CN116285642B - 一种抗菌水性涂料及其制备方法 - Google Patents

一种抗菌水性涂料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116285642B
CN116285642B CN202310290677.2A CN202310290677A CN116285642B CN 116285642 B CN116285642 B CN 116285642B CN 202310290677 A CN202310290677 A CN 202310290677A CN 116285642 B CN116285642 B CN 116285642B
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
based paint
water
modified
antibacterial 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.)
Active
Application number
CN202310290677.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116285642A (zh
Inventor
杨红波
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.)
Shanghai Basf Chemical Coatings Co ltd
Original Assignee
Shanghai Basf Chemical Coatings 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 Shanghai Basf Chemical Coatings Co ltd filed Critical Shanghai Basf Chemical Coatings Co ltd
Priority to CN202310290677.2A priority Critical patent/CN116285642B/zh
Publication of CN116285642A publication Critical patent/CN116285642A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116285642B publication Critical patent/CN116285642B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • C09D175/08—Polyurethanes from polyethers
    • 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
    • C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/32—Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
    • C08G18/3203—Polyhydroxy compounds
    • C08G18/3206—Polyhydroxy compounds aliphatic
    • 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
    • C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/34—Carboxylic acids; Esters thereof with monohydroxyl compounds
    • C08G18/348—Hydroxycarboxylic acids
    • 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
    • C08G18/4081—Mixtures of compounds of group C08G18/64 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
    • C08G18/48—Polyethers
    • 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
    • C08G18/61—Polysiloxanes
    • 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
    • C08G18/64—Macromolecular compounds not provided for by groups C08G18/42 - C08G18/63
    • C08G18/6484—Polysaccharides and derivatives thereof
    • 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
    • C08G18/65—Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6666—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52
    • C08G18/6692—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/34
    • 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
    • C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7657—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings
    • C08G18/7664—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups
    • C08G18/7671—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups containing only one alkylene bisphenyl group
    • 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
    • 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
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2237—Oxides; Hydroxides of metals of titanium
    • C08K2003/2241—Titanium dioxide
    • 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
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/30—Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change

Landscapes

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

Abstract

本申请涉及水性涂料技术领域，更具体地说，它涉及一种抗菌水性涂料及其制备方法。一种抗菌水性涂料，由包含以下重量份的原料组成：改性聚氨酯20‑60份、丙烯酸20‑60份、纳米无机抗菌剂5‑10份、偶联剂5‑10份、水20‑40份、分散剂1‑3份、消泡剂3‑5份、增稠剂3‑5份、成膜剂3‑5份；纳米无机抗菌剂为纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化锌中的一种或多种；改性聚氨酯的制备方法，包括如下步骤：将聚甲基丙烯酸缩水甘油酯与壳聚糖按照质量比为1:（1.5‑5）反应，得到改性壳聚糖；将改性壳聚糖、氨基硅油、二异氰酸酯、多元醇按照质量比为4:（1‑2）:（20‑30）:（30‑50）反应，得到改性聚氨酯，本申请制得的抗菌水性涂料具有良好的抗菌性能。

