm，理化性质稳定，耐高温≥800℃，耐酸碱，耐紫外线，效果持久，容易溶解，抗菌效率高持久等特点。传统抗菌剂粒径一般达到5μm～10μm，不易分散，容易产生颗粒，影响透光度及外观颜色，且稳定性差，在阳光照射下或加热至一定温度后很容易被还原成单质银而呈灰色或褐色，影响外观颜色。
主要原因：传统银离子抗菌剂中，银离子是金属离子中最为活泼的一种，在光和水份(空气中含有一定的水份)存在的条件下，银离子会激活，还原成单质银，从而理化性稳定差，耐久性差，不耐高温，透明性差，会影响涂料本身的颜色。而超细片层型磷酸锆载体抗菌剂在这些方面有了很好的改善。
本发明实施方式中抗菌剂的作用机理见图1：微生物所构成的蛋白质二硫化物(—S—S—)～氢～硫醇基(—SH)等受到抗菌离子的攻击后、使其键切断～改变性质；导致微生物的细胞膜受损，由于酵素母体(酶原)失去活力、代谢功能受到阻碍，微生物自行死亡。
本发明实施方式中，流平剂中的聚醚改性有聚硅氧烷有机硅流平剂，购自道康宁公司的DC57，该化合物底材润湿性好，抗刮伤效果好。
本发明实施方式中，催干剂选用的是环保型的有机铋催干剂，购自德国默克公司的MOK7011，该化合物属铋元素聚氨酯凝胶催化剂，促进了羟基树脂与聚异氰酸酯的反应，缩短固化时间，与其它催干剂相比，在相同固化速率条件下，具有较长的活化期。
本发明实施方式中，稀释剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯和丙二醇甲醚的混合溶剂，均为市售，分析纯。
本发明实施方式中，六亚甲基二异氰酸酯三聚体固化剂，购自德国拜耳公司的
Figure BDA0003140939710000061
N 3390，该化合物NCO含量19.6％±0.3％，固含90％±1％，相溶性好，优异的耐化学品性和耐候性、杰出的保光性和极佳的机械性能。
异氰酸酯的基团是具有两个积累双链的高度不饱和基团，化学性能十分活泼，其共振结构如下式所示：
Figure BDA0003140939710000071
异氰酸酯的基团能与羟基丙烯酸树脂(含-OH基团)、聚酯树脂(含-OH基团)发生反应；其反应机理为：含有活泼氢的化合物分子中的亲核中心进攻正电的碳原子，生成一种亲核加成的聚合反应(聚合机理见图2)；从而制得一种性能稳定的聚氨酯化合物。
本发明实施方式中的PU抗菌涂料的制备方法：
将A组分和B组分，添加至稀释剂中，调至合适粘度，得PU抗菌涂料；其中A组分：B组分：稀释剂的重量比为100：20～25：50～70。
本发明实施方式中的PU抗菌涂层的制备方法：
将PU抗菌涂料喷涂在基材表面，烘干即得PU抗菌涂层；PU抗菌涂料的粘度为10.5s～12s(NK-2号杯)，喷涂的膜厚15μm～25μm，烘干的温度75℃～80℃，烘干的时间45min～60min。
A组分的制备方法：包括以下步骤：
S1、将1/4重量的稀释剂添加至铝银浆中，搅拌均匀至完全溶解，得铝银浆溶液；
S2、将羟基丙烯酸树脂、热塑性丙烯酸树脂、饱和聚酯树脂和1/4重量的稀释剂添加至铝银浆溶液中，搅拌30min～40min；得前驱体，其中，搅拌速度为500r/min～800r/min；
S3、将流平剂、抗菌剂、催干剂和1/4重量的稀释剂搅拌均匀后，再缓慢滴加至前驱体，滴加完成后；将剩余部分稀释剂，添加至体系中，搅拌10～15分钟，搅拌速度300r/min～500r/min；
S4、采用300目的过滤袋过滤即得上述A组分。
B组分的制备方法：包括以下步骤：
在室内保持恒温恒湿的条件下，将六亚甲基二异氰酸酯三聚体和溶剂混合，在充氮气的情况下进行搅拌分散10min～15min，搅拌速度300r/min～500r/min，反应完成后，采用300目的过滤袋过滤即得上述B组分。
制备过程充氮气是为了防止空气中的水汽与异氰酸酯固化剂反应失效。
实施例1
本实施例为一种PU抗菌涂料，包括A组分和B组分，其中，A组分包括如表1所示重量份数的制备原料：B组分包括如表2所示重量份数的制备原料。
表1A组分制备原料的重量份数
Figure BDA0003140939710000081
表2.B组分制备原料的重量份数
B组分 重量份数
六亚甲基二异氰酸酯三聚体 75
乙酸丁酯 25
上述PU抗菌涂料的制备方法具体为：
上述A组分的制备方法：
S1、按重量份数，称取铝银浆，再加入1/4重量的稀释剂搅拌均匀至完全溶解，得铝银浆溶液；
