CN108299986A - 植物精油微胶囊杀菌防霉涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种植物精油微胶囊杀菌防霉涂料及其制备方法和应用，包括如下重量份的组分：聚合物乳液120‑150重量份，羟乙基纤维素3‑5重量份，纯净水350‑450重量份，填料180‑220重量份，纳米颜料12‑120重量份，植物精油微胶囊10‑20重量份，和功能助剂7‑28重量份；其中，植物精油微胶囊为香樟植物精油微胶囊，经如下红外辐射脱水、纳米研磨粉碎、沸水蒸馏、***萃取和超声包埋步骤制得。植物杀菌精油微胶囊中的杀菌有效成分植物精油可以减少受外界环境的影响，具有缓释作用，延长了杀菌防霉功效的时效性，可广泛适用于工艺品。

Description

植物精油微胶囊杀菌防霉涂料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及工艺品涂料技术领域，特别公开一种植物精油微胶囊杀菌防霉涂料及其制备方法和应用。
背景技术
在当今社会，绿色环保健康的概念已经深入到每一位消费者的心里。人们重视环保，关注自己的健康，购买任何产品时也都将环保、安全放在第一位，在我们的生活空间里病毒和细菌是无时不有无处不在，病毒细菌的存在对人体的危害程度一直困扰和威胁着大家的身心健康，而一些工艺品特别是竹木工艺品因为含有水分比较大，特别容易生长霉菌和细菌，从而影响了工艺品的质量同时也会把霉菌细菌传染给人类，造成免疫力低的人群接触后容易生病等，这从而严重影响人们的身体健康。
国际涂料行业杀菌涂料中普遍使用的是银离子系列杀菌粉，虽然试验证明银离子杀菌粉具有很好的杀菌抗菌防霉作用，但据韩联社首尔一份研究结果显示，人体长期接触纳米银会对身体造成一定的伤害，特别证实的是人如果误吃进纳米银颗粒，会对人体的肝脏造成严重危害，因此，特别是有婴幼儿活动和接触的室内装饰装修就不得使用含有纳米银系列粉末作为杀菌抗菌添加剂添加在杀菌抗菌涂料中。
近些年，植物杀菌防霉在涂料中的应用得到了一定的研究。比如，专利CN104194514A公开了一种防霉、杀菌、除甲醛涂料，包括以下按重量份计的原料：纳米银水溶液2～5份，填料碳酸钙10～15份，稳定剂丙二醇8～12份，苯丙乳液18～25份，成膜助剂十二碳酸酯2～5份，植物提取物8～12份，水10～45份，PH调节剂1～3份，所述的植物提取物为浓度为8～12份2.5g/ml的茶叶、黄芩、槐米提取物。专利CN 106590308A公开了一种防霉抑菌涂料，包括纯丙烯酸乳液、丙烯腈、硫酸铜、杀菌剂、植物纤维素、硫酸钠、防霉剂、水，各组分的质量份数为：纯丙烯酸乳液30-60、丙烯腈20-50、硫酸铜20-30、杀菌剂10-20、植物纤维素15-20、硫酸钠20-40、防霉剂30-60、水50-70。专利CN 106221557A公开了一种植物杀菌功能涂料，按照重量份计，由以下原料组成：聚氨酯丙烯酸酯树脂70-100份、煅烧高岭土5-10份、石英砂1-5份、钛白粉1-5份、消泡剂1-5份、植物杀菌剂1-10份、防腐剂1-10份、成膜助剂1.5-5份、增稠剂1-5份、润湿分散剂10-20份和水10-30份。