Description

一种抗菌水性涂料及其制备方法
技术领域
本申请涉及水性涂料技术领域，更具体地说，它涉及一种抗菌水性涂料及其制备方法。
背景技术
随着建筑行业的迅猛发展，人们的环保意识和对日常生产生活中的环境的要求也在不断提高，水性涂料以其水性、环保的优点得到所未有的速度发展，逐渐成为室内装饰材料的主打产品。
然而，因水性涂料在制作过程中添加了大量的水、有机合成树脂乳液等有机物质，为细菌等微生物提供了适宜的生长条件和养料，当涂料用于较为阴暗潮湿的环境中时，各类霉菌、细菌就会在水性涂料形成的涂层上附着，形成生物膜，然后聚集成菌落，大量繁殖、破坏涂层结构，导致涂层粉化、脱落，失去保护功能，进而危害被保护材料自身的性能，造成了不必要的损失和浪费。尤其在食品、制药等行业中使用时，这些细菌的大量繁殖还危及产品的安全性能，甚至危及人体健康。
因此，亟需开发一款抗菌性能较佳的涂料，降低其使用时被细菌等微生物侵蚀的可能性，从而维持长期、有效的防护性能。
发明内容
为了解决涂层抗菌性能不佳的问题，本申请提供一种抗菌水性涂料及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种抗菌水性涂料，采用如下的技术方案：
一种抗菌水性涂料，由包含以下重量份的原料组成：改性聚氨酯20-60份、丙烯酸20-60份、纳米无机抗菌剂5-10份、偶联剂5-10份、水20-40份、分散剂1-3份、消泡剂3-5份、增稠剂3-5份、成膜剂3-5份；所述纳米无机抗菌剂为纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化锌中的一种或多种；所述改性聚氨酯的制备方法，包括如下步骤：
将聚甲基丙烯酸缩水甘油酯与壳聚糖按照质量比为1:(1.5-5)反应，得到改性壳聚糖；
将改性壳聚糖、氨基硅油、二异氰酸酯、多元醇按照质量比为4:(1-2):(20-30):(30-50)反应，得到改性聚氨酯。
通过采用上述技术方案，聚甲基丙烯酸缩水甘油酯为含有多个环氧基团的疏水长链分子，这些环氧基团能够与壳聚糖分子上的氨基/羟基开环反应，并生成羟基，得到改性壳聚糖；
改性壳聚糖上含有疏水长链以及多个活性基团，将改性壳聚糖与氨基硅油用于聚氨酯的合成，改性壳聚糖上的活性基团和氨基硅油上的氨基均能够与异氰酸根等基团交联反应，接枝到聚氨酯大分子上，向聚氨酯分子中引入具有抗菌性能的壳聚糖，得到具有良好的抗菌性能以及一定的疏水性的改性聚氨酯；
改性聚氨酯上的活性基团能够与丙烯酸分子发生交联，生成交联网络结构，赋予涂层良好的力学性能；此外，改性聚氨酯上的疏水长链能够使得涂层具有较低的表面能，从而降低细菌附着在涂层表面的可能性；综上可知，改性聚氨酯与纳米无机抗菌剂共同赋予了涂料良好的抗菌性能，从而解决了涂料抗菌性能不佳的问题。
优选的，所述改性聚氨酯的重量份为50-60份。
优选的，所述纳米无机抗菌剂的重量份为5-8份。
优选的，所述聚甲基丙烯酸缩水甘油酯与壳聚糖的质量比为1:(4-5)。
优选的，所述纳米无机抗菌剂为纳米二氧化钛和/或纳米二氧化硅。
优选的，所述纳米无机抗菌剂由季铵盐和纳米无机抗菌剂按照质量比为(1-5):1反应制得，为改性纳米无机抗菌剂；所述季铵盐为环氧基季铵盐和/或羟基季铵盐。
通过采用上述技术方案，纳米无机抗菌剂上含有活性羟基，这些羟基与环氧基/羟基季铵盐上的环氧基/羟基反应，得到改性纳米无机抗菌剂，改性纳米无机抗菌剂上接枝有季铵盐，一方面能够使得改性纳米无机抗菌剂具有良好的分散性能，另一方面纳米无机抗菌剂与季铵盐共同配合，进一步提高了涂料的抗菌性能。
优选的，所述季铵盐为环氧丙基十二烷基二甲基氯化铵和/或3-氯-2-羟丙基二甲基十八烷基氯化铵。
通过采用上述技术方案，所述季铵盐和纳米无机抗菌剂的质量比为(1-2):1。
