CN101210143A - 环保型长效防霉涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防霉涂料及其制备方法。所述防霉涂料的主要成分及其重量百分比为丙烯酸酯乳液10％－40％、防霉剂0.1％－2.0％、杀菌剂0.05％－0.5％、颜料5％－25％、填料10％－40％、分散剂0.1％－1％、润湿剂0.05％－1％、增稠剂0.2％－5％、流平剂0.1％－3％、成膜助剂0.4％－4％、抗冻剂0.5％－5％、消泡剂0.02％－1％、0.05％－2％pH调节剂、去离子水5％－35％，各组分之和为100％。

Description

环保型长效防霉涂料及其制备方法

技术领域：

本发明涉及一种防霉剂、防霉涂料及其制备方法。

背景技术：

在很多工业生产领域，尤其是富含微生物营养源的有机材料或产品生产环境，例如食品、制药、饮料、酿酒、皮革、粮食等行业中，也常采用涂料作为建筑内外装修材料。但是，由于这些行业生产环境的特殊性，湿度和温度都很适宜霉菌和细菌的繁殖与生长，在生产车间的内壁及天花板长霉情况相当严重，广泛存在的霉菌到处可见，它直接或间接的污染环境，使农副产品和工业品发霉、变色、变质，还传染疾病，同时也会导致涂膜粉化、脱落而失去保护、装饰功能，使环境受到污染，有害产品危及人体健康。另外，为贯彻执行国家“药品生产质量管理规范”(GMP)，对新建、改建和扩建的医药制品、医药工业、洁净厂房的设计都有了明确的要求。涂料防霉问题在国内日益受到重视，开发高性能防霉涂料的呼声很高。

国内目前的防霉涂料品种很少、时效性差，不能满足市场的需求。在现有的防霉涂料品种中，性能好的大多是溶剂型涂料，但其不利于环境保护，尤其不适于在医院、生物制剂车间等场所使用；而且防霉剂也多采用一些毒性大的汞类(醋酸苯汞、氯化苯汞)酚类(五氯酚及其钠盐)和锡类化合物(氯化三丁基锡、三丁基氧化锡等)。因此，迫切需要环保型的高性能防霉水性涂料。

采用高性能防霉水性涂料是一种经济方便、行之有效、容易推广的好方法。赋予无毒、无味、具有环保特点的水性涂料以长效的防霉性虽然有一定技术难度，但符合建筑涂料的发展方向和上述生产行业的需要，其产品易与国际接轨。在国外，水性防霉涂料及其防霉剂的研究非常活跃，不断有新的防霉剂品种进入我国，为国内高性能防霉水性涂料的开发创造了条件。

本发明不同于CN1240578A、CN1289727A和CN200410067279.1的三件中国专利，关键在于选用优良的有机防霉防藻原料制备环保型长效防霉涂料，并结合特殊施工规程，延长防霉涂料寿命，而使防霉涂料的长效、广谱、低毒、美观、环保等功效更好地发挥，并达到延长重新涂刷周期、降低能耗的作用。

发明内容：

本发明要解决的技术问题：一是如何设计上述特殊环境用防霉涂料的环保性能；二是如何进一步提高上述特殊环境用防霉涂料的抗菌防霉功效；三是通过特殊施工规程与特殊环境用防霉涂料结合，延长防霉涂料的效用和寿命。

本发明实现上述目的的技术方案是：制备一种环保型长效防霉水性涂料，并结合特殊施工规程，解决延长环保型防霉涂料寿命和功效的技术问题。

(一)该涂料的主要组分及其重量配比为：

它由丙烯酸酯乳液、防霉剂、杀菌剂、颜料、填料、分散剂、润湿剂、增稠剂、流平剂、成膜助剂、抗冻剂、消泡剂、pH调节剂和去离子水组成，它们的重量百分比为丙烯酸酯乳液10％-40％、防霉剂0.1％-2.0％、杀菌剂0.05％-0.5％、颜料5％-25％、填料10％-40％、分散剂0.1％-1％、润湿剂0.05％-1％、增稠剂0.2％-5％、流平剂0.1％-3％、成膜助剂0.4％-4％、抗冻剂0.5％-5％、消泡剂0.02％-1％、0.05％-2％pH调节剂、去离子水5％-35％。

各组份最佳重量百分比为丙烯酸酯乳液30％、防霉剂1.5％、杀菌剂0.2％、颜料17％、填料23％、分散剂0.5％、润湿剂0.1％、增稠剂1％、流平剂0.5％、成膜助剂2％、抗冻剂2％、消泡剂0.5％、pH调节剂0.2％、去离子水21.5％。上述各组分的总量应当是100。

