CN1331955C - 聚酰胺基抗菌粉末涂料组合物 - Google Patents

聚酰胺基抗菌粉末涂料组合物 Download PDF

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Abstract

一种主要由聚酰胺组成的抗菌粉末涂料组合物，其特征在于锌和/或银/锌复合化合物作为抗菌剂加入到聚酰胺中。该粉末涂料组合物可以产生具有改进的抗菌活性、变色性和耐用性的膜。

Description

聚酰胺基抗菌粉末涂料组合物
[技术领域]
本发明涉及聚酰胺类型抗菌粉末涂料组合物。
本发明的目的是提供一种在变色方面改进了的聚酰胺类型抗菌粉末涂料组合物。
[现有技术]
表面涂料是公知的，并且从很久以前就一直用于防止金属物质生锈和改进各种物质的外观和性能。有机涂料例如酯类、环氧类和它们的结合、聚氨酯类、丙烯酰基类、聚酰胺类和氟类树脂广泛应用。通常将这些有机涂料溶解或分散在有机溶剂中以便于处理和加工。然而从污染周围及工作环境的观点来看，使用有机溶剂是不可取的，因此也受法律限制。为了解决这个问题，作为无溶剂涂料，开发了水溶性涂料、水分散涂料和粉末涂料，并应用于实际。
被涂敷的产品可能与不定数目的人接触，并且用于食品、医务护理和环境卫生领域例如购物车、公共汽车(bass)和列车的把手、厨房用具和浴室用品，当涂料用于这样的用途时，还需要有抗菌和抗霉性能。在这些应用中，通常是在物料树脂中加入或混入抗菌剂或杀真菌剂。
各种抗菌剂和杀真菌剂都是已知的。天然抗菌剂和杀菌真剂都很难处理，因为它们的沸点相对较低。有机抗菌剂和杀真菌剂与树脂是兼容的，但是它们有热稳定性差的问题，以致它们在熔化阶段就失去了功效。无机抗菌剂和杀真菌剂具有高热稳定性，但是它们存在像在树脂中溶解度差以及由于不溶于水因而耐用性差这样的问题。
因此，关键是根据所加入的树脂的性质、成型条件、使用条件、用途或诸如此类，选择抗菌剂和杀真菌剂。
[本发明解决的技术问题]
当无机抗菌剂特别是银类抗菌剂与聚酰胺类粉末涂料一起使用时，存在变色的问题，因此它们的应用受到限制。
本发明的目的是提供这样的抗菌组合物，该组合物在聚酰胺类粉末涂料中几乎没有变色问题。
发明人发现可以通过将特定的抗菌剂加入到树脂中而实现该目的。
[解决问题的方法]
本发明提供一种主要由聚酰胺组成的抗菌粉末涂料组合物，其特征在于锌和/或银/锌复合化合物作为抗菌剂加入到聚酰胺中。
[实施方案]
本发明中的“聚酰胺”理解为，具有6或6个以上碳原子的氨基羧酸或内酰胺的聚合物，或具有6或6个以上碳原子的二胺和二元羧酸盐的聚合物，例如，氨基羧酸如ω-氨基己酸、ω-氨基庚酸、ω-氨基辛酸(caplyric acid)、ω-氨基壬酸、ω-氨基癸酸、11-氨基十一酸、和12-氨基月硅酸；内酰胺如己内酰胺、庚内酰(enantlactam)、辛内酰胺(caprillactam)和月桂内酰胺；盐如六亚甲基二胺-己二酸盐、六亚甲基二胺-癸二酸盐、六亚甲基二胺-间苯二甲酸盐、十一亚甲基二胺-己二酸盐和4，4-二氨基二氯己基甲烷-月桂酸盐。聚酰胺可以是均聚物或共聚物，可以混有其它树脂。聚酰胺也可以包含催化剂和各种稳定剂。优选使用聚酰胺11和聚酰胺12。
本发明所用的“粉末涂料”理解为，通过将各种添加剂例如颜料、染料、热稳定剂、光稳定剂、润滑剂、增塑剂、抗静电剂、晶核形成剂和阻燃剂与“聚酰胺”树脂以粉末形式混合或粉碎后将它们熔融混合制得的产物。该涂料适合任何涂敷技术包括流化床涂敷、静电涂敷和熔融喷涂。
