本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种防霉抗菌涂料及其制备方法。
背景技术：
冰箱给我们的生活带来了很多便利，不仅可以延长食物的保存期限，还可以用于制作解暑的冷饮。但是由于冰箱存放过多不同种类的食物，有些食物具有较重的气味，会导致食物间互相串味，影响食物的味道。而且，冰箱内的潮湿环境极易滋生细菌、霉菌，导致食物变质，变质的食物会产生硫化氢、氨气、有机硫醇等不良气体，影响人们对冰箱的使用体验同时还影响人类身体健康。
目前，主要通过在冰箱内放置吸附剂或者抑菌剂达到防止食物串味以及抑制冰箱内部滋生细菌、霉菌的效果。但是，在使用中总要占用电冰箱冷藏室内的储物位置，减少了冰箱的有效使用容积，且需要定期更换吸附剂和抑菌剂，不但增加了人们的日常开销，而且废弃后的吸附剂和抑菌剂还容易造成环境污染。因此，制备一种可以除去冰箱里的异味、清新冰箱内部环境且具有防霉抗菌效果的冰箱内层用涂料具有十分重要的意义。
技术实现要素：
针对现有技术中冰箱内食物容易串味和发霉变质的问题，本发明提供一种防霉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：
一种防霉抗菌涂料，所述防霉抗菌涂料包含如下重量份的组分：聚四氟乙烯分散乳液30-60份，绿茶提取物0.05-0.5份，橘皮提取物0.01-0.2份，硅藻土0.5-2份，纳米银0.1-0.5份，纳米氧化锌0.1-0.5份，负离子粉0.5-2份，温敏变色粉0.5-7份，ph调节剂0.1-0.2份，成膜助剂2-5份，分散剂0.3-0.5份，基材润湿剂0.3-0.5份，增稠剂0.5-1份和去离子水5-10份。
相对于现有技术，本发明提供的抗菌涂料选用聚四氟乙烯分散乳液作为成膜树脂，可提高涂料的耐低温性、疏水性和耐腐蚀性，配合并通过与其他助剂如成膜物质、分散剂、润湿剂、增稠剂和硅藻土以特定比例配合，使涂料形成粘度适中的均匀致密的连续相，从而使得负离子粉中的负离子以及绿茶提取物和橘皮提取物能够缓慢持久的释放，发挥清新空气和防霉抗菌的作用；硅藻土配合纳米银和纳米氧化锌可使涂料具备持久稳定的抗菌效果；负离子粉可增强绿茶提取物、橘皮提取物和纳米银的抗菌活性。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、清新空气和减少冰箱内壁冰霜形成的效果，且对人无毒无害，适用性较强，易于推广应用。
优选的，所述聚四氟乙烯分散乳液的固含量为58-62％，平均粒径为0.2-0.3μm。
优选的聚四氟乙烯分散乳液可提高涂料的耐低温性、耐水性、耐酸碱性，同时使得制备的涂料具有优异的疏水性，使得水汽不会在冰箱内层附着，延缓冰核形成速度，降低冰箱内层冰霜的厚度，降低冰箱的能耗。
优选的，所述绿茶提取物中茶多酚的含量为98％以上。
绿茶提取物中含有茶多酚、咖啡碱、芳香油等物质。本发明涂料中逐渐释放的茶多酚能与肉制品表面的蛋白质形成一层不透气的硬膜，达到抑制肉制品表面氧化酸败和细菌的生长及防止腐败变质的良好效果，延长肉品的保藏期，是食品的天然抗氧化保鲜剂；同时，绿茶提取物中含有的芳香油还能提供绿茶的清香，清新冰箱内的空气，掩盖异味。
优选的，所述橘皮提取物中柠檬烯的含量为90％以上。
橘皮提取物能够有效抑制霉菌，减少果蔬乙烯气体的释放，降低果蔬霉变的发生，延长果蔬的保鲜期，同时还能释放柠檬的清香，清新冰箱内的空气，掩盖不良气味。
优选的，所述硅藻土的细度为1500-2000目，松散密度为0.3-0.6g/cm3。
