CN115595022A - 一种抗菌外墙涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种抗菌外墙涂料及其制备方法，所述抗菌外墙涂料包括：由多巴胺甲基丙烯酰胺(DMA)、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)和2‑甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱(MPC)为单体的三元共聚物耐污剂和氟碳乳液；所述三元共聚物耐污剂与氟碳乳液的质量比为(0.8至1.5):(40至45)。本申请提供的抗菌外墙涂料具备优异的自清洁功能、具备优异的抗菌性能以及具备优异的力学性能。
Description
技术领域
本文涉及但不限于建筑材料领域，尤其涉及但不限于一种抗菌外墙涂料及其制备方法。
背景技术
近些年，人们的环保意识和对健康的追求明显增强，对居住环境的安全环保性的要求也越来越高。建筑外墙面在温度为23℃至38℃、相对湿度为85％至100％的条件下，容易滋生和繁衍霉菌，受霉菌腐蚀以后的涂层会褪色、沾污、以致脱落。在南方地区和潮湿地方，建筑外墙一般都会采用抗菌涂料涂刷墙壁，来实现杀菌和抑菌。现有的抗菌涂料主要是添加了无机抗菌剂的涂料，排出含汞、铅等毒性强的无菌抗菌剂外，比较常用的是含铜元素或者阴离子的无机抗菌剂，含铜元素的抗菌剂颜色较深，颜色较难调配，而阴离子无机抗菌剂因其无毒、无色、抑菌能力强等优点，被广泛应用于抗菌涂料中，但是这种抗菌涂料遇水时，其中的银离子容易析出，从而缩短抗菌的有效期限。
发明内容
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
本申请实施例提供了一种抗菌外墙涂料，包括：由多巴胺甲基丙烯酰胺(DMA)、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)和2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱(MPC)为单体的三元共聚物和氟碳乳液；所述三元共聚物耐污剂与氟碳乳液的质量比为(0.8至1.5):(40至45)。
在本申请提供的一种实施方式中，所述三元共聚物中的所述多巴胺甲基丙烯酰胺(DMA)、所述甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)和所述2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱(MPC)三种单体的摩尔比为(7至8):(1.2至1.5):(1至0.8)；
在本申请提供的一种实施方式中，所述三元共聚物的数均分子量为10000g/mol至20000g/mol；
在本申请提供的一种实施方式中，所述三元共聚物的制备方法包括：按摩尔比为(7至8):(1.2至1.5):(1至0.8)将所述甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)，所述多巴胺甲基丙烯酰胺(DMA)和所述2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱(MPC)混合均匀，然后与所述引发剂混合均匀，水浴加热至(80至85)℃，反应7小时至8小时，冷却得到所述三元共聚物。
在本申请提供的一种实施方式中，所述抗菌外墙涂料按质量份计，包括：15份至20份的水、0.8份至1.5份的三元共聚物、0.2份至0.3份的纤维素，0.5份至0.7份的分散剂、0.15份至0.25份的润湿剂、18份至22份金红石钛白粉、3份至5份高岭土、10份至15份重钙、40份至45份的氟碳乳液、0.4份至0.6份的消泡剂和0.1份至0.2份的增稠剂。
在本申请提供的一种实施方式中，所述抗菌外墙涂料按质量份计，还包括：1.2份至1.6份防冻剂、1份至1.5份成膜助剂、0.5份至1份流平剂。
在本申请提供的一种实施方式中，所述润湿剂选自聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪醇醚和聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物中的任意一种或更多种。
在本申请提供的一种实施方式中，所述纤维素的选自羟乙基纤维素、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素和羧甲基纤维素中的任意一种或更多种。
在本申请提供的一种实施方式中，所述分散剂选自聚丙烯酸铵盐类分散剂、烷基芳基磷酸铵盐、烷基苯磺酸铵盐、二烷基磺基琥珀酸铵盐中的任意一种或更多种。
在本申请提供的一种实施方式中，所述消泡剂选自矿物油类消泡剂和有机硅消泡剂中的任意一种或更多种。
在本申请提供的一种实施方式中，所述增稠剂选自疏水基改性的乙氧基聚氨酯水溶性聚合物、疏水改性氨基聚氨酯水溶性聚合物和疏水改性聚醚聚氨酯水溶性聚合物中的任意一种或更多种。
在本申请提供的一种实施方式中，所述钛白粉的粒径不大于100nm。
在本申请提供的一种实施方式中，所述钛白粉为金红石钛白粉。
在本申请提供的一种实施方式中，所述防冻剂选自醇类防冻剂和醇醚类防冻剂中的任意一种或更多种。
在本申请提供的一种实施方式中，所述成膜助剂选自醇脂类成膜助剂和醇醚类成膜助剂的任意一种或更多种。
在本申请提供的一种实施方式中，所述流平剂选自聚醚聚酯改性有机硅氧烷和改性有机聚硅氧烷任意一种或更多种。
在本申请提供的一种实施方式中，所述氟碳乳液为水性氟碳乳液。
在本申请提供的一种实施方式中，所述水性氟碳乳液中的氟含量为(16±1)％。
在本申请提供的一种实施方式中，所述水性氟碳乳液中的固含量为(45±1)％。
在本申请提供的一种实施方式中，所述水性氟碳乳液中的羟值为(35至45)mgKOH/g。
在本申请提供的一种实施方式中，所述水性氟碳乳液选自氟烯烃-乙烯基醚共聚物、丙烯酸酯类-特种氟树脂共聚物阴离子型水性氟碳乳液中的任意一种或更多种。
又一方面，本申请提供了上述的抗菌外墙涂料的制备方法，包括以下步骤：
1)将所述纤维素、所述分散剂、所述润湿剂、所述防冻剂、所述成膜助剂和所述水混合均匀,得到混合料；
2)再将步骤1)所得混合料与以所述三元共聚物、所述钛白粉、所述高岭土和所述重钙混合均匀，使所得料液细度≤55μm；
3)将所述氟碳乳液、所述消泡剂与步骤2)所述料液混合均匀，制得漆浆；
4)将步骤3)所得漆浆与所述流平剂和所述增稠剂混合均匀制得所述抗菌外墙涂料。
本申请提供了一种抗菌外墙涂料及其制备方法，本申请提供的抗菌外墙涂料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌显示出优异的杀菌。而且能够增加漆膜的附着力，增加漆膜硬度，从而使漆膜的耐沾污性能有很大提升。
本申请技术方案的有益效果在于：
具备优异的自清洁功能、具备优异的抗菌性能以及具备优异的力学性能。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书中所描述的方案来发明实现和获得。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
实施例1
本实施例提供的抗菌外墙涂料，其原料按重量份数计，由以下组分混合构成：15份的水、0.8份的三元共聚物、0.25份的纤维素、0.5份的分散剂、0.15份的润湿剂、1.4份的防冻剂、1.2份的成膜助剂、18份的纳米金红石钛白粉、5份的高岭土、12份的重钙、40份的水性氟碳乳液、0.4份的消泡剂、0.5份的流平剂、0.1份的增稠剂；
本实施例抗菌外墙涂料按如下的制备方法制备得到：
(1)按照上述的配比称取原料组分，将去离子水加入反应罐中，以150rpm的速度搅拌，依次加入纤维素、分散剂、润湿剂、防冻剂，再缓慢加入成膜助剂，之后以150rpm的速度搅拌5min；
(2)继续向反应罐A中依次缓慢加入三元共聚物、金红石钛白粉、高岭土、重钙，1200rpm的速度搅拌30min至均匀，然后用刮板细度计，刮细度为55μm合格，使得细度要求为≤55μm；
(3)依次将水性氟碳乳液、消泡剂加入反应罐A中，以700rpm的分散速度搅拌10分钟至漆浆均匀；
(4)在反应罐中缓慢加入流平剂，以900rpm的速度搅拌5分钟，测初始粘度，根据初始粘度，加入增稠剂进行增稠，至25℃、斯托默粘度计100KU，制得抗菌外墙涂料。
所用水性氟碳乳液中的氟含量(16±1)％、固含量(45±1)％、羟值(35至45)mgKOH/g，氟碳乳液选自氟烯烃-乙烯基醚共聚物、丙烯酸酯类-特种氟树脂共聚物阴离子型水性氟碳乳液中的任意一种；例如台湾长兴水性氟碳树脂ETERSOL4312；
所用润湿剂为上海凯茵化工有限公司的科莱恩Clariant烷基聚氧乙烯醚润湿剂LCN407；
所用分散剂为科宁化工(中国)有限公司科宁的聚丙烯酸铵盐类分散剂963；
所用纤维素为美国亚跨龙公司的
250羟乙基纤维素；
所用消泡剂为上海巴斯夫公司的A10矿物油消泡剂；
所用金红石钛白粉为氯化法生产的纳米金红石钛白粉，如上海江沪钛白化工制品有限公司江沪牌金红石型纳米级二氧化钛生产的R111纳米金红石钛白粉；所述钛白粉的粒径不大于100nm；
所用耐污剂三元共聚物为多巴胺甲基丙烯酰胺(DMA)、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)和2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱(MPC)为单体的三元共聚物，其制备方法：在250ml的三口烧瓶中，把摩尔比为8:1.2:0.8的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)、多巴胺甲基丙烯酰胺(DMA)和2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱(MPC)加入到三口烧瓶中，磁力搅拌，然后加入总量的0.1％偶氮二异丁腈(AIBN)引发剂。水浴加热到85℃，反应8小时，然后冷却，得到数均分子量为10000g/mol至20000g/mol的三元共聚物耐污剂；
所用高岭土为山西金宇科林科技有限公司山西金宇的煅烧高岭土DB-80；所用重质碳酸钙为广福建材(蕉岭)精化有限公司广福的重质碳酸钙CC-700；
所用流平剂为有机改性聚硅氧烷流平剂，如德国巴斯夫公司的有机改性聚硅氧烷流平剂Efka SL 3035；
所用增稠剂为聚氨酯类增稠剂。如上海陶氏化学公司的疏水改性氨基聚氨酯水溶性聚合物增稠剂亚乐顺RM-8W；
所用的成膜助剂选自齐鲁伊斯曼特种化工有限公司的
酯醇类成膜助剂；
所用的防冻剂为中辉化工有限公司的乙二醇。
实施例2
本实施例提供的抗菌外墙涂料，其原料按重量份数计，由以下组分混合构成：18份的水、1.2份三元共聚物、0.3份的纤维素、0.7份的分散剂、0.25份的润湿剂、1.4份的防冻剂、1.5份的成膜助剂、20份的纳米金红石钛白粉、5份的高岭土、15份的重钙、45份的水性氟碳乳液、0.6份的消泡剂、0.8份的流平剂、0.15份的增稠剂；
本实施例抗菌外墙涂料制备方法以及原料的来源同实施例1。
实施例3
本实施例提供的抗菌外墙涂料，其原料按重量份数计，由以下组分混合构成：18份的水、1.5份的三元共聚物、0.3份的纤维素、0.6份的分散剂、0.2份的润湿剂、1.4份的防冻剂、1.5份的成膜助剂、18份的纳米金红石钛白粉、5份的高岭土、15份的重钙、42份的水性氟碳乳液、0.5份的消泡剂、0.6份的流平剂、0.1份的增稠剂。
本实施例一种抗菌外墙涂料制备方法和原料来源同实施例1。
对比例1
本对比例与实施例1的区别仅在于不涉及三元共聚物。
对比例2
本对比例与实施例1的区别仅在于，使用广州巴德富公司生产的纯丙乳液RS-2806替换了水性氟碳乳液。
将本申请实施例和对比例制得一种抗菌外墙涂料进行检测，结果如下表所示。(根据中国化工行业标准HG/T3950-2007涂料)
表1
将本申请实施例和对比例制得一种抗菌外墙涂料进行检测，结果如下表所示。(GB/T 9755-2014《合成树脂乳液外墙涂料》)
表2
本申请实施例1至3涂料对于大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抗细菌性能均>99.9％，抗细菌耐久性能分别为98.22％、98.15％，抗霉菌性能、抗霉菌耐久性能均为0级，符合抗菌涂料Ⅰ级标准要求(抗细菌性能≧99％，抗细菌耐久性能≥95％，抗霉菌性能为0级、抗霉菌耐久性能为0级)。而且通过对漆膜性能检测，在抗菌外墙涂料中，三元共聚物耐污剂和水性氟碳乳液搭配，耐擦洗，耐候性和抗菌性得到进一步提升。通过与对比例1进行比较，添加三元共聚物耐污剂的抗菌外墙具有更好的耐擦洗和透水性，对提高漆膜的附着力有很大作用。
由上表可知，本申请实施例水性外墙涂料满足了常规外墙涂料的基础性能，实现抗菌防霉的效果，抗老化的效果，大大延长量漆膜的使用时间。
Claims (10)
1.一种抗菌外墙涂料，其中，包括：由多巴胺甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱为单体的三元共聚物和氟碳乳液；所述三元共聚物耐污剂与氟碳乳液的质量比为(0.8至1.5):(40至45)。
2.根据权利要求1所述的抗菌外墙涂料，其中，所述三元共聚物中的所述多巴胺甲基丙烯酰胺(DMA)、所述甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)和所述2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱(MPC)三种单体的摩尔比为(7至8):(1.2至1.5):(1至0.8)；
可选地，所述三元共聚物的数均分子量为10000g/mol至20000g/mol；
可选地，所述三元共聚物的制备方法包括：按摩尔比为(7至8):(1.2至1.5):(1至0.8)将所述甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，所述多巴胺甲基丙烯酰胺和所述2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱混合均匀，然后与引发剂混合均匀，水浴加热至(80至85)℃，反应7小时至8小时，冷却得到所述三元共聚物。
3.根据权利要求1或2所述的抗菌外墙涂料，其中，所述抗菌外墙涂料按质量份计，包括：15份至20份的水、0.8份至1.5份的三元共聚物、0.2份至0.3份的纤维素，0.5份至0.7份的分散剂、0.15份至0.25份的润湿剂、18份至22份金红石钛白粉、3份至5份高岭土、10份至15份重钙、40份至45份的氟碳乳液、0.4份至0.6份的消泡剂和0.1份至0.2份的增稠剂；
可选地，所述抗菌外墙涂料按质量份计，还包括：1.2份至1.6份防冻剂、1份至1.5份成膜助剂、0.5份至1份流平剂。
4.根据权利要求3所述的抗菌外墙涂料，其中，所述润湿剂选自聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪醇醚和聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物中的任意一种或更多种。
5.根据权利要求3所述的抗菌外墙涂料，其中，所述纤维素的选自羟乙基纤维素、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素和羧甲基纤维素中的任意一种或更多种。
6.根据权利要求3所述的抗菌外墙涂料，其中，所述分散剂选自聚丙烯酸铵盐类分散剂、烷基芳基磷酸铵盐、烷基苯磺酸铵盐、二烷基磺基琥珀酸铵盐中的任意一种或更多种。
7.根据权利要求3所述的抗菌外墙涂料，其中，所述消泡剂选自矿物油类消泡剂和有机硅消泡剂中的任意一种或更多种。
8.根据权利要求3所述的抗菌外墙涂料，其中，所述增稠剂选自疏水基改性的乙氧基聚氨酯水溶性聚合物、疏水改性氨基聚氨酯水溶性聚合物和疏水改性聚醚聚氨酯水溶性聚合物中的任意一种或更多种；
可选地，所述钛白粉的粒径不大于100nm；可选地，所述钛白粉为金红石钛白粉；
可选地，所述防冻剂选自醇类防冻剂和醇醚类防冻剂中的任意一种或更多种；
可选地，所述成膜助剂选自醇脂类成膜助剂和醇醚类成膜助剂的任意一种或更多种；
可选地，所述流平剂选自聚醚聚酯改性有机硅氧烷和改性有机聚硅氧烷任意一种或更多种。
9.根据权利要求3所述的抗菌外墙涂料，其中，所述氟碳乳液为水性氟碳乳液；
可选地，所述水性氟碳乳液中的氟含量为(16±1)％；
可选地，所述水性氟碳乳液中的固含量为(45±1)％；
可选地，所述水性氟碳乳液中的羟值为(35至45)mg KOH/g；
优选地，所述水性氟碳乳液选自氟烯烃-乙烯基醚共聚物、丙烯酸酯类-特种氟树脂共聚物阴离子型水性氟碳乳液中的任意一种或更多种。
10.一种权利要求3至9中任一项所述的抗菌外墙涂料的制备方法，其中，包括以下步骤：
1)将所述纤维素、所述分散剂、所述润湿剂、所述防冻剂、所述成膜助剂和所述水混合均匀,得到混合料；
2)再将步骤1)所得混合料与以所述三元共聚物、所述钛白粉、所述高岭土和所述重钙混合均匀，使所得料液细度≤55μm；
3)将所述氟碳乳液、所述消泡剂与步骤2)所述料液混合均匀，制得漆浆；
4)将步骤3)所得漆浆与所述流平剂和所述增稠剂混合均匀制得所述抗菌外墙涂料。
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