S2、按重量份数，将羟基丙烯酸树脂、热塑性丙烯酸树脂、饱和聚酯树脂和1/4重量的稀释剂添加至铝银浆溶液，搅拌35min，得前驱体；搅拌速度为600r/min；
S3、加入流平剂、抗菌剂、催干剂和1/4重量的稀释剂搅拌均匀，然后滴加(采用蠕动泵，约0.8L/min)至前驱体中；再将剩余部分的稀释剂添加至体系中，搅拌12min，搅拌速度600r/min；
S4、采用300目的过滤袋过滤即得上述A组分。
上述B组分的制备方法：在室内保持恒温恒湿(温度规定为22℃±5℃，湿度规定为50％±20％)的条件下，将B组分中的六亚甲基二异氰酸酯三聚体和溶剂按重量份加入到容器中，在充氮气的情况下进行搅拌分散12min，搅拌速度600r/min；采用300目的过滤袋过滤即得上述B组分。
将上述涂料成品按下述方法涂覆于样品表面，进行后续的外观质感对比及抗菌测试，并将涂料检测VOC排放量；
称取100份A组分和25份B组分，添加至70份开油水(乙酸丁酯：乙酸乙酯：丙二醇甲醚：二丙酮醇的质量比为1：1：1：1)调至粘度为12s(NK-2号杯)，得PU抗菌涂料；再将PU抗菌涂料喷涂于智能电子设备素材外壳表面，烘干，得PU抗菌涂层；其中，喷涂的膜厚为20μm，烘干的温度为80℃，烘干的时间为50min。
实施例2
本实施例为一种PU抗菌涂料，包括A组分和B组分，与实施例1的差异在于：A组分包括如表3所示重量份数的制备原料。
表3A组分制备原料的重量份数
Figure BDA0003140939710000091
制备方法和涂装工艺与实施例1相同，差异在于减少饱和聚酯的用量至5％，增加热塑性丙烯酸树脂用量至25％。
实施例3
本实施例为一种PU抗菌涂料，包括A组分和B组分，与实施例1的差异在于：A组分包括如表4所示重量份数的制备原料。
表4A组分制备原料的重量份数
Figure BDA0003140939710000092
Figure BDA0003140939710000101
制备方法和涂装工艺与实施例1相同，差异在于减少饱和聚酯的用量至10％，增加热塑性丙烯酸树脂用量至20％。
实施例4
本实施例为一种PU抗菌涂料，包括A组分和B组分，与实施例1的差异在于：A组分包括如表5所示重量份数的制备原料。
表5A组分制备原料的重量份数
Figure BDA0003140939710000102
制备方法和涂装工艺与实施例1相同，差异在于减少羟基丙烯酸树脂的用量至15％，增加饱和聚酯树脂用量至30％。
实施例5
本实施例为一种PU抗菌涂料，包括A组分和B组分，与实施例1的差异在于：A组分包括如表6所示重量份数的制备原料。
表6A组分制备原料的重量份数
Figure BDA0003140939710000103
Figure BDA0003140939710000111
制备方法和涂装工艺与实施例1相同，差异在抗菌剂采用的是传统的银离子抗菌剂。
对比例1
本对比例为一种PU抗菌涂料，包括A组分和B组分，与实施例1的差异在于：A组分包括如表7所示重量份数的制备原料。
表7A组分制备原料的重量份数
Figure BDA0003140939710000112
制备方法和涂装工艺与实施例1相同，差异仅为饱和聚酯树脂替换为环氧丙烯酸树脂，该化合物壳牌环氧树脂EPIKOTE-1001X75，固含75％，粘度为6000CPS/25℃～12000CPS/25℃，酸值≤3mg KOH/g，环氧当量(g/eq)：350～425。
对比例2
本对比例为一种PU抗菌涂料，包括A组分和B组分，与实施例1的差异在于：A组分包括如表8所示重量份数的制备原料。
表8A组分制备原料的重量份数
Figure BDA0003140939710000113
Figure BDA0003140939710000121
制备方法和涂装工艺与实施例1相同，差异仅为超细片层型磷酸锆载体抗菌剂替换为传统有机抗菌剂，该有机抗菌剂为科普茵生产科技的M09。
对比例3
本对比例为一种PU抗菌涂料，包括A组分和B组分，与实施例1的差异在于：A组分包括如表9所示重量份数的制备原料。
表9A组分制备原料的重量份数
Figure BDA0003140939710000122
制备方法和涂装工艺与实施例1相同，差异仅为德国爱卡纳米镜面银浆L-55700更换为族兴铝银浆ZA9906；其中无机抗菌剂选用的朗亿新材的