优选的硅藻土具有疏松多孔吸水率高的特性，本发明合理搭配聚四氟乙烯分散乳液和硅藻土，使得涂料固化后致密性与疏松度适中，使绿茶提取物、橘皮提取物和负离子粉中的负离子匀速的从涂层内部向表面迁移，提高涂层抗菌防霉效果以及防霉抗菌效果的持久性。优选的硅藻土还可以使纳米银和纳米氧化锌负载固定在其多孔的结构内部，防止纳米颗粒团聚，提高涂料的抗菌效果和稳定性；同时，优选的硅藻土还可以吸附变质的食物产生的硫化氢、氨气、有机硫醇等不良气体，进一步提高净化空气的效果。
纳米银具有强大的抗菌、杀菌作用和广谱的抗菌活性，由于纳米尺度的银表面的电子特性，可以与细菌蛋白质分子上的巯基和胺基等吸电子基团形成配体，使蛋白质凝固，使细胞丧失分裂能力而死亡。本发明中的负离子粉可增强纳米银与细菌蛋白质的吸附能力，增强纳米银的抗菌活性。
纳米氧化锌可增强涂料的抗老化性能，且具有较高的抗菌效果。硅藻土、纳米氧化锌和纳米银三者协同，显著提高了涂料的抗菌效果。
所述负离子粉为聚乙烯负离子粉。
优选的负离子粉不仅具有持久的负离子发生功能，良好的杀菌抑菌防腐功效，强氧化还原功能，还可将有害气体氨气、有机硫醇等进行降解，净化冰箱内的空气。本发明中，聚乙烯负离子粉还可提高绿茶提取物和橘皮提取物有效成分的防霉抗菌活性，三者协同使得涂料具有优异抗菌以及去除异味的特性，满足多功能需求。且聚乙烯负离子与聚四氟乙烯分散乳液具有较高的相容性，提高了涂料的耐候性。
优选的，所述温敏变色粉为微胶囊材料，变色温度为15-65℃。
优选的温敏变色材料可使涂料在不同温度下显示不同的颜色，起到温度提醒或者警示的作用，其原理为可以由温度引起相变，分子排列的改变或者电子在有机化合物中的转移等，并且随温度的变化不断变化，具有可逆性和无限重复性。
优选的，所述ph调节剂为二甲基乙醇胺或多功能助剂amp-95中的一种或两种。
这两种ph值调节剂不但具有调节ph值的效果，而且本身是有机物质，具有一定的辅助成膜的特性。
优选的，所述成膜助剂为丙二醇苯醚类和醇酯类成膜助剂的混合物，且所述丙二醇苯醚类成膜助剂和所述醇酯类成膜助剂的质量比为1:1-2。
两种成膜助剂混合使用，可以有效降低涂料的最低成膜温度，提高涂料的耐擦洗性，提高漆膜的光泽度、强度以及抗粉化性能和增进流平性，使得制备的涂料具有优异的耐候性及展色性。
优选的，所述分散剂为聚氨酯改性聚磷酸酯类分散剂。
该分散剂专为无机粒子而设计，具有持久的分散能力，可提高纳米银和纳米氧化锌的分散度，有效防止纳米颗粒的团聚，提高其抗菌性能，还能减少制备工艺中的研磨时间，促进光泽和流平性。
优选的，所述基材润湿剂为聚醚改性聚硅氧烷类润湿剂。
优选的基材润湿剂可以起到增滑剂、流平剂的作用，使涂料成膜后视觉效果丰满。
优选的，所述增稠剂为聚氨酯性增稠剂。
优选的增稠剂可以改善涂料的抗流挂性，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。
本发明还提供了上述防霉抗菌涂料的制备方法，至少包括以下步骤：
步骤a，按照所述防霉抗菌涂料的设计配比称取各组分，将称取的40％-60％wt的去离子水、40％-60％wt的ph值调节剂、分散剂、纳米银、纳米氧化锌、温敏变色粉、绿茶提取物和硅藻土搅拌均匀，得浆料；
步骤b，将称取的聚四氟乙烯分散乳液、成膜助剂、剩余的去离子水、剩余的ph值调节剂、负离子粉、基材润湿剂和橘皮提取物混合均匀，加入步骤a中所述浆料，搅拌混合均匀，加入增稠剂，调整粘度至25℃的涂-4杯粘度为60-90s，得防霉抗菌涂料。
先将纳米银、纳米氧化锌和硅藻土在分散剂的作用下混合均匀，可使纳米银和纳米氧化锌均匀负载固定到硅藻土多孔的结构内，防止纳米颗粒的团聚。
先将绿茶提取物与硅藻土进行混合，再加入橘皮提取物，可使绿茶提取物的释放速度慢于橘皮提取物，从而达到持久的抗菌和清新空气的效果。
