本發(fā)明涉及涂料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種防霉抗菌疏水性涂料。
背景技術(shù)：
目前，隨著人們?nèi)粘Ｉ钏降牟粩嗵岣?，人們對生活的舒適性要求也在逐漸的增加，涂料方面的要求更為嚴格，使得自己家的房子更為漂亮，室內(nèi)裝修流行使用墻布、墻紙，但墻布、墻紙存在以下缺陷：第一不環(huán)保，墻布、墻紙自身含有苯類物質(zhì)，苯類物質(zhì)對人體傷害大，影響人體健康，并且在粘貼普通墻布、墻紙前，墻體必須涂刷一道油性底油，而油性底油含有溶劑、助劑、助劑溶劑等，這些物質(zhì)均含有甲苯和二甲苯，對人體呼吸道會造成嚴重的傷害，另外在粘貼墻布、墻紙時必須使用墻布膠，墻布膠含有大量甲醇，甲醇為有毒且易揮發(fā)物質(zhì)，對人體的傷害也極大，第二不耐水一旦氣候濕度大、環(huán)境條件差，墻布、墻紙就會出現(xiàn)潮濕現(xiàn)象，從而導(dǎo)致發(fā)霉、脫落以及龜裂等現(xiàn)象的發(fā)生，第三不耐臟墻布、墻紙采用粘貼的方式貼于墻體上，墻布、墻紙無法清洗，不利于家居整潔。
乳膠漆、水性涂料和油性樹脂面漆等涂料中的有機成分為微生物滋生、繁殖提供了豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。微生物利用這些營養(yǎng)物質(zhì)經(jīng)過生物降解、生化合成，體內(nèi)新陳代謝，獲得能量，轉(zhuǎn)化成自身的各種生命物質(zhì)，這一過程中所產(chǎn)生的酶和有機酸可使涂料中的有機物和成膜后的物質(zhì)不斷受損，隨著微生物的不斷繁殖，涂料的破壞程度不斷加速，其粘度下降、破乳、分層、沉降、腐敗、發(fā)臭，失去使用價值。漆膜受到微生物的侵襲后，成膜物質(zhì)被溶解，基材受到腐蝕失去對環(huán)境的抵抗能力，直至變色、起泡、粉化、脫落，使被保護材料失去保護層。特別是在通風不良的潮濕環(huán)境場所，以及環(huán)境中富含營養(yǎng)物的場所，微生物對涂料的破壞作用表現(xiàn)更加突出。因此，涂料在生產(chǎn)時都必須加入合適的抗菌、防霉劑，制成可抵御微生物侵害的抗菌防霉涂料，保證涂料產(chǎn)品在生產(chǎn)期、貯存期和使用后不受微生物侵害，長期保持涂飾效果。
目前，涂料用抗菌劑主要有天然抗菌劑、有機抗菌劑和無機抗菌劑三大類，其中，無機抗菌劑中以納米銀最為突出，由于表面效應(yīng)，其抗菌能力是微米級銀粒子的200倍以上，抗菌性能也遠遠大于傳統(tǒng)的銀離子殺菌劑，但是，由于其性質(zhì)活潑，在空氣中易被氧化，引起變色，其應(yīng)用受到很大限制，因此，急需一種性能穩(wěn)定且具有良好抗菌效果的防霉抗菌涂料。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中使用納米銀殺菌劑的不足，在制備防霉抗菌疏水性涂料時，采用納米氧化鋅改性殼聚糖抗菌劑，具有原料易得，成本低，殺菌效果好的優(yōu)點。
本發(fā)明提供了一種防霉抗菌疏水性涂料，具體地，其由以下重量份數(shù)組分構(gòu)成：200～300份去離子水、20～30份聚合顆粒、3～5份分散劑、2～5份增稠劑、1～3份潤濕劑、3～5份消泡劑、100～130份填料、200～250份丙烯酸乳液、10～20份納米凹凸棒土、5～8份防腐劑、15～20份抗菌劑；20-35份水性氟碳酸酯；所述抗菌劑為納米氧化鋅改性殼聚糖；
所述聚合顆粒的制備方法如下：在75℃水浴溫度下，連續(xù)滴加丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷的混合單體以及過硫酸銨，使聚合進行；混合單體滴加終止后再熟化一段時間；熟化后將反應(yīng)溶液冷卻至室溫而終止反應(yīng)，得到聚合物的水性分散體，經(jīng)噴霧干燥得到聚合顆粒；