Figure BDA0003140939710000123
B201。
测试例
将本发明实施例1～5和对比例1～3制备的涂料进行性能测试，进行附着力(参照GB/T9286-88))和常规抗菌测试、抗菌耐久性测试、低VOC检测和外观质感对比。
一、抗菌测试：
1、常规抗菌测试：
本测试例中，抗菌测试的标准按日本工业标准JIS Z2801进行测试，在涂层表面接种细菌细胞悬液并通过无菌聚丙烯膜或无菌载玻片使其紧密接触一定时间，通常为24h。只要求(但不限于)测试两种菌株，金黄色葡萄球菌(ATCC 6538)和大肠杆菌(ATCC 1229)。抗菌活性值是由抗菌产品和未经处理的产品在24h接触后的活细胞数的对数差值决定，通过测试的产品，其细菌数对数需要大于或者等于2，即是抗菌率大于99％。具体测试步骤为：
①.试验的制备：从制品平整部切取50mm±2mm(厚度10mm以下)的正方形，作为标准尺寸的试验片，准备6个无加工的试验片和3个抗菌加工的试验片。
②.在接种过程中，将各个试验片分别放入灭菌的平皿中，实验面朝上。然后将0.4毫升的试验菌液滴到每个试验片上，再用薄膜覆盖，压平以使菌液散开。空白的6个试验片，使用3个试验片在接种后立即测定活性细胞数，剩下的3个在接种24h后再测定活性细胞数。
③.对测试结果进行分析。
Sample是抗菌样品，Control Sample是空白样。第一个列是测试菌种，第二列是细菌的浓度，第三列就是细菌数，分别是刚接种和24h后的细菌数。最后一列则是通过计算而得的抗菌活性值。该数值表示为抗菌加工制品和无抗菌加工制品在细菌接种培养后计算的活菌数的对数差值。这个公式如下
R＝log(B/A)-log(C/A)＝log(B/C)；
式中：R:抗菌活值；
A：无抗菌加工试验片接种后直接得到的活性细胞平均值；
B：无抗菌加工试验片接种后放置24h得到的活性细数平均值；
C：抗菌加工试验片接种后放置24h得到的活性细胞数平均值；
用该公式计算上表中测试金黄色葡萄球菌的抗活性值为：
R＝log(7.4*105/1.9*102)＝3.6>2，这个结果表示抗菌活性值大于2，通过该菌种的抗菌测试，也就是平常所说的抗菌效率达到99％以上，因为当抗菌活性值为2的时候抗菌率就达到99％。
2、抗菌效果耐久性测试：
本测试例中，先将涂覆好低VOC高质感PU抗菌涂料的产品，先做QUV老化测试，测试步骤为：将QUV-A灯管功率设置为0.63W/m2，将样品摆放入试验箱中，在温度为60℃±3℃，紫外线直射油漆表面4h，然后在50℃±3℃下冷凝4h，此为一个循环，12个循环(96h)后将产品取出，在常温下冷却8h后，再按表面抗菌测试的标准按日本工业标准JIS Z2801进行测试，在涂层表面接种细菌细胞悬液并通过无菌聚丙烯膜或无菌载玻片使其紧密接触一定时间，通常为24h。只要求(但不限于)测试两种菌株，金黄色葡萄球菌(ATCC 6538)和大肠杆菌(ATCC 1229)。抗菌活性值是由抗菌产品和未经处理的产品在24h接触后的活细胞数的对数差值决定，通过测试的产品，其细菌数对数需要大于或者等于2，即是抗菌率大于99％。
二、VOC含的测试方法：
按GB 30981-2020工业防护涂料中有害物质限量中的测试方法进行测试。按电子电器涂料色漆的限量值进行评估≤700g/L。
三、外观质感对比：
在标准光源对色灯箱下目视对比。
本发明实施例1～5和对比例1～3中的PU抗菌涂料的性能测试结果见表10。
表10本发明实施例1～5和对比例1～3中的PU抗菌涂料的性能测试结果
Figure BDA0003140939710000141
由表10中得知，实施例1的各项测试最好，附着力表现OK，抗菌率≥99.0％，抗菌效果耐久性测试结果≥99.0％，VOC测试值满足国标≤682g/L，外观质感效果也很好。满足低VOC高质感PU抗菌涂料的要求。对比例1使用的是环氧丙烯酸脂，低VOC数值与质感都无法满足条件要求；对比例2使用的是传统有机抗菌剂，很明显抗菌效率偏低，抗菌率≥95.0％，抗菌效果耐久性测试结果≥58.0％，无法满足条件要求；对比例3使用的是普通的铝银浆，外观质感很明显有降低，无法满足条件要求。对比实施例1～4，使用同样的原材料，各原材料的添加比例不同，其制备的涂料，在低VOC数值，外观质感上有较大的差别。实施例5，采用的是传统的银离子抗菌剂，其制备的涂料，在抗菌效果耐久性上试结果≥75.0％，无法满足条件要求。