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，无需借助其他辅助条件即可发挥持久高效抗菌的作用，且还具有清新净化空气的作用，安全无毒，尤其适用于作为冰箱内层涂料，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防霉抗菌涂料，包含如下重量份的组分：
聚四氟乙烯分散乳液30份，绿茶提取物0.5份，橘皮提取物0.01份，硅藻土0.5份，纳米银0.5份，纳米氧化锌0.1份，负离子粉0.5份，温敏变色粉7份，ph调节剂0.1份，成膜助剂5份，分散剂0.3份，基材润湿剂0.5份，增稠剂0.5份和去离子水5份。
上述聚四氟乙烯分散乳液为太仓凯尔达塑胶原料有限公司teflonptfete3893；绿茶提取物为西安青芷生物技术有限公司的绿茶提取物；橘皮提取物为广州市于楠生物科技有限公司的橘子皮油；硅藻土为石家庄马跃建材有限公司的超细硅藻土，细度为1500目；纳米银为广州博峰化工科技有限公司的纳米银抗菌剂300-ag-2000；纳米氧化锌为南京天行新材料有限公司tzp-50纳米氧化锌；负离子粉为嘉硕建材源头厂家的sx123a聚乙烯负离子粉；温敏变色粉为深圳市誉铭杰颜料有限公司的感温变色粉；ph调节剂为德国巴斯夫的二甲基乙醇胺；成膜助剂为广州宇泰化工科技有限公司的环保净味型成膜助剂af和美国伊士曼的醇酯-12成膜助剂的混合物(af和醇酯-12的质量比为1:1)；分散剂为埃夫科纳的afcona-5010；基材润湿剂为迪高的tego-100；增稠剂为宁柏迪的聚氨酯型增稠剂ps202。
上述防霉抗菌涂料的制备步骤如下：
步骤a，按照所述防霉抗菌涂料的设计配比称取各组分，将称取的40％wt的去离子水、60％wt的ph值调节剂、分散剂、纳米银、纳米氧化锌、温敏变色粉、绿茶提取物和硅藻土加入配料容器内，以1000r/min的速度搅拌15分钟分散均匀，得浆料；
步骤b，在500r/min的搅拌速度下将称取的聚四氟乙烯分散乳液、成膜助剂、剩余的去离子水、剩余的ph值调节剂、负离子粉、基材润湿剂和橘皮提取物进行混合，然后以1000r/min的速度继续搅拌10分钟使其混合均匀，加入步骤a中所述浆料，以600r/min的速度搅拌10分钟；加入增稠剂，以500r/min的速度搅拌10分钟，调整粘度至25℃的涂-4杯粘度为60s，得防霉抗菌涂料。
实施例2
本发明实施例提供一种防霉抗菌涂料，包含如下重量份的组分：
聚四氟乙烯分散乳液40份，绿茶提取物0.2份，橘皮提取物0.1份，硅藻土1份，纳米银0.2份，纳米氧化锌0.3份，负离子粉1份，温敏变色粉3份，ph调节剂0.2份，成膜助剂3份，分散剂0.4份，基材润湿剂0.4份，增稠剂0.8份和去离子水7份。
上述聚四氟乙烯分散乳液为太仓凯尔达塑胶原料有限公司teflonptfete3893；绿茶提取物为西安青芷生物技术有限公司的绿茶提取物；橘皮提取物为广州市于楠生物科技有限公司的橘子皮油；硅藻土为石家庄马跃建材有限公司的超细硅藻土，细度为1800目；纳米银为广州博峰化工科技有限公司的纳米银抗菌剂300-ag-2000；纳米氧化锌为南京天行新材料有限公司tzp-50纳米氧化锌；负离子粉为嘉硕建材源头厂家的sx123a聚乙烯负离子粉；温敏变色粉为深圳市誉铭杰颜料有限公司的感温变色粉；ph值调节剂为美国陶氏化工的多功能助剂amp-95；成膜助剂为广州宇泰化工科技有限公司的环保净味型成膜助剂af和美国伊士曼的醇酯-12成膜助剂的混合物(af和醇酯-12的质量比为1:2)；分散剂为埃夫科纳的afcona-5010；基材润湿剂为埃夫科纳的afcona-3031；增稠剂为宁柏迪的聚氨酯型增稠剂ps202。
