《一種持久抗菌型水性環保塗料及製備方法》是合眾（佛山）化工有限公司於2011年5月4日申請的發明專利，該專利申請號為2011101142256，公布號為CN102167937A，專利公布日為2011年8月31日，發明人是許鈞強、康倫國。該發明涉及持久抗菌型水性環保塗料，是利用含有抗菌基團的樹脂乳液作為塗料基料的主要組分，不用添加其它抗菌劑就可使塗料具有持久抗菌性。
《一種持久抗菌型水性環保塗料及製備方法》涉及一種持久抗菌型水性環保塗料及製備方法，是利用含有抗菌基團的樹脂乳液作為塗料基料的主要組分，不用添加其它抗菌劑就可使塗料具有持久抗菌性。該塗料具有持久抗菌作用，同時還具有耐水性、耐候性、耐沾污性、耐抗劃性、耐溶劑性和貯存穩定性。
2017年12月11日，《一種持久抗菌型水性環保塗料及製備方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
基本介紹
- 中文名：一種持久抗菌型水性環保塗料及製備方法
- 公布號：CN102167937A
- 公布日：2011年8月31日
- 申請號：2011101142256
- 申請日：2011年5月4日
- 申請人：合眾（佛山）化工有限公司
- 地址：廣東省佛山市三水區范湖經濟開發區
- 發明人：許鈞強、康倫國
- 代理機構：深圳市維邦智慧財產權事務所
- 代理人：王昌花
- Int.Cl.：C09D125/14（2006.01）I、C09D133/00（2006.01）I、C09D127/12（2006.01）I、C09D5/08（2006.01）I
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
抗菌塗料是指在塗料中加入抗菌劑，使之具有抗菌性能的一類塗料，由於能夠殺滅大腸桿菌、葡萄球菌等黴菌、細菌而起到改善室內環境、保護人們健康的作用，其研究和套用受到關注。抗菌劑可分為天然、有機、無機等三大類：天然抗菌劑有殼聚糖、天然萃取物等提取物天然抗菌劑主要是天然植物的一些提取物，因來源、提取水平、成本等條件的限制，同時天然抗菌劑存在穩定性差，有色度等問題，其套用推廣有一定困難，如有色塗料的調配很困難。2011年5月之前，中國國內外還沒有將天然抗菌劑套用到塗料中相關報導。有機抗菌劑主要是有機酸類、苯丙咪唑類、酚類、異噻唑啉酮類、苯並異噻唑啉酮類、甲醛釋放劑、有機胺類、哌三嗪類等，有機抗菌劑雖然具有抗變色能力強的特點，但存在耐熱性差、易分解和使用壽命短等缺點，有的還有毒副作用，某些單體有致癌作用。無機抗菌劑有金屬離子型和氧化物型兩大類，金屬離子型如Ag+、Zn2+、Cu2+等；另一類是氧化物型如納米ZnO、納米TiO2等為代表的光催化抗菌劑，該類抗菌劑耐熱性較高，但必須有紫外線照射、氧氣或水的存在才能起到殺菌作用。但有些抗菌能力的金屬離子具有毒性或成本過高，制約了其套用範圍。還有無機抗菌劑多數含有銀離子，易轉變成棕色的氧化銀或經紫外線催化還原成黑色單質銀，變色不僅降低了其抗菌性，而且還限制其套用到白色或淺色塗料中去。季銨鹽類殺菌劑因其殺菌速度快，高效低毒，價格低廉，被人們廣泛研究和利用。但還屬於水溶性小分子抗菌劑，還存在毒性和餘毒問題。上述抗菌劑多以物理方式添加到體系中，由於套用簡便而使用廣泛，但其存在餘毒、易遷移、效果不持久、污染環境等缺點，無法滿足現代生活質量的要求。
發明內容
專利目的
為了改善人類居住和工作環境，提高生活質量，研製具有緩釋、長效、高效、低毒安全等特性塗料是塗料行業2011年後研究和發展的重點。《一種持久抗菌型水性環保塗料及製備方法》要解決的技術問題是為了克服塗料製備過程中物理添加抗菌助劑存在的缺點，提供了一種持久抗菌水性環保塗料。
技術方案
