CN109337462A - 一种抗菌涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗菌涂料及其制备方法，所述抗菌涂料包含如下重量份的组分：醋酸乙烯‑丙烯酸酯共聚乳液50‑70份，中草药提取液5‑10份，润湿剂0.1‑0.5份，分散剂0.2‑0.4份，消泡剂0.2‑0.6份，增稠剂0.2‑1份，流平剂0.3‑0.8份，pH调节剂0.1‑0.3份，成膜助剂0.1‑0.15份，钛白粉100‑250份，填料10‑25份和去离子水10‑30份。本发明通过各组分之间的协同作用使得制备的抗菌涂料具有优异的可施工性，耐碱性和耐洗刷性的前提下，还具有优异的防霉性和抗菌耐久性，安全环保，具有较高的实用价值。

Description

一种抗菌涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种抗菌涂料及其制备方法。

背景技术

随着人类对自身健康状况的重视度的提高，我们朝夕相处的居住环境也越来越受到关注。如果室内墙面表面存在有害微生物，特别是在医院、卫生院这类公共卫生场所，其墙面更容易有危险的致病菌，这些有害的微生物一旦与人体接触后，会传染各种疾病，威胁人体健康。在南方地区，南方的天气阴雨天较长，部分阳光照射不到的墙面很容易发生长霉现象，霉菌在潮湿环境下繁殖迅速，侵蚀建筑物表面，破坏底材，不仅破坏了涂料表面的美观，还严重影响人们的健康。为解决上述技术问题，近几年已研发出一些抗菌防霉涂料，如添加含有有机抗菌剂或防霉剂的内墙涂料，有机抗菌剂或防霉剂毒性较大，且作用时间短；或者向涂料中添加纳米金属氧化物，这种涂料抗菌防霉效果好，作用持久，但是需借助紫外光、水等条件引发光催化作用，对于光线不足的室内环境抗菌、防霉效果有限，且易存在影响人体健康的重金属离子。

因此，将具有抗菌功效的传统中草药与涂料结合来制备中草药抗菌涂料具有十分重要的意义。有些中药成分在人体环境中能够发挥功效，但当应用于涂料时，由于涂料的环境与人体完全不同，未必能充分发挥中草药的抗菌活性。而且中草药的加入还有可能影响涂料的涂层性能和施工性能，以及还可能存在中草药易从涂料中散发出去抗菌效果短的问题。因此，制备一种使中草药的抗菌性充分发挥出来，同时还要有很好的施工性能和涂层性能的涂料具有十分重要的意义。

发明内容

针对现有技术中抗菌涂料毒性大，抗菌作用较短以及应用范围受限的问题，本发明提供一种抗菌涂料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

一种抗菌涂料，所述抗菌涂料包含如下重量份的组分：醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液50-70份，中草药提取液5-10份，润湿剂0.1-0.5份，分散剂0.2-0.4份，消泡剂0.2-0.6份，增稠剂0.2-1份，流平剂0.3-0.8份，pH调节剂0.1-0.3份，成膜助剂0.1-0.15份，钛白粉100-250份，填料10-25份和去离子水10-30份。

相对于现有技术，本发明提供的抗菌涂料选用醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液作为成膜树脂，醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液由于在共聚物的大分子链上有丙烯酸酯结构单元，可提高涂料的柔韧性、耐碱性，耐紫外光性能，还可以提高对颜料的粘结力，使得颜填料粒子很好地分散在成膜物质中，并通过与其他助剂如成膜物质、分散剂、增稠剂和颜填料以特定比例配合使得涂料形成均匀致密的连续相，不仅可以遮盖墙体毛细裂缝，而且涂料自身能在很大的温度范围内保持较好的回弹性、韧性及优良的伸长率，不会发生龟裂，从而使得中草药提取液能够较持久的在涂料中发挥抗菌作用，不会因为涂料发生龟裂而导致中药提取液过快散发出去丧失抗菌作用，同时由于各组分以适当的配比组合，使得涂料固化后具有合适的空隙度，当涂料表面的中草药浓度变小时，可以使中药提取液以较稳定的速度从涂层内部向表面迁移，使得涂料具备稳定持久的高效抗菌效果。本发明中各组分之间协同作用，在保证涂料最佳施工性能和涂层性能的前提，还具有持久高效的抗菌效果，且对人无毒无害，适用性较强，易于推广应用。

优选的，所述醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液的固含量为50-54％，最低成膜温度为0-5℃。

优选的醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液可增加涂料的可施工性，提高涂料的柔韧性、耐碱性，耐紫外光性能。

优选的，所述中草药提取液为艾叶提取液。

艾叶提取物含有丰富的挥发油、黄酮、桉叶烷和三萜类物质，其具有广谱的杀菌性和抗过敏性。经体外研究发现，艾叶提取物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、肺炎双球菌、表皮葡萄球菌和白色念珠菌等10种革兰氏阳性嗜气菌皆有抗菌作用，对于多种致病真菌也有抑菌作用。

优选的，所述艾叶提取液通过下述方法制得：

向艾叶加入所述艾叶重量10-20％的食醋，于170-270℃下翻炒20-30min，干燥，粉碎，得粉碎料，将所述粉碎料加入质量浓度为30-50％的乙醇溶液中，回流萃取1-5h，过滤，得滤液，将所述滤液浓缩至原体积的1/3时，得艾叶提取液。

优选的，所述粉碎料和乙醇的质量体积比为1:10-30，其中，质量的单位是克，体积的单位是毫升。

优选的艾叶提取方法可使艾叶中具有抗菌活性的成分充分提取出来，使获得的艾叶提取物具有较高的抗菌活性。

优选的，所述润湿剂为烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脂肪醇醚或聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物中任意一种。

优选的润湿剂具有良好的底材润湿性，优良的流动促进性，高相容性，可防止颜料浮色。

优选的，所述分散剂为聚丙烯酸钠盐类分散剂。

聚丙烯酸钠盐类分散剂具有持久的分散能力，可避免颜填料在制备、贮存、使用和运输过程中发生絮凝，还可显著降低体系的黏度，当分散剂用量最佳时体系黏度最小，这样可以改善分散体系的流变性，方便施工节省劳动力。

优选的，消泡剂为矿物油类消泡剂。

更优选的，所述消泡剂为科宁的HT-A10消泡剂。其是一种新型的消泡剂，采用特殊分子结构的物质作为消泡剂，消泡机理特殊，与其它通用的矿物油、硅油基消泡物质不同；同时，该消泡剂还具有传统消泡剂所不具备的润湿作用，可有效防止缩孔和鱼眼问题的出现。

优选的，所述增稠剂为羟乙基纤维素或聚氨酯类增稠剂中的任意一种。

优选的增稠剂可以改善漆膜的抗流挂性，增加产品粘度的同时改善贮存稳定性并减少沉降。

优选的，所述流平剂为聚氨酯类流平剂。

优选的流平剂可以降低漆膜的表面张力，改善溶液的流动性，增进漆膜的表面滑爽性和底材润湿性，防止缩孔，促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。

优选的，所述pH调节剂为多功能助剂AMP-95。

APM-95，化学名称为2-氨基-2-甲基-1-丙醇，是一种多功能胺助剂，其能赋予漆膜优异的pH稳定性，还具有润湿、分散的作用，具有稳定性好、不易黄变、毒性小的优点，属于环保型的调节剂。

优选的，所述成膜助剂为醇酯十二成膜助剂。

醇酯十二成膜助剂，化学名称为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯，醇酯十二成膜助剂可有效软化乳液粒子并使其更好地粘结；随其加入量的增加，可使乳液的最低成膜温度逐渐降低，增加涂料的可施工性；还可改善涂料的耐候性、可擦洗性、可清洁性、可补漆性和改进涂层的展色性等。

优选的，所述钛白粉为金红石型钛白粉。

金红石型钛白粉遮盖力高，着色力强，对介质的稳定性可起到保护作用，并能增强漆膜的机械强度和附着力，防止裂纹，防止紫外线和水分透过，延长涂料使用寿命。

优选的，所述填料为煅烧高岭土、硅藻土或重质碳酸钙中的一种或多种。

优选的填料可能显著提升涂料的硬度和耐磨性能。

本发明还提供了抗菌涂料的制备方法，至少包括以下步骤：

步骤a，按照权利要求1-9任一项所述抗菌涂料的设计配比称取各组分，将称取的中草药提取液、润湿剂、分散剂、消泡剂、pH调节剂和去离子水，搅拌均匀，得的第一浆料；

步骤b，将称取的填料加入所述第一浆料中，搅拌混合均匀，得第二浆料；

步骤c，将称取的水性乳液和流平剂加入所述第二浆料中，搅拌混合均匀，加入增稠剂，调整粘度至25℃的斯托默粘度计为80-100KU，得抗菌涂料。

上述制备方法操作简单，无复杂工序，也无需特殊的设备，成本低，适合工业化大规模生产，制备的抗菌涂料适用于所有各种场所的内墙涂料，无需借助其他辅助条件即可发挥抗菌作用，安全无毒，具有广阔的市场前景。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本发明实施例提供一种抗菌涂料，所述抗菌涂料包含如下重量份的组分：

醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液50份，艾叶提取液8份，润湿剂0.1份，分散剂0.4份，消泡剂0.2份，增稠剂0.6份，流平剂0.8份，pH调节剂0.1份，成膜助剂0.12份，钛白粉100份，填料10份和去离子水25份。

上述醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液为上海保利佳提供的3010；润湿剂为德国科宁的PE100；分散剂为上海长风的P-19；消泡剂为德国科宁的A-10；增稠剂为美国亚跨龙的250HBR羟乙基纤维素；流平剂为德国默克的MOK-2025；pH调节剂为南京宝涂化工的AMP-95；成膜助剂为北京兴美亚化工有限公司的JL；钛白粉为佰利联的BLR-895；填料为山西金洋的煅烧高岭土DB80。

上述抗菌涂料的制备步骤如下：

步骤a，取艾叶，加入所述艾叶重量10％的食醋，于170℃下炒30min后，干燥粉碎，所得粉碎料中加入质量浓度30％的乙醇溶液，所述粉碎料与乙醇溶液的料液比为1g：10mL，回流条件下萃取1h，过滤，滤液浓缩至原体积的1/3，得艾叶提取液；

步骤b，按照上述配比称取各组分，将称取的中草药提取液、润湿剂、分散剂、消泡剂、pH调节剂、成膜助剂和去离子水加入反应罐中，以500r/min的速度搅拌10min，得第一浆料；

步骤c，将称取的钛白粉和填料缓慢加入所述第一浆料中，提高搅拌速度，以800rpm/min的速度搅拌20min，混合均匀，得第二浆料；

步骤d，将称取的醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液和流平剂加入所述第二浆料中，以800rpm/min的速度搅拌混合均匀，加入增稠剂，调整粘度至25℃的斯托默粘度计为80KU，得抗菌涂料。

实施例2

本发明实施例提供一种抗菌涂料，所述抗菌涂料包含如下重量份的组分：

醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液70份，艾叶提取液5份，润湿剂0.3份，分散剂0.2份，消泡剂0.5份，增稠剂0.2份，流平剂0.5份，pH调节剂0.2份，成膜助剂0.15份，钛白粉200份，填料18份和去离子水30份。

上述醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液为上海保利佳提供的3010；润湿剂为苏州源泰润化工的AEO-9；分散剂为上海长风的P-19；消泡剂为德国科宁的A-10；增稠剂为无锡德宇化工的301聚丙烯酸酯；流平剂为德国默克的MOK-2025；pH调节剂为南京宝涂化工的AMP-95；成膜助剂为北京兴美亚化工有限公司的JL；钛白粉为佰利联的BLR-895；填料为美国赛力特硅藻土499。

上述抗菌涂料的制备步骤如下：

步骤a，取艾叶，加入所述艾叶重量20％的食醋，于200℃下炒25min后，干燥粉碎，所得粉碎料中加入质量浓度50％的乙醇溶液，所述粉碎料与乙醇溶液的料液比为1g：20mL，回流条件下萃取3h，过滤，滤液浓缩至原体积的1/3，得艾叶提取液；

步骤b，按照上述配比称取各组分，将称取的中草药提取液、润湿剂、分散剂、消泡剂、pH调节剂、成膜助剂和去离子水加入反应罐中，以600r/min的速度搅拌5min，得第一浆料；

步骤c，将称取的钛白粉和填料缓慢加入所述第一浆料中，提高搅拌速度，以1000rpm/min的速度搅拌20min，混合均匀，得第二浆料；

步骤d，将称取的醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液和流平剂加入所述第二浆料中，以1000rpm/min的速度搅拌混合均匀，加入增稠剂，调整粘度至25℃的斯托默粘度计为100KU，得抗菌涂料。

实施例3

本发明实施例提供一种抗菌涂料，所述抗菌涂料包含如下重量份的组分：

醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液60份，艾叶提取液10份，润湿剂0.5份，分散剂0.3份，消泡剂0.6份，增稠剂1份，流平剂0.3份，pH调节剂0.3份，成膜助剂0.1份，钛白粉250份，填料25份和去离子水10份。

上述醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液为上海保利佳提供的3010；润湿剂为海石花的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物GPE-3000；分散剂为上海长风的P-19；消泡剂为德国科宁的A-10；增稠剂为美国亚跨龙的250HBR羟乙基纤维素；流平剂为德国默克的MOK-2025；pH调节剂为南京宝涂化工的AMP-95；成膜助剂为北京兴美亚化工有限公司的JL；钛白粉为佰利联的BLR-895；填料为山西金洋的煅烧高岭土DB80和江西广源化工的重质碳酸钙CC-800，所述煅烧高岭土和重质碳酸钙的质量比为1:1。

