一种柔光型抗菌除醛耐污的涂料及其制备方法和应用

专利名称：一种柔光型抗菌除醛耐污的涂料及其制备方法和应用

专利类型：实用新型专利

专利申请号：CN202111496845.0

专利申请（专利权）人：河北嘉宝莉涂料有限公司,嘉宝莉化工集团股份有限公司
权利人地址：河北省廊坊市永清工业园区紫荆路7号

专利发明（设计）人：陈向新,区英强,陈颖,陈文基,叶贺昌

专利摘要：本发明属于涂料技术领域，提供了一种柔光型抗菌除醛耐污的涂料及其制备方法和应用，本发明采用含羟基的水性丙烯酸乳液和固化剂，并添加了抗菌除醛添加剂、负离子粉，以及其他助剂制得涂料，同时兼具抗菌、除醛和耐污的特点，且具有柔光的性质，可以用作内墙涂料，广泛地应用于具有内墙装饰、抗菌、除醛、防污领域的工程中。

主权利要求：一种柔光型抗菌除醛耐污的涂料及其制备方法和应用
技术领域
[0001] 本发明涉及涂料技术领域，更具体地，涉及一种柔光型抗菌除醛耐污的涂料及其制备方法和应用。
背景技术
[0002] 内墙涂料具有施工方便，性能突出，安全环保的特点，随着技术水平的提升人们对内墙涂料的要求也越来越高，逐步地由其装饰性向其功能性改变。在环境评价中，对空气质量的要求也越来越高，净化空气主要是指清除空气中的尘埃和有毒有害气体(如甲醛等)、抑制细菌和霉菌的生长，但是目前，大部分的抗菌除醛涂料的除醛效率较低，抗菌持久性较弱(如普通乳胶漆的除醛效率一般不超过86％，24h抗菌持久性不超过93％)，而且一般光泽度低，不具有柔光的特点。发明专利CN102585618A公开了一种哑光耐污涂料及其制备方法，发明专利CN102443325A公开了一种水性的防“涂鸦”耐污涂料及其制备方法，但是以上耐污涂料的功能单一，不具有抗菌除醛的功能。针对上述情况，亟需制备一种涂料，不仅具有耐污性能，还具有除醛效率高，抗菌持久性好，同时具有柔光的特点。
发明内容
[0003] 本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种柔光型抗菌除醛耐污的涂料，同时具有耐污、高效除醛、持久抗菌的特点，耐污等级达到1级，甲醛净化效率高达89％及其以上，24h抗菌持久性高达95％及其以上，并且具有柔光的特点。
[0004] 本发明的第一方面提供一种柔光型抗菌除醛耐污的涂料。
[0005] 具体地，一种柔光型抗菌除醛耐污的涂料，包括A组分和B组分，所述A组分包括：含羟基的水性丙烯酸乳液、助剂和水；所述助剂包括颜填料；所述颜填料包括除醛抗菌添加剂和负离子粉；所述除醛抗菌添加剂为载锌纳米蒙脱石；所述B组分包括：溶剂和固化剂。
[0006] 本发明利用含羟基的水性丙烯酸乳液与固化剂制成涂料，同时还添加除醛抗菌添加剂和负离子粉，除醛抗菌添加剂在吸附游离甲醛的同时，微生物与涂料表面的抗菌成分锌离子接触，锌离子吸附病菌并与病菌的酶蛋白的巯基(‑SH)和氨基(‑NH2)等活性组分发生反应，导致酶蛋白沉淀或失去活性，能量和呼吸代谢被中止或中断，而负离子粉则能将空气中的氧气分子转化为负氧离子，有助于空气净化，除醛抗菌添加剂和负离子粉协同增效，提高了涂料的除醛效率和抗菌持久性。
[0007] 优选地，按重量份计，所述A组分包括以下组分：
[0008] 含羟基的水性丙烯酸乳液350‑450份；
[0009] 助剂305‑370份；
[0010] 水250‑320份；
[0011] 所述助剂包括颜填料 250‑300份；
[0012] 按重量份计，所述B组分包括以下组分：
[0013] 溶剂10‑30份；
[0014] 固化剂70‑90份。
[0015] 优选地，所述A组分和B组分的质量比为6.5‑11:1。
[0016] 更优选地，所述A组分和B组分的质量比为7.5‑10:1。
[0017] 优选地，所述含羟基的水性丙烯酸乳液为含羟基苯丙乳液。
[0018] 优选地，所述含羟基苯丙乳液为XK‑103。
[0019] 优选地，所述含羟基苯丙乳液的羟值为3‑3.5。
[0020] 优选地，所述含羟基的水性丙烯酸乳液采用半连续种子乳液聚合法制得。
[0021] 优选地，所述固化剂为异氰酸酯。本发明利用含羟基的水性丙烯酸乳液与异氰酸酯固化剂制成水性丙烯酸聚氨酯涂料，具有交联密度高，硬度高，耐化学品性优，耐磨性优的特点，材料的耐污性能好。
[0022] 优选地，所述异氰酸酯为水性脂肪族聚异氰酸酯。
[0023] 优选地，所述异氰酸酯为水性脂肪族聚异氰酸酯2655。
[0024] 优选地，按重量份计，所述颜填料包括除醛抗菌添加剂15‑30份、负离子粉15‑30份。
[0025] 优选地，所述除醛抗菌添加剂的粒径小于20μm。
[0026] 更优选地，所述除醛抗菌添加剂的粒径为10‑20μm。
[0027] 优选地，所述载锌纳米蒙脱石的制备方法为：锌以水合阳离子的形式，以离子交换2+
的方式进入层状蒙脱石硅酸盐的晶格层间，将具有抗菌作用的Zn 离子植入，从而使纳米蒙脱石层间结果发生变化，使得纳米蒙脱石不但具有原先吸附和离子交换作用，还具备层间抑菌、杀菌作用。