上述专利在技术引入了植物组分作为主要杀菌剂的做法，但是对于如何进一步提高植物组分杀菌的效果方面，并没有深入研究。专利CN 105199462A公开一种植物杀菌驱虫功能型内墙乳胶漆及其制备方法，包括如下重量份的组分：聚合物乳液120-150份、羟乙基纤维素3-5份、植物性复合纳米杀菌粉2-5份、防冻剂15-25份、成膜助剂7-28份、增稠剂3-6份、流平剂3-5份、填料180-220份、水350-450份，其中的组分植物性复合纳米杀菌粉通过廉价易得的马齿苋、松针、香樟树、侧柏、雪松等经红外脱水技术和纳米生产技术制备而成。其随虽引入了红外脱水技术和纳米生产技术，但对于杀菌效果的持续性并没有深入的研究。
发明内容
本发明的目的在于提供一种植物精油微胶囊杀菌防霉涂料，可应用于工艺品的杀菌防霉，延长了杀菌防霉功效的时效性。
本发明的另一个目的在于提供一种植物精油微胶囊杀菌防霉涂料的制备方法，加工工艺简单，可大批量产业化生产。
本发明的又一个目的在于提供一种植物精油微胶囊杀菌防霉涂料在工艺品中的应用。
本发明提供一种植物精油微胶囊杀菌防霉涂料，包括如下重量份的组分：聚合物乳液120-150重量份，羟乙基纤维素3-5重量份，纯净水350-450重量份，填料180-220重量份，纳米颜料12-120重量份，植物精油微胶囊10-20重量份，和功能助剂7-48重量份；
其中，植物精油微胶囊为香樟植物精油微胶囊，经如下步骤制备得到：
步骤1，红外辐射脱水：香樟树的新鲜叶片、枝干、根系洗净切片后经过红外辐射加热快速脱水干燥；
步骤2，纳米研磨粉碎：再经过纳米研磨生产进行研磨粉碎，得到具有纳米级粒径的纳米香樟粉；
步骤3，沸水蒸馏：纳米香樟粉加入沸水进行水蒸气蒸馏，控制固液比为1.8-2.2g/mL；
步骤4，***萃取：馏出液用***进行萃取馏出液多次，控制馏出液与***的体积比是1:1-2，水浴回收***并脱水得到了香樟植物精油；
步骤5，超声包埋：超声下控制纤维素与水的重量比为1:40-49，将羟乙基纤维素溶于水中制得精油壁材；在温度45-55℃下、控制香樟植物精油和精油壁材的质量比m植物精油:m壁材＝1:5-5.5条件下超声包埋60min，静置、抽滤、干燥、粉碎得香樟植物精油微胶囊。
较佳的，所述的聚合物乳液为苯丙聚合物乳液和/或纯丙聚合物乳液。
较佳的，所述的羟乙基纤维素为棉羟乙基纤维素经过碱处理后用、与环氧乙烷或氯乙醇经醚化反应制备而得。
较佳的，所述的填料为轻质碳酸钙、重质碳酸钙、滑石粉中的多种。
较佳的，所述的纳米颜料为纳米钛白粉、纳米有机中黄色浆或者纳米有机大红色浆，其对应的重量份配比为纳米钛白粉80-120，纳米有机中黄色浆12-15，或者纳米有机大红色浆12-15。其中，添加纳米钛白粉则形成白色的植物精油微胶囊杀菌防霉涂料，添加纳米有机中黄色浆则形成黄色的植物精油微胶囊杀菌防霉涂料，添加纳米有机大红色浆则形成红色的植物精油微胶囊杀菌防霉涂料。
较佳的，功能助剂为防冻剂、流平剂、成膜助剂、增稠剂、消泡剂、PH调节剂、润湿剂、分散剂的一种或多种。
本发明还提供一种植物精油微胶囊杀菌防霉涂料的制备方法，包括制备植物精油微胶囊和制备杀菌防霉涂料的步骤，其中，制备植物精油微胶囊的步骤包括：
步骤1，红外辐射脱水：香樟树的新鲜叶片、枝干、根系洗净切片后经过红外辐射加热快速脱水干燥；
步骤2，纳米研磨粉碎：再经过纳米研磨生产进行研磨粉碎，得到具有纳米级粒径的纳米香樟粉；