第二方面，本申请提供一种抗菌水性涂料的制备方法，采用如下的技术方案：
一种抗菌水性涂料的制备方法，包括如下步骤：
将原料混合、搅拌均匀，得到抗菌水性涂料。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请采用改性聚氨酯和无机纳米抗菌剂作为涂料的原料，采用聚甲基丙烯酸缩水甘油酯与壳聚糖反应制得改性壳聚糖，再采用改性壳聚糖和氨基硅油作为原料参与聚氨酯的合成，制得改性聚氨酯；聚甲基丙烯酸缩水甘油酯为含有多个环氧基团的疏水长链分子，这些环氧基团能够与壳聚糖分子上的氨基/羟基开环反应，并生成羟基，得到改性壳聚糖；改性壳聚糖上含有疏水长链以及多个活性基团，将改性壳聚糖与氨基硅油用于聚氨酯的合成，改性壳聚糖上的活性基团和氨基硅油上的氨基均能够与异氰酸根等基团交联反应，接枝到聚氨酯大分子上，向聚氨酯分子中引入具有抗菌性能的壳聚糖，得到具有良好的抗菌性能以及一定的疏水性的改性聚氨酯；改性聚氨酯上的活性基团能够与丙烯酸分子发生交联，生成交联网络结构，赋予涂层良好的力学性能；此外，改性聚氨酯上的疏水长链能够使得涂层具有较低的表面能，从而降低细菌附着在涂层表面的可能性；综上可知，改性聚氨酯与纳米无机抗菌剂共同赋予了涂料良好的抗菌性能，从而解决了涂料抗菌性能不佳的问题。
2、本申请中优选采用季铵盐改性的纳米无机抗菌剂，纳米无机抗菌剂上含有活性羟基，这些羟基与环氧基/羟基季铵盐上的环氧基/羟基反应，得到改性纳米无机抗菌剂，改性纳米无机抗菌剂上接枝有季铵盐，一方面能够使得改性纳米无机抗菌剂具有良好的分散性能，另一方面纳米无机抗菌剂与季铵盐共同配合，进一步提高了涂料的抗菌性能。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请做进一步详细说明。
若无特殊说明，以下实施例以及对比例中所用的原料规格详见表1。
表1.原料规格信息
原料 规格
聚醚多元醇 分子量：5000
氨基硅油 型号：6822
壳聚糖 货号：GC-01-221
聚甲基丙烯酸缩水甘油酯 货号：SA03418-1
偶联剂 型号：KH550
pH稳定剂 型号：AMP-95
改性纳米无机抗菌剂的制备例
制备例A
改性纳米无机抗菌剂，按照如下步骤制得：
取1kg环氧丙基十二烷基二甲基氯化铵、1kg纳米二氧化钛、3kg水混合，超声分散3h，升温至40℃，保温2h，干燥，得到改性纳米无机抗菌剂。
制备例B
改性纳米无机抗菌剂，按照如下步骤制得：
取1.67kg环氧丙基十二烷基二甲基氯化铵、0.33kg纳米二氧化钛、3kg水混合，超声分散3h，升温至40℃，保温2h，干燥，得到改性纳米无机抗菌剂。
制备例C
改性纳米无机抗菌剂，按照如下步骤制得：
取1.34kg环氧丙基十二烷基二甲基氯化铵、0.66kg纳米二氧化钛、3kg水混合，超声分散3h，升温至40℃，保温2h，干燥，得到改性纳米无机抗菌剂。
制备例D
改性纳米无机抗菌剂，按照如下步骤制得：
取1.34kg的3-氯-2-羟丙基二甲基十八烷基氯化铵、0.66kg纳米二氧化钛、3kg水混合，超声分散3h，升温至40℃，保温2h，干燥，得到改性纳米无机抗菌剂。
改性聚氨酯的制备例
制备例1
改性聚氨酯，按照如下步骤制得：
取1kg聚甲基丙烯酸缩水甘油酯、1.5kg壳聚糖、4kg丙酮混合，升温至120℃，保温反应5h，纯化，得到改性壳聚糖；
取1.5kg聚醚多元醇、160g二羟基丙酸、5kg丙酮混合，升温至120℃，搅拌30min，降温至60℃，加入1kg二苯基甲烷二异氰酸酯，加入0.3g催化剂辛酸锡，保温反应3h，加入50g三羟甲基丙烷、20g乙二醇、200g改性壳聚糖、50g氨基硅油后在60℃下保温反应3h，降温至40℃，加入三乙胺进行中和反应，中和反应完成后，边搅拌边加入1.5kg去离子水，旋转蒸除丙酮，得到改性聚氨酯。