综上所述，本发明的PU抗菌涂料利用了羟基丙烯烯树脂，具有固含高，粘度低，施工性能好，耐磨性优异，对铝银浆的排列好和对各种基材附着力好的特点；热塑性丙烯酸树脂，具有干燥速度快，银粉排列好，表面硬度高，而且树脂玻璃化温度越高，干燥速度越快和表面硬度越高；饱和聚酯树脂，具有的固含高，粘度低，流平好。添加在涂料中，能提升涂料的固含及施工性；该PU抗菌涂料，施工时固含可达到35％以上，减少了VOC的排放(VOC排放值≤700g/L)；提升了铝银粉漆的金属质感；同时本发明的PU涂料抗菌效果好，抗菌涂料分散性好、抗菌效率高且抗菌耐久性好。
上面结合说明书及附图内容对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.一种PU抗菌涂料，其特征在于：包括A组分和B组分；
所述A组分包括以下制备原料：羟基丙烯酸树脂、热塑性丙烯酸树脂、饱和聚酯树脂、铝银浆、抗菌剂和助剂；
所述B组分包括以下制备原料：六亚甲基二异氰酸酯三聚体和溶剂Ⅰ。
2.根据权利要求1所述的PU抗菌涂料，其特征在于：所述助剂为稀释剂、催干剂和流平剂。
3.根据权利要求2所述的PU抗菌涂料，其特征在于：所述A组分包括以下重量份的制备原料：羟基丙烯酸树脂20份～35份、热塑性丙烯酸树脂10份～20份、饱和聚酯树脂15份～25份、铝银浆5份～10份、稀释剂15份～25份、流平剂0.05份～0.2份、抗菌剂0.1份～0.5份和催干剂0.05份～0.5份。
4.根据权利要求2所述的PU抗菌涂料，其特征在于：所述B组分包括以下重量份的制备原料：六亚甲基二异氰酸酯三聚体70份～80份，溶剂Ⅰ20份～30份；优选地，所述A组分和B组分的重量比为100：20～25。
5.根据权利要求2所述的PU抗菌涂料，其特征在于：所述羟基丙烯酸树脂，固含为48％～52％；优选地，所述羟基丙烯酸树脂，粘度为10000CPS/25℃～12000CPS/25℃；优选地，所述羟基丙烯酸树脂，酸值为4mg KOH/g～8mg KOH/g；优选地，所述羟基丙烯酸树脂，羟值为35mg KOH/g～45mg KOH/g；优选地，所述热塑性丙烯酸树脂，固含为45％～50％；优选地，所述热塑性丙烯酸树脂，粘度为6000CPS/25℃～10000CPS/25℃；优选地，所述热塑性丙烯酸树脂，酸值≤3mg KOH/g；优选地，所述热塑性丙烯酸树脂，TG值80℃～110℃。
6.根据权利要求2所述的PU抗菌涂料，其特征在于：所述饱和聚酯树脂，固含为90％～95％；优选地，所述饱和聚酯树脂，粘度为2000CPS/25℃～5000CPS/25℃；优选地，所述饱和聚酯树脂，酸值≤5mg KOH/g；优选地，所述饱和聚酯树脂，羟值为125mg KOH/g～145mgKOH/g。
7.根据权利要求2所述的PU抗菌涂料，其特征在于：所述催干剂包括二月桂酸二丁基锡混合物和有机铋混合物中的至少一种；优选地，所述铝银浆包括镜面铝银浆；优选地，所述抗菌剂包括银离子抗菌剂和磷酸锆载体抗菌剂中的至少一种；优选地，所述流平剂包括丙烯酸流平剂和有机硅改性流平剂的至少一种；优选地，所述稀释剂包括乙酸乙酯、乙酸丁酯和丙二酸甲醚中的至少一种。
8.一种如权利要求1至7任一项所述PU抗菌涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将所述A组分和所述B组分添加至溶剂Ⅱ中，得所述PU抗菌涂料。
9.一种如权利要求1至7任一项所述PU抗菌涂料在制备电子设备中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：包括以下步骤：将所述PU抗菌涂料喷涂于电子设备外壳上，烘干即得PU抗菌涂层；优选地，所述烘干的温度为75℃～80℃；所述烘干的时间为45min～60min。
CN202110739633.4A 2021-06-30 2021-06-30 一种pu抗菌涂料及其制备方法与应用 Pending CN113372801A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110739633.4A CN113372801A (zh) 2021-06-30 2021-06-30 一种pu抗菌涂料及其制备方法与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110739633.4A CN113372801A (zh) 2021-06-30 2021-06-30 一种pu抗菌涂料及其制备方法与应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113372801A true CN113372801A (zh) 2021-09-10