丙烯酸酯乳液为纯丙乳液、苯丙共聚乳液、硅丙乳液中任意一种或任意二种以上的混配，任意二种以上的混配时其配比为任意配比；

防霉剂为辛基-异噻唑啉酮、二氯-n-辛基-4-异噻唑啉-3-酮、氮-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、芳基的尿衍生物、二硫化四甲秋兰姆及二甲氨硫酸锌中的一种或二种以上的混配，任意二种以上的混配时其配比为任意配比。优选为氮-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、辛基-异噻唑啉酮和二氯-n-辛基-4-异噻唑啉-3-酮与芳基的尿衍生物、二硫化四甲秋兰姆及二甲氨硫酸锌混合物，更优选为辛基-异噻唑啉酮或二氯-n-辛基-4-异噻唑啉-3-酮与芳基的尿衍生物、二硫化四甲秋兰姆及二甲氨硫酸锌混合物。所述芳基的尿衍生物为亚氨基烷氧基苯基尿嘧啶、1-氨基-3-苯基尿嘧啶、1-芳基-3，3-二甲基脲、磺酰氨基苯基尿嘧啶、苯丙尿嘧啶、二乙基硫脲、1-萘基硫脲等。

颜料为钛白粉、氧化锌、立德粉、氧化铁黄、氧化铁红、碳黑、甲苯胺红、耐晒黄、酞菁蓝、群青、酞菁绿、氧化铬绿中任意一种或任意二种以上的混配，任意二种以上的混配时其配比为任意配比。

填料为重质碳酸钙、轻质碳酸钙、滑石粉、煅烧高岭土、云母粉、硅灰石粉、超细硅酸铝、重晶石粉、石英粉、白碳黑中任意一种或任意二种以上的混配，任意二种以上的混配时其配比为任意配比。

分散剂、润湿剂、杀菌剂、增稠剂、流平剂、成膜助剂、抗冻剂、消泡剂、pH调节剂为乳胶漆生产中常用的助剂。

制备环保型长效防霉水性涂料的方法，包括以下步骤：

(1)配料：

按各组分重量百分比丙烯酸酯乳液为10％-40％、防霉剂0.1％-2.0％、杀菌剂0.05％-0.5％、颜料5％-25％、填料10％-40％、分散剂0.1％-1％、润湿剂0.05％-1％、增稠剂0.2％-5％、流平剂0.1％-3％、成膜助剂0.4％-4％、抗冻剂0.5％-5％、消泡剂0.02％-1％、0.05％-2％pH调节剂、去离子水5％-35％。配料待用。

(2)制浆：

在低速(200-600rpm)分散搅拌下依次加入去离子水、杀菌剂、分散剂、润湿剂、抗冻剂、消泡剂、流平剂，混合均匀后，分散搅拌下缓慢加入颜料和填料，加毕，中高速(800-2000rpm)分散搅拌，再用砂磨机高速分散至细度≤45μm。

(3)调漆：

在中低速(400-800rpm)分散搅拌下，逐渐加入成膜助剂、丙烯酸酯乳液，用pH调节剂调整乳胶漆pH值在8.3±0.2范围内，加入防霉剂搅匀，并用增稠剂调整乳胶漆的粘度至30±2mPa·s(25℃)，过滤后制成环保型长效防霉涂料。

(二)施工规程

防霉涂料其实只能算是一个中间商品，经过施工涂刷作业后形成的涂层才是最终产品。而涂层的性能不只是由涂料决定，与施工规程也有着密切的关系，因施工不当造成涂装失败的事例比比皆是，强调涂料施工规程的重要意义亦即于此，特别是防霉涂料要实现长效性，合理得施工规程尤为重要。

普通涂料的施工一般包括基层处理和涂装作业，而本发明意在使防霉涂料的长效、广谱、低毒、美观、环保等功效更好地发挥出来，并达到延长重新涂刷周期、降低能耗的作用，经过常年经验和总结，发明人发明了防霉涂料的特殊施工规程，它包括基层防霉处理、涂装作业和日常养护三部分。