制备例2
改性聚氨酯，按照如下步骤制得：
取0.42kg聚甲基丙烯酸缩水甘油酯、2.08kg壳聚糖、4kg丙酮混合，升温至120℃，保温反应5h，纯化，得到改性壳聚糖；
取1.5kg聚醚多元醇、160g二羟基丙酸、5kg丙酮混合，升温至120℃，搅拌30min，降温至60℃，加入1kg二苯基甲烷二异氰酸酯，加入0.3g催化剂辛酸锡，保温反应3h，加入50g三羟甲基丙烷、20g乙二醇、200g改性壳聚糖、50g氨基硅油后在60℃下保温反应3h，降温至40℃，加入三乙胺进行中和反应，中和反应完成后，边搅拌边加入1.5kg去离子水，旋转蒸除丙酮，得到改性聚氨酯。
制备例3
改性聚氨酯，按照如下步骤制得：
取0.5kg聚甲基丙烯酸缩水甘油酯、2kg壳聚糖、4kg丙酮混合，升温至120℃，保温反应5h，纯化，得到改性壳聚糖；
取1.5kg聚醚多元醇、160g二羟基丙酸、5kg丙酮混合，升温至120℃，搅拌30min，降温至60℃，加入1kg二苯基甲烷二异氰酸酯，加入0.3g催化剂辛酸锡，保温反应3h，加入50g三羟甲基丙烷、20g乙二醇、200g改性壳聚糖、50g氨基硅油后在60℃下保温反应3h，降温至40℃，加入三乙胺进行中和反应，中和反应完成后，边搅拌边加入1.5kg去离子水，旋转蒸除丙酮，得到改性聚氨酯。
制备例4
改性聚氨酯，按照如下步骤制得：
取1kg聚甲基丙烯酸缩水甘油酯、1.5kg壳聚糖、4kg丙酮混合，升温至120℃，保温反应5h，纯化，得到改性壳聚糖；
取1018g聚醚多元醇、160g二羟基丙酸、5kg丙酮混合，升温至120℃，搅拌30min，降温至60℃，加入610g二苯基甲烷二异氰酸酯，加入0.3g催化剂辛酸锡，保温反应3h，加入50g三羟甲基丙烷、20g乙二醇、81g改性壳聚糖、41g氨基硅油后在60℃下保温反应3h，降温至40℃，加入三乙胺进行中和反应，中和反应完成后，边搅拌边加入1.5kg去离子水，旋转蒸除丙酮，得到改性聚氨酯。
聚氨酯的制备例
制备例a
聚氨酯，按照如下步骤制得：
取1.5kg聚醚多元醇、160g二羟基丙酸、5kg丙酮混合，升温至120℃，搅拌30min，降温至60℃，加入1kg二苯基甲烷二异氰酸酯，加入0.3g催化剂辛酸锡，保温反应3h，加入50g三羟甲基丙烷、270g乙二醇，在60℃下保温反应3h，降温至40℃，加入三乙胺进行中和反应，中和反应完成后，边搅拌边加入1.5kg去离子水，旋转蒸除丙酮，得到聚氨酯。
制备例b
聚氨酯，按照如下步骤制得：
取1.5kg聚醚多元醇、160g二羟基丙酸、5kg丙酮混合，升温至120℃，搅拌30min，降温至60℃，加入1kg二苯基甲烷二异氰酸酯，加入0.3g催化剂辛酸锡，保温反应3h，加入50g三羟甲基丙烷、20g乙二醇、200g壳聚糖、50g氨基硅油后在60℃下保温反应3h，降温至40℃，加入三乙胺进行中和反应，中和反应完成后，边搅拌边加入1.5kg去离子水，旋转蒸除丙酮，得到聚氨酯。
实施例
实施例1
一种抗菌水性涂料，其配方如下：
制备例1制得的改性聚氨酯1kg、丙烯酸1kg、纳米无机抗菌剂纳米二氧化钛0.25kg、偶联剂0.25kg、水1kg、分散剂六偏磷酸钠0.05kg、消泡剂磷酸三丁酯0.15kg、增稠剂羟甲基纤维素0.15kg、成膜剂丙二醇0.15kg、pH调节剂0.05kg。
一种抗菌水性涂料，按照如下步骤制得
将纳米无机抗菌剂纳米二氧化钛、分散剂、水依次加入到反应釜中搅拌；将丙烯酸树脂、改性聚氨酯和成膜剂加入到反应釜内搅拌；加入偶联剂、消泡剂、增稠剂，之后再继续搅拌；加入pH调节剂，待静置后得抗菌水性涂料。
实施例2
一种抗菌水性涂料，与实施例1的区别点在于，改性聚氨酯的选择不同，本实施例将制备例1制得的改性聚氨酯等质量更换为制备例2制得的改性聚氨酯