當處于水性分散體中的時候，所述聚合顆粒的體積平均粒徑為60～500納米?？梢酝ㄟ^控制聚合條件，例如表面活性劑濃度、晶種濃度、聚合速率、催化劑或引發(fā)劑的濃度、反應(yīng)溫度等，來控制聚合顆粒的尺寸。本發(fā)明在涂料中加入的聚合顆?？梢栽诨纳闲纬纱植诒砻嫘蚊?，大大提高了涂料涂層的疏水性能。
優(yōu)選的，所述防腐劑為苯丙咪唑類防腐劑。
優(yōu)選的，所述填料包括重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣、滑石粉、硫酸鋇、高嶺土或云母粉中的一種或幾種。
優(yōu)選的，所述消泡劑是復(fù)配型消泡劑，包括醚酯化合物和有機磷酸鹽。
優(yōu)選的，所述增稠劑包括締合型聚氨酯類和聚丙烯酸類。
優(yōu)選的，所述聚合顆粒的平均粒徑為60～500納米，在25℃和1弧度/秒的變形頻率下測得，所述聚合物的彈性模量大于1080帕斯卡(Pa)
進一步地，所述納米氧化鋅改性殼聚糖抗菌劑的制備方法包括如下步驟：
1)稱取ZnCl2溶解于無水乙醇中，加入PEG400作分散劑；待混合均勻后，升溫到50～60℃，在連續(xù)磁力攪拌下，緩慢滴加入一定量的體積比為(1:1)氨水乙醇溶液，形成白色沉淀；滴完后，繼續(xù)保溫反應(yīng)1.5h，取出，室溫下靜置陳化；將沉淀物過濾分離，濾餅分別用水和乙醇洗滌數(shù)次后，于60℃下真空干燥，得到白色前驅(qū)體；最后在空氣氣氛中500℃煅燒1.5h得到納米氧化鋅粉體。
2)將納米氧化鋅加入到無水乙醇中并攪拌均勻，超聲分散，超聲波頻率40KHz，超聲分散時間15min，成納米氧化鋅乙醇溶液；
3)將殼聚糖加入乙酸水溶液中并攪拌均勻，超聲分散，超聲波頻率40KHz，超聲分散時間60min，成無色透明的殼聚糖乙酸溶液；
4)將配制的納米氧化鋅乙醇溶和殼聚糖乙酸溶液充分混合并進行加熱，加熱溫度50～55℃；加入石蠟和山梨糖醇脂肪酸酯，繼續(xù)在50～55℃下保溫并超聲處理30min，超聲波頻率40KHz；然后進行冰水驟冷處理，再加熱至50～55℃，超聲處理120min后，為載銀氧化鋅殼聚糖微球乳液；將載銀氧化鋅殼聚糖微球乳液離心分離，真空冷凍干燥箱中干燥，冷凍干燥溫度-80℃，經(jīng)研磨、過篩后得納米氧化鋅改性殼聚糖復(fù)合抗菌劑顆粒。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
1、本發(fā)明所述水性涂料中加入一定量的納米凹凸棒土后，由于納米凹凸棒土本身特有的性質(zhì)，加上對其的后期改性和處理，使之賦予涂料很多的優(yōu)異性能，彌補了市場上涂料的不足之處；
2、所述水性涂料為環(huán)境友好型涂料，含極少量的揮發(fā)性物質(zhì)，環(huán)保性好，無氣味，涂刷對人體和環(huán)境基本無影響；
3、在涂料中加入的聚合顆?？梢栽诨纳闲纬纱植诒砻嫘蚊?，大大提高了涂料涂層的疏水性能；
4、納米氧化鋅改性的殼聚糖作為抗菌劑的使用，不但可以提高涂料的防霉抗菌性能，還可以提高涂料的安全性能，達到綠色環(huán)保的要求。
具體實施方式
下面對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
【實施例1】
1、聚合顆粒的制備：
在75℃水浴溫度下，以2小時連續(xù)滴加98g丙烯酸乙酯、50g甲基丙烯酸丁酯、1.5gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷的混合單體以及25g過硫酸銨，使聚合進行。
混合單體滴加終止后再熟化3h。
熟化后將反應(yīng)溶液冷卻至室溫而終止反應(yīng)，得到聚合物的水性分散體，經(jīng)噴霧干燥得到聚合顆粒。
2、納米氧化鋅改性殼聚糖的制備：
1)稱取ZnCl2溶解于無水乙醇中，加入PEG400作分散劑。待混合均勻后，升溫到50～60℃，在連續(xù)磁力攪拌下，緩慢滴加入一定量的體積比為(1:1)氨水乙醇溶液，形成白色沉淀。滴完后，繼續(xù)保溫反應(yīng)1.5h，取出，室溫下靜置陳化。將沉淀物過濾分離，濾餅分別用水和乙醇洗滌數(shù)次后，于60℃下真空干燥，得到白色前驅(qū)體。最后在空氣氣氛中500℃煅燒1.5h得到納米氧化鋅粉體。