在本发明中，抗菌剂必须是锌和/或银/锌复合化合物。例如这些金属可以负载在沸石、无机离子交换剂或无机玻璃化合物上。
本发明含有Zn和/或Ag/Zn化合物的组合物可以是任何形式，例如所有组分都以粉末形式通过机械方式混合在一起的组合物，抗菌剂沉积在聚酰胺粉末表面的组合物，抗菌剂涂敷在聚酰胺粉末表面的组合物，其中抗菌剂捏合在聚酰胺中的组合物。
组合物中抗菌剂的比例没有特别的限制，但是确定该比例要使功效和价格平衡。通常组合物中抗菌剂的比例高于0.01％但低于10％，优选高于0.05％但低于5％，更优选高于0.1％但低于3％。
本发明含有抗菌剂的组合物可以通过任何已知的技术制备。例如，将抗菌剂和聚酰胺粉末机械混合以制备该组合物。或首先将聚酰胺粉末和抗菌剂混合，然后通过例如碰撞能或剪切能将抗菌剂涂敷或沉积在聚酰胺颗粒的表面上以制备该组合物。或者，把抗菌剂捏合在聚酰胺中，然后将该捏合产物粉碎成细颗粒组合物。这些技术只是用于举例说明本发明，不限于这些方法。
含有抗菌剂的聚酰胺粉末组合物的粉末涂敷方法没有特别限制，可以是任何已知的方法，包括流化床涂敷、静电涂敷和熔融喷涂。
[功能]
本发明的组合物使粉末涂料具有抗微生物性能，并且提供良好的表面特性，在涂敷时，加热的过程中几乎不或不变色。
本发明的此类优点在诸如公共交通工具的抓握把手、购物车、洗碗器、厨房用具和用于潮湿房间的墙料这样的应用中是合乎需要的并且有效的。
[实施例]
将通过下面的实施例更详细地说明本发明，但是本发明不应当限于这些实施例。
在实施例和对比实施例中，用下列方法确定涂层和涂膜的质量。
(1)涂层
将环氧类底漆喷涂在厚度为3.2mm除锈和脱脂的铁板的表面上，然后进行涂敷，使得干膜厚度为10微米。将所得到的涂敷铁板在400℃的烘箱中加热3分钟40秒，然后当铁板的表面温度变为280℃时取出。将所得到的热板浸入装有含抗菌剂的粉末涂料的流化床中，从而得到涂膜厚度为400微米的试验样品。
(2)涂膜的抗微生物性能
试验细菌(大肠杆菌和yellow grapes Staphylococcus aureus)在37℃的NA培养介质中培养24小时。将所制备的0.15ml细菌液滴到试验样品膜的表面上(上述，3cm×3cm)，然后在该表面上放上聚乙烯膜。将其在相对湿度为90％、温度为35℃下放置。对每一个样品重复试验三次。在聚乙烯膜上重复如上同样的过程作为对照。
样品放置24小时后，用2ml生理盐水溶液洗涤该板，收集存活的细菌。用琼脂平面培养技术培养该液体(在35℃下培养2天)，确定存活的细菌数。
(3)涂膜对铁板的粘附性
按照JIS K5400，8.5.2(日本工业标准)进行试验。单元区域有2mm的间隔。结果用剩下的(未剥落的)单元数表示。25/25指的是“没有被剥落的单元”。
(4)涂膜的色调、白度和光泽
色调：按照JIS K5400，7.4.2确定；
白度：WI按照ASTM E313确定；
光泽：按照JIS K5400，8.5.2，以60度的入射角确定。
(5)涂膜的耐用性
耐用性：把涂敷的铁板在23℃的水中悬挂至预定的持续时间。
加速耐侯性：按照JIS K5400，7.6.确定。
实施例1，2，对比实施例1，2
在Henschel混合器中，把下面的抗菌剂混到主要由聚酰胺11组成的粉末涂料(Elf Atochem的RILSAN细粉末产品)W1482中，制备各个粉末涂料组合物：
1)银取代的无机离子交换剂(抗菌剂A)；
2)锌类无机玻璃(抗菌剂B)和
3)锌类无机玻璃与银取代的无机离子交换剂结合(抗菌剂C)。
在流化床中将所得的粉末涂料组合物涂敷到铁板上。