[0028] 优选地，所述颜填料还包括哑粉和/或颜料。
[0029] 优选地，所述哑粉为二氧化硅消光粉。
[0030] 优选地，按重量份计，所述颜填料还包括哑粉2‑4份、颜料200‑250份。
[0031] 优选地，所述颜料为钛白粉。
[0032] 优选地，所述负离子粉为SiO2、Al2O3、B2O3中的一种或几种。
[0033] 更优选地，所述负离子粉为SiO2、Al2O3、B2O3的混合物。
[0034] 优选地，所述SiO2、Al2O3、B2O3的质量比为1.5‑3.5：0.5‑2.5：1。
[0035] 优选地，所述水为去离子水。
[0036] 优选地，所述助剂还包括润湿分散剂、成膜助剂、pH调节剂、增稠剂、消泡剂、流平剂、杀菌剂中的一种或几种。
[0037] 更优选地，按重量份计，所述助剂还包括润湿分散剂9‑12份、成膜助剂22‑26份、pH调节剂1‑3份、增稠剂8‑10份、消泡剂3‑6份、流平剂4‑7份、杀菌剂3‑5份中的一种或几种。
[0038] 优选地，所述润湿分散剂为含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物溶液和/或非离子有机表面活性剂。
[0039] 优选地，所述含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物溶液为BYK190。
[0040] 优选地，所述非离子有机表面活性剂为WET510。
[0041] 优选地，所述成膜助剂为2,2,4‑三甲基‑1,3‑戊二醇‑单异丁酸酯。
[0042] 优选地，所述pH调节剂为2‑氨基‑2甲基‑1丙醇。
[0043] 优选地，所述增稠剂为聚氨酯增稠剂。
[0044] 优选地，所述消泡剂为有机硅消泡剂。
[0045] 优选地，所述流平剂为聚醚改性聚硅氧烷、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、丙烯酸流平剂中的一种或几种。
[0046] 优选地，所述丙烯酸流平剂为PW336。
[0047] 优选地，所述聚醚改性聚二甲基硅氧烷为BYK331。
[0048] 优选地，所述杀菌剂为银离子杀菌剂。
[0049] 优选地，所述涂料为内墙涂料。
[0050] 本发明的第二方面提供一种柔光型抗菌除醛耐污的涂料的制备方法。
[0051] 本发明保护上述柔光型抗菌除醛耐污的涂料的制备方法，包括如下步骤：
[0052] 将助剂分散在水中，研磨，再加入含羟基的水性丙烯酸乳液，混合得到A组分，将固化剂和溶剂混合得到B组分，制得所述涂料。
[0053] 本发明的第三方面提供一种柔光型抗菌除醛耐污的涂料的应用。
[0054] 本发明保护上述柔光型抗菌除醛耐污的涂料在内墙装饰、抗菌、除醛或防污领域中的应用。
[0055] 相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
[0056] (1)本发明采用含羟基的水性丙烯酸乳液和固化剂，并添加除醛抗菌添加剂和负离子粉以及其他助剂制得水性涂料，除醛抗菌添加剂和负离子粉之间发挥协同作用，所制得涂料兼具持久抗菌、高效除醛的特点，甲醛净化效率高达89％及其以上，24h抗菌持久性高达95％及其以上，至少可以抗大肠杆菌、金黄葡萄球菌以及霉菌；
[0057] (2)本发明采用半连续种子乳液聚合法制得引入含羟基的水性丙烯酸乳液，与异氰酸酯固化剂制成水性丙烯酸聚氨酯涂料，交联密度高，硬度高，硬度达到H，耐化学品性优，耐磨性优，涂料的耐污性能提高，耐污等级达到1级，同时还添加哑粉，赋予涂料柔光的性质。
具体实施方式
[0058] 为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。
[0059] 以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。
[0060] 实施例1
[0061] 一种柔光型抗菌除醛耐污的涂料，包括A组分和B组分，
[0062] 按重量份计，A组分包括以下组分：
[0063]
[0064] 其中，负离子粉为质量比5：3：2的SiO2、Al2O3、B2O3的混合物；
[0065] 载锌纳米蒙脱石的粒径为10‑20μm；
[0066] 含羟基苯丙乳液的羟值为3；
[0067] 润湿分散剂为BYK190、WET510；
[0068] 流平剂为丙烯酸流平剂PW336、聚醚改性聚二甲基硅氧烷BYK331；
[0069] 按重量份计，B组分包括以下组分：
[0070] 丙二醇二乙酸酯20份；
[0071] 异氰酸酯80份。
[0072] 涂料中A组分和B组分的质量比为10:1。
[0073] 上述柔光型抗菌除醛耐污的涂料的制备方法，包括如下步骤：
[0074] 1、按配比将准确称量的去离子水加入分散缸中，开启搅拌至中速400r/min状态，加入润湿分散剂、成膜助剂、pH调节剂、消泡剂，搅拌3min；然后依次加入颜填料中的钛白粉、抗菌除醛添加剂、负离子粉、哑粉，高速1100r/min分散10min，经研磨工艺研磨至细度≤50μm；调整转速至中速400r/min，加入水性丙烯酸乳液、消泡剂、增稠剂、流平剂、杀菌剂，制得A组分；