实施例3
一种抗菌水性涂料，与实施例1的区别点在于，改性聚氨酯的选择不同，本实施例将制备例1制得的改性聚氨酯等质量更换为制备例3制得的改性聚氨酯。
实施例4
一种抗菌水性涂料，与实施例1的区别点在于，改性聚氨酯的选择不同，本实施例将制备例1制得的改性聚氨酯等质量更换为制备例4制得的改性聚氨酯。
实施例5-7
一种抗菌水性涂料，与实施例1的区别点在于，涂料的原料组成不同，具体组成如下表2所示：
表2.抗菌水性涂料的原料组成
实施例8
一种抗菌水性涂料，与实施例1的区别点在于，纳米无机抗菌剂的选择不同，本实施例将纳米二氧化钛等质量更换为纳米二氧化硅。
实施例9
一种抗菌水性涂料，与实施例1的区别点在于，纳米无机抗菌剂的选择不同，本实施例将纳米二氧化钛更换为0.125kg的纳米二氧化硅+0.125kg的纳米二氧化钛。
实施例10
一种抗菌水性涂料，与实施例1的区别点在于，纳米无机抗菌剂的选择不同，本实施例将纳米二氧化钛等质量更换为制备例A制得的改性纳米无机抗菌剂。
实施例11
一种抗菌水性涂料，与实施例1的区别点在于，纳米无机抗菌剂的选择不同，本实施例将纳米二氧化钛等质量更换为制备例B制得的改性纳米无机抗菌剂。
实施例12
一种抗菌水性涂料，与实施例1的区别点在于，纳米无机抗菌剂的选择不同，本实施例将纳米二氧化钛等质量更换为制备例C制得的改性纳米无机抗菌剂。
实施例13
一种抗菌水性涂料，与实施例1的区别点在于，纳米无机抗菌剂的选择不同，本实施例将纳米二氧化钛等质量更换为制备例D制得的改性纳米无机抗菌剂。
实施例14
一种抗菌水性涂料，与实施例1的区别点在于，纳米无机抗菌剂的选择不同，本实施例将纳米二氧化钛更换为0.125kg的十二烷基三甲基氯化铵与0.125kg的纳米二氧化钛。
对比例
对比例1
一种抗菌水性涂料，与实施例1的区别点在于，聚氨酯的选择不同，本对比例将制备例1制得的改性聚氨酯等质量更换为制备例a制得的聚氨酯。
对比例2
一种抗菌水性涂料，与实施例1的区别点在于，聚氨酯的选择不同，本对比例将制备例1制得的改性聚氨酯等质量更换为制备例b制得的聚氨酯。
检测方法
参照GB/T 21866-2008，对实施例1-14和对比例1-2制得的抗菌水性涂料进行抗菌效率测试，抗菌效率越高，表明涂料的抗菌性能越好，具体检测结果如下表3所示：
表3.抗菌水性涂料的性能检测
由表3可以看出，本申请实施例制得的抗菌水性涂料的抗菌效率≥96.21％，抗菌效率较高，抗菌性能较佳。
结合实施例1和对比例1-2并结合表3可以看出，实施例1制得的抗菌水性涂料的抗菌效率远高于对比例1-2，这可能是因为，实施例1中选择制备例1制得的改性聚氨酯，其中改性聚氨酯由如下方法制得：采用聚甲基丙烯酸缩水甘油酯与壳聚糖反应制得改性壳聚糖，再采用改性壳聚糖和氨基硅油作为原料参与聚氨酯的合成，制得改性聚氨酯；
聚甲基丙烯酸缩水甘油酯为含有多个环氧基团的疏水长链分子，这些环氧基团能够与壳聚糖分子上的氨基/羟基开环反应，并生成羟基，得到改性壳聚糖；改性壳聚糖上含有疏水长链以及多个活性基团，将改性壳聚糖与氨基硅油用于聚氨酯的合成，改性壳聚糖上的活性基团和氨基硅油上的氨基均能够与异氰酸根等基团交联反应，接枝到聚氨酯大分子上，向聚氨酯分子中引入具有抗菌性能的壳聚糖，得到具有良好的抗菌性能以及一定的疏水性的改性聚氨酯；改性聚氨酯上的活性基团能够与丙烯酸分子发生交联，生成交联网络结构，赋予涂层良好的力学性能；此外，改性聚氨酯上的疏水长链能够使得涂层具有较低的表面能，从而降低细菌附着在涂层表面的可能性；综上可知，改性聚氨酯与纳米无机抗菌剂共同赋予了涂料良好的抗菌性能，从而解决了涂料抗菌性能不佳的问题。
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)