2)將納米氧化鋅粉體加入到無水乙醇中并攪拌均勻，超聲分散，超聲波頻率40KHz，超聲分散時間15min，成納米氧化鋅乙醇溶液；
3)將殼聚糖加入乙酸水溶液中并攪拌均勻，超聲分散，超聲波頻率40KHz，超聲分散時間60min，成無色透明的殼聚糖乙酸溶液；
4)將配制的納米氧化鋅乙醇溶和殼聚糖乙酸溶液充分混合并進行加熱，加熱溫度50～55℃；加入石蠟和山梨糖醇脂肪酸酯，繼續(xù)在50～55℃超聲處理30min，超聲波頻率40KHz；然后進行冰水驟冷處理，再加熱至50～55℃，超聲處理120min后，為載銀氧化鋅殼聚糖微球乳液；將載銀氧化鋅殼聚糖微球乳液離心分離，真空冷凍干燥箱中干燥，冷凍干燥溫度-80℃，經(jīng)研磨、過篩后得納米氧化鋅改性殼聚糖復(fù)合抗菌劑顆粒。
3、防霉抗菌涂料配方：250份去離子水、30份上述制備的聚合顆粒、4份分散劑、3份增稠劑、2份潤濕劑、4份消泡劑、100～130份填料、200～250份丙烯酸乳液、10～20份納米凹凸棒土、6份多菌靈、15～20份納米氧化鋅改性殼聚糖、20～35份水性氟碳酸酯。
【對比例1】
采用實施例1相同涂料配方，區(qū)別僅將實施例1所制備納米氧化鋅改性殼聚糖替換為納米氧化銀。
分別稱取0.2g實施例1和對比例1所制防霉抗菌涂料，均勻涂抹于塑料蓋內(nèi)，晾干后紫外殺菌30min。
配制肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基并滅菌后，倒入已滅菌的培養(yǎng)皿制得平板備用。
用無菌生理鹽水將大腸桿菌菌種配成105CFU/mL左右的菌液，并用平板計數(shù)法測定活菌數(shù)；用無菌移液管吸取菌液滴于涂料上，與涂料接觸若干時間后，再吸取菌液滴于平板上，用無菌三角棒涂布均勻。
將平板水平移至37℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24小時后，取出計算抑菌率。并采用未添加抑菌劑的涂料作空白試驗，實驗結(jié)果見表1所示：
表1
從表1所示實驗數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明所制抗菌涂料在短時間內(nèi)即有較好的抗菌效果。采用納米氧化鋅改性殼聚糖作為抗菌劑與采用納米氧化銀相比，抗菌效果相當，其可作為納米氧化銀的一種良好的替代抗菌劑，克服氧化銀因性質(zhì)活潑，在空氣中易被氧化，而引起變色，且原料成本昂貴的缺點。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下益效果：
1、本發(fā)明所述水性涂料中加入一定量的納米凹凸棒土后，由于納米凹凸棒土本身特有的性質(zhì)，加上對其的后期改性和處理，使之賦予涂料很多的優(yōu)異性能，彌補了市場上涂料的不足之處；
2、所述水性涂料為環(huán)境友好型涂料，含極少量的揮發(fā)性物質(zhì)，環(huán)保性好，無氣味，涂刷對人體和環(huán)境基本無影響；
3、在涂料中加入的聚合顆?？梢栽诨纳闲纬纱植诒砻嫘蚊玻蟠筇岣吡送苛贤繉拥氖杷阅?；
4、納米氧化鋅改性的殼聚糖作為抗菌劑的使用，不但可以提高涂料的防霉抗菌性能，還可以提高涂料的安全性能，達到綠色環(huán)保的要求。
上述說明已經(jīng)充分揭露了本發(fā)明的具體實施方式。需要指出的是，熟悉該領(lǐng)域的技術(shù)人員對本發(fā)明的具體實施方式所做的任何改動均不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求書的范圍。相應(yīng)地，本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍也并不僅僅局限于前述具體實施方式。