CN115746677A - 一种抗菌高耐候聚酯面漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及建筑装饰材料技术领域，具体公开了一种抗菌高耐候聚酯面漆及其制备方法。抗菌高耐候聚酯面漆，包括由以下重量份的原料制成：高耐候聚酯树脂43‑48份、三聚氰胺甲醛树脂5‑7份、溶剂14‑22份、抗菌剂2.5‑3份、颜填料18‑30份和助剂5.8‑12份；所述抗菌剂为聚酯树脂包覆银离子抗菌剂形成的包膜抗菌剂。本申请的通过将高耐候聚酯树脂与三聚氰胺甲醛树脂进行反应并加入包膜抗菌剂，形成的面漆具有优异的抗菌性和抗菌持久性以及耐候性。

Description

一种抗菌高耐候聚酯面漆及其制备方法

技术领域

本申请涉及建筑装饰材料技术领域，更具体地说，它涉及一种抗菌高耐候聚酯面漆及其制备方法。

背景技术

近年来随着国家对建筑装饰材料的重视，人们对墙板的要求越来越高。墙板按使用功能分为内墙板和外墙板两大类。内墙板作为一种新型的室内装饰材料，具有隔音与防火的功能，适用于中高档装饰，具有轻质、防火、防潮、易加工、安装简单等优点。

内墙板在病(细)菌充斥的环境中，容易滋生细菌，对人们的身体健康造成危害。虽然目前采用消毒溶液能对环境中的病毒进行消杀，但同样会造成环境污染，且对内墙板的消毒作用不大。

因此，提高内墙板的抗菌能力对于内墙板更好发展具有重要的意义。

发明内容

为了提高内墙板的抗菌性，本申请提供一种抗菌高耐候聚酯面漆及其制备方法。

第一方面，本申请提供的一种抗菌高耐候聚酯面漆，采用如下的技术方案：

一种抗菌高耐候聚酯面漆，包括由以下重量份的原料制成：高耐候聚酯树脂43-48份、三聚氰胺甲醛树脂5-7份、溶剂14-22份、抗菌剂2.5-3 份、颜填料18-30份和助剂5.8-12份；所述抗菌剂为聚酯树脂包覆银离子抗菌剂形成的包膜抗菌剂。

通过采用上述技术方案，一方面本申请通过将高耐候聚酯树脂与三聚氰胺甲醛树脂交联得到的面漆具有坚固耐用的特点，应用在内墙板上具有良好的耐候性，同时高耐候聚酯树脂相比普通聚酯树脂具有抵抗紫外线优异的特性，抗菌性能在漆膜未粉化前皆保有性能，维持漆膜完成，可延长抗菌性能寿命，故耐候聚酯树脂提高了面漆的耐候性和抗菌持久性。另一方面本申请通过热固性聚酯树脂对银离子抗菌剂具有优良的包覆性，得到的包膜抗菌剂保证银离子不易流失，提高了面漆抗菌的持久性；同时包膜抗菌剂的膜成分为聚酯树脂，其与高耐候聚酯树脂具有良好的互容性，提高了包膜抗菌剂在面漆中的均匀性，提高了面漆抗菌性。

综上所述，本申请配方合理，得到的抗菌高耐候聚酯面漆具有良好的抗菌效果和耐候性。

优选的，所述包膜抗菌剂的制备方法为：采用质量比为2：(1-3)的呈固态的纳米银离子抗菌剂和呈液态状的聚酯树脂为制备原料；在20-50℃密闭条件下，采用所述聚酯树脂对所述纳米银离子抗菌剂进行喷淋处理，喷淋时间为25-45min；干燥后，聚酯树脂在纳米银离子抗菌剂表面形成保护膜，即包膜抗菌剂。

通过采用上述技术方案，制备方法简单，形成包膜抗菌剂具有优异的抗菌性和长久的抗菌效果。

优选的，还包括1-2重量份的负离子添加剂。

通过采用上述技术方案，负离子添加剂的每个单元体中的正、负电荷中心无法重合，故两端形成正极、负极，构成了一个永久带电体，具有永久电极，当空气中的水分子进入负离子素电场空间内，永久电极瞬时间放电，使水分子发生电解，化学方程式如下：

H₂O＝H⁺+OH^-；

氢离子H⁺吸收电子：2H⁺+2e＝H₂；

氢氧离子OH^-与水反应：OH^-+H₂O＝H₃O₂ ^-(负离子)。

由于不断地释放负离子H₃O₂ ^-，除了达到空气清新的效果外，还能中和包覆在游离出的带有正电荷的甲醛、氨、苯类等有害气体和金黄色葡萄球菌等菌类的周围，使其形成大粒子团并沉降下来，不漂浮在空气中，对人体健康不再构成危害；此外，负离子能中和空气中的氧自由基及氧化性气体(腐败异味)，起到净化空气的作用。

优选的，所述负离子添加剂为HB-TL负离子涂料添加剂。

通过采用上述技术方案，HB-TL负离子涂料添加剂中的主要天然原料起到功能互补叠加相互激发促进的作用，因此负离子发射能力高，远远超过同类原料；同时HB-TL负离子涂料添加剂的正负电荷无对称中心，即具有偶极矩，当它们做热运动时，相应的偶极矩发生变化，即热运动使极性分子激发到更高的能级，当它们向下跃迁时把多余的能量以电磁波的方式放出，从而产生波长2-8μm，发射率为0.91以上的远红外线辐射；HB-TL 负离子涂料添加剂具有永久释放负离子作用，可以综合电磁波的正电性，同时添加剂吸收电磁波，一方面转化为远红外线发射，另外也可以刺激添加剂发射更多的负离子，从而具有抗电磁波辐射效果。

优选的，所述溶剂包括以下重量份的原料：乙二醇丁醚0.5-1.5份、二价酸酯DBE4-6份、醚醇酯4-6份、美孚芳烃溶剂油4-6份和异丁醇 1.5-2.5份。

通过采用上述技术方案，乙二醇丁醚可溶解树脂，作为面漆的溶剂时具有较高的沸点和较低的挥发速度，在面漆中添加后可以防止在刷漆后，在潮湿的环境下，防止空气中水分附着在面漆表面，具有良好的防水性。

二价酸酯DBE是一种低毒、低味，能生物降解的环保性高沸点溶剂。二价酸酯DBE与树脂溶解性极好，具有良好的流平行，可以提高面漆的光泽度，增加面漆平坦性、密度性，减少针孔、桔皮、清扫白雾等缺点，可以促进面漆的柔韧性和附着力，对颜料填料的润湿性特别好；具有高沸点，馏程长，可以调节溶剂的挥发速率，使用简单，价格实惠。

醚醇酯是一种多官能团的中、高沸点含氧溶剂，其分子中既含有醚键，又含有酯键和烷基，同一分子中的极性部分和非极性部分既相互制约排斥，又各自起到其固有的作用。它对高耐候聚酯树脂具有高溶解力，对其他溶剂的高比例混溶性以及挥发速率较慢等优点，可使面漆在大多数溶剂挥发后，仍保持良好的流动性，可提高面漆在基材上的均匀性、光泽度和附着力。

美孚芳烃溶剂油具有适宜的馏程和挥发性，溶解力强，气味较低等特点，在成膜的后阶段发挥较高溶解力，使面漆平整而少桔皮。

异丁醇作为溶剂使用是，可增加面漆的光泽和流动性，防止其褪色；腐蚀性小，亲水性弱，挥发性低，可降低面漆的黏度，提高刷流量，并阻碍石油残余物在基材表面的生成。

综上所述，通过采用以上各种溶剂，各溶剂之间进行有效互补，提高面漆的综合性能。

优选的，所述助剂包括以下重量份的原料：防沉剂0.1-0.4份、对甲苯磺酸盐催化剂0.5-0.7份、硬化剂2-3份、丙烯酸流平剂1-1.5份、消光粉1-3份、丙烯酸消泡剂0.2-0.4份和PTFE蜡1-3份。

