CN114672182A - 涂料组合物及其制备方法和涂层 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可长期持续有效杀毒灭菌的涂料组合物及其制备方法和涂层。涂料组合物包含:涂料;占涂料组合物总固体重量的0.1~10wt%的碘源;占涂料组合物总固体重量的0~1wt%的碘保护剂;和占涂料组合物总固体重量的0~1000ppm的颜色稳定剂。所述涂料组合物能够长期提供稳定浓度的有效碘,可长期持续释放有效碘,提供长期持续有效的杀灭各种病毒、细菌、霉菌、真菌和孢子的功能。所述涂料在涂覆施工后无明显颜色变化。

Description

涂料组合物及其制备方法和涂层
技术领域
本发明涉及杀毒灭菌的材料领域,特别涉及一种长期有效持续杀灭各种病毒、细菌、霉菌、真菌和孢子的涂料及其制备方法。更进一步,本发明涉及颜色稳定性优良的长期有效持续杀灭各种病毒、细菌、霉菌、真菌和孢子的水性涂料和非水性涂料及其制备方法和应用。
背景技术
长期以来,人们为防止传染性疾病的传播做出了广泛的努力,时至今日人类仍然面临着传染性疾病的威胁。而各种病毒、细菌、霉菌、真菌和孢子引发的传染性疾病带来的后果更加严重。例如,非典病毒Sars、新冠病毒Covid-19等。受污染的环境在各种病毒、细菌、霉菌、真菌和孢子传播中起了关键作用。诸如家庭、办公室、学校、商场、医院和其它建筑物中的物品表面、内墙面为各种病毒、细菌、霉菌、真菌和孢子的停留和传播提供了条件。交叉感染是导致各种病毒、细菌、霉菌、真菌和孢子爆发性传染的主要原因。人们采用严格的感染控制措施,力图减少各种病毒、细菌、霉菌、真菌和孢子感染的方式和机会。各种病毒、细菌、霉菌、真菌和孢子传播的一个关键因素是其在环境中的存活能力。冷链条件下新冠病毒Covid-19可存活3周。流感嗜血杆菌在物体表面可存活12天。
现有的消毒剂可以杀灭各种病毒、细菌、霉菌、真菌和孢子,但在长期有效性方面表现出明显不足,或者对人体、环境、物品等有不利影响。例如,乙醇和次氯酸钠都可以有效杀灭各种病毒、细菌、霉菌、真菌和孢子,但乙醇容易挥发,失效时间仅数分钟,且易燃易爆,存在巨大的安全隐患;而次氯酸钠会释放氯气侵蚀皮肤、呼吸道,还会腐蚀物品。
专利CN100389655C涉及含聚乙烯吡咯烷酮和酚类消毒剂的丙烯酸树脂、乙烯基树脂、环氧树脂的组合物,涂覆在物体表面形成疏水膜,能持续12个月阻止微生物在物体表面生长。该专利没有涉及水性涂料的抗微生物范围,而且该专利所含的酚类消毒剂,比如三氯生,对人体的毒害性存疑。酚类、四级胺盐、以及胍类等消毒剂没有长期持续有效杀灭各种病毒、细菌、霉菌、真菌和孢子的确定无疑的数据。
卤素类消毒剂在一定浓度下被长期的科研和广泛的实践证明具有长期持续有效杀灭各种病毒、细菌、霉菌、真菌和孢子的能力。但是卤素类消毒剂因为有各种问题并没有在涂料中得到广泛的应用。比如,次氯酸钠和二氯异氰尿酸钠水溶液或者加入涂料后会使得涂料凝固,失去流动性,或者造成膜层受损,强度变差。三氯异氰尿酸不能溶于涂料。氯胺T加入涂料后导致涂料变成粉红,或者造成膜层受损,强度变差。二氯海因加入涂料后产生大量块状物,无法成膜。
因此,业界迫切需要一种合适的涂料,其可以具有长期持续有效杀灭各种病毒、细菌、霉菌、真菌和孢子的能力,而且实现不伤害人体、不影响环境、不腐蚀物品的目标,解决涂料及其成膜后消杀长效性、颜色稳定性、环境安全性等方面的矛盾。
发明内容