对基层的要求除了必须干燥、干净、坚实、平整之外，必须确认墙体无霉菌存在。新墙一般不大出现霉变，旧墙往往受过霉菌污染。因为只要有一点点地方的霉菌除不尽，它便会迅速地蔓延，所以如果发现或怀疑有霉菌存在，就应该进行除霉处理。首先对长霉部分喷消毒剂或防霉洗液，以防止有生命力的孢子四周飞扬，接着，在短时间内对墙面进行彻底清洗，比如，可用含洗涤剂的热水洗刷，然后用防霉洗液处理基层，全面喷1～2遍。除霉处理不仅要灭基层表面的苔丝和孢子，还要彻底杀死渗入基层内部的全部霉菌。

除了对基层的防霉处理非常重要外，要实现环保型长效防霉涂料的长效性和达到延长重新涂刷周期、降低能耗的作用，就必须注重对防霉涂层表面的日常养护工作。因为在那些高养分、高湿度和高温度的特殊条件下非常适宜霉菌和细菌的繁殖与生长，任何防霉涂料都不可能完全抑制霉菌和细菌的滋生和快速繁殖，只有通过必要得专用防霉洗液养护，才会真正意义上实现防霉涂料的长效性。

日常养护和基层防霉处理的防霉洗液一般由防霉专用清洗剂、助溶剂和水等组成。表1介绍了一种发明人发明的防霉洗液配方。在基层防霉处理时，需根据墙面沾污程度，直接清洗1-3遍基层；而作为日常养护处理，是用防霉洗液与水按1∶2或1∶5等其它比例稀释为低浓度液体，并不定期喷洒在涂层表面，以达到杀灭涂层表面少量残余存活菌种及其繁殖物的作用，并以此养护工艺达到延长防霉涂料效用和寿命的作用。

表1防霉洗液配方

材料	质量分数/％
		防霉专用清洗剂	0.01-5
助溶剂	0-50
		水	50-99.9
合计	100

防霉专用清洗剂可为辛基-异噻唑啉酮、二氯-n-辛基-4-异噻唑啉-3-酮、氮-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、甲醛及甲醛释放体、环烷酸三正丁基锡和季铵盐化合物浓缩液等，任意一种或任意二种以上的混配，任意二种以上的混配时其配比为任意配比，优选为二氯-n-辛基-4-异噻唑啉-3-酮、环烷酸三正丁基锡和季铵盐化合物浓缩液，更优选为环烷酸三正丁基锡或季铵盐化合物浓缩液。所述甲醛释放体是指在一定条件下能释放出甲醛的物质，如2-氨基-4-甲氧基-6-甲基-1，3，5-三嗪、1、3、5-三羟乙基均三嗪、多聚甲醛等物质。所述季铵盐化合物是一种阳离子表面活性剂，也是一种消毒抗菌剂，如四丁基溴铵、十六烷基三甲基溴化银铵、氯化十二烷基三甲基铵、氯化十二烷基二甲基苄基铵等，优选为十六烷基三甲基溴化银铵。

所述助溶剂为乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇***、二丙二醇丁醚、二丙二醇***、丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、异丙醇、乙醇、乙二醇、丙二醇、三甲基戊二醇单异丁酸酯等，任意一种或任意二种以上的混配，任意二种以上的混配时其配比为任意配比，优选为乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、异丙醇，更优选为二乙二醇丁醚、异丙醇。

基层喷涂最后一遍防霉洗液干燥24h后，开始防霉涂料的涂饰，其涂装要求与一般建筑装饰涂料的要求基本相同。

本发明制备的防霉涂料，具有长效的抗菌防霉性能、水性环保功能和优异涂料常规性能；结合特殊施工规程，使防霉涂料的长效、广谱、低毒、美观、环保等功效充分地发挥出来了，并能达到延长重新涂刷周期、降低能耗的作用。其特点如下：

①本发明使用特殊防霉材料组合进行抗菌防霉，发明人充分考虑到在高温、高湿、高养分的环境中，应选取具有低水溶性、低毒性、缓释性、广谱以及针对性菌种高杀灭性等特点的防霉材料组合，克服了单一防霉材料存在的不足，使防霉效果显著提高；

②本发明选用水性丙烯酸酯乳液体系，同时考虑防霉杀菌剂产品的低毒性，体现了环保型防霉涂料的特性；

③本发明通过特殊施工规程与特殊环境用防霉涂料结合，极大程度上延长了防霉涂料的效用和寿命。

具体实施方式：

下面结合具体的实施例进一步说明本发明是如何实现的。这些实施例仅用于说明合理选取了防霉材料组合后，其它原料和防霉材料组合的添加量以及结合施工规程养护的情况不同而对于防霉涂料效果的影响，并不意味着将本发明限定在某一范围内。

