本發(fā)明涉及涂料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種抗菌防霉疏水性涂料。
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(yán)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(huì)造成嚴(yán)重的傷害，另外在粘貼墻布、墻紙時(shí)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(huì)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(jī)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(jī)酸可使涂料中的有機(jī)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(jià)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(hù)材料失去保護(hù)層。特別是在通風(fēng)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(shí)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。
cao極易水合，并在表面形成一層ca(oh)2，溶解在溶液中的氧，通過單電子還原反應(yīng)生成活性氧離子o2-。cao的表面包覆一層oh-,而o2-在堿性環(huán)境中具有化學(xué)穩(wěn)定性，o2-有強(qiáng)的氧化性，可以破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜壁的肽鍵結(jié)構(gòu)從而迅速殺死細(xì)菌。納米級的氧化鎂粉體比表面較大，所以其表面ca2+數(shù)較多，表面的oh-濃度高，在水溶液中產(chǎn)生的o2-的濃度也大，增加了o2-與細(xì)菌細(xì)胞膜壁之間作用的概率，從而提高了氧化鎂的殺菌能力，故表現(xiàn)出氧化鎂的殺菌能力隨粒徑減小而增大的趨勢。另外也有理論指出，納米cao粒子具有很強(qiáng)的吸附作用，這種吸附作用也足以將細(xì)菌的細(xì)胞膜破壞?？梢钥闯?，這樣的抗菌機(jī)理可以克服銀系和tio2系抗菌劑的不足。然而任何一種抗菌材料都不可能完全滿足所有要求，所以通過復(fù)合和改性，產(chǎn)生功能性和協(xié)同效應(yīng)的復(fù)合抗菌劑是抗菌研究的一個(gè)重要方向。
技術(shù)實(shí)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，在制備抗菌防霉疏水性涂料時(shí)，采用納米氧化鈣-納米二氧化鈦抗菌劑，具有原料易得，成本低，殺菌效果好的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明提供了一種抗菌防霉疏水性涂料，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鈣-納米二氧化鈦；
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(jìn)行；混合單體滴加終止后再熟化一段時(shí)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(dāng)處于水性分散體中的時(shí)候，所述聚合顆粒的體積平均粒徑為60～500納米。可以通過控制聚合條件，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玻蟠筇岣吡送苛贤繉拥氖杷阅?。
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(jī)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(jìn)一步地，所述納米氧化鈣-納米二氧化鈦抗菌劑的制備方法包括如下步驟：
1)以鈣的醇鹽和氫氧化鈉醇溶液為原料，混合制成溶膠，溶膠經(jīng)過水解后放于烘箱中進(jìn)行干燥，再放入馬弗爐中進(jìn)行高溫焙燒，制得納米氧化鈣粉體；2)將制得的納米氧化鈣粉體、無水乙醇和冰醋酸混合，繼續(xù)加入鈦酸丁酯進(jìn)行水解，水浴蒸干后進(jìn)行干燥處理，制得納米氧化鈣與納米二氧化鈦的復(fù)合粉體。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：
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(bǔ)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、納米氧化鈣-納米二氧化鈦抗菌劑的使用，不但可以提高涂料的抗菌防霉性能，還可以提高涂料的安全性能，達(dá)到綠色環(huán)保的要求。
具體實(shí)施方式
下面對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【實(shí)施例1】
1、聚合顆粒的制備：
在75℃水浴溫度下，以2小時(shí)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(jìn)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)噴霧干燥得到聚合物顆粒。
2、納米氧化鈣-納米二氧化鈦的制備：
稱取5g乙醇鈣溶于50ml無水乙醇中，攪拌均勻，制得混合溶液。90℃下水浴蒸干，然后放于烘箱中進(jìn)行干燥，再放入馬弗爐中進(jìn)行高溫焙燒，制得納米氧化鈣粉體；2)稱取5g制得的納米氧化鈣粉體，與30ml無水乙醇和1.5g冰醋酸混合，繼續(xù)加入2g鈦酸丁酯進(jìn)行水解，水浴蒸干后進(jìn)行干燥處理，制得納米氧化鈣-納米二氧化鈦抗菌劑。
3、抗菌防霉涂料配方(均為重量份數(shù))：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份納米氧化鈣-納米二氧化鈦、20～35份水性氟碳酸酯。
【對比例1】
采用實(shí)施例1相同涂料配方，區(qū)別僅將實(shí)施例1所制備納米氧化鈣-納米二氧化鈦替換為納米氧化銀。
分別稱取0.2g實(shí)施例1和對比例1所制抗菌防霉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(jì)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(shí)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(shí)后，取出計(jì)算抑菌率，并采用未添加抑菌劑的涂料作空白試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1所示：
表1
從表1所示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明所制抗菌涂料在短時(shí)間內(nèi)即有較好的抗菌效果。采用納米氧化鈣-納米二氧化鈦?zhàn)鳛榭咕鷦┡c采用納米氧化銀相比具有更好的抗菌效果，其可作為納米氧化銀的一種良好的替代抗菌劑，克服氧化銀性質(zhì)活潑，在空氣中易被氧化，引起變色，且原料成本昂貴的缺點(diǎn)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：
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(bǔ)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、納米氧化鈣-納米二氧化鈦抗菌劑的使用，不但可以提高涂料的抗菌防霉性能，還可以提高涂料的安全性能，達(dá)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(shí)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(shí)施方式所做的任何改動(dòng)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(shí)施方式。