发明人出人意料地发现:某些含碘的消毒剂,例如碘络合物和/或碘复合物和/或碘溶液,与涂料具有很好的相容性,可均匀分散/溶解在涂料中,并且对涂料成膜性没有负面影响,而且在涂料/涂层中的碘源可以长期持续释放有效碘,尤其是在碘酸盐和/或碘盐共存的情况下。另外,可以根据碘源的种类和添加量,适配相应的颜色稳定性,使涂料保持其原色。据此,完成了本发明。
因此,本发明的一个方面提供一种涂料组合物,其包含:涂料;占涂料组合物总固体重量的0.1~10wt%的碘源;占涂料组合物总固体重量的0~1wt%的碘保护剂;以及占涂料组合物总固体重量的0~1000ppm的颜色稳定剂;其中,所述碘源选自由碘络合物、碘复合物和碘溶液组成的组;所述碘保护剂选自由碘酸盐和碘盐组成的组;所述颜色稳定剂选自蓝色着色剂。
本发明中,碘源可以占涂料组合物总固体重量的0.1~10wt%,优选1~5wt%。
本发明中,碘保护剂可以占涂料组合物总固体重量的0~1wt%,优选0.01~0.1wt%。
本发明中,颜色稳定剂占涂料组合物总固体重量的0~1000ppm,优选0.1~100ppm。
本发明中,碘源可以选自由聚维酮碘、聚醇醚碘、碘溶液组成的组。碘溶液包括碘的醇水混合溶液、碘的水溶液,比如碘酊、鲁哥氏碘液(lugol’s溶液)。
本发明中,碘保护剂可以选自由碘酸钾、碘酸钠、碘化钾和碘化钠组成的组。
本发明中,颜色稳定剂可以选自由亮蓝着色剂、浅蓝着色剂和翠蓝着色剂组成的组。
本发明的涂料可以包括水性涂料和非水性涂料。
本发明的涂料可以包括乳胶漆和油漆。乳胶漆可以包括内墙漆和面漆。
可用于本发明的涂料包括立邦漆、多乐士漆、华润漆、嘉宝莉漆、三棵树漆、紫荆花漆、美涂士漆、大宝漆、长颈鹿漆、尚上漆、都芳漆、PPG大师漆等。
本发明的涂料组合物可以满足以下条件中的至少一种:(1)所述涂料组合物保持涂料原颜色;(2)所述涂料组合物不出现分层现象;(3)所述涂料组合物持续释放有效碘达至少六个月的时间段。
另外,本发明的涂料组合物中的涂料可以是杀菌剂含量减小、甚至不含杀菌剂的涂料。
本发明的另一方面提供一种制备上述涂料组合物的方法,包括:分别配制碘源、碘保护剂和颜色稳定剂的溶液;向涂料中加入上述碘源溶液,以及任选加入碘保护剂和颜色稳定剂溶液,使得碘源、碘保护剂、颜色稳定剂分别占涂料组合物中总固体重量的0.1~10wt%、0~1wt%和0~1000ppm,并搅拌均匀。
本发明还提供一种涂层,所述涂层为由上述涂料组合物在固体表面上形成的涂层。
本发明的涂层满足以下条件中的至少一种:(1)所述涂层保持涂料的原颜色;(2)所述涂层无杂块;(3)所述涂层具有长期有效持续的杀灭病毒、细菌、霉菌、真菌和孢子的功能。
本发明的涂料组合物可长期持续有效杀灭各种病毒、细菌、霉菌、真菌和孢子,其中向涂料中加入特殊的碘源和碘保护剂,调整、控制混合物的颜色稳定性使其保持原颜色,使得制备的涂料组合物具有消杀长效、颜色稳定、环境安全的特点。
本发明的碘源选自碘络合物和/或碘复合物和/或碘溶液。碘络合物和/或碘复合物和/或碘溶液已被证实短时间内能杀灭各种病毒、细菌、霉菌、真菌和孢子,其杀毒灭菌效果是确切的。例如,国内文献(刘育京.流行病学进展第二卷第一版[M].人民卫生出版社,1983:224.)报告聚维酮碘对不同细菌繁殖体的最小杀菌浓度为2.5~10mg/L;10mg/L有效碘的聚维酮碘作用2min可完全杀灭金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌;20mg/L有效碘的聚维酮碘作用4min可杀灭大肠埃希菌和伤寒沙门菌。
本发明的碘源不仅与涂料具有很好的相容性,可均匀分散/溶解在涂料中,对涂料成膜性没有负面影响,而且可以长期持续释放有效碘。本发明中,有效碘是指能起到杀毒灭菌作用的处于零价的碘,通常以I2和I3 -等形式存在,其作用机理包括氧化作用和碘化作用两方面。碘通过氧化-SH,例如半胱氨酸,形成S-S键从而阻碍蛋白质的合成。碘通过碘化碱性氨基酸,如赖氨酸,组氨酸,和精氨酸等,或者核酸的碱基的N-H键形成N-I键使其失活。碘还能够取代如酪氨酸酚羟基邻位的氢,破坏蛋白的生物学活性以及细胞膜结构,从而导致微生物死亡,达到杀灭各种病毒、细菌、霉菌、真菌和孢子的功效。
本发明采用碘络合物和/或碘复合物或/和碘溶液作为碘源,这些碘源具有较高的稳定性,随着时间延长,涂料中的有效碘含量下降并不大,尤其是在碘酸盐和/或碘盐共存的情况下。
考虑到碘络合物和/或碘复合物或/和碘溶液通常有一定量的有效碘会降解生成碘离子,本发明还在涂料组合物中添加一定量的碘酸盐/或碘盐作为碘保护剂。加入碘酸盐/或碘盐后,碘离子和碘酸根发生反应生成单质碘,抑制了有效碘降解,从而保证碘络合物和/或碘复合物或/和碘溶液可长期持续地释放有效碘。
IO3 -+5I-+6H+=3I2+3H2O
本发明的涂料中包含的颜色稳定剂是一种或多种蓝色着色剂。蓝色着色剂能弥补涂料中碘源引起的颜色变化,使涂料稳定保持原颜色。
因此,本发明制备的可长期持续有效杀灭各种病毒、细菌、霉菌、真菌和孢子的涂料稳定性优异,实现了有效碘的可控释放,缓慢释放,半衰期长,失效时间久,无危害,无腐蚀,安全性高。
附图说明
图1显示了实施例1中立邦水性木漆清漆中加入聚维酮碘水溶液后,所得混合物形成的膜层外观(膜层无杂块);
图2显示了实施例7中立邦乳胶漆中加入碘乙醇溶液后,所得混合物形成的膜层外观(膜层颜色无变化无杂块);
图3显示了实施例8中立邦乳胶漆中加入碘酊溶液后,所得混合物形成的膜层外观(膜层颜色无变化无杂块);
图4显示了对照例9中多乐士墙面漆中加入氯胺T水溶液后,所得混合物形成的膜层外观(膜层破损,强度较差);
图5显示了对照例10中多乐士墙面漆中加入二氯异氰尿酸钠水溶液后,所得混合物形成的膜层外观(膜层破损,强度差);
图6显示了对照例11中华润内墙漆中加入HP100后,所得混合物形成的膜层外观(膜层强度变差,轻拉即破)。
具体实施方式
下述实施例中的原料来源列明如下。
涂料:立邦净味120通用型水性木器清漆、立邦梦幻千色内墙乳胶漆、多乐士家丽安净味哑光墙面漆、华润净味金装五合一内墙漆。
聚维酮碘:四川天华股份有限公司。
碘酸钾:泰安汉威集团有限公司。
亮蓝:梯希爱(上海)化成工业发展有限公司。
其他原料来源于国药集团化学试剂有限公司。
下述实施例中的检测方法列明如下。
有效碘含量检测方法:精密量取样品10g,置烧杯中,加水至75mL,按电位滴定法,用硫代硫酸钠标准溶液(0.01mol/L)滴定。记录消耗的硫代硫酸钠标准溶液的体积,计算有效碘含量。
抗病毒活性率检测方法参照ISO21702-2019执行。
实施例1
将聚维酮碘配制成10%水溶液后加入立邦水性木器清漆中,搅拌均匀后,检测混合物中有效碘含量,以及混合物外观;将混合物在聚四氟乙烯板上刮涂成膜,室温干燥后,检测其刮膜厚度、涂膜中有效碘含量、抗病毒活性率,以及膜层外观。
Figure BDA0002855879600000061
实施例2
将5克单质碘、3克碘化钾、80毫升乙醇、加水至100毫升配制成碘酊溶液后加入立邦水性木器清漆中,将碘酸钾配制成1%水溶液后加入立邦水性木器清漆中,并将亮蓝配制成0.001%水溶液后加入立邦水性木器清漆中,搅拌均匀后,检测混合物外观;将混合物在聚四氟乙烯板上刮涂成膜,室温干燥后,检测其刮膜厚度、膜层中有效碘含量,以及膜层外观。
Figure BDA0002855879600000062
