CN110041765A - 一种抗菌水性漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及涂料技术领域,具体公开一种抗菌水性漆,通过加入纳米银杀菌剂和脱乙酰甲壳素并对填料等其它组分进行优化后,使漆膜在具备抗菌性的同时保持优异的耐水性和附着力。本发明还提供该水性漆的制备方法,通过特定的物料加入顺序使各组分之间充分作用,避免不良反应,保证漆膜性能。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域,具体涉及一种抗菌水性漆及其制备方法。
背景技术
随着现代人们生活水平的提高,越来越多的家长会给孩子买一些玩具来寓教于乐,使得孩子在快乐中成长。儿童玩具作为一种可以与儿童皮肤直接接触的产品,能够直接影响到儿童的安全,特别是婴幼儿。
以往儿童玩具漆多以溶剂型漆为主,这种漆容易产生挥发性有害物质,严重威胁着儿童的安全。此外常规玩具漆中还含有重金属元素,人体通过接触玩具而将重金属摄入体内,会造成慢性中毒,部分重金属可在脑部及内脏器官中残留,对肝、肾等造成永久性伤害,特别对儿童身体成长和智力发育造成不良影响。
基于溶剂型漆的缺陷目前已有水性儿童玩具色漆来代替溶剂型漆,减少了对儿童的身体伤害。但是婴幼儿在把玩玩具时常常会将玩具放入口中,这就要求玩具用漆必须具有优异的附着力,防止在儿童啃咬时发生脱落,此外把玩过程中汗液和唾液等会使玩具表面滋生细菌,对儿童的身体健康具有潜在的危害。曾有研究尝试在玩具漆中加入抗菌剂,但是这些物质的加入往往会降低漆膜的附着力,产品质量难以符合要求。
发明内容
针对以上技术现状,本发明提供一种具有高附着力的抗菌水性漆,并提供其制备方法。
为达到上述发明目的,本发明采用了如下的技术方案:
一种抗菌水性漆,其原料组成及质量百分比为:
水性苯丙乳液25-45%
水性聚氨酯分散体15-25%
消泡剂0.1-0.3%
分散剂0.1-0.3%
罐内杀菌剂0.3-0.5%
纳米银杀菌剂0.1-0.5%
脱乙酰甲壳素0.1-0.5%
填料浆10-35%
成膜助剂1-3%
水性色浆0-5%
pH调节剂0.1-0.5%
附着力促进剂2-4%
水性增稠剂0.5-1%
去离子水余量
其中,所述填料浆为含羟乙基纤维素、钛白粉和高岭土的混合浆料,该混合浆料中三种物质的质量含量分别为1-3%、0-5%和30-40%。
本发明采用苯丙乳液(苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液)和聚氨酯分散体为成膜物质,形成的漆膜具有优异的耐水性和耐油性,漆膜丰满,光泽度高,再加入附着力促进剂,漆膜能与木材、塑料等玩具基材具有较好的附着力。纳米银杀菌剂和脱乙酰甲壳素共同发挥抗菌作用,使漆膜能持久保持抗菌杀菌效果。脱乙酰甲壳素和填料浆中的羟乙基纤维素能将纳米银和填料等进行包裹,避免这些无机粒子的加入对漆膜附着力带来损失。但是脱乙酰甲壳素和羟乙基纤维素均具有的水溶性,会在一定程度上降低漆膜的耐水性,本发明通过对填料进行选择和优化,使漆膜在保持耐水性的同时具有较高的附着力和持久的抗菌性。填料中钛白粉可以根据遮盖效果需要选择性加入,此外根据应用需要可选择加入或不加色浆,在本发明的含量范围内加入色浆可得到颜色亮丽的漆膜,且对漆膜的性能不会产生不良影响。
优选地,所述消泡剂为科宁公司的FoamStar A10消泡剂,该消泡剂的用量低,消泡效果好,且具有其他消泡剂不具有的润湿作用,有利于进一步提高漆膜的附着力。
优选地,所述分散剂为聚羧酸盐类分散剂,如OROTAN 731A,该分散剂对有机和无机组分均具有较好的分散性,有利于提高涂料的贮存稳定性,此外还能使漆膜耐水性得到提高。
优选地,所述罐内杀菌剂为异噻唑啉酮类杀菌剂,如MERGAL K9N,其不含溶剂和甲醛,对涂料体系有高效杀菌效果。
优选地,所述纳米银杀菌剂中银单质粒径为2-5nm,固含量1000-2000ppm。优选的银单质粒径和固含量既有显著的杀菌效果,又能与脱乙酰甲壳素充分融合,保证漆膜良好的成膜性和附着力。
优选地,所述壳聚糖的脱乙酰度为80~95%。
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,其可以有效聚结乳液粒子,利于成膜。
优选地,所述pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇和丁基乙醇胺中的一种或两种,优选的pH调节剂使涂料的pH稳定,且不影响漆膜的性能。
优选地,所述附着力促进剂为有机硅类促进剂,如斯洛柯的silok-628,该类附着力促进剂使本发明乳液体系形成的漆膜对木材、塑料等基材具有优异的附着力,且能增进漆膜的延展性,使涂料易于涂覆。
优选地,所述水性增稠剂为聚氨酯缔合型增稠剂,如RM2020或RM-8W,其与本发明涂料体系具有良好的相容性,增稠的同时不影响漆膜的其他性能。
本发明还提供上述抗菌水性漆的制备方法,至少包括以下步骤,
(1)将所述水性苯丙乳液和水性聚氨酯分散体混合,搅拌均匀;
(2)于搅拌下加入所述消泡剂、分散剂和罐内杀菌剂,混匀;
(3)于搅拌下加入所述纳米银杀菌剂和脱乙酰甲壳素,混匀;
(4)于搅拌下加入所述填料浆,混匀;
(5)于搅拌下加入所述成膜助剂、pH调节剂和附着力促进剂,混匀;
(6)于搅拌下加入所述水性色浆,混匀;
(7)于搅拌下加入所述水性增稠剂,混匀;
(8)于搅拌下加入余量的水,混匀即得。
优选地,步骤(1)中所述搅拌为300-500rpm下3-5min;步骤(2)中所述搅拌为600-800rpm下3-5min;步骤(3)中所述搅拌为600-800rpm下5-10min;步骤(4)中所述搅拌为700-900rpm下10-15min;步骤(5)中所述搅拌为700-900rpm下3-5min;步骤(6)中所述搅拌为800-1000rpm下3-5min;步骤(7)中所述搅拌为900-1100rpm下3-5min;步骤(1)中所述搅拌为900-1100rpm下3-5min。
特定的物料加入顺序可使各组分之间充分作用,避免不良反应,保证漆膜性能。本发明抗菌水性漆的制备方法简单,不需要特殊设备,易于工业化生产。
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。
以下实施例中,水性苯丙乳液选用罗门哈斯DC420,水性聚氨酯分散体选用欧宝迪的CUR995,消泡剂为FoamStar A10,分散剂为OROTAN 731A,罐内杀菌剂为MERGAL K9N,成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯,水性色浆为巴斯夫环保系列色浆,pH调节剂为质量比2:1的AMP-95和丁基乙醇胺,附着力促进剂为斯洛柯的silok-628,增稠剂选用罗门哈斯RM2020,但并不限于此。
实施例1-3
实施例1-3的原料百分比组成如下表所示:
组分 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
水性苯丙乳液 | 25 | 35 | 45 |
水性聚氨酯分散体 | 25 | 15 | 20 |
消泡剂 | 0.1 | 0.2 | 0.3 |
分散剂 | 0.2 | 0.1 | 0.3 |
罐内杀菌剂 | 0.3 | 0.5 | 0.3 |
纳米银杀菌剂 | 0.2 | 0.1 | 0.5 |
脱乙酰甲壳素 | 0.5 | 0.3 | 0.1 |
填料浆 | 32 | 25 | 10 |
成膜助剂 | 2 | 1 | 3 |
水性色浆 | 0 | 5(1100黄色浆) | 2(2817红色浆) |
pH调节剂 | 0.1 | 0.3 | 0.5 |
附着力促进剂 | 3 | 4 | 2 |
水性增稠剂 | 1 | 0.5 | 0.6 |
去离子水 | 10.6 | 13 | 15.4 |
总计 | 100 | 100 | 100 |
实施例1中填料浆的组成为:羟乙基纤维素、钛白粉和高岭土的质量含量分别为3%、0%和35%,余为水。
实施例2中填料浆的组成为:羟乙基纤维素、钛白粉和高岭土的质量含量分别为1%、2%和40%,余为水。
实施例3中填料浆的组成为:羟乙基纤维素、钛白粉和高岭土的质量含量分别为3%、5%和30%,余为水。
实施例1-3的制备方法为:
(1)开启搅拌,转速300-500rpm,将水性苯丙乳液、水性聚氨酯分散体加入到反应釜中,搅拌2-3min;
(2)600-800rpm搅拌下,加入消泡剂、分散剂、罐内杀菌剂,搅拌3-5min;
(3)600-800rpm搅拌下,加入纳米银杀菌剂、脱乙酰甲壳素,搅拌5-10min;
(4)700-900rpm搅拌下,加入填料浆,搅拌10-15min;