步骤3，沸水蒸馏：纳米香樟粉加入沸水进行水蒸气蒸馏，控制固液比为1.8-2.2g/mL；
步骤4，***萃取：馏出液用***进行萃取馏出液多次，控制馏出液与***的体积比是1:1-2，水浴回收***并脱水得到了香樟植物精油；
步骤5，超声包埋：超声下控制纤维素与水的重量比为1:40-49，将羟乙基纤维素溶于水中制得精油壁材；在温度45-55℃下、控制香樟植物精油和精油壁材的质量比m植物精油:m壁材＝1:5-5.5条件下超声包埋60min，静置、抽滤、干燥、粉碎得香樟植物精油微胶囊；
其中，制备杀菌防霉涂料的步骤包括：将各组分的原料按配比进行混合、研磨、调粘，即得植物精油微胶囊杀菌防霉涂料。
本发明提供上述植物精油微胶囊杀菌防霉涂料在工艺品中的应用。
本发明的有益效果有：
1、添加的植物杀菌精油微胶囊具有绿色、环保，取源于大自然，属于可再生资源、来源广泛、不含各种对人体有害物质，具有长效广谱杀菌、抗菌、防霉功能性和环境可持续性；植物杀菌精油微胶囊中的杀菌有效成分可以减少受外界环境的影响，具有缓释作用，延长了杀菌防霉功效的时效性，抗菌防霉持久性达到10年以上。
2、经过权威的第三方检测，添加了植物杀菌精油微胶囊的工艺品涂料；其杀菌抗菌防霉性能达到并超过行业标准HG/T3950-2007抗菌涂料中Ⅰ级的99％，达到了100％；抗菌防霉的耐久性达到并超过行业标准HG/T3950-2007抗菌涂料中Ⅰ级95％，达到了100％，抗霉菌持久性达到10年以上。
3、配方设计中不添加含有挥发性有机化合物的助溶剂，同时采用有机环保色浆和颜料，不含对人体有害的重金属，产品可以达到超低VOC，具有很好的环保性。
具体实施方式
通过下面给出的本发明的具体实施例和比较实施例可以进一步清楚地了解本发明，但它们不是对本发明的限定。具体实施例和比较实施例中没有详细叙述的部分是采用现有技术、公知技术手段和行业标准获得的。
除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为重量百分数。
实施例1
本实施例为白色的植物精油微胶囊杀菌防霉涂料，其组成及重量比是：
羟乙基纤维素4重量份；纯净水450重量份；
功能性助剂48重量份；植物杀菌精油微胶囊10重量份；纳米钛白粉100重量份；填料180重量份；聚合物苯丙乳液140重量份；
制备方法包括：
(1)香樟树的新鲜叶片、枝干、根系等洗净切片后经过红外辐射加热快速脱水干燥，经过纳米研磨生产技术进行研磨粉碎，最终得到具有纳米级粒径的纳米香樟粉；
(2)准确称量500g上述纳米香樟粉于2000mL烧瓶中，加入1000mL沸水(保证固液比约2g/mL)进行水蒸气蒸馏，收集馏出液，用***进行萃取馏出液3次(馏出液与***体积比是1:1)，在55℃水浴中去除回收***，最后加入适量无水硫酸钠脱水得到了香樟植物精油；
(3)羟乙基纤维素溶于水中超声制得精油壁材，(纤维素与水的重量比为1:40-49)在超声功率为200W下超声形成无色透明胶体，在温度为50℃、m精油：m壁材＝1：5.5条件下超声包埋60min，后放置4-5℃冰箱12h，抽滤得到白色粉末，放置在60℃干燥箱中干燥5h,利用纳米粉碎技术，得到10-20um植物杀菌精油微胶囊。