Figure BDA0002855879600000071
实施例3
将5克单质碘、10克碘化钾、85g水配制成lugol’s溶液溶液后加入立邦水性木器清漆中,搅拌均匀后,检测混合物外观;将混合物在聚四氟乙烯板上刮涂成膜,室温干燥后,检测其刮膜厚度、膜层中有效碘含量,以及膜层外观。
实施例3
立邦水性木器清漆/g 98.0
Lugol’s溶液/g 2.0
混合物外观 未分层
刮膜厚度/μm 650
膜层外观 无杂块
涂膜干燥时膜层中有效碘含量/ppm 519
实施例4~6
将聚维酮碘配制成20%水溶液后加入立邦水性木器清漆中,将碘酸钾配制成1%水溶液后加入立邦水性木器清漆中,并将亮蓝配制成0.001%水溶液后加入立邦水性木器清漆中,搅拌均匀后,检测混合物外观;将混合物在聚四氟乙烯板上刮涂成膜,室温干燥后,检测其刮膜厚度、膜层中有效碘含量,以及膜层外观。
作为对比,实施例5涂料中不加入亮蓝,实施例6涂料中不加入碘酸钾。
Figure BDA0002855879600000072
Figure BDA0002855879600000081
实施例7~8
将单质碘配制成15%的乙醇溶液,将5克单质碘、3克碘化钾、80毫升乙醇、加水至100毫升所配制的碘酊溶液,分别加入立邦乳胶漆中,并将亮蓝配制成0.001%乙醇溶液后加入立邦乳胶漆中,搅拌均匀后,检测混合物外观;将混合物在聚四氟乙烯板上刮涂成膜,室温干燥后,检测其刮膜厚度、膜层中有效碘含量,以及膜层外观。
Figure BDA0002855879600000082
实施例9~11
将聚维酮碘配制成10%乙醇溶液,将10克单质碘,90克聚氧乙烯辛烷基苯基醚所配制的10%的聚醇醚酮溶液,分别加入乳胶漆中,将亮蓝配制成0.001%乙醇溶液后加入乳胶漆中,搅拌均匀后,检测混合物外观;将混合物在聚四氟乙烯板上刮涂成膜,室温干燥后,检测其刮膜厚度、膜层中有效碘含量,以及膜层外观。
Figure BDA0002855879600000091
实施例12
将聚维酮碘配制成20%的乙醇溶液后加入立邦乳胶漆中,搅拌均匀后,检测混合物中有效碘含量,以及混合物外观;将混合物在聚四氟乙烯板上刮涂成膜,室温干燥后,检测其刮膜厚度、涂膜中有效碘含量、抗病毒活性率,以及膜层外观。
实施例12
立邦内墙乳胶漆/g 90.0
20%聚维酮碘乙醇溶液/g 10.0
混合物外观 未分层
刮膜厚度/μm 650
膜层外观 无杂块
涂膜干燥时膜层中有效碘含量/ppm 216
抗脊髓灰质炎病毒活性率/% 99.93
对照例1~3
将二氯海因配制成3%的乙醇溶液后分别加入立邦水性木器清漆、多乐士墙面漆、华润内墙漆中,搅拌均匀后,检测混合物外观;将混合物在聚四氟乙烯板上刮涂成膜,室温干燥后,检测其刮膜厚度,以及膜层外观。
Figure BDA0002855879600000092
Figure BDA0002855879600000101
对照例4~5
将N-氯-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶甲基丙烯酸酯配制成50%的乙醇溶液,氯胺T配制成2%的水溶液后,分别加入立邦水性木器清漆中,搅拌均匀后,检测混合物外观;将混合物在聚四氟乙烯板上刮涂成膜,室温干燥后,检测其刮膜厚度,以及膜层外观。
Figure BDA0002855879600000102
对照例6~8
将10%的次氯酸钠水溶液和10%的二氯异氰尿酸钠水溶液分别加入立邦水性木器清漆、多乐士墙面漆中,搅拌均匀后,检测混合物外观。
对照例6 对照例7 对照例8
立邦水性木器清漆/g 99.0 99.0 /