[0075] 2、将丙二醇二乙酸酯和异氰酸酯加入分散缸，中速400r/min搅拌5min制得B组分；
[0076] 3、将A组分和B组分按照质量比为10:1的配比混合制得柔光型抗菌除醛耐污的涂料。
[0077] 实施例2
[0078] 一种柔光型抗菌除醛耐污的涂料，包括A组分和B组分，
[0079] 按重量份计，A组分包括以下组分：
[0080]
[0081] 其中，负离子粉为质量比5：3：2的SiO2、Al2O3、B2O3的混合物；
[0082] 载锌纳米蒙脱石的粒径为10‑20μm；
[0083] 含羟基苯丙乳液的羟值为3.5；
[0084] B组分与实施例1相同，
[0085] 涂料中A组分和B组分的质量比为8:1。
[0086] 上述柔光型抗菌除醛耐污的涂料的制备方法，包括如下步骤：
[0087] 1、按配比将准确称量的去离子水加入分散缸中，开启搅拌至中速600r/min状态，加入润湿分散剂、成膜助剂、pH调节剂、消泡剂，搅拌5min；然后依次加入颜填料中的钛白粉、抗菌除醛添加剂、负离子粉、哑粉，高速1100r/min分散10min，经研磨工艺研磨至细度≤50μm；调整转速至中速600r/min，加入水性丙烯酸乳液、消泡剂、增稠剂、流平剂、杀菌剂，制得A组分；