(4)将羟乙基纤维素、纯净水、功能性助剂中的防冻剂、消泡剂、润湿分散剂，纳米二氧化钛，植物杀菌精油微胶囊、填料、依次投入容器中高速搅拌1200～1400转，搅拌均匀之后进行卧式砂磨机上进行研磨，研磨至细度≤30μm后，再转入混合容器中转速降低到800转加入聚合物乳液及其他功能性助剂中的成膜助剂、流平剂、PH调节剂、后加入增稠剂粘度调到90±2KU(25℃)，后称重包装即可。
其中，所述消泡剂为优选毕克化学的BYK-022，该消泡剂是水性涂料用有机硅消泡剂，对颜色接受性和光泽无影响，在加入时，需要足够高剪切力以避免缩孔，此消泡剂有优异的长效稳定性且对微泡极有效力，不含VOC，具有很高的环保性。所述润湿剂分散剂是毕克化学生产的BYK-192。所述乳化剂是选用聚乙烯醇；所述防冻剂优选丙二醇，其环保性和性价比高。所述流平剂优选毕克化学的BYK-375，它特别适用于低助溶剂含量的水性体系中，与这些体系具有很好的相容性。它通过其伯羟基与基料反应，因而很适用于交联型体系，该流平剂能增进滑爽性，耐溶剂，耐候，少积尘。与标准的非反应性有机硅相比，该助剂由于其活性基团与漆膜交联，上述性能在涂料体系中能更持久，明显降低表面张力，同时增进底材润湿，它们又增进流动和流平，并防止贝纳德漩涡的形成。所述增稠剂是罗门哈斯公司生产的2020NPR非离子聚氨酯缔合型，起到高效中剪切增稠，促进流动流平性，提供良好的漆膜丰满度。
(5)检测-过滤-包装-留样。
实施例2
本实施例为黄色的植物精油微胶囊杀菌防霉涂料，其组成及重量比是：
羟乙基纤维素3重量份；纯净水400重量份；
功能性助剂42.5重量份；
植物杀菌精油微胶囊15重量份；填料220重量份；
聚合物纯丙乳液130重量份；
纳米有机中黄色浆15重量份。
其制备方法包括：
(1)香樟树的新鲜叶片、枝干、根系等洗净切片后经过红外辐射加热快速脱水干燥，经过纳米研磨生产技术进行研磨粉碎，最终得到具有纳米级粒径的纳米香樟粉；
(2)准确称量500g上述纳米香樟粉于2000mL烧瓶中，加入1000mL沸水(保证固液比约2g/mL)进行水蒸气蒸馏，收集馏出液，用***进行萃取馏出液3次(馏出液与***体积比是1:1)，在55℃水浴中去除回收***，最后加入适量无水硫酸钠脱水得到了香樟植物精油；
(3)羟乙基纤维素溶于水中超声制得精油壁材，(纤维素与水的重量比为1:40-49)在超声功率为200W下超声形成无色透明胶体，在温度为50℃、m精油：m壁材＝1：5.5条件下超声包埋60min，后放置4-5℃冰箱12h，抽滤得到白色粉末，放置在60℃干燥箱中干燥5h,利用纳米粉碎技术，得到10-20um植物杀菌精油微胶囊。
(4)将羟乙基纤维素、纯净水、功能性助剂中的防冻剂、消泡剂、润湿分散剂，纳米有机中黄色浆色桨，植物杀菌精油微胶囊、填料、依次投入容器中高速搅拌1200～1400转，搅拌均匀之后进行卧式砂磨机上进行研磨，研磨至细度≤30μm后，再转入混合容器中转速降低到800转，加入聚合物乳液及其他功能性助剂中的成膜助剂、流平剂、PH调节剂、后加入增稠剂粘度调到90±2KU(25℃)，后称重包装即可。
(5)检测-过滤-包装-留样。
实施例3
本实施例红色的植物精油微胶囊杀菌防霉涂料，其组成及重量比是：
羟乙基纤维素3重量份；纯净水400重量份；
功能性助剂44重量份；植物杀菌精油微胶囊20重量份；填料220重量份；
聚合物纯丙乳液130重量份；
纳米有机大红色浆15重量份。
其制备方法包括：
(1)香樟树的新鲜叶片、枝干、根系等洗净切片后经过红外辐射加热快速脱水干燥，经过纳米研磨生产技术进行研磨粉碎，最终得到具有纳米级粒径的纳米香樟粉；
(2)准确称量500g上述纳米香樟粉于2000mL烧瓶中，加入1000mL沸水(保证固液比约2g/mL)进行水蒸气蒸馏，收集馏出液，用***进行萃取馏出液3次(馏出液与***体积比是1:1)，在55℃水浴中去除回收***，最后加入适量无水硫酸钠脱水得到了香樟植物精油；
(3)羟乙基纤维素溶于水中超声制得精油壁材，(纤维素与水的重量比为1:40-49)在超声功率为200W下超声形成无色透明胶体，在温度为50℃、m精油：m壁材＝1：5.5条件下超声包埋60min，后放置4-5℃冰箱12h，抽滤得到白色粉末，放置在60℃干燥箱中干燥5h，利用纳米粉碎技术，得到10-20um植物杀菌精油微胶囊。
(4)将羟乙基纤维素、纯净水、功能性助剂中的防冻剂、消泡剂、润湿分散剂，纳米有机大红色桨，植物杀菌精油微胶囊、填料、依次投入容器中高速搅拌1200～1400转，搅拌均匀之后进行卧式砂磨机上进行研磨，研磨至细度≤30μm后，再转入混合容器中转速降低到800转加入聚合物乳液及其他功能性助剂中的成膜助剂、流平剂、PH调节剂、后加入增稠剂粘度调到90±2KU(25℃)，后称重包装即可。
(5)检测-过滤-包装-留样。
对比例1
本对比例主要参考专利CN 105199462A的配方和制备方法：
配方：
聚合物乳液140份、羟乙基纤维素4份、植物性复合纳米杀菌粉3份(纳米马齿苋粉：纳米香樟树粉：纳米雪松粉：纳米松针粉：纳米侧柏粉＝3：2：1：3：1，粒径为50纳米)纳米钛白粉120份、防冻剂20份、成膜助剂7份、增稠剂3份、流平剂4份、填料180份、纯净水450份。
制备方法：
把马齿笕、松针、香樟树、侧柏粉和雪松等新鲜叶片、枝干根系等洗净切片后经过红外辐射加热快速脱水干燥，然后经纳米粉碎研磨设备进行研磨粉碎，最终得到具有纳米级粒径的纳米马齿笕粉、纳米松针粉、纳米香樟树粉、纳米侧柏粉和纳米雪松粉。
按照配方设定的重量份配备原料，将羟乙基纤维素、纯净水、助剂、防冻剂、钛白粉、植物性纳米杀菌粉按(纳米马齿苋粉：纳米香樟树粉：纳米雪松粉：纳米松针粉：纳米侧柏粉＝3：2：1：3：1，粒径为50纳米)配比混合、填料、依次投入容器中高速搅拌1400～1600转每分钟，搅拌均匀之后在卧式砂磨机上进行研磨，研磨至细度≤30μm后，再转入混合容器中，转速降低到800转每分种，加入聚合物乳液、成膜助剂、流平剂，加入增稠剂调整到客户所需粘度。
检测-过滤-包装-留样。
上述实施例和对比例的植物精油微胶囊杀菌防霉涂料，依据国家标准GB/T 9755-2014《合成树脂乳液外墙涂料》达到优等品检测要求，检测结果附表1。
表1实施例测试数据表
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种植物精油微胶囊杀菌防霉涂料，其特征在于：包括如下重量份的组分：聚合物乳液120-150重量份，羟乙基纤维素3-5重量份，纯净水350-450重量份，填料180-220重量份，纳米颜料12-120重量份，植物精油微胶囊10-20重量份，和功能助剂7-28重量份；
其中，植物精油微胶囊为香樟植物精油微胶囊，经如下步骤制备得到：
步骤1，红外辐射脱水：香樟树的新鲜叶片、枝干、根系洗净切片后经过红外辐射加热快速脱水干燥；
步骤2，纳米研磨粉碎：再经过纳米研磨生产进行研磨粉碎，得到具有纳米级粒径的纳米香樟粉；
步骤3，沸水蒸馏：纳米香樟粉加入沸水进行水蒸气蒸馏，控制固液比为1.8-2.2g/mL；
步骤4，***萃取：馏出液用***进行萃取馏出液多次，控制馏出液与***的体积比是1:1-2，水浴回收***并脱水得到了香樟植物精油；
步骤5，超声包埋：超声下控制纤维素与水的重量比为1:40-49，将羟乙基纤维素溶于水中制得精油壁材；在温度45-55℃下、控制香樟植物精油和精油壁材的质量比m植物精油:m壁材＝1:5-5.5条件下超声包埋60min，静置、抽滤、干燥、粉碎得香樟植物精油微胶囊。
2.根据权利要求1所述的植物精油微胶囊杀菌防霉涂料，其特征在于：所述的聚合物乳液为苯丙聚合物乳液和/或纯丙聚合物乳液。
3.根据权利要求1所述的植物精油微胶囊杀菌防霉涂料，其特征在于：所述的羟乙基纤维素为羟乙基纤维素经过碱处理后用、与环氧乙烷或氯乙醇经醚化反应制备而得。
4.根据权利要求1所述的植物精油微胶囊杀菌防霉涂料，其特征在于：所述的填料为轻质碳酸钙、重质碳酸钙、滑石粉中的多种。
5.根据权利要求1所述的植物精油微胶囊杀菌防霉涂料，其特征在于：所述的纳米颜料为纳米钛白粉、纳米有机中黄色浆或者纳米有机大红，其中，添加纳米钛白粉则形成白色的植物精油微胶囊杀菌防霉涂料，添加纳米有机中黄色浆则形成黄色的植物精油微胶囊杀菌防霉涂料，添加纳米有机大红则形成红色的植物精油微胶囊杀菌防霉涂料。
6.根据权利要求5所述的植物精油微胶囊杀菌防霉涂料，其特征在于：其对应的重量份配比为纳米钛白粉80-120，纳米有机中黄色浆12-20，或者纳米有机大红12-20。
7.根据权利要求1所述的植物精油微胶囊杀菌防霉涂料，其特征在于：功能助剂为防冻剂、流平剂、成膜剂、增稠剂、消泡剂、PH调节剂、润湿剂、分散剂的一种或多种。
8.一种植物精油微胶囊杀菌防霉涂料的制备方法，包括制备植物精油微胶囊和制备杀菌防霉涂料的步骤，其中，制备植物精油微胶囊的步骤包括：
步骤1，红外辐射脱水：香樟树的新鲜叶片、枝干、根系洗净切片后经过红外辐射加热快速脱水干燥；
步骤2，纳米研磨粉碎：再经过纳米研磨生产进行研磨粉碎，得到具有纳米级粒径的纳米香樟粉；
步骤3，沸水蒸馏：纳米香樟粉加入沸水进行水蒸气蒸馏，控制固液比为1.8-2.2g/mL；
步骤4，***萃取：馏出液用***进行萃取馏出液多次，控制馏出液与***的体积比是1:1-2，水浴回收***并脱水得到了香樟植物精油；
步骤5，超声包埋：超声下控制纤维素与水的重量比为1:40-49，将羟乙基纤维素溶于水中制得精油壁材；在温度45-55℃下、控制香樟植物精油和精油壁材的质量比m植物精油:m壁材＝1:5-5.5条件下超声包埋60min，静置、抽滤、干燥、粉碎得香樟植物精油微胶囊；
其中，制备杀菌防霉涂料的步骤包括：将各组分的原料按配比进行混合、研磨、调粘，即得植物精油微胶囊杀菌防霉涂料。
9.一种权利要求1至8中任一项所述的植物精油微胶囊杀菌防霉涂料在工艺品中的应用。
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