《一種持久抗菌型水性環保塗料及製備方法》涉及一種持久抗菌型水性環保塗料，是利用含有抗菌基團的樹脂乳液作為塗料基料的主要組分，不用添加其它抗菌劑就可使塗料具有持久抗菌性，其基本配方是：含抗菌基團的樹脂乳液25～40％、顏料或著色劑5～35％、填料15～30％、潤濕分散劑0.5～5％、中和劑0.2～1.0％、消泡劑0.2～0.5％、增稠流變劑0.2～0.5％、成膜助劑2～8％、防凍劑0～5％、功能助劑0～10％、去離子水10～25％。
其中，含抗菌基團的樹脂乳液選用含有季胺鹽抗菌基團的苯丙乳液、含有季胺鹽抗菌基團的聚丙烯酸乳液、含有季胺鹽抗菌基團的水性氟樹脂。顏料或著色劑選用鈦白粉或有機顏料、染料、透明顏料、珠光顏料、多角效應顏料和金屬顏料等環保水性色漿中的一種或其組合。填料選用不含重金屬的超細滑石粉、重鈣粉、輕鈣粉、雲母粉、高嶺土、沉澱硫酸鋇、矽鈣粉、硬脂酸中的一種或其組合。增稠流變劑選用羥乙基纖維素、疏水改性鹼溶脹丙烯酸乳液、疏水締合聚氨酯乳液的一種或其組合。成膜助劑選用聚乙二醇200或300、醇酯—12、丙二醇苯醚、乙二醇苯醚、二乙二醇丁醚中的一種或其組合。防凍劑選用丙二醇、乙二醇、乙二醇丁醚中的一種或其組合。功能助劑選用為了提高漆膜硬度的增硬劑、為了降低漆膜光澤的消光劑、為了提高漆膜的抗劃傷的流平劑、為了改善漆膜手感的增滑劑、為了防止塗層疊壓粘連的抗粘連劑、為了使塗層具有荷葉效應的疏水劑、為了增加塗層的耐磨性的耐磨劑、為了防止戶外塗料抗老化和變黃的紫外吸收劑，為了淨化空氣的負離子粉添加劑、為了改變塗料氣味的增香劑。
《一種持久抗菌型水性環保塗料及製備方法》中涉及的持久抗菌型水性環保塗料製備步驟如下：
A、製備水性分散體：按設定的重量百分比，把去離子水、濕潤分散劑、消泡劑混合攪拌均勻，加入顏料、填料，以1300～1800轉/分鐘高速攪拌，得一均勻水性分散體；B、把步驟A中的水性分散體在攪拌下加入含抗菌基團的樹脂乳液中，再加入成膜助劑、流平劑、增稠劑、防沉劑、PH調節劑攪拌分散均勻；C、根據需要加入顏料或著色劑；D、補水、消泡、調到規定的粘度，製得持久抗菌型水性環保塗料。作為一種優選方式，在D步驟的補水調粘度之前，根據實際需要和功能要求先加入流平劑、疏水劑或特殊功能助劑。
《一種持久抗菌型水性環保塗料及製備方法》持久抗菌型水性環保塗料的性能檢測方法如下：
（1）持久抗菌型水性環保塗料貯存穩定性測試方法：樣品置於恆溫烘箱內（溫度控制在50±2℃）放置30天，或常溫靜置90天，觀察是否出現浮色、沉澱或分水等，如無上述現象評為優秀。
（2）持久抗菌型水性環保塗料抗菌性能測試方法：按照《抗菌塗料》HG/T3950—2007中規定測試。
（3）持久抗菌型水性環保塗料其它性能與水性漆性能檢測方法相同。
改善效果
《一種持久抗菌型水性環保塗料及製備方法》主要是利用含有抗菌基團的樹脂乳液，在樹脂結構上抗菌基團是通過化學鍵方式連線，不易擦洗和溶解，是一種水溶性高分子樹脂殺菌劑，因而具有持久抗菌作用。同時製備的塗料還具有耐水性、耐候性、耐沾污性、耐抗劃性、耐溶劑性和貯存穩定性。
權利要求
1.《一種持久抗菌型水性環保塗料及製備方法》是利用含有抗菌基團的樹脂乳液作為塗料基料的主要組分，不用添加其它抗菌劑就可使塗料具有持久抗菌性，其基本配方是：含抗菌基團的樹脂乳液25～40％、顏料或著色劑5～35％、填料15～30％、潤濕分散劑0.5～5％、中和劑0.2～1.0％、消泡劑0.2～0.5％、增稠流變劑0.2～0.5％、成膜助劑2～8％、防凍劑0～5％、功能助劑0～10％、去離子水10～25％。
2.如權利要求1所述的一種持久抗菌型水性環保塗料，其特徵在於：所說的含抗菌基團的樹脂乳液選用含有季胺鹽抗菌基團的苯丙乳液、含有季胺鹽抗菌基團的聚丙烯酸乳液、含有季胺鹽抗菌基團的水性氟樹脂。