Family

ID=77580274

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110739633.4A Pending CN113372801A (zh) 2021-06-30 2021-06-30 一种pu抗菌涂料及其制备方法与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113372801A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113831800A (zh) * 2021-10-28 2021-12-24 浙江伟星实业发展股份有限公司 一种抗菌喷漆涂料及钮扣类产品的表面抗菌处理工艺
CN114163885A (zh) * 2021-12-23 2022-03-11 深圳邦荣汽车用品有限公司 一种电镀银油漆、制备方法及应用
CN115926602A (zh) * 2023-01-09 2023-04-07 湖南松井新材料股份有限公司 一种高固含高金属质感聚氨酯涂料及其制备方法
CN116410654A (zh) * 2021-12-31 2023-07-11 上海飞凯材料科技股份有限公司 聚氨酯涂料组合体系及其涂层制品和应用
CN116478585A (zh) * 2023-04-20 2023-07-25 湖南松井新材料股份有限公司 一种易剥离的涂料及其制备方法和应用
CN116656223A (zh) * 2023-05-25 2023-08-29 湖南松井新材料股份有限公司 一种高遮盖耐湿热阻燃涂料及其应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101153155A (zh) * 2006-09-28 2008-04-02 比亚迪股份有限公司 底漆涂料组合物及其制备方法
CN103183999A (zh) * 2011-12-29 2013-07-03 关西涂料株式会社 金属涂料组合物
CN103254742A (zh) * 2013-04-25 2013-08-21 深圳市美丽华油墨涂料有限公司 喷涂用有色聚氨酯弹性手感涂料及其制备方法及其用途
CN103254743A (zh) * 2013-04-25 2013-08-21 深圳市美丽华油墨涂料有限公司 一种喷涂用聚氨酯弹性手感涂料及其制备方法及其用途
CN106634475A (zh) * 2016-12-29 2017-05-10 东来涂料技术（上海）有限公司 安全环保型高质感璀璨珍珠效果漆及其制备方法和应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101153155A (zh) * 2006-09-28 2008-04-02 比亚迪股份有限公司 底漆涂料组合物及其制备方法
CN103183999A (zh) * 2011-12-29 2013-07-03 关西涂料株式会社 金属涂料组合物
CN103254742A (zh) * 2013-04-25 2013-08-21 深圳市美丽华油墨涂料有限公司 喷涂用有色聚氨酯弹性手感涂料及其制备方法及其用途
CN103254743A (zh) * 2013-04-25 2013-08-21 深圳市美丽华油墨涂料有限公司 一种喷涂用聚氨酯弹性手感涂料及其制备方法及其用途
CN106634475A (zh) * 2016-12-29 2017-05-10 东来涂料技术（上海）有限公司 安全环保型高质感璀璨珍珠效果漆及其制备方法和应用

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113831800A (zh) * 2021-10-28 2021-12-24 浙江伟星实业发展股份有限公司 一种抗菌喷漆涂料及钮扣类产品的表面抗菌处理工艺