(5)700-900rpm搅拌下,加入成膜助剂、pH调节剂、附着力促进剂,搅拌3-5min;
(6)800-1000rpm搅拌下,加入水性色浆,搅拌3-5min调漆至所需要的颜色;
(7)900-1100rpm搅拌下,加入水性增稠剂,搅拌3-5min;
(8)900-1100rpm搅拌下,加入余量的水,搅拌3-5min。
对比例1
将实施例1中的脱乙酰甲壳素替换为等量的纳米银杀菌剂,其它组分及制备方法与实施例1相同。
对比例2
将实施例1中的高岭土替换为等量的膨润土,其它组分及制备方法与实施例1相同。
对比例3
将实施例1中的羟乙基纤维素含量提高至6%,其它组分及制备方法与实施例1相同。
对比例4
将实施例1中的高岭土的含量提高至45%,其它组分及制备方法与实施例1相同。
对实施例1和对比例1-4的抗菌水性漆进行性能测试,结果如下表所示:
注:抑菌率是对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌的抑菌率平均值。
附着力测试采用百格测试法。
实施例2和3的漆膜性能与实施例1相当。
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)
1.一种抗菌水性漆,其特征在于,其原料组成及质量百分比为:
水性苯丙乳液 25-45%
水性聚氨酯分散体 15-25%
消泡剂 0.1-0.3%
分散剂 0.1-0.3%
罐内杀菌剂 0.3-0.5%
纳米银杀菌剂 0.1-0.5%
脱乙酰甲壳素 0.1-0.5%
填料浆 10-35%
成膜助剂 1-3%
水性色浆 0-5%
pH调节剂 0.1-0.5%
附着力促进剂 2-4%
水性增稠剂 0.5-1%
去离子水余量;
其中,所述填料浆为含羟乙基纤维素、钛白粉和高岭土的混合浆料,该混合浆料中三种物质的质量含量分别为1-3%、0-5%和30-40%。
2.如权利要求1所述的抗菌水性漆,其特征在于,所述消泡剂为科宁公司的FoamStarA10消泡剂。
3.如权利要求1所述的抗菌水性漆,其特征在于,所述分散剂为聚羧酸盐类分散剂。
4.如权利要求1所述的抗菌水性漆,其特征在于,所述罐内杀菌剂为异噻唑啉酮类杀菌剂。
5.如权利要求1所述的抗菌水性漆,其特征在于,所述成膜助剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯。
6.如权利要求1所述的抗菌水性漆,其特征在于,所述pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇和丁基乙醇胺中的一种或两种。
7.如权利要求1所述的抗菌水性漆,其特征在于,所述附着力促进剂为有机硅类促进剂。
8.如权利要求1所述的抗菌水性漆,其特征在于,所述水性增稠剂为聚氨酯缔合型增稠剂。
9.权利要求1-8任一项所述的抗菌水性漆的制备方法,其特征在于,至少包括以下步骤,
(1)将所述水性苯丙乳液和水性聚氨酯分散体混合,搅拌均匀;
(2)于搅拌下加入所述消泡剂、分散剂和罐内杀菌剂,混匀;
(3)于搅拌下加入所述纳米银杀菌剂和脱乙酰甲壳素,混匀;
(4)于搅拌下加入所述填料浆,混匀;
(5)于搅拌下加入所述成膜助剂、pH调节剂和附着力促进剂,混匀;
(6)于搅拌下加入所述水性色浆,混匀;
(7)于搅拌下加入所述水性增稠剂,混匀;
(8)于搅拌下加入余量的水,混匀即得。
10.如权利要求9所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述搅拌为300-500rpm下3-5min;步骤(2)中所述搅拌为600-800rpm下3-5min;步骤(3)中所述搅拌为600-800rpm下5-10min;步骤(4)中所述搅拌为700-900rpm下10-15min;步骤(5)中所述搅拌为700-900rpm下3-5min;步骤(6)中所述搅拌为800-1000rpm下3-5min;步骤(7)中所述搅拌为900-1100rpm下3-5min;步骤(1)中所述搅拌为900-1100rpm下3-5min。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190723 |
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