CN108219657A - 一种抗菌聚氨酯涂料及其制备方法 - Google Patents
一种抗菌聚氨酯涂料及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种抗菌聚氨酯涂料，由75%重量计的A组分和25%重量计的B组分组成，其中A组分按重量份包括60‑70份水性聚醚树脂、0.1‑0.5份氧化铝、1‑3份分散剂、0.1‑0.5份流平剂、0.1‑0.5份消泡剂、0.5‑1.0份增稠剂、10‑15份颜料、10‑15份改性剂以及1‑5份抗菌剂；所述抗菌剂按重量份包括20‑30份三丁基对乙烯基苄基氯化鏻、40‑50份丙烯酰氧乙基二甲基乙基溴化铵、10‑20份戊二醛、10‑15份二氧化钛、5‑10份硫化锌以及10‑20份双乙酸钠。本发明制备的抗菌聚氨酯涂料，通过各原料的合理配比，适用性广、抗菌性好，具有优良的耐磨性、抗静电性，施工方便，效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚氨酯涂料，特别是一种抗菌聚氨酯涂料及其制备方法。
背景技术
目前，由于环保法规的日益完善和人们健康意识的逐渐增强，传统的溶剂型涂料受到了前所未有的挑战，环境友好型的水性聚氨酯涂料成为了当前涂料行业的发展趋势。水性聚氨酯涂料的应用领域主要有：车辆涂装、船舶、木材、建筑物涂装、防腐涂装、飞机、塑料、橡胶、皮革的表面涂装等等。水性聚氨酯涂料是以水为主要介质，具有低VOC含量、低或无环境污染、施工方便等特点，是溶剂型涂料的主要替代品之一。由于人们对于生活品质的追求是越来越高，对于水性聚氨酯涂料的抗菌性提出了新的要求。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种抗菌效果优异的抗菌聚氨酯涂料及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明所设计的一种抗菌聚氨酯涂料，由75%重量计的A组分和25%重量计的B组分组成，其中A组分按重量份包括60-70份水性聚醚树脂、0.1-0.5份氧化铝、1-3份分散剂、0.1-0.5份流平剂、0.1-0.5份消泡剂、0.5-1.0份增稠剂、10-15份颜料、10-15份改性剂以及1-5份抗菌剂，所述改性剂按重量份包括50-60份石墨烯、20-30份硅酸镁铝、5-10份硫化钼、1-3份铸石粉以及2-5份碳化硅；
所述抗菌剂按重量份包括20-30份三丁基对乙烯基苄基氯化鏻、40-50份丙烯酰氧乙基二甲基乙基溴化铵、10-20份戊二醛、10-15份二氧化钛、5-10份硫化锌以及10-20份双乙酸钠；
所述B组分按重量份包括80-90份异氰酸酯固化剂、1-5份酮醛树脂、2-3份丙烯酸树脂、0.1-0.5份抗氧化剂、1-5份三元醇、3-5份偶联剂。
所述A组分中的水性聚醚树脂和氧化铝配合可以增加聚氨酯涂料的耐磨性，同时添加改性剂、抗菌剂，则使得聚氨酯涂料实现多功能特性。
所述改性剂中的石墨烯和硅酸镁铝起到耐磨、抗静电的作用，硫化钼和铸石粉起到催化作用，提高石墨烯发挥作用，碳化硅的化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好,同样增加涂料的耐磨性。