实施例1：

将去离子水26.5％、杀菌剂0.2％、分散剂0.5％、润湿剂0.1％、流平剂0.5％、抗冻剂2％、消泡剂0.5％放入高速分散机中分散，加入颜料17％、填料23％，加毕，中高速(800-2000rpm)搅拌，再用砂磨机高速分散至细度≤45um；在中低速(400-800rpm)搅拌下，逐渐加入成膜助剂2％、丙烯酸酯乳液25％，用pH调节剂调整乳胶漆pH值在8.3±0.2范围内，加入防霉剂1.0％搅匀，并用增稠剂1.5％调整乳胶漆的粘度至30±2mPa.s(25℃)，过滤即制成环保型长效防霉涂料。

实施例2：

将去离子水21.8％、杀菌剂0.2％、分散剂0.5％、润湿剂0.1％、流平剂0.5％、抗冻剂2％、消泡剂0.5％放入高速分散机中分散，加入颜料15％、填料20％，加毕，中高速(800-2000rpm)搅拌，再用砂磨机高速分散至细度≤45um；在中低速(400-800rpm)搅拌下，逐渐加入成膜助剂2％、丙烯酸酯乳液35％，用pH调节剂调整乳胶漆pH值在8.3±0.2范围内，加入防霉剂1.0％搅匀，并用增稠剂1.2％调整乳胶漆的粘度至30±2mPa.s(25℃)，过滤即制成环保型长效防霉涂料。

实施例3：

将去离子水21.5％、杀菌剂0.2％、分散剂0.5％、润湿剂0.1％、流平剂0.5％、抗冻剂2％、消泡剂0.5％放入高速分散机中分散，加入颜料17％、填料23％，加毕，中高速(800-2000rpm)搅拌，再用砂磨机高速分散至细度≤45um；在中低速(400-800rpm)搅拌下，逐渐加入成膜助剂2％、丙烯酸酯乳液30％，用pH调节剂调整乳胶漆pH值在8.3±0.2范围内，加入防霉剂1.5％搅匀，并用增稠剂1.0％调整乳胶漆的粘度至30±2mPa.s(25℃)，过滤即制成环保型长效防霉涂料。

实施例4：

将去离子水21.5％、杀菌剂0.2％、分散剂0.5％、润湿剂0.1％、流平剂0.5％、抗冻剂2％、消泡剂0.5％放入高速分散机中分散，加入颜料12％、填料28％，加毕，中高速(800-2000rpm)搅拌，再用砂磨机高速分散至细度≤45um；在中低速(400-800rpm)搅拌下，逐渐加入成膜助剂2％、丙烯酸酯乳液30％，用pH调节剂调整乳胶漆pH值在8.3±0.2范围内，加入防霉剂1.5％搅匀，并用增稠剂1.0％调整乳胶漆的粘度至30±2mPa.s(25℃)，过滤即制成环保型长效防霉涂料。

实施例5：

将去离子水26.7％、杀菌剂0.2％、分散剂0.5％、润湿剂0.1％、流平剂0.5％、抗冻剂2％、消泡剂0.5％放入高速分散机中分散，加入颜料18％、填料22％，加毕，中高速(800-2000rpm)搅拌，再用砂磨机高速分散至细度≤45um；在中低速(400-800rpm)搅拌下，逐渐加入成膜助剂2％、丙烯酸酯乳液25％，用pH调节剂调整乳胶漆pH值在8.3±0.2范围内，加入防霉剂0.8％搅匀，并用增稠剂1.5％调整乳胶漆的粘度至30±2mPa.s(25℃)，过滤即制成环保型长效防霉涂料。

实施例6：

将去离子水32.2％、杀菌剂0.2％、分散剂0.5％、润湿剂0.1％、流平剂0.5％、抗冻剂2％、消泡剂0.5％放入高速分散机中分散，加入颜料18％、填料22％，加毕，中高速(800-2000rpm)搅拌，再用砂磨机高速分散至细度≤45um；在中低速(400-800rpm)搅拌下，逐渐加入成膜助剂2％、丙烯酸酯乳液20％，用pH调节剂调整乳胶漆pH值在8.3±0.2范围内，加入防霉剂0.3％搅匀，并用增稠剂1.5％调整乳胶漆的粘度至30±2mPa.s(25℃)，过滤即制成环保型长效防霉涂料。