上述防霉抗菌涂料的制备步骤如下：
步骤a，按照所述防霉抗菌涂料的设计配比称取各组分，将称取的50％wt的去离子水、50％wt的ph值调节剂、分散剂、纳米银、纳米氧化锌、温敏变色粉、绿茶提取物和硅藻土加入配料容器内，以1000r/min的速度搅拌15分钟分散均匀，得浆料；
步骤b，在500r/min的搅拌速度下将称取的聚四氟乙烯分散乳液、成膜助剂、剩余的去离子水、剩余的ph值调节剂、负离子粉、基材润湿剂和橘皮提取物进行混合，然后以1000r/min的速度继续搅拌10分钟使其混合均匀，加入步骤a中所述浆料，以600r/min的速度搅拌10分钟；加入增稠剂，以500r/min的速度搅拌10分钟，调整粘度至25℃的涂-4杯粘度为70s，得防霉抗菌涂料。
实施例3
本发明实施例提供一种防霉抗菌涂料，包含如下重量份的组分：
聚四氟乙烯分散乳液50份，绿茶提取物0.05份，橘皮提取物0.2份，硅藻土0.1份，纳米银0.1份，纳米氧化锌0.5份，负离子粉2份，温敏变色粉0.5份，ph调节剂0.2份，成膜助剂2份，分散剂0.5份，基材润湿剂0.3份，增稠剂1份和去离子水10份。
上述聚四氟乙烯分散乳液为太仓凯尔达塑胶原料有限公司teflonptfete3893；绿茶提取物为西安青芷生物技术有限公司的绿茶提取物；橘皮提取物为广州市于楠生物科技有限公司的橘子皮油；硅藻土为石家庄马跃建材有限公司的超细硅藻土，细度为2000目；纳米银为广州博峰化工科技有限公司的纳米银抗菌剂300-ag-2000；纳米氧化锌为南京天行新材料有限公司tzp-50纳米氧化锌；负离子粉为嘉硕建材源头厂家的sx123a聚乙烯负离子粉；温敏变色粉为深圳市誉铭杰颜料有限公司的感温变色粉；ph调节剂二甲基乙醇胺与多功能助剂amp-95的混合物(二甲基乙醇胺和多功能助剂amp-95的质量比为＝1:1)；成膜助剂为广州宇泰化工科技有限公司的环保净味型成膜助剂af和美国伊士曼的醇酯-12成膜助剂的混合物(af和醇酯-12的质量比为1:1.5)；分散剂为埃夫科纳的afcona-5010；基材润湿剂为迪高的tego-100和埃夫科纳的afcona-3031的混合物(两者质量比为1:2)；基材润湿剂为迪高的tego-100；增稠剂为宁柏迪的聚氨酯型增稠剂ps202。
上述防霉抗菌涂料的制备步骤如下：
步骤a，按照所述防霉抗菌涂料的设计配比称取各组分，将称取的60％wt的去离子水、40％wt的ph值调节剂、分散剂、纳米银、纳米氧化锌、温敏变色粉、绿茶提取物和硅藻土加入配料容器内，以1000r/min的速度搅拌15分钟分散均匀，得浆料；
步骤b，在500r/min的搅拌速度下将称取的聚四氟乙烯分散乳液、成膜助剂、剩余的去离子水、剩余的ph值调节剂、负离子粉、基材润湿剂和橘皮提取物进行混合，然后以1000r/min的速度继续搅拌10分钟使其混合均匀，加入步骤a中所述浆料，以600r/min的速度搅拌10分钟；加入增稠剂，以500r/min的速度搅拌10分钟，调整粘度至25℃的涂-4杯粘度为90s，得防霉抗菌涂料。
将本实施例制备的防霉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使得制备的防霉抗菌涂料具有优异的可施工性，耐酸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，同时还具有较高的疏水性，尤其适用于作为冰箱内层涂料用，不但可以抑制霉菌和细菌，延长食物的保藏期，还具有清新空气和减少冰箱内壁冰霜形成的效果，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。