3.如權利要求1所述的一種持久抗菌型水性環保塗料，其特徵在於：所說的顏料或著色劑選用鈦白粉或有機顏料、染料、透明顏料、珠光顏料、多角效應顏料和金屬顏料等環保水性色漿中的一種或其組合。
4.如權利要求1所述的一種持久抗菌型水性環保塗料，其特徵在於：所說的填料選用不含重金屬的超細滑石粉、重鈣粉、輕鈣粉、雲母粉、高嶺土、沉澱硫酸鋇、矽鈣粉、硬脂酸中的一種或其組合。
5.如權利要求1所述的一種持久抗菌型水性環保塗料，其特徵在於：所說的增稠流變劑選用羥乙基纖維素、疏水改性鹼溶脹丙烯酸乳液、疏水締合聚氨酯乳液的一種或其組合。
6.如權利要求1所述的一種持久抗菌型水性環保塗料，其特徵在於：所說的成膜助劑選用聚乙二醇200或300、醇酯—12、丙二醇苯醚、乙二醇苯醚、二乙二醇丁醚中的一種或其組合。
7.如權利要求1所述的一種持久抗菌型水性環保塗料，其特徵在於：所說的防凍劑選用丙二醇、乙二醇、乙二醇丁醚中的一種或其組合。
8.如權利要求1所述的一種持久抗菌型水性環保塗料，其特徵在於：所說的功能助劑選用為了提高漆膜硬度的增硬劑、為了降低漆膜光澤的消光劑、為了提高漆膜的抗劃傷的流平劑、為了改善漆膜手感的增滑劑、為了防止塗層疊壓粘連的抗粘連劑、為了使塗層具有荷葉效應的疏水劑、為了增加塗層的耐磨性的耐磨劑、為了防止戶外塗料抗老化和變黃的紫外吸收劑，為了淨化空氣的負離子粉添加劑、為了改變塗料氣味的增香劑。
9.如權利要求1—8中任一項所述的持久抗菌型水性環保塗料的製備方法，包括如下的製備步驟：
A、製備水性分散體：按設定的重量百分比，把去離子水、濕潤分散劑、消泡劑混合攪拌均勻，加入顏料、填料，以1300～1800轉/分鐘高速攪拌得一均勻水性分散體；B、把步驟A中的水性分散體在攪拌下加入含抗菌基團的樹脂乳液中，再加入成膜助劑、流平劑、增稠劑、防沉劑、PH調節劑攪拌分散均勻；C、根據需要加入顏料或著色劑；D、補水、消泡、調到規定的粘度，製得持久抗菌型水性環保塗料；作為一種優選方式，在D步驟的補水調粘度之前，根據實際需要和功能要求先加入流平劑、疏水劑或特殊功能助劑。
10.如權利要求9所述的製備方法，其特徵在於：所說的含抗菌基團的樹脂乳液選用含有季胺鹽抗菌基團的苯丙乳液、含有季胺鹽抗菌基團的聚丙烯酸乳液、含有季胺鹽抗菌基團的水性氟樹脂。
實施方式
實施例1
原料名稱 | 規格 | 用量% |
|---|---|---|
水 | 去離子水 | 24.4 |
潤濕劑 | X-4050 | 0.10 |
分散劑 | SN-5027 | 0.30 |
分散劑 | SN-5040 | 0.80 |
消泡劑 | NXZ | 0.15 |
pH調節劑 | AMP-95 | 0.20 |
鈦白 | CR-828 | 15.0 |
高嶺土 | 1250目 | 6.0 |
重鈣 | 800目 | 10.0 |
滑石粉 | 800目 | 10.0 |
羥乙基纖維素 | TF-30000 | 0.40 |
乳液 | 抗菌型苯丙乳液45% | 28.0 |
成膜助劑 | 醇酯-12 | 1.25 |
步驟A、製備水性分散體：按設定的重量百分比，把去離子水、濕潤劑、分散劑、消泡劑混合攪拌均勻，加入鈦白粉、高嶺土、重鈣粉、滑石粉，以1300～1800轉/分鐘高速攪拌得一均勻水性分散體；
步驟B、把步驟A中的水性分散體在攪拌下加入抗菌型苯丙乳液中，再加入成膜助劑、防凍劑、增稠劑、防沉劑、PH調節劑攪拌分散均勻；
步驟C、補水、消泡、調到規定的粘度，製得了一種室內用持久抗菌型水性環保塗料。
實施例2
原料名稱 | 規格 | 用量% |
|---|---|---|
水 | 去離子水 | 25.0 |
分散劑 | SN-5027 | 0.8 |
消泡劑 | F111 | 0.2 |
防凍劑 | 丙二醇 | 1.5 |
鈦白粉 | 2310 | 20.0 |