CN114163885A (zh) * 2021-12-23 2022-03-11 深圳邦荣汽车用品有限公司 一种电镀银油漆、制备方法及应用
CN116410654A (zh) * 2021-12-31 2023-07-11 上海飞凯材料科技股份有限公司 聚氨酯涂料组合体系及其涂层制品和应用
CN115926602A (zh) * 2023-01-09 2023-04-07 湖南松井新材料股份有限公司 一种高固含高金属质感聚氨酯涂料及其制备方法
CN115926602B (zh) * 2023-01-09 2023-09-22 湖南松井新材料股份有限公司 一种高固含高金属质感聚氨酯涂料及其制备方法
CN116478585A (zh) * 2023-04-20 2023-07-25 湖南松井新材料股份有限公司 一种易剥离的涂料及其制备方法和应用
CN116478585B (zh) * 2023-04-20 2024-07-12 松井新材料集团股份有限公司 一种易剥离的涂料及其制备方法和应用
CN116656223A (zh) * 2023-05-25 2023-08-29 湖南松井新材料股份有限公司 一种高遮盖耐湿热阻燃涂料及其应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113372801A (zh) 一种pu抗菌涂料及其制备方法与应用
CN109880470B (zh) 一种水性丙烯酸酯延时抗菌涂料的制备方法
US11186545B2 (en) Phenalene-1-one-containing photosensitizer composition, phenalene-1-one compound and the use thereof
CN104371056A (zh) 丙烯酸酯基结构型抗菌乳液的制备及其应用
CN113797399B (zh) 非释放型抗微生物黏附涂层在抗菌医疗器械中的应用
KR20220121807A (ko) 그람 음성 세균에 대해 항세균성 또는 정균성 활성을 가진 천연 추출물의 조성물
CN113088120A (zh) 一种用于塑胶制品表面抗菌涂料的制备方法
CN111978772A (zh) 一种抗菌杀毒的粉末涂料及其制备工艺
CN113105776A (zh) 一种防指纹抗菌玻璃
CN109776754A (zh) 一种阳离子型水性uv聚氨酯丙烯酸酯自抗菌树脂的制备方法
EP1655325A2 (en) Method of applying a mixture of resin and thermoplastic material with added nano-silver powder
CN112981401B (zh) 橱柜用不锈钢板材
CN113881087A (zh) 非释放型抗微生物黏附涂层在抗菌管材中的应用
CN101168589A (zh) 一种新型树脂的生产工艺
CN116656164B (zh) 一种杀菌抑菌粉末涂料及其制备方法
CN113881086B (zh) 非释放型抗微生物黏附涂层在抗菌建材中的应用
CN115717019B (zh) 一种复合粉体涂料及其制备方法及应用
JP2022056305A (ja) ウレタン樹脂組成物、積層体、及び造形物
CN112662220A (zh) 一种耐腐蚀抗菌抗静电涂料及其制备方法
CN113881261B (zh) 一种非释放型抗微生物黏附涂层及其制备方法与应用
CN113881088B (zh) 非释放型抗微生物黏附涂层在抗菌包装材料中的应用
CN113501909B (zh) 一种负载希夫碱金属配合物抗菌微球的制备方法
JP2019004739A (ja) 細胞培養フィルム、細胞培養容器、及び細胞凝集塊の作製方法
CN117845631A (zh) 一种抗菌抗病毒聚氨酯皮革及其制备方法
CN118126674B (zh) 一种防霉型环保醇型美容胶

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210910

RJ01 Rejection of invention patent application after publication