通过采用上述技术方案，添加防沉剂在面漆体系中可构成弱交联的三维网状节后，赋予面漆良好的触变性，在高速剪切速率的作用下外力大于该触变值的屈服酯，弱交联结构作用被破坏，降低面漆黏度，流动性提高使面漆易于施工；在撤去剪切力后，又恢复弱交联作用，黏度以适当的滞后性回升，使面漆具有良好的流平性和抗流挂性，最终面漆将恢复到原来的触变状态，防止已分散颜填料颗粒的沉降凝结。可以防止水分的流失、防止油漆脱落，提高面漆黏度，可提高面漆的涂膜性能。

对甲苯磺酸盐催化剂加快了面漆体系中的成膜固化反应，不会引起氧化或结炭等副反应，所以得到的产物纯度高。

硬化剂可以促进高耐候聚酯树脂与三聚氰胺甲醛树脂发生反应，促使面漆成膜，如果硬化剂加少了面漆的硬度不够，导致面漆很难干或者一直不干，如果硬化剂加多了，那么面漆会干得太快，容易有褶皱和气泡。

丙烯酸流平剂会积聚在面漆表面形成一层新的树脂膜层，使面漆的表面张力趋于平衡，但不会降低表面张力，不影响面漆的流动。丙烯酸流平剂的相容性太好，溶在面漆中，不会在面漆表面形成性的界面，提供不了流平作用；相容性太差，不可能均匀的分布在面漆表面，会相互聚集在一起，容易产生缩孔状的缺陷，会使面漆光泽下降，造成雾影等不良的副作用。只有理想的受控相容性，才会在面漆表面形成性的界面层，起到流平的作用。

当面漆的溶剂挥发，其表面会收缩，消光粉的颗粒会在面漆的表面形成一层肉眼不易察觉的凹凸面，将照射下来的光线散射开来，面漆的光泽度会逐渐降低，不再“耀眼夺目”，使得内饰墙和家具木器光线柔和。

丙烯酸消泡剂可以消除面漆在烘干过程中产生的细微泡沫，避免因面漆成膜太快而导致气泡长久存留在面漆内，提高面漆的喷涂效果。

PTFE蜡提高面漆的脱模性能，抗表面摩伤性，润滑性，耐化学腐蚀性、耐候性和防水性；也可高三面漆的表面结构，提高光泽度，起到良好手感和抗划伤等作用。

综上所述，采用上述各助剂发挥不同功效，提高面漆的综合性能。

优选的，所述颜填料为钛白粉或氧化铁色粉。

通过采用上述技术方案，颜填料可以使面漆呈现不同的颜色，赋予涂膜以遮盖力；同时对面漆的流变性、保护性能、耐候性、耐化学品性、耐热性、涂膜的机械性能均有一定的提升作用。

钛白粉白度好，研磨润湿性好，耐候性好，化学稳定性好，粒度小，遮盖力和消色力高，不透明度和光泽度好。

氧化铁色粉能够耐得住强烈的目光暴晒，不受大气影响，也难以被污浊气体(如硫化氢)腐蚀，耐碱性好，防锈性好，防腐蚀性佳，具有装饰和标识作用，遮盖力和着色力强。

第二方面，本申请提供一种抗菌高耐候聚酯面漆的制备方法，采用如下的技术方案：

一种抗菌高耐候聚酯面漆的制备方法，包括以下步骤：

除颜填料和抗菌助剂外，取相应重量份的其他原料进行混合并研磨至细度小于10μm得到混合料；

将相应重量份的颜填料均匀分散于所述混合料中，再加入包膜抗菌剂混合均匀即可。

通过上述技术方案，本发明提出的抗菌高耐候聚酯面漆制备方法简单，工艺合理，可适用工业化生产；同时制备出的抗菌高耐候聚酯面漆具有优异的耐候性和抗菌性。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、本申请一方面通过采用高耐候聚酯树脂与三聚氰胺甲醛树脂交联得到的面漆具有良好的耐候性；另一方面在面漆中添加包膜抗菌剂提高了银离子抗菌剂与聚酯树脂的相容性，使得面漆具有良好的耐候性和抗菌性；