[0088] 2、将丙二醇二乙酸酯和异氰酸酯加入分散缸，中速600r/min搅拌5min；
[0089] 3、将A组分和B组分按照质量比为8:1的配比混合制得柔光型抗菌除醛耐污的涂料。
[0090] 实施例3
[0091] 一种柔光型抗菌除醛耐污的涂料，包括A组分和B组分，
[0092] 按重量份计，A组分包括以下组分：
[0093]
[0094] 其中，负离子粉为质量比5：3：2的SiO2、Al2O3、B2O3的混合物；
[0095] 载锌纳米蒙脱石的粒径为10‑20μm；
[0096] 含羟基苯丙乳液的羟值为3；
[0097] B组分与实施例1相同，
[0098] 涂料中A组分和B组分的质量比为7.5:1。
[0099] 上述柔光型抗菌除醛耐污的涂料的制备方法，包括如下步骤；
[0100] 1、按配比将准确称量的去离子水加入分散缸中，开启搅拌至中速500r/min状态，加入润湿分散剂、成膜助剂、pH调节剂、消泡剂，搅拌3min；然后依次加入颜填料中的钛白粉、抗菌除醛添加剂、负离子粉、哑粉，高速1100r/min分散10min，经研磨工艺研磨至细度≤50μm；调整转速至中速500r/min，加入水性丙烯酸乳液、消泡剂、增稠剂、流平剂、杀菌剂，制得A组分；

[0101] 2、将丙二醇二乙酸酯和异氰酸酯加入分散缸，中速500r/min搅拌5min，制得B组分；
[0102] 3、将A组分和B组分按照质量比为7.5:1的配比混合制得柔光型抗菌除醛耐污的涂料。
[0103] 对比例1
[0104] 对比例1为普通乳胶漆。
[0105] 产品效果测试
[0106] 1、测试方法
[0107] (1)光泽度：GB/T1743‑1979，测定角度60°。
[0108] (2)硬度：GB/T6739‑2006，硬度由软到硬依次为9B、8B、7B、6B、5B、4B、3B、2B、HB、F、H、2H、3H、4H、5H、6H、7H、8H、9H。
[0109] (3)耐污等级：测试方法按照GB/T9780‑2013，等级划分按照HG/T4756‑2014。
[0110] (4)负离子发生量：JC/T2040‑2010，空气负离子发生量应不低于500个·(s·2 ‑1
cm) 。

[0111] (5)抗菌持久性：HG/T3950‑2007，I级抗菌涂料抗菌持久性应≥95％。
[0112] (6)甲醛净化效率：JC/T1074‑2008。
[0113] 2、测试结果
[0114] 表1各实施例和对比例的性能测试结果
[0115]
[0116]
[0117] 由以上表1的测试结果可知，本发明实施例1‑3制得的涂料，硬度高，耐污性能好，抗菌效果好，抗菌持久性高，且能够高效去除甲醛，具有柔光的特点，而对比例1的普通乳胶漆的光泽度低，不具有柔光的特点，而且硬度相对较低，抗菌持久性和甲醛净化效率较差，由此可见，本发明的涂料相对于普通乳胶漆具有更多功能性，可以满足更多方位的要求，可广泛应用于内墙的装饰装修工程中。

专利地区：河北

专利申请日期：2021-12-09

专利公开日期：2023-08-15

专利公告号：CN114350196B