一种抗菌组合物及其制备方法、防护涂料面漆及其制备方法与流程

本发明具体涉及一种抗菌组合物及其制备方法、含有该抗菌组合物的防护涂料面漆及其制备方法。

背景技术：

1、核电厂能够实现裂变能转变为电能，通过裂变产生热能来发电或发电兼供热的动力设施，安全壳是核电厂的中心部位。核电厂环境中存在大量放射性物质和高辐射物，形成的强辐射会加速设备材料的老化和损坏，降低安全壳系统的功能。

2、出于全寿期的老化缓解与腐蚀防护需要，核电厂安全壳内的混凝土和钢结构的表面会涂覆上防护涂料形成一层防护涂层。放射性辐照会引起防护涂层产生剥落、开裂和粉化现象，从而导致大量残余物进入安全壳内的反应堆总应急冷却液中，引起管道、喷嘴和泵等设备的堵塞，从而带来严重的安全事故。因此防护涂料需要满足耐辐射、抗老化和去污性能的要求。

3、常用的配套防护涂料都是由油性环氧底漆和环氧面漆相结合使用，这样可以保持防护涂料与基材具有很好的附着力，但是传统的环氧面漆耐候性和耐热性较差，在核电厂长期辐照及高温的工作环境下，漆膜容易出现粉剥落、开裂和粉化的现象；此外，传统的面漆容易吸潮，长期处于潮湿环境中容易滋生细菌，对基材造成损坏，导致传统的涂料面漆难以适应核电厂安全壳内的长期服役维护要求。

技术实现思路

1、有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种抗菌组合物及其制备方法、含有该抗菌组合物的防护涂料面漆及其制备方法，用于改善防护涂料面漆的耐候性、耐热性，增强涂层的抗菌性能，减少涂层吸潮的现象。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：

3、本发明的一个目的是提供一种抗菌组合物的制备方法，包括如下步骤：

4、取适量松香并将其分成两部分，将其中一部分松香溶解于醇类溶剂中，再加入到硝酸银与碱性缓释剂的混合液中，加热至100-110℃，进一步冷却至室温并洗涤、干燥后，与剩余一部分松香混合均匀，得到所述抗菌组合物。

5、松香中含有枞酸，可以还原硝酸银中的银离子形成纳米银，对潮湿环境中的微生物和污损生物进行灭活，抑制微生物在漆膜的表面附着及繁殖。并且生成的纳米银会被松香中的脂肪酸稳定保护，减少纳米银在涂料体系中出现团聚的现象，促使纳米银均匀分散在涂料体系中。松香对纳米银的保护作用，可以使得纳米银抗菌性能具有一定的缓释效果，使涂料的抗菌及抗污性能更持久。

6、根据本发明的一些优选实施方面，两部分所述松香的质量相等。

7、根据本发明的一些优选实施方面，所述碱性缓释剂为氨水。

8、本发明的另一个目的是提供一种由上述抗菌组合物的制备方法制备得到的抗菌组合物。

9、本发明的另一个目的是提供一种防护涂料面漆，包括组分a和上述的抗菌组合物，按重量份计，所述组分a包括如下原料成分：水性酚醛环氧树脂30-40份，硅烷偶联剂3-8份；

10、所述抗菌组合物包括如下原料成分：松香3-8份，硝酸银3-8份，碱性缓释剂2-3份，醇类溶剂8-10份。

11、通过采用水性酚醛环氧树脂为主原料代替了现有技术中所使用的酚醛环氧树脂，水性酚醛环氧树脂具有环氧树脂优异的附着力和良好的抗冲击性能，并且还具有良好的耐水性、抗老化和耐溶剂性能。以水性酚醛环氧树脂为主原料形成的涂料面漆还具有突出的防锈效果和尺寸稳定性，改善了涂膜收缩的问题。另一方面，水性酚醛环氧树脂还具有优异的耐热性能和耐候性能，减少了常用的环氧树脂易粉化的问题，提高了防护涂料的耐热性能，能够更好的适应长期高温的工作环境。由于松香具有独特的蜂窝状结构，加入到水性酚醛环氧树脂中，能够促使形成的漆膜具有一定的粘弹性和光泽感，松香的成膜性能好，使得漆膜表面形成一层保护膜，提高漆膜的抗水性能，减少防护涂料漆膜出现吸潮的现象；并且松香中含有枞酸，可以还原硝酸银中的银离子形成纳米银，对潮湿环境中的微生物和污损生物进行灭活，抑制微生物在漆膜的表面附着及繁殖。并且生成的纳米银会被松香中的脂肪酸稳定保护，减少纳米银在涂料体系中出现团聚的现象，促使纳米银均匀分散在水性酚醛环氧树脂体系中。松香对纳米银的保护作用，可以使得纳米银抗菌性能具有一定的缓释效果，使涂料的抗菌及抗污性能更持久。

12、进一步地，增稠剂能够改善水性酚醛环氧树脂体系的流动性，增强水性酚醛环氧树脂体系的粘性，促使防护涂料面漆能够形成良好的漆膜，进一步减少涂层开裂、剥落的现象。防闪锈剂具有缓蚀性能，可以减少防护涂料在核电厂设备上固化时产生的闪锈现象。防沉剂有利于在涂料面漆体系中引入疏松网络触变性结构，促使面漆的颜料、增稠剂等组分悬浮而不下沉，使面漆具有优异的流平性，从而提高涂料的耐候性能，使其能够更好的适应核电厂的工作环境。硅烷偶联剂在涂料中能够促进填料、水性酚醛环氧树脂和其他组分的相容性，增强防护涂料面漆与底漆及基材之间的附着力，减少防护涂料漆膜的剥落和开裂现象，还可提高防护涂料面漆的耐水性、耐候性和耐磨性。