滑石粉 | 1250目 | 8.5 |
重質碳酸鈣 | 1250目 | 7.5 |
乳液 | 抗菌型水性氟樹脂40% | 33.5 |
成膜助劑 | Texanol-12 | 1.2 |
消泡劑 | A10 | 0.3 |
增稠劑 | DSX-3116 | 1.3 |
步驟A、製備水性分散體：按設定的重量百分比，把去離子水、分散劑、消泡劑、防凍劑混合攪拌均勻，加入鈦白粉、重鈣粉、滑石粉，以1300～1800轉/分鐘高速攪拌得一均勻水性分散體；
步驟B、把步驟A中的水性分散體在攪拌下加入抗菌型水性氟樹脂中，再加入成膜助劑、增稠劑、PH調節劑攪拌分散均勻；
步驟C、補水、消泡、調到規定的粘度，製得了一種外牆用持久抗菌型水性氟塗料。
實施例3
原料名稱 | 規格 | 用量% |
|---|---|---|
水 | 去離子水 | 18.5 |
分散劑 | SN-5040 | 1.3 |
消泡劑 | F830 | 0.2 |
防凍劑 | 丙二醇 | 1.5 |
鈦白粉 | 828 | 16.8 |
絹雲母 | 800目 | 15.0 |
輕質碳酸鈣 | 800目 | 6.5 |
乳液 | 抗菌型聚丙烯酸乳液45% | 37.5 |
成膜助劑 | Texanol-12 | 1.2 |
消泡劑 | F811 | 0.2 |
增稠劑 | DSX-3116 | 1.1 |
pH調節劑 | AMP-95 | 0.2 |
步驟A、製備水性分散體：按設定的重量百分比，把去離子水、分散劑、消泡劑、防凍劑混合攪拌均勻，加入鈦白粉、輕鈣粉、絹雲母粉，以1300～1800轉/分鐘高速攪拌得一均勻水性分散體；
步驟B、把步驟A中的水性分散體在攪拌下加入抗菌型聚丙烯酸乳液中，再加入成膜助劑、增稠劑、PH調節劑、消泡劑攪拌分散均勻；
步驟C、補水、消泡、調到規定的粘度，製得了一種內外牆用持久抗菌型丙烯酸塗料。
上述三個實施例製備的持久抗菌型水性環保塗料表現出優良的特性，參見表1。
樣品 | 實施例1 | 實施例2 | 實施例3 |
|---|---|---|---|
在容器中狀態 | 均勻、無硬塊 | 均勻、無硬塊 | 均勻、無硬塊 |
外觀 | 塗膜外觀正常 | 塗膜外觀正常 | 塗膜外觀正常 |
凍融穩定性 | 通過 | 道過 | 通過 |
耐洗刷性/次 | >2500 | >3000 | >1800 |
耐鹼性: 48小時 | 無異常 | 無異常 | 無異常 |
耐水性96小時 | 無異常 | 無異常 | 無異常 |
貯存穩定性 50土2℃/30天 | 不分層 通過 | 不分層 通過 | 不分層 通過 |
耐人工老化性/小時 | >600 | >1200 | >1000 |
上述三個實施例製備的持久抗菌型水性環保塗料抗菌性能測試結果參見表2。
樣品 | 受試細菌 | 空白對照樣 品菌落總數/ （細菌群落總數/片） | 抗菌塗料樣 品菌落總數/ （細菌群落總數/片） | 抗菌率/% |
|---|---|---|---|---|
實施例1 | 大腸桿菌 | 7.6X10 | 3.2X 10 | 99.58 |
金黃色葡萄球菌 | 2.1X 10 | 1.8X 10 | 99.14 | |
實施例2 | 大腸桿菌 | 8.0X10 | 2.7X 10 | 99.66 |
金黃色葡萄球菌 | 1.8X10 | 1.5X10 | 99.17 | |
實施例3 | 大腸桿菌 | 8. 1 X 10 | 3.6X10 | 99.56 |
金黃色葡萄球菌 | 1.7X10 | 1.6X 10 | 99.06 |
榮譽表彰
2017年12月11日，《一種持久抗菌型水性環保塗料及製備方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