2、本申请通过在面漆中添加负离子添加剂，使得体系中不断释放负离子，不仅能清新空气而且还可以提高面漆的抗菌效果；

3、本申请抗菌耐候聚酯面漆的制备方法简单，工艺合理，产品质量稳定，有效的提高了生产效率。

具体实施方式

以下结合制备例和实施例对本申请作进一步详细说明。

制备例

制备例1

本制备例公开了一种包膜抗菌剂的制备方法，具体为：在20℃密闭条件下，采用2Kg液态聚酯树脂对1Kg纳米银离子抗菌剂进行喷淋，喷淋45min 后干燥，聚酯树脂在纳米银离子表面形成保护膜，即包膜抗菌剂。其中液态聚酯树脂购自江苏润丰合成科技有限公司，纳米银离子抗菌剂，平均粒径20nm，购自石家庄竹中科技有限公司。

制备例2

本制备例公开了一种包膜抗菌剂的制备方法，具体为：在20℃密闭条件下，采用2Kg液态聚酯树脂对2Kg纳米银离子抗菌剂进行喷淋，喷淋45min 后干燥，聚酯树脂在纳米银离子表面形成保护膜，即包膜抗菌剂。

制备例3

本制备例公开了一种包膜抗菌剂的制备方法，具体为：在20℃密闭条件下，采用2Kg液态聚酯树脂对3Kg纳米银离子抗菌剂进行喷淋，喷淋45min 后干燥，聚酯树脂在纳米银离子表面形成保护膜，即包膜抗菌剂。

制备例4

本制备例公开了一种包膜抗菌剂的制备方法，具体为：在50℃密闭条件下，采用2Kg液态聚酯树脂对1Kg纳米银离子抗菌剂进行喷淋，喷淋25min 后干燥，聚酯树脂在纳米银离子表面形成保护膜，即包膜抗菌剂。

实施例

实施例1-13

如表1所示，实施例1-13的主要区别在于抗菌高耐候聚酯面漆的原料配比不同。

以下以实施例1为例进行说明。本申请实施例公开了一种抗菌高耐候聚酯面漆，以高耐候聚酯树脂43Kg、三聚氰胺甲醛树脂5Kg、包膜抗菌剂 2.5Kg、溶剂14Kg(乙二醇丁醚BCS 0.5Kg、二价酸酯DBE 4Kg、醚醇酯PMA 4Kg、美孚芳烃溶剂油S100 4Kg和异丁醇IBA1.5Kg)、钛白粉18Kg、助剂5.8Kg(防沉剂0.1Kg、对甲苯磺酸盐催化剂0.5Kg、硬化剂2Kg、丙烯酸流平剂1Kg、消光粉1Kg、丙烯酸消泡剂0.2Kg和PTFE蜡1Kg)制备而成。其中，包膜抗菌剂采用制备例1所得，高耐候聚酯树脂的固含量为55 ±2％，黏度为R-V，酸度≥8，OH值为40-85％，购自江阴市利仁化工有限公司；三聚氰胺甲醛树脂型号：MR603LF；乙二醇丁醚BCS，CAS号：111-76-2；二价酸酯DBE购自济南创通化学有限公司；醚醇酯PMA，CAS号：108-65-6；美孚芳烃溶剂油S100，品牌：埃克森美孚；异丁醇IBA，CAS号：78-83-1；钛白粉购自河北蓝沁新材料科技有限公司；防沉剂选用膨润土，表观粘度为65(mPa.s)，购自灵寿县兴书矿产品加工厂；对甲苯磺酸盐催化剂CAS： 12068-03-0；硬化剂购自沧州锢邦化工有限公司；丙烯酸流平剂，型号： ECO-3378，购自东莞市万颖新材料有限公司；消光粉，目数为2500目，购自石家庄竹中科技有限公司；丙烯酸消泡剂购自东莞市德丰消泡剂有限公司；PTFE蜡购自沈阳无量科技有限公司；HB-TL负离子添加剂购自北京朗诺环保科技有限公司。

本申请实施例还公开了一种抗菌高耐候聚酯面漆的制备方法：包括以下步骤：

S1，取高耐候聚酯树脂、三聚氰胺甲醛树脂、溶剂和助剂放入搅拌机中搅拌均匀后移至研磨机中，研磨温度为45℃，研磨至平均粒径为5μm 得到混合料；

S2，将混合料移至分散机中，加入钛白粉，在2500rpm的条件下高速分散10min后加入包膜抗菌剂混合均匀后得到抗菌耐候聚酯面漆。

表1实施例1-13中抗菌高耐候聚酯面漆各原料配比

实施例14-16

本实施例与实施例1不同的是，包膜抗菌剂采用的是制备例2-4所得，具体如表2所示。

表2实施例14-16中包膜抗菌剂所采用的制备例

实施例17

本实施例与实施例8不同的是，将钛白粉替换为氧化铁色粉，氧化铁色粉选自氧化铁绿5605，购自新乡市汇祥颜料有限公司，在其他实施例中也可以根据需要选择其他颜色的氧化铁色粉。

对比例

对比例1

本对比例与实施例5不同之处在于，包膜抗菌剂添加量为0Kg。

对比例2

本对比例与实施例5不同之处在于，包膜抗菌剂添加量为5Kg。

对比例3

本对比例与实施例5不同之处在于，将包膜抗菌剂替换为纳米银离子抗菌剂。

对比例4

本对比例与实施例1不同之处在于，将高耐候聚酯树脂替换为聚酯树脂，聚酯树脂购自江阴万千化学品有限公司。

性能检测试验

采用5×5×2cm规格大小的钢板，在其表面先涂覆聚氨酯底漆后，经高温烘烤，PMT板温达到224℃，炉制时间45S；风冷后水冷，风干出去水分，再将面漆涂覆在已涂覆底漆的钢板上，经高温烘烤，PMT板温度达到 232℃，炉制时间45S，风冷后水冷，风干去除水分即可，形成测试板。

采用由实施例1-17获得的面漆形成的测试板作为试验样1-17，采用由对比例1-4获得的面漆形成的测试板作为对照样1-4。对试验样和对照样进行性能检测，结果如表3。

1.抗菌性：参照HG/T 3950-2007方法进行测试。

2.抗菌耐久性：采用30W、波长为253.7mm的紫外灯，测试板距离紫外灯1m，照射100h进行抗菌耐久性试验。

3.耐候性：参照GB/T 1865-2009，人工老化的方法进行测试。

表3性能检测数据表

参照表3，结合实施例1-3和对比例4，可以看出，随着面漆中高耐候聚酯树脂含量的不断增加，试样均具有良好的耐候性，但抗菌性有所下降。高耐候聚酯树脂自身优异的耐候性可使面漆具有良好的耐候性，但随着高耐候聚酯树脂的不断增加，面漆中包膜抗菌剂的含量有所下降，故试样的抗菌性降低。高耐候聚酯树脂相比聚酯树脂具有优异的耐候性，且抵抗紫外线较聚酯树脂优异，抗菌性能在漆膜未粉化前皆保有性能，维持漆膜完成，可延长抗菌性能寿命，故耐候聚酯树脂提高了面漆的耐候性和抗菌持久性。

参照表3，结合实施例2、4和5，可以看出，在适当的范围内改变三聚氰胺甲醛树脂的含量，得到的试样均具有良好抗菌性和耐候性；同时三聚氰胺甲醛树脂作为氨基树脂固化剂添加在面漆中，可以加快其与高耐候聚酯树脂进行交联反应，得到的面漆具有坚固耐用的特点。

参照表3，结合实施例4、5、7和对比例1-3，可以看出，随着面漆中包膜抗菌剂含量的不断增加，试样的抗菌性和抗菌持久性也越来越好，但面漆中高耐候聚酯树脂的占比相对降低，故面漆的耐候性下降。同时，包膜抗菌剂由于采用聚酯树脂包覆纳米银离子抗菌剂制成，故不仅提高了抗菌剂的耐久性，而且提高了抗菌剂与聚酯树脂的相容性，使得面漆的性能相比添加纳米银离子抗菌剂(对比例3)形成的面漆的性能得到提高。

参照表3，结合实施例6、8、9和17，可以看出，在适当的范围内改变面漆中钛白粉含量或将其等效替换为氧化铁色粉，制备出的高耐候聚酯面漆均具有良好的抗菌性和耐候性。

参照表3，结合实施例8和10，可以看出，在适当范围内改变溶剂中各组分的含量，制备出试样的抗菌性和耐候性均较好。

参照表3，结合实施例8和11，可以看出，在适当的范围内改变助剂中各组分的含量，试样均具有良好的抗菌性和耐候性。

参照表3，结合实施例8、12和13，可以看出，在面漆中添加HB-TL 负离子涂料添加剂可提高试样的抗菌性和抗菌持久性。负离子添加剂可在面漆中持续性释放负离子，负离子可中和包覆在游离出的带有正电荷的菌类额周围，使其形成大粒子团并沉降下来，不漂浮在空气中，提高面漆的抗菌性和抗菌持久性。

参照表3，结合实施例1、14和15，可以看出，在适当的范围内改变制备包膜抗菌剂时的聚酯树脂与纳米银离子抗菌剂的质量比，制备出的包膜抗菌剂均具有良好的抗菌性和抗菌持久性；同时当聚酯树脂与纳米银离子抗菌剂的质量比为1:1时，所制备出的包膜抗菌剂的抗菌性和抗菌持久性最佳，从而使得得到的抗菌耐候聚酯面漆的抗菌性和抗菌持久性最好。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种抗菌高耐候聚酯面漆，其特征在于：包括由以下重量份的原料制成：高耐候聚酯树脂43-48份、三聚氰胺甲醛树脂5-7份、溶剂14-22份、抗菌剂2.5-3份、颜填料18-30份和助剂5.8-12份；所述抗菌剂为聚酯树脂包覆银离子抗菌剂形成的包膜抗菌剂。

2.根据权利要求1所述的抗菌高耐候聚酯面漆，其特征在于：所述包膜抗菌剂的制备方法为：采用质量比为2：（1-3）的呈固态的纳米银离子抗菌剂和呈液态状的聚酯树脂为制备原料；在20-50℃密闭条件下，采用所述聚酯树脂对所述纳米银离子抗菌剂进行喷淋处理，喷淋时间为25-45min；干燥后，聚酯树脂在纳米银离子抗菌剂表面形成保护膜，即包膜抗菌剂。

3.根据权利要求1所述的抗菌高耐候聚酯面漆，其特征在于：还包括1-2重量份的负离子添加剂。

4.根据权利要求3所述的抗菌高耐候聚酯面漆，其特征在于：所述负离子添加剂为HB-TL负离子涂料添加剂。

5.根据权利要求1所述的抗菌高耐候聚酯面漆，其特征在于：所述溶剂包括以下重量份的原料：乙二醇丁醚0.5-1.5份、二价酸酯DBE4-6份、醚醇酯4-6份、美孚芳烃溶剂油4-6份和异丁醇1.5-2.5份。

6.根据权利要求1所述的抗菌高耐候聚酯面漆，其特征在于：所述助剂包括以下重量份的原料：防沉剂0.1-0.4份、对甲苯磺酸盐催化剂0.5-0.7份、硬化剂2-3份、丙烯酸流平剂1-1.5份、消光粉1-3份、丙烯酸消泡剂0.2-0.4份和PTFE蜡1-3份。

7.根据权利要求1所述的抗菌高耐候聚酯面漆，其特征在于：所述颜填料为钛白粉或氧化铁色粉。

8.权利要求1-7中任意一项所述的抗菌高耐候聚酯面漆的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

除颜填料和抗菌助剂外，取相应重量份的其他原料进行混合并研磨至细度小于10μm得到混合料；

将相应重量份的颜填料均匀分散于所述混合料中，再加入包膜抗菌剂混合均匀即可。