13、根据本发明的一些优选实施方面，按重量份计，所述组分a的原料成分还包括增稠剂0.5-1份，防闪锈剂0.5-1份，防沉剂1-3份，填料5-20份和抗辐射颗粒1-3份。防护涂料面漆的原料中添加抗辐射颗粒，促使涂料具有较好的防辐射性能，减少核电厂内放射性、高辐射物质对涂层的影响，从而减少防护涂层的剥落、开裂和粉化现象，使得防护涂层能够更好的适应高辐射的工作环境。

14、根据本发明的一些优选实施方面，所述填料为滑石粉、硫酸钡和云母中的至少两种的混合物。硫酸钡具有优异的耐化学腐蚀性能和耐候性能，同时能够促使涂层保持良好的光泽性，并且硫酸钡具有一定的反射性，提高漆膜的抗老化性能。滑石粉不易下沉，可以吸收涂层的伸缩应力，从而减少涂层产生裂缝和空隙，提高防护涂料面漆的耐候性。云母粉可以提高涂层的韧性和耐热性能，同时云母粉和滑石粉还具有优异的耐辐射、防腐蚀和去污能力，有利于提高防护涂层的耐辐射、抗老化和去污能力，从而对核电厂设备进行更好的保护。

15、根据本发明的一些优选实施方面，所述防沉剂为气相二氧化硅和膨润土的混合物。

16、根据本发明的一些优选实施方面，所述气相二氧化硅和膨润土的质量比为0.1-5:1。

17、根据本发明的一些优选实施方面，所述气相二氧化硅的粒径为30-40nm，所述膨润土的粒径为150-250目。气相二氧化硅的粒径很小，具有比表面积大、表面吸附力强、表面能大等优异性能，并且具有良好的分散性，可以与填料产生一定的吸附作用，促使填料颗粒更好的分散。膨润土具有良好的触变性、分散性和悬浮性能，能够减少涂料面漆出现分层、沉淀的现象，进一步减少防护涂层出现粉化。

18、根据本发明的一些优选实施方面，按重量份计，所述防护涂料面漆还包括固化剂，所述组分a与固化剂的质量比为2.5-4:1。本发明的一些实施例中，所述固化剂为聚酰胺固化剂，聚酰胺固化剂作为固化剂用于水性酚醛环氧树脂体系中，能够加快涂料面漆固化效率，增强涂料面漆与基材之间的附着力，同时提高漆膜的耐腐蚀性能和耐冲击性能。

19、进一步地，组分a的原料成分中还包括溶剂0.5-1份，所述溶剂为丙二醇单丁醚或乙二醇丁醚。丙二醇单丁醚或乙二醇丁醚添加到水性酚醛环氧树脂中具有一定的增溶作用，能够促进水性酚醛环氧树脂与固化剂的交联密度，同时还可以降低漆膜的表面张力，提高涂料面漆的润湿性能，进一步促进防护涂料面漆与底漆、基材更好的结合，减少涂料漆膜剥落、开裂的现象。具体地，本发明的一些实施例中，按重量份计，组分a包括水性酚醛环氧树脂30-40份，增稠剂0.5-1份，防闪锈剂0.5-1份，防沉剂1-3份，硅烷偶联剂3-8份，水20-30份，填料5-20份，抗辐射颗粒1-3份，溶剂0.5-1份。

20、本发明的另一个目的是提供一种如上所述的防护涂料面漆的制备方法，包括如下步骤：

21、(1)制备抗菌组合物：取适量松香并将其平均分成两部分，将其中一部分松香溶解于醇类溶剂中，再加入到硝酸银与碱性缓释剂的混合液中，以200-400r/min的速度边搅拌边加热至100-110℃，待溶液颜色变为棕黄色时停止加热，继续搅拌10-30min，进一步冷却至室温后使用醇类溶剂洗涤，离心分离取固体颗粒进行干燥，得到纳米银颗粒；再将制得的纳米银颗粒与剩余的另一部分松香混合均匀，得到所述抗菌组合物。

22、(2)将水、填料和抗辐射颗粒混合，以700-900r/min的速度搅拌10-30min，再使用研磨机进行研磨，研磨至混合物的粒度为25-35μm，然后边搅拌边加入增稠剂、防沉剂和防闪锈剂，以300-500r/min的速度搅拌10-20min，再加入水性酚醛环氧树脂、溶剂和硅烷偶联剂得到组分a，再将抗菌组合物加入组分a中，以300-500r/min的速度搅拌3-5min，使混合物混合均匀；

23、(3)向步骤(2)的混合物中加入固化剂并搅拌使其混合均匀，即可制备得到所述防护涂料面漆。

24、由于采用了以上的技术方案，相较于现有技术，本发明具有以下优势：

25、1、本发明的一种防护涂料面漆的原料中采用了水性酚醛环氧树脂，其具有优异的抗冲击、尺寸稳定性和耐酸碱性能，与基材之间有较强的附着力，其还具有较好的耐热性和耐候性，能够减少防护漆膜出现剥落、开裂和粉化的现象，促进防护涂料漆膜更好的适应核电厂长期辐照及高温的工作环境；

26、2、采用松香和硝酸银制备抗菌组合物，提高了防护涂层的耐水性能，减少了涂层吸潮的现象，还提高了防护涂层漆膜的光泽感；以硝酸银为原料，松香中的枞酸为还原剂得到的纳米银能够在涂料面漆中起到抗菌的作用，抑制潮湿环境微生物、污损生物附着在核电厂设备上，抑制微生物、细菌的生长，增强防护涂料面漆对基材的保护作用。