所述抗菌剂中将三丁基对乙烯基苄基氯化鏻和丙烯酰氧乙基二甲基乙基溴化铵进行复配，从而得到高效的抗菌性能。二氧化钛和硫化锌属于光催化类抗菌剂，在光催化下，将吸附在表面的OH-和H、O分子氧化成具有强氧化性能力的OH自由基，对环境中的微生物具有抑制和杀菌作用。双乙酸钠是典型的通过破坏微生物体内蛋白酶活性达到抗菌目的的有机物，作为一种高效、广谱有机抗菌剂，其对霉菌的滋生具有较强的抑制作用。戊二醛为醛类有机抗菌剂，主要通过抑制微生物体内的DNA和RNA以及破坏对应蛋白酶的合成来阻碍微生物的繁殖。戊二醛通过蛋白质交联作用，其杀菌能力随着链长的增加而增加，交联作用主要发生在醛基、巯基与氨基、亚氨基之间，发生交联作用时，戊二醛首先与细胞的外层细胞膜发生相互作用，改变细胞的渗透性，进入细胞的内部，破坏DNA、RNA和酶的生成，从而达到抗菌的目的。
所述B组分在异氰酸酯固化剂加入酮醛树脂、丙烯酸树脂、抗氧化剂、三元醇，从而提高了B组分的固化能力，储存稳定性，同时配合以偶联剂来实现交联，起到协同的作用。将上述A组分和B组分混合后制备的双组分聚氨酯涂料涂膜干燥速率快、硬度高。
所述分散剂为乙烯基双硬脂酰胺，所述流平剂为丙烯酸酯流平剂，所述消泡剂为磷酸三丁酯，所述增稠剂为羟乙基纤维素。
本发明还公开了一种抗菌聚氨酯涂料的制备方法，包括以下步骤：
第一步，制备改性剂，将50-60份石墨烯、20-30份硅酸镁铝、5-10份硫化钼、1-3份铸石粉以及2-5份碳化硅混合均匀，然后将搅拌后的混合物放入研磨机中研磨至细度为30-50μm，接着将混合物溶于水中并加热至190-220℃，反应1-2 h后经蒸馏脱水，将反应物冷却到室温即得改性剂；
第二步，制备抗菌剂，将20-30份三丁基对乙烯基苄基氯化鏻、40-50份丙烯酰氧乙基二甲基乙基溴化铵、10-20份戊二醛、10-15二氧化钛、5-10份硫化锌以及10-20份双乙酸钠按重量份称量后，混合搅拌，将混合好的原料放入气氛炉中，然后升温至500-600℃后保持3h，冷却至室温取出，最后将得到的产物在50-60℃下陈化48h即得抗菌剂；
第三步，制备A组分，将60-70份水性聚醚树脂、0.1-0.5份氧化铝、1-3份分散剂、0.1-0.5份流平剂、0.1-0.5份消泡剂、0.5-1.0份增稠剂、10-15份颜料、10-15份改性剂以及1-5份抗菌剂混合搅拌30-40分钟即得A组分；
第四步，制备B组分，在80-90份异氰酸酯固化剂中加入1-5份酮醛树脂、2-3份丙烯酸树脂、0.1-0.5份抗氧化剂、1-5份三元醇、3-5份偶联剂，搅拌混合后即得B组分；
第五步，制备抗菌聚氨酯涂料，将A组分过滤后，然后按75%重量计的A组分和25%重量计的B组分混合即得抗菌聚氨酯涂料。
本发明得到的一种抗菌聚氨酯涂料，通过各原料的合理配比，适用性广、抗菌性好，具有优良的耐磨性、抗静电性，施工方便，效率高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例1：
本实施例提供的一种抗菌聚氨酯涂料，由75%重量计的A组分和25%重量计的B组分组成，其中A组分按重量份包括60份水性聚醚树脂、0.1份氧化铝、1份分散剂、0.1份流平剂、0.1份消泡剂、0.5份增稠剂、10份颜料、10份改性剂以及1份抗菌剂，所述改性剂按重量份包括50份石墨烯、20份硅酸镁铝、5份硫化钼、1份铸石粉以及2份碳化硅；