多乐士墙面漆/g / / 99.0
10%次氯酸钠水溶液/g 1.0 / 1.0
10%二氯异氰尿酸钠水溶液/g / 1.0 /
混合物外观 涂料凝固 涂料凝固 膜层破损,强度差
对照例9~10
将氯胺T和二氯异氰化尿酸钠各配制成10%的水溶液后,分别加入多乐士墙面漆中,搅拌均匀后,将混合物在聚四氟乙烯板上刮涂成膜,室温干燥后,检测其刮膜厚度、涂膜中有效氯含量,以及膜层外观。
Figure BDA0002855879600000111
对照例11~12
将30%的4,4-二氯-2-羟基二苯醚的丙二醇溶液(HP100)和二氯异氰化尿酸钠配制成10%的水溶液,分别加入华润内墙漆中,搅拌均匀后,检测混合物外观;将混合物在聚四氟乙烯板上刮涂成膜,室温干燥后,检测其刮膜厚度、涂膜中有效氯含量,以及膜层外观。
Figure BDA0002855879600000112
综上所述,本发明制备的长期有效持续杀灭各种病毒、细菌、霉菌、真菌和孢子的涂料,能够提供稳定浓度的有效碘,并持续缓释达到六个月以上;该涂料能够长时间提供稳定浓度的有效活性碘,对各种病毒、细菌、霉菌、真菌和孢子具有长期有效持续杀灭作用,对人体无危害,安全性高,并且涂料的稳定性好,颜色仍保持原颜色无变化。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述,但并不限于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言,任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。

Claims (8)

1.一种涂料组合物,其特征在于,所述涂料组合物包含:
涂料;
占涂料组合物总固体重量的0.1~10wt%的碘源;
占涂料组合物总固体重量的0~1wt%的碘保护剂;以及
占涂料组合物总固体重量的0~1000ppm的颜色稳定剂,
其中,所述碘源选自由碘络合物、碘复合物和碘溶液组成的组;所述碘保护剂选自由碘酸盐和碘盐组成的组;所述颜色稳定剂选自蓝色着色剂。
2.根据权利要求1所述的涂料组合物,其特征在于,所述碘源选自由聚维酮碘、聚醇醚碘、碘酊和鲁哥氏碘液组成的组。
3.根据权利要求1所述的涂料组合物,其特征在于,所述碘保护剂选自由碘酸钾、碘酸钠、碘化钾和碘化钠组成的组。
4.根据权利要求1所述的涂料组合物,其特征在于,所述颜色稳定剂选自由亮蓝着色剂、浅蓝着色剂和翠蓝着色剂组成的组。
5.根据权利要求1所述的涂料组合物,其特征在于,所述涂料组合物满足以下条件中的至少一种:
(1)所述涂料组合物保持涂料原颜色;
(2)所述涂料组合物不出现分层现象;
(3)所述涂料组合物持续释放有效碘达至少六个月的时间段。
6.一种制备权利要求1~5中任一项所述的涂料组合物的方法,其特征在于,所述方法包括:
分别配制碘源、碘保护剂和颜色稳定剂的溶液;
向涂料中加入所述碘源的溶液,并且任选加入碘保护剂和颜色稳定剂溶液,使得碘源、碘保护剂、颜色稳定剂分别占涂料组合物中总固体重量的0.1~10wt%、0~1wt%和0~1000ppm,并搅拌均匀。
7.一种涂层,其特征在于,所述涂层为由根据权利要求1~5中任一项所述的涂料组合物在固体表面上形成的涂层。
8.根据权利要求7所述的涂层,其特征在于,所述涂层满足以下条件中的至少一种:
(1)所述涂层保持涂料的原颜色;
(2)所述涂层无杂块;
(3)所述涂层具有长期持续有效的杀灭病毒、细菌、霉菌、真菌和孢子的功能。
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