上述抗菌涂料的制备步骤如下：

步骤a，取艾叶，加入所述艾叶重量15％的食醋，于270℃下炒20min后，干燥粉碎，所得粉碎料中加入质量浓度40％的乙醇溶液，所述粉碎料与乙醇溶液的料液比为1g：30mL，回流条件下萃取5h，过滤，滤液浓缩至原体积的1/3，得艾叶提取液；

步骤b，按照上述配比称取各组分，将称取的中草药提取液、润湿剂、分散剂、消泡剂、pH调节剂、成膜助剂和去离子水加入反应罐中，以800r/min的速度搅拌2min，得第一浆料；

步骤c，将称取的钛白粉和填料缓慢加入所述第一浆料中，提高搅拌速度，以1200rpm/min的速度搅拌20min，混合均匀，得第二浆料；

步骤d，将称取的醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液和流平剂加入所述第二浆料中，以1200rpm/min的速度搅拌混合均匀，加入增稠剂，调整粘度至25℃的斯托默粘度计为90KU，得抗菌涂料。

将本实施例制备的抗菌涂料按照行业标准进行质量检测，结果见表1。

表1

综上所述，本发明通过各组分之间的协同作用显著提高了涂料的施工性能和耐洗刷性能、抗腐蚀性能，延长了涂料的抗菌时间，使得制备的抗菌涂料具有优异的可施工性，耐碱性和耐洗刷性的前提下，还具有优异的防霉性和抗菌耐久性，安全环保，具有较高的实用价值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抗菌涂料，其特征在于，所述抗菌涂料包含如下重量份的组分：醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液50-70份，中草药提取液5-10份，润湿剂0.1-0.5份，分散剂0.2-0.4份，消泡剂0.2-0.6份，增稠剂0.2-1份，流平剂0.3-0.8份，pH调节剂0.1-0.3份，成膜助剂0.1-0.15份，钛白粉100-250份，填料10-25份和去离子水10-30份。

2.如权利要求1所述的抗菌涂料，其特征在于，所述醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液的固含量为50-54％，最低成膜温度为0-5℃。

3.如权利要求1所述的抗菌涂料，其特征在于，所述中草药提取液为艾叶提取液。

4.如权利要求3所述的抗菌涂料，其特征在于，所述艾叶提取液通过下述方法制得：

向艾叶加入所述艾叶重量10-20％的食醋，于170-270℃下翻炒20-30min，干燥，粉碎，得粉碎料，将所述粉碎料加入质量浓度为30-50％的乙醇溶液中，回流萃取1-5h，过滤，得滤液，将所述滤液浓缩至原体积的1/3时，得艾叶提取液。

5.如权利要求4所述的抗菌涂料，其特征在于，所述粉碎料和乙醇的质量体积比为1:10-30，其中，质量的单位是克，体积的单位是毫升。

6.如权利要求1所述的抗菌涂料，其特征在于，所述润湿剂为烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脂肪醇醚或聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物中任意一种。

7.如权利要求1所述的抗菌涂料，其特征在于，所述分散剂为聚丙烯酸钠盐类分散剂；和/或

所述消泡剂为矿物油类消泡剂。

8.如权利要求1所述的抗菌涂料，其特征在于，所述增稠剂为羟乙基纤维素或聚氨酯类增稠剂中的任意一种；和/或

所述流平剂为聚氨酯类流平剂；和/或

所述pH调节剂为多功能助剂AMP-95。

9.如权利要求1所述的抗菌涂料，其特征在于，所述成膜助剂为醇酯十二成膜助剂；和/或

所述钛白粉为金红石型钛白粉；和/或

所述填料为煅烧高岭土、硅藻土或重质碳酸钙中的一种或多种。

10.一种抗菌涂料的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

步骤a，按照权利要求1-9任一项所述抗菌涂料的设计配比称取各组分，将称取的中草药提取液、润湿剂、分散剂、消泡剂、pH调节剂、成膜助剂和去离子水，搅拌均匀，得的第一浆料；

步骤b，将称取的钛白粉和填料加入所述第一浆料中，搅拌混合均匀，得第二浆料；

步骤c，将称取的醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚乳液和流平剂加入所述第二浆料中，搅拌混合均匀，加入增稠剂，调整粘度至25℃的斯托默粘度计为80-100KU，得抗菌涂料。