1.一种抗菌水性涂料，其特征在于：由包含以下重量份的原料组成：改性聚氨酯20～60份、丙烯酸20～60份、纳米无机抗菌剂5～10份、偶联剂5～10份、水20～40份、分散剂1～3份、消泡剂3～5份、增稠剂3～5份、成膜剂3～5份；所述纳米无机抗菌剂为纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化锌中的一种或多种；所述改性聚氨酯的制备方法，包括如下步骤：
将聚甲基丙烯酸缩水甘油酯与壳聚糖按照质量比为1:(1.5～5)反应，得到改性壳聚糖；
将改性壳聚糖、氨基硅油、二异氰酸酯、多元醇按照质量比为4:(1～2):(20～30):(30～50)反应，得到改性聚氨酯；
所述纳米无机抗菌剂由季铵盐和纳米无机抗菌剂按照质量比为(1～5):1反应制得，为改性纳米无机抗菌剂；所述季铵盐为环氧基季铵盐和/或羟基季铵盐。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌水性涂料，其特征在于：所述改性聚氨酯的重量份为50～60份。
3.根据权利要求1所述的一种抗菌水性涂料，其特征在于：所述纳米无机抗菌剂的重量份为5～8份。
4.根据权利要求1所述的一种抗菌水性涂料，其特征在于：所述聚甲基丙烯酸缩水甘油酯与壳聚糖的质量比为1:(4～5)。
5.根据权利要求1所述的一种抗菌水性涂料，其特征在于：所述纳米无机抗菌剂为纳米二氧化钛和/或纳米二氧化硅。
6.根据权利要求1所述的一种抗菌水性涂料，其特征在于：所述季铵盐为环氧丙基十二烷基二甲基氯化铵和/或3-氯-2-羟丙基二甲基十八烷基氯化铵。
7.根据权利要求1所述的一种抗菌水性涂料，其特征在于：所述季铵盐和纳米无机抗菌剂的质量比为(1～2):1。
8.权利要求1～7任一所述的一种抗菌水性涂料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
将原料混合、搅拌均匀，得到抗菌水性涂料。
CN202310290677.2A 2023-03-23 2023-03-23 一种抗菌水性涂料及其制备方法 Active CN116285642B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310290677.2A CN116285642B (zh) 2023-03-23 2023-03-23 一种抗菌水性涂料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310290677.2A CN116285642B (zh) 2023-03-23 2023-03-23 一种抗菌水性涂料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116285642A CN116285642A (zh) 2023-06-23
CN116285642B true CN116285642B (zh) 2024-01-30