实施例7：

在实施例3的基础上，结合施工规程，用防霉洗液在老化实验过程中，间歇进行涂层养护。所述防霉洗液的具体配方例为：

防霉洗液配方例

材料	质量分数/％
		防霉专用清洗剂	5
助溶剂	40
		水	55
合计	100

涂层养护的具体工艺为在250H老化实验进行结束后，先观察涂层表面的霉菌生长情况后，再用防霉洗液与水按1∶2的比例稀释为低浓度液体，并喷洒在涂层表面至将其完全润湿，然后待涂层晾干，进入第二个250H老化的实验，依次循环.并以此养护工艺操作.观察通过防霉洗液养护的涂层在经历不同老化时间后长霉情况。

实施例防霉性能测试对比：

环保型防霉涂料的评价方法：根据国际GB1741-79(89)《涂料耐霉菌测定法》测定涂膜的防霉性能。

以上实施例通过广东省微生物检测中心检测，对照测试结果如下：

对照测试结果，实施例5，6因防霉材料使用量较小时效性不理想；实施例1，2因防霉材料使用量适中，使防霉时效性也适中；实施例3，4因防霉材料使用量较大，而使时效性延长，长霉等级低，但随着老化时间的延长，它们还是不足结合了按照施工规程养护的实施例7优异。发明人认为实施例7的结果充分说明了通过特殊施工规程与环保型长效防霉涂料(实施例3)结合，能延长防霉涂料的效用和寿命。

Claims (6)

1.环保型长效防霉涂料，其特征在于：它由丙烯酸酯乳液、防霉剂、杀菌剂、颜料、填料、分散剂、润湿剂、增稠剂、流平剂、成膜助剂、抗冻剂、消泡剂、pH调节剂和去离子水组成，它们的重量百分比为丙烯酸酯乳液10％-40％、防霉剂0.1％-2.0％、杀菌剂0.05％-0.5％、颜料5％-25％、填料10％-40％、分散剂0.1％-1％、润湿剂0.05％-1％、增稠剂0.2％-5％、流平剂0.1％-3％、成膜助剂0.4％-4％、抗冻剂0.5％-5％、消泡剂0.02％-1％、0.05％-2％pH调节剂、去离子水5％-35％；各组分之和为100％。

2.根据权利要求1所述的环保型长效防霉涂料，其特征在于：各组份最佳重量百分比为丙烯酸酯乳液30％、防霉剂1.5％、杀菌剂0.2％、颜料17％、填料23％、分散剂0.5％、润湿剂0.1％、增稠剂1％、流平剂0.5％、成膜助剂2％、抗冻剂2％、消泡剂0.5％、pH调节剂0.2％、去离子水21.5％。

3.根据权利要求1或2所述的环保型长效防霉涂料，其特征在于：防霉剂为辛基-异噻唑啉酮、二氯-n-辛基-4-异噻唑啉-3-酮、氮-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、芳基的尿衍生物、二硫化四甲秋兰姆及二甲氨硫酸锌等中的任意一种或任意二种以上的混配。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的环保型长效防霉涂料，其特征在于：防霉剂优选为氮-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、  辛基-异噻唑啉酮和二氯-n-辛基-4-异噻唑啉-3-酮与芳基的尿衍生物、或二硫化四甲秋兰姆及二甲氨硫酸锌混合物。

5.根据权利要求4所述的环保型长效防霉涂料，其特征在于：防霉剂更优选为辛基-异噻唑啉酮或二氯-n-辛基-4-异噻唑啉-3-酮与芳基的尿衍生物、二硫化四甲秋兰姆及二甲氨硫酸锌混合物。

6.如权利要求1所述的环保型长效防霉涂料的制备方法，包括如下步骤：

(1)配料：

按各组分重量百分比配料待用；

(2)制浆：

在低速(200-600rpm)分散搅拌下依次加入去离子水、杀菌剂、分散剂、润湿剂、抗冻剂、消泡剂、流平剂，混合均匀后，分散搅拌下缓慢加入颜料和填料，加毕，中高速(800-2000rpm)分散搅拌，再用砂磨机高速分散至细度≤45μm；

(3)调漆：

在中低速(400-800rpm)分散搅拌下，逐渐加入成膜助剂、丙烯酸酯乳液，用pH调节剂调整乳胶漆pH值在8.3±0.2范围内，加入防霉剂搅匀，并用增稠剂调整乳胶漆的粘度至30±2mPa·s(25℃)，过滤后制成环保型长效防霉涂料。