所述抗菌剂按重量份包括20份三丁基对乙烯基苄基氯化鏻、40份丙烯酰氧乙基二甲基乙基溴化铵、10份戊二醛、10份二氧化钛、5份硫化锌以及10份双乙酸钠；
所述B组分按重量份包括80份异氰酸酯固化剂、1份酮醛树脂、2份丙烯酸树脂、0.1份抗氧化剂、1份三元醇、3份偶联剂。
所述分散剂为乙烯基双硬脂酰胺，所述流平剂为丙烯酸酯流平剂，所述消泡剂为磷酸三丁酯，所述增稠剂为羟乙基纤维素。
本发明还公开了一种抗菌聚氨酯涂料的制备方法，包括以下步骤：
第一步，制备改性剂，将50份石墨烯、20份硅酸镁铝、5份硫化钼、1份铸石粉以及2份碳化硅混合均匀，然后将搅拌后的混合物放入研磨机中研磨至细度为30-50μm，接着将混合物溶于水中并加热至190-220℃，反应1-2 h后经蒸馏脱水，将反应物冷却到室温即得改性剂；
第二步，制备抗菌剂，将20份三丁基对乙烯基苄基氯化鏻、40份丙烯酰氧乙基二甲基乙基溴化铵、10份戊二醛、10份二氧化钛、5份硫化锌以及10份双乙酸钠按重量份称量后，混合搅拌，将混合好的原料放入气氛炉中，然后升温至500-600℃后保持3h，冷却至室温取出，最后将得到的产物在50-60℃下陈化48h即得抗菌剂；
第三步，制备A组分，将60份水性聚醚树脂、0.1份氧化铝、1份分散剂、0.1份流平剂、0.1份消泡剂、0.5份增稠剂、10份颜料、10份改性剂以及1份抗菌剂混合搅拌30-40分钟即得A组分；
第四步，制备B组分，在80份异氰酸酯固化剂中加入1份酮醛树脂、2份丙烯酸树脂、0.1份抗氧化剂、1份三元醇、3份偶联剂，搅拌混合后即得B组分；
第五步，制备抗菌聚氨酯涂料，将A组分过滤后，然后按75%重量计的A组分和25%重量计的B组分混合即得抗菌聚氨酯涂料。
按照GB/T 21866-2008 抗菌涂料(漆膜)抗菌性测定法和抗菌效果，将本实施例制得的抗菌聚氨酯涂料，涂覆于试验基板上形成漆膜后进行抗菌性测试，测得其抗菌性为99.9%。
实施例2：
本实施例提供的一种抗菌聚氨酯涂料，其配比和制备方法与实施例1大致相同，其区别点在于所述A组分按重量份包括70份水性聚醚树脂、0.5份氧化铝、3份分散剂、0.5份流平剂、0.5份消泡剂、1.0份增稠剂、15份颜料、15份改性剂以及5份抗菌剂。
按照GB/T 21866-2008 抗菌涂料(漆膜)抗菌性测定法和抗菌效果，将本实施例制得的抗菌聚氨酯涂料，涂覆于试验基板上形成漆膜后进行抗菌性测试，测得其抗菌性为99.9%。
实施例3：
本实施例提供的一种抗菌聚氨酯涂料，其配比和制备方法与实施例1大致相同，其区别点在于所述改性剂按重量份包括60份石墨烯、30份硅酸镁铝、10份硫化钼、3份铸石粉以及5份碳化硅。
按照GB/T 21866-2008 抗菌涂料(漆膜)抗菌性测定法和抗菌效果，将本实施例制得的抗菌聚氨酯涂料，涂覆于试验基板上形成漆膜后进行抗菌性测试，测得其抗菌性为99.9%。
实施例4：
本实施例提供的一种抗菌聚氨酯涂料，其配比和制备方法与实施例1大致相同，其区别点在于所述抗菌剂按重量份包括30份三丁基对乙烯基苄基氯化鏻、50份丙烯酰氧乙基二甲基乙基溴化铵、20份戊二醛、15份二氧化钛、10份硫化锌以及20份双乙酸钠。
按照GB/T 21866-2008 抗菌涂料(漆膜)抗菌性测定法和抗菌效果，将本实施例制得的抗菌聚氨酯涂料，涂覆于试验基板上形成漆膜后进行抗菌性测试，测得其抗菌性为99.9%。
实施例5：
本实施例提供的一种抗菌聚氨酯涂料，其配比和制备方法与实施例1大致相同，其区别点在于所述B组分按重量份包括90份异氰酸酯固化剂、5份酮醛树脂、3份丙烯酸树脂、0.5份抗氧化剂、5份三元醇、5份偶联剂。
按照GB/T 21866-2008 抗菌涂料(漆膜)抗菌性测定法和抗菌效果，将本实施例制得的抗菌聚氨酯涂料，涂覆于试验基板上形成漆膜后进行抗菌性测试，测得其抗菌性为99.9%。
Claims (3)
1.一种抗菌聚氨酯涂料，其特征在于：由75%重量计的A组分和25%重量计的B组分组成，其中A组分按重量份包括60-70份水性聚醚树脂、0.1-0.5份氧化铝、1-3份分散剂、0.1-0.5份流平剂、0.1-0.5份消泡剂、0.5-1.0份增稠剂、10-15份颜料、10-15份改性剂以及1-5份抗菌剂，所述改性剂按重量份包括50-60份石墨烯、20-30份硅酸镁铝、5-10份硫化钼、1-3份铸石粉以及2-5份碳化硅；
所述抗菌剂按重量份包括20-30份三丁基对乙烯基苄基氯化鏻、40-50份丙烯酰氧乙基二甲基乙基溴化铵、10-20份戊二醛、10-15份二氧化钛、5-10份硫化锌以及10-20份双乙酸钠；
所述B组分按重量份包括80-90份异氰酸酯固化剂、1-5份酮醛树脂、2-3份丙烯酸树脂、0.1-0.5份抗氧化剂、1-5份三元醇、3-5份偶联剂。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯，其特征在于：所述分散剂为乙烯基双硬脂酰胺，所述流平剂为丙烯酸酯流平剂，所述消泡剂为磷酸三丁酯，所述增稠剂为羟乙基纤维素。
3.一种如权利要求1-2所述的抗菌聚氨酯涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，制备改性剂，将50-60份石墨烯、20-30份硅酸镁铝、5-10份硫化钼、1-3份铸石粉以及2-5份碳化硅混合均匀，然后将搅拌后的混合物放入研磨机中研磨至细度为30-50μm，接着将混合物溶于水中并加热至190-220℃，反应1-2 h后经蒸馏脱水，将反应物冷却到室温即得改性剂；
第二步，制备抗菌剂，将20-30份三丁基对乙烯基苄基氯化鏻、40-50份丙烯酰氧乙基二甲基乙基溴化铵、10-20份戊二醛、10-15份二氧化钛、5-10份硫化锌以及10-20份双乙酸钠按重量份称量后，混合搅拌，将混合好的原料放入气氛炉中，然后升温至500-600℃后保持3h，冷却至室温取出，最后将得到的产物在50-60℃下陈化48h即得抗菌剂；
第三步，制备A组分，将60-70份水性聚醚树脂、0.1-0.5份氧化铝、1-3份分散剂、0.1-0.5份流平剂、0.1-0.5份消泡剂、0.5-1.0份增稠剂、10-15份颜料、10-15份改性剂以及1-5份抗菌剂混合搅拌30-40分钟即得A组分；
第四步，制备B组分，在80-90份异氰酸酯固化剂中加入1-5份酮醛树脂、2-3份丙烯酸树脂、0.1-0.5份抗氧化剂、1-5份三元醇、3-5份偶联剂，搅拌混合后即得B组分；
第五步，制备抗菌聚氨酯涂料，将A组分过滤后，然后按75%重量计的A组分和25%重量计的B组分混合即得抗菌聚氨酯涂料。
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