Family

ID=86792331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310290677.2A Active CN116285642B (zh) 2023-03-23 2023-03-23 一种抗菌水性涂料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116285642B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105482672A (zh) * 2015-12-29 2016-04-13 安徽安大华泰新材料有限公司 一种抗菌性水性聚氨酯木器漆
CN112226129A (zh) * 2020-10-26 2021-01-15 厦门市金宝源实业有限公司 一种抗菌涂料及其制备方法
CN112300386A (zh) * 2020-11-18 2021-02-02 东北林业大学 壳聚糖改性胍盐聚合物及其制备方法、改性水性聚氨酯及其制备方法、改性水性聚氨酯涂料

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105482672A (zh) * 2015-12-29 2016-04-13 安徽安大华泰新材料有限公司 一种抗菌性水性聚氨酯木器漆
CN112226129A (zh) * 2020-10-26 2021-01-15 厦门市金宝源实业有限公司 一种抗菌涂料及其制备方法
CN112300386A (zh) * 2020-11-18 2021-02-02 东北林业大学 壳聚糖改性胍盐聚合物及其制备方法、改性水性聚氨酯及其制备方法、改性水性聚氨酯涂料

Also Published As

Publication number Publication date
CN116285642A (zh) 2023-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4228277A (en) Modified nonionic cellulose ethers
DE69808959T2 (de) Fliessfähige düngemittelzusammensetzungen
CN103980811B (zh) 一种高效抗菌水性聚氨酯地坪涂料及其制备方法
CN102010646B (zh) 低温快干无溶剂环氧饮水舱涂料及制备方法
CN104610869A (zh) 一种防水防污水性聚氨酯涂料及其制备方法
CN113321977A (zh) 一种水性抗菌防霉涂料及其制备方法
CN111849282B (zh) 一种单原子抗菌消毒内墙涂料及其制备方法
CN106700021A (zh) 壳聚糖改性阳离子水性聚氨酯树脂、其制备方法及应用
CN111944070A (zh) 一种生物质纳米复合环保水性抗菌涂料及其制备方法
CN116285642B (zh) 一种抗菌水性涂料及其制备方法
CN107034677A (zh) 一种抗划伤的防水透湿纺织涂层胶及其制备方法
CN111925497A (zh) 一种自增稠的水性聚氨酯树脂、涂料及其制备方法与应用
CN103467623A (zh) 一种含有季铵氮原子和胍基的壳聚糖衍生物及其制备方法和应用
WO2011083884A1 (en) Preparation method of modified starch using ultra pressure
AU747950B2 (en) Waterborne coatings with cationically modified associative ethers
CN101298529A (zh) 一种物理防霉抗菌型的水性环保漆
CN105038487A (zh) 一种水性船用防腐蚀涂料及其制备方法
CN115260840A (zh) 一种抗菌防霉油漆及其制备方法和应用
CN106699921B (zh) 一种聚醚胺基壳聚糖及其制备方法和应用
EP1904533A1 (de) Aminoalkylgruppenhaltige guar-derivate
CN111471385B (zh) 一种除甲醛的水性环保涂料及其制备方法
CN111138928A (zh) 一种高效抗菌环保涂料及其制备方法
CN112724709A (zh) 一种硅酮密封胶专用重质碳酸钙及其制备方法
EP1035134A1 (en) Cellulose-based associative thickeners having a high ICI viscosity
CN111138944B (zh) 一种槲皮素生物基抑菌水性涂料及其制备方法

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant