專利名稱：一種抗菌型水性涂料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水性涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種抗菌型水性涂料。本發(fā)明還涉及抗菌型水性涂料的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著全球環(huán)保意識的提高，人們對功能性環(huán)保涂料的需求愈加迫切。采用傳統(tǒng)的溶劑漆會對人體健康、環(huán)境產(chǎn)生危害，尤其在室內(nèi)使用時，苯類等有毒的有機溶劑持續(xù)揮發(fā)時間長，直接危害人的健康和生命安全。比如揮發(fā)性有機化合物會使人出現(xiàn)頭痛、惡心、咽喉痛、哮喘等病癥。游離異氰酸酯屬吸入型積聚性強毒化合物，可引起支氣管炎、哮喘、甚至窒息。苯是高毒致癌物質(zhì)，主要影響造血系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)。以水為溶劑，不含苯、甲苯、二甲苯，不含游離異氰酸醋等有害物質(zhì)，對人體無危害、對環(huán)境無污染。通過采用低揮發(fā)性的水 性和粉末涂料，是降低污染源的有效手段。涂料用抗菌劑必須考慮其效能及毒性問題，而安全性是考慮使用價值的重要因素。目前，涂料采用的抗菌劑主要有取代芳烴類、雜環(huán)化合物、胺類化合物及有機金屬化合物等有機抗菌劑。有機抗菌劑在安全性、緩釋性、耐久性、耐熱性等方面均存在一系列問題。CN 101486863A公開了一種抗菌型水性涂料及其制備方法。水性涂料包括組份及其重量百分比如下去離子水5-15%，殺菌劑0. 5-5%，消泡劑0. 05-1. 0%，分散劑3-15%，納米材料10-25%，水性樹脂分散體30-70%，附著力樹脂或增塑劑0. 5-10%，潤濕劑0. 3_5%，流平劑0. 1-1. 0%，增稠劑0-1. 0%，pH調(diào)節(jié)劑0. 05-1. 0%，顏料或著色劑0-15%，特殊功能添加劑0-8%,固化劑1-10%。將上述組份按照一定的步驟進行混合，攪拌，調(diào)節(jié)粘度，制得分散均勻的水性涂料。該發(fā)明的抗菌涂料主要是針對兒童塑料制品研發(fā)，應(yīng)用于建筑涂料時存在很多問題。無機抗菌劑在安全性、持久性、廣譜抗菌型、耐熱性等方面都存在優(yōu)勢，故其應(yīng)用和研究越來越受到人們的重視。無機抗菌劑所固有的高穩(wěn)定性、優(yōu)異的抗菌性，安全性高，已成為抗菌劑研究的主流。但是由于一些具有抗菌能力的金屬離子具有毒性或成本過高，目前廣泛采用的抗菌離子僅限于銀、鋅兩種，其中銀離子的抗菌能力最強，單從抗菌能力看其是無機抗菌劑的最佳選擇，另外銀的毒性也遠遠小于鋅，所以是無機抗菌劑的最佳選擇。無機抗菌劑也存在一些問題首先是抗菌穩(wěn)定性問題。因為無機抗菌劑多數(shù)含有銀離子，易轉(zhuǎn)變成棕色的氧化銀或經(jīng)紫外線催化還原成黑色單質(zhì)銀，變色不僅降低了其抗菌性，而且還有限制其應(yīng)用到白色或淺色涂料中去。其次大量使用銀成本高，制約了其在更大范圍的應(yīng)用。上述的兩個技術(shù)難題嚴重制約了無機抗菌劑的推廣和使用，成為這個行業(yè)中的最大難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服上面所述的技術(shù)缺陷，提供一種對附著力好、漆膜豐滿、具有一定硬度、低V0C、無重金屬，具有抗菌、防霉功能的抗菌型水性涂料，并提供這種水性涂料的制備方法。為了解決上面所述的技術(shù)問題，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案本發(fā)明首先提供了一種抗菌型水性涂料，包括組份及其重量份數(shù)如下抗菌劑0. 2-11 ;納米材料8-33 ;水性樹脂分散體23_64 ；附著力樹脂或增塑劑
0.75-18。所述的水性樹脂分散體要求不含游離單體、不含三苯、VOC低(彡100g/L)。本發(fā)明所述的水性樹脂分散體是丙烯酸樹脂分散體、聚氨酯樹脂分散體、聚酯樹脂分散體、醇酸樹脂分散體或環(huán)氧樹脂分散體中的一種或至少兩種的混合物，例如聚氨酯樹脂分散體，醇酸樹脂分散體/環(huán)氧樹脂分散體，丙烯酸樹脂分散體/聚氨酯樹脂分散體/聚酯樹脂分散體等。所述水性樹脂分散體的重量份數(shù)為23-64，例如23. 5-63，28-57，33-50，38-45，42等，進 一步優(yōu)選25-50，最優(yōu)選35。本發(fā)明所述的納米材料為納米二氧化鈦、納米氧化鋅或納米級銀粉中的一種或至少兩種的混合物，例如納米二氧化鈦，納米氧化鋅/納米級銀粉，納米二氧化鈦/納米氧化鋅/納米級銀粉等。所述納米材料的重量份數(shù)為8-33，例如8. 3-32，11-29，15-24，18-22等，進一步優(yōu)選13-24,最優(yōu)選18。本發(fā)明所述附著力樹脂或增塑劑重量份數(shù)為0. 75-18，例如可選擇0. 8-16，3-12，6-9，7. 6等，進一步優(yōu)選I. 2-13，最優(yōu)選6。本發(fā)明所述的抗菌劑為納米銀抗菌劑?？咕鷦┰诒景l(fā)明中的重量份數(shù)為0. 2-11，例如可選擇0. 22-10. 5,0. 8-8，2-5，3等，進一步優(yōu)選I. 5-6，最優(yōu)選4. 5。作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述抗菌型水性涂料，包括組份及其重量份數(shù)如下抗菌劑
1.5-6 ;納米材料13-24 ;水性樹脂分散體25-50 ;附著力樹脂或增塑劑I. 2_13。作為最優(yōu)選技術(shù)方案，所述抗菌型水性涂料，包括組份及其重量份數(shù)如下抗菌劑
4.5 ;納米材料18 ;水性樹脂分散體35 ;附著力樹脂或增塑劑6。通過抗菌劑與具有抗菌防霉功能的納米材料的組合來實現(xiàn)抗菌防霉功能。進一步地，所述納米銀抗菌劑配制方法如下首先配置納米銀母液，其按重量份數(shù)的配比為
靖米銀腔體13-42
純水8-26
If :類溶劑22-68
涂W劑9-33
分散劑0.3-3.2.作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述納米銀母液按重量份數(shù)的配比為納米銀膠體22-35 ;純水13-20 ;醇類溶劑30-60 ;涂層劑17-30 ;分散劑0. 9-2. 8。作為最優(yōu)選技術(shù)方案，所述納米銀母液按重量份數(shù)的配比為納米銀膠體28 ;純水16 ;醇類溶劑47 ;涂層劑24 ;分散劑2。
然后利用上述的納米銀母液配制納米銀抗菌劑，其按照重量份數(shù)配比為
米銀母液3-25
濤割42-77
穩(wěn)定劑8-17
分散劑0.8-3 0作為優(yōu)選技術(shù)方案，利用納米銀母液配制納米銀抗菌劑，其按照重量配比為納米銀母液8-16 ;溶劑52-70 ;穩(wěn)定劑12-17 ;分散劑I. 3_2。作為最優(yōu)選技術(shù)方案，利用納米銀母液配制納米銀抗菌劑，其按照重量配比為納米銀母液12 ;溶劑60 ;穩(wěn)定劑15 ;分散劑I. 8。本發(fā)明所述納米銀抗菌劑的制備方法如下首先將納米銀膠體溶液和純水加入鋼化玻璃容器中，同時加入分散劑和涂層劑經(jīng)過充分的攪拌使其混合反應(yīng)均勻，按順序即醇類溶劑、涂層劑、分散劑在攪拌中加入，并且緊緊密封，然后進行吹掃，最后使用伽馬射線連續(xù)照射反應(yīng)溶液，此時即完成納米銀母液的配置；之后先將容器中放置一部分溶劑，之后邊攪拌邊加入納米銀母液，待上述的納米銀母液均勻混合在溶劑中后，邊攪拌邊加入穩(wěn)定劑和分散劑，再加入剩余的溶劑，充分攪拌使混合反應(yīng)均勻，靜置即可。所述的涂料還包括顏料或著色劑；所述的顏料或著色劑為有機顏料、染料、透明氧化鐵、珠光顏料、多角效應(yīng)顏料或金屬顏料中的一種或至少兩種的混合物。所選顏料要符合衛(wèi)生安全標準(重金屬不得超標)才可采用。所述涂料還包括固化劑；所述的固化劑為聚氮丙啶、碳化二亞胺或三聚氰胺中的一種或至少兩種的混合物。其它助劑如分散劑、流平劑、增稠劑、防沉劑等與普通涂料相近，選擇零或低V0C、不含APE的產(chǎn)品。本發(fā)明還可以包括特殊功能添加劑選用防銹劑、提高漆膜硬度的增硬劑、降低漆膜光澤的消光劑、抗劃傷劑、改善漆膜手感的增滑劑、防止涂層疊壓粘連的抗粘連劑、為了制成雙組份漆并提高綜合性能的交聯(lián)劑、使涂層具有荷葉效應(yīng)的憎水劑、耐磨劑、抗老化和防止變黃的紫外吸收劑、增香劑的一種或其組合。本發(fā)明還提供一種抗菌型水性涂料的制備方法，包括以下步驟A、首先制備納米銀抗菌劑； B、將去離子水、抗菌劑、濕潤劑、分散劑、消泡劑混合攪拌均勻，加入納米材料，分散均勻后得到水性分散體；C、把步驟B得到的水性分散體加入攪拌的乳液或水性樹脂分散體中，再加入附著力樹脂或增塑劑、潤濕劑、流平劑、增稠劑、防沉劑、PH調(diào)節(jié)劑攪拌分散均勻；C、加入顏料或著色劑；D、補水制得抗菌型水性涂料。制得的抗菌型水性涂料經(jīng)檢測合格后進行過濾包裝。與已有技術(shù)方案相比，本發(fā)明具有以下有益效果
本發(fā)明提供的抗菌型水性涂料，可用于兒童塑料制品，也可用于與所有塑料相關(guān)的制品，也可用于金屬、木器、紙制品、內(nèi)外墻涂料等領(lǐng)域。塑料制品在涂刷或噴涂前先對塑料基材進行表面處理才能涂刷，提聞水性涂料的附著力。本發(fā)明的水性涂料能發(fā)揮出抗菌、降解有機污染物的作用。本發(fā)明的長效廣譜抗菌水性涂料組合物對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽袍桿菌黑色變種等的殺菌效率均能達到99%以上，而且可以將室內(nèi)高濃度甲醛的有機物濃度降解到規(guī)定指標濃度(SOppm)以內(nèi)。此外，本發(fā)明的長效廣譜杭菌水性涂料組合物的耐老化性和杭粉化性能得到明顯提高，從而延長了其使用壽命。突破納米銀的穩(wěn)定性和長效性兩大關(guān)鍵技術(shù)，使納米銀保持原有的穩(wěn)定狀態(tài)，不發(fā)生分解、團聚、變色等問題，加入少量的納米銀抗菌劑就可以達到持久、長效的抗菌效果。 另外本發(fā)明中的所采用的納米銀抗菌劑原液的制備方法簡單，且配置工藝簡單，通過這種配置方法所制作出來的抗菌劑原液，具有非常穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，使用上述的抗菌劑原液應(yīng)用在涂料中，只需充分攪拌均勻，不需在配置的過程中采用其他的特殊工藝和添加劑，就可以使用在各種油性(溶劑型)包括塑膠涂料(UV涂料、PU涂料、SOFT TOUCH/FEEL涂料)、木器涂料；水性(非溶劑型)涂料包括內(nèi)墻涂料、木器涂料中。下面對本發(fā)明進一步詳細說明。但下述的實例僅僅是本發(fā)明的簡易例子，并不代表或限制本發(fā)明的權(quán)利保護范圍，本發(fā)明的權(quán)利范圍以權(quán)利要求書為準。
具體實施例方式為更好地說明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的典型但非限制性的實施例如下實施例I—種抗菌型水性涂料，由0. 2重量份的納米銀抗菌劑；8重量份的納米氧化鋅；26重量份的丙烯酸樹脂分散體；18重量份的附著力樹脂或增塑劑制成。具體制備方法如下將去離子水、抗菌劑、濕潤劑、分散劑、消泡劑混合攪拌均勻，加入納米材料，分散均勻后得到水性分散體；把得到的水性分散體加入攪拌的乳液或水性樹脂分散體中，再加入附著力樹脂或增塑劑、潤濕劑、流平劑、增稠劑、防沉劑、PH調(diào)節(jié)劑攪拌分散均勻；加入顏料或著色劑；補水制得抗菌型水性涂料。其中納米銀抗菌劑的配制方法為首先配置納米銀母液，其按重量份數(shù)的配比為納米銀膠體13 ;純水8 ;醇類溶劑68 ;涂層劑13 ;分散劑I。然后利用上述的納米銀母液配置納米銀抗菌劑，其按照重量份數(shù)配比為納米銀母液3 ;溶劑42 ;穩(wěn)定劑15 ;分散劑3。所述納米銀抗菌劑的制備方法如下首先將納米銀膠體溶液和純水加入鋼化玻璃容器中，同時加入分散劑和涂層劑經(jīng)過充分的攪拌使其混合反應(yīng)均勻，按順序即醇類溶劑、涂層劑、分散劑在攪拌中加入，并且緊緊密封，然后進行吹掃，最后使用伽馬射線連續(xù)照射反應(yīng)溶液，此時即完成納米銀母液的配置；之后先將容器中放置一部分溶劑，之后邊攪拌邊加入納米銀母液，待上述的納米銀母液均勻混合在溶劑中后，邊攪拌邊加入穩(wěn)定劑和分散齊U，再加入剩余的溶劑，充分攪拌使混合反應(yīng)均勻，靜置即可。實施例2
一種抗菌型水性涂料，由11重量份的納米銀抗菌劑；22重量份的納米二氧化鈦；23重量份的聚酯樹脂分散體；10重量份的附著力樹脂或增塑劑制成。其制備方法同實施例
Io其中納米銀抗菌劑的配制方法為首先配置納米銀母液，其按重量份數(shù)的配比為納米銀膠體42 ;純水26 ;醇類溶劑22 ;涂層劑9 ;分散劑0. 3。然后利用上述的納米銀母液配置納米銀抗菌劑，其按照重量份數(shù)配比為納米銀母液25 ;溶劑77 ;穩(wěn)定劑8 ;分散劑I. 4。納米銀抗菌劑的具體制備方法同實施例I。實施例3
一種抗菌型水性涂料，由I重量份的納米銀抗菌劑；33重量份的納米級銀粉/納米二氧化鈦；64重量份的聚酯樹脂分散體；0. 75重量份的附著力樹脂或增塑劑制成。其制備方法同實施例I。其中納米銀抗菌劑的配制方法為首先配置納米銀母液，其按重量份數(shù)的配比為納米銀膠體27 ;純水21 ;醇類溶劑45 ;涂層劑33 ;分散劑3. 2。然后利用上述的納米銀母液配置納米銀抗菌劑，其按照重量份數(shù)配比為納米銀母液17 ;溶劑60 ;穩(wěn)定劑17 ;分散劑0. 8。納米銀抗菌劑的具體制備方法同實施例I。實施例4一種抗菌型水性涂料，由5重量份的納米銀抗菌劑；21重量份的納米二氧化鈦；32重量份的環(huán)氧樹脂分散體；17重量份的附著力樹脂或增塑劑制成。其制備方法同實施例I。其中納米銀抗菌劑的配制方法為首先配置納米銀母液，其按重量份數(shù)的配比為納米銀膠體17 ;純水21 ;醇類溶劑42 ;涂層劑29 ;分散劑2. 2。然后利用上述的納米銀母液配置納米銀抗菌劑，其按照重量份數(shù)配比為納米銀母液15 ;溶劑57 ;穩(wěn)定劑13 ;分散劑2. 4。納米銀抗菌劑的具體制備方法同實施例I。對比實施例將CN 101486863A公開的實施例I作為本發(fā)明的對比例實施例I (最軟、橡膠手感)，甲組份乙組份=100 7
乙組粉含最
+i;-離 f 水71.5%
XAMA-7 交聯(lián)劑21.5%
28%氨水7.0% O本發(fā)明抗菌型水性涂料的性能檢測方法如下(I)抗菌型塑料水性涂料貯存穩(wěn)定性測試方法樣品置于恒溫烘箱內(nèi)(溫度控制在50±2°C )放置30天，或常溫靜置90天，觀察是否出現(xiàn)浮色、沉淀或分水等，如無上述現(xiàn)象評為優(yōu)秀。
(2)抗菌型水性涂料揮發(fā)性有機物(VOC)和重金屬測定，按照《室內(nèi)裝修裝飾材料有害物質(zhì)限量》GB 18582-2007標準執(zhí)行。(3)抗菌型塑料水性涂料其它性能與水性漆性能檢測方法相同。本發(fā)明三個實施例所制得的抗菌型水性涂料與對比實施例的性能檢測結(jié)果對比如下表


權(quán)利要求
1.一種抗菌型水性涂料，其特征在于，包括組份及其重量份數(shù)如下 抗菌劑0. 2-11 ;納米材料8-33 ；水性樹脂分散體23-64 ;附著力樹脂或增塑劑.0.75-18。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的涂料，其特征在于，所述的水性樹脂分散體是丙烯酸樹脂分散體、聚氨酯樹脂分散體、聚酯樹脂分散體、醇酸樹脂分散體或環(huán)氧樹脂分散體中的一種或至少兩種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的涂料，其特征在于，所述的納米材料為納米二氧化鈦、納米氧化鋅或納米級銀粉中的一種或至少兩種的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的涂料，其特征在于，所述的抗菌劑為納米銀抗菌劑； 優(yōu)選地，其配制方法如下首先配置納米銀母液，其按重量份數(shù)的配比為，納米銀膠體13-42純水8-26酚類溶劑22-68涂崧劑9-33分散劑0.3-3.2; 然后利用上述的納米銀母液配置納米銀抗菌劑，其按照重量份數(shù)配比為納米銀液3-25溶劑42-77穩(wěn)定劑8-17分散劑0.8-3 C1
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的涂料，其特征在于，所述納米銀抗菌劑的制備方法如下首先將納米銀膠體溶液和純水加入鋼化玻璃容器中，同時加入分散劑和涂層劑經(jīng)過充分的攪拌使其混合反應(yīng)均勻，按順序即醇類溶劑、涂層劑、分散劑在攪拌中加入，并且緊緊密封，然后進行吹掃，最后使用伽馬射線連續(xù)照射反應(yīng)溶液，此時即完成納米銀母液的配置；之后先將容器中放置一部分溶劑，之后邊攪拌邊加入納米銀母液，待上述的納米銀母液均勻混合在溶劑中后，邊攪拌邊加入穩(wěn)定劑和分散劑，再加入剩余的溶劑，充分攪拌使混合反應(yīng)均勻，靜置即可。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-6之一所述的涂料，其特征在于，所述的涂料還包括顏料或著色劑；所述的顏料或著色劑為有機顏料、染料、透明氧化鐵、珠光顏料、多角效應(yīng)顏料或金屬顏料中的一種或至少兩種的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6之一所述的涂料，其特征在于，所述涂料還包括固化劑；所述的固化劑為聚氮丙啶、碳化二亞胺或三聚氰胺中的一種或至少兩種的混合物。
8.一種抗菌型水性涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟A、首先制備納米銀抗菌劑； B、將去離子水、抗菌劑、濕潤劑、分散劑、消泡劑混合攪拌均勻，加入納米材料，分散均勻后得到水性分散體； C、把步驟B得到的水性分散體加入攪拌的乳液或水性樹脂分散體中，再加入附著力樹脂或增塑劑、潤濕劑、流平劑、增稠劑、防沉劑、PH調(diào)節(jié)劑攪拌分散均勻； C、加入顏料或著色劑； D、補水制得抗菌型水性涂料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抗菌型水性涂料及制備方法。所述涂料包括組份及其重量份數(shù)如下抗菌劑0.2-11；納米材料8-33；水性樹脂分散體23-64；附著力樹脂或增塑劑0.75-18。首先制備納米銀抗菌劑；將去離子水、抗菌劑、濕潤劑、分散劑、消泡劑混合攪拌均勻，加入納米材料，分散均勻后得到水性分散體；把得到的水性分散體加入攪拌的乳液或水性樹脂分散體中，再加入附著力樹脂或增塑劑及各種常規(guī)助劑攪拌分散均勻；加入顏料或著色劑；補水制得抗菌型水性涂料。本發(fā)明的長效廣譜抗菌水性涂料組合物對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽袍桿菌黑色變種等的殺菌效率均能達到99%以上，而且可以將室內(nèi)高濃度甲醛的有機物濃度降解到規(guī)定指標濃度以內(nèi)。
文檔編號A01P1/00GK102702889SQ20121017997
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月1日
發(fā)明者張國勝, 梅長林, 胡蘭 申請人:安徽省金盾涂料有限責任公司