不含抗菌剂的膜(组合物1)的白度是76.8(对比实施例)，含0.2％抗菌剂A的膜(组合物2)的白度是54.5(对比实施例2)。这表明抗菌剂A导致严重的变色。
相反，含0.2％抗菌剂B的膜(组合物3)的白度是76.0(实施例1)，含0.2％抗菌剂C的膜(组合物4)的白度是75.9(实施例2)。另一方面，组合物3和4与不含抗菌剂的组合物1的白度基本上没有区别。
由组合物1和4得到的涂膜具有同样的粘附性25/25。这说明抗菌剂C没有使粘附性变差。
组合物1(不含抗菌剂)中的存活细菌数是：大肠杆菌10E6，yellowgrapes Staphylococcus aureus为10E5；而在组合物2(含银类抗菌剂)、组合物3(含锌类抗菌剂)和组合物4(含银/锌复合抗菌剂)中的存活细菌数都在10以下。
实施例3，对比实施例3
在Henschel混合器中，向主要由聚酰胺11组成的粉末涂料(ElfAtochem的RILSANR细粉末产品)Gray 3362中，混入0.3％由锌类无机玻璃和银取代的无机离子交换剂组成的复合抗菌剂(抗菌剂C)，制备粉末涂料组合物(组合物5)。
为了对比，还制备不合抗菌剂的空白组合物(对比实施例3)。
在流化床中，把该粉末涂料组合物涂敷到铁板上，使所得的膜在目光气候仪(Sunshine Weather-meter)中进行加速耐侯试验1,000小时。两组合物都具有同样的色差(ΔE)为0.8。
由组合物6得到的膜的光泽是67.4，而对比实施例3的光泽是64.0。这表明抗菌剂的加入对光泽几乎没有影响。
实施例4，对比实施例4，5
在Henschel混合器中，向主要由聚酰胺11组成的粉末涂料(ElfAtochem的RILSANR细粉末产品)W1482中，混入0.5％由锌类无机玻璃和银取代的无机离子交换剂组成的复合抗菌剂(抗菌剂C)，制备粉末涂料组合物(组合物6)，在流化床中，把该粉末涂料组合物涂敷到铁板上。涂膜(实施例4)的白度是76.5，与对比实施例1中获得的值76.8没有什么区别。
为了对比，还制备含0.5％抗菌剂A(银类)的组合物(对比实施例4)。该涂膜的白度是41.2。这说明变色比对比实施例2更严重。
把组合物6的涂膜与不含抗菌剂的涂膜(组合物1)一起浸入23℃的水中1,000小时。处理后存活细菌数的差*(增加和减少)是：大肠杆菌为5，yellow grapes Staphylococcus aureus为2。这说明本发明的涂膜具有高抗菌性。
[*存活细菌数的差含抗菌剂膜中的细菌数与用不含抗菌剂膜中的细菌数之比之倒数的对数表示。因此，该值越高表示效力越高。]
[本发明的优点]
如上所述，本发明的组合物可以产生在加热过程中几乎不变色、且具有足够耐用性的抗菌膜。

Claims (6)

1.一种主要由聚酰胺组成的抗菌粉末涂料组合物，其特征在于锌或锌/银复合化合物作为抗菌剂加入到聚酰胺中，其中金属锌或锌/银负载在沸石、无机离子交换剂或无机玻璃化合物上，所述组合物不含铵。
2.权利要求1的组合物，其中所述的聚酰胺是聚酰胺-11或聚酰胺-12。
3.权利要求1的组合物，其中所述聚酰胺和所述抗菌剂机械混合在一起。
4.权利要求1的组合物，其中所述的抗菌剂沉积在所述的聚酰胺粉末的表面。
5.权利要求1的组合物，其中所述的抗菌剂涂敷在所述的聚酰胺粉末的表面。
6.权利要求1的组合物，其中所述的抗菌剂与所述的聚酰胺粉末捏合在一起。
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Granted publication date: 20070815

Termination date: 20120518