专利名称：一种抗菌性涂料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种涂料的制备方法，特别涉及一种抗菌性涂料的制备方法。
背景技术：
保持环境无污染是阻止细菌、病毒对人类感染切实可行的办法，使用抗菌涂料是实现环境无污染最为简单有效的方法。抗菌剂主要有天然抗菌剂、有机抗菌剂和无机抗菌齐U，天然抗菌剂主要是壳聚糖，品种少、耐久性差，有机抗菌剂主要有异噻唑啉酮类、苯并异噻唑啉酮类、有机胺类等，抗菌效果较好，但对环境有害，无机抗菌剂主要是银系抗菌剂和具有光催化的物质，银系抗菌剂具有很好的抗菌效果和耐久性，但由于颗粒问题及银离子抗菌剂的价格昂贵，限制了其使用。艾蒿，为菊科蒿属多年生野生草本植物，从中提取的艾蒿精油生理活性成分种类较多，其中许多单萜及倍半萜类化学物质均有抗菌活性，其作为一种天然、环保的抗菌防霉齐U，符合人们的绿色消费观念。但由 于艾蒿精油的不稳定性使其药效持续时间短，限制了应用。微胶囊技术通过对香精油进行包覆，使其透过囊壁缓慢释放，改善艾蒿精油的压敏性、光敏性及热敏性，提高产品档次和附加值。微胶囊技术是利用一类物质作为成膜材料将另一类物质进行包覆，形成微型胶囊的一种技术。微胶囊尺寸通常在纳米至微米级，对物质进行微胶囊化可以提高物质的稳定性，控制芯材的释放速度，改善被包覆物质的物理性质，便于处理等。丙烯酸酯类树脂作为常见涂料，常用于建筑墙体涂料、皮革表面涂饰剂、木材表面涂饰等，用微胶囊包覆艾蒿油，将其用于丙烯酸酯类树脂合成的核层和壳层，缓慢控制艾蒿油的释放，利用纳米材料、天然抗菌剂、阳离子乳化剂协效对墙体涂料具有很好的抗菌性。
发明内容
本发明旨在提供一种抗菌性涂料的制备方法，所要解决的技术问题是对艾蒿油进行包覆，形成微胶囊艾蒿油，并将微胶囊艾蒿油用于核壳型丙烯酸酯类树脂的核层和壳层，并用纳米材料、阳离子乳化剂、天然抗菌剂进行协效，控制艾蒿油的缓慢释放、并提高丙烯酸酯类树脂的抗菌性。本发明采用了以下技术方案。(I)微胶囊艾蒿油的制备:分别配制质量浓度为5 7%的黄原胶水溶液和质量浓度为5 7%的阿拉伯胶水溶液各100 150ml，并将两种溶液混合；将8 IOg艾蒿油加入上述两种混合溶液中，在搅拌速度600 900r/min，温度40 50°C，搅拌时间40 70min，得到艾蒿油乳化液；向得到的艾蒿油乳化液中加水50 80ml，在搅拌速度为500 700r/min条件下，搅拌时间50 70min，得到艾蒿油乳化液稀释液；将得到的稀释液pH值调至
3.0 5.5得到预聚液；在搅拌速度为500 700r/min条件下，使得到的预聚液温度自然降低至5 15°C，并保温60 80min，得到凝聚液；在得到的凝聚液中加入交联剂I 2g，混合均匀得到固化液；将得到的固化液升温至50°C，然后在搅拌速度为500 700r/min下反应2 4h ;反应结束后将体系温度降至25 30°C，用丙醇洗涤，抽滤，室温干燥即得到微胶囊艾蒿油；
(2)向反应体系中加入水重量6(Γ75%、乳化剂重量0.3^1.2%、丙烯酸重量0.Γ5.0%、上述(I)的微胶囊艾蒿油重量3飞％、金丝桃苷重量0.5 1%，质量浓度3 6%的明胶水溶液重量5 7%，将反应温度升至50°C，搅拌反应60min，加入A单体和纳米材料重量2 3%，乳化时间4(T60min。当温度升到60°C通回流水，到温度80°C时开始滴加过硫酸铵重量0.3 0.6%，滴加时间lh，保温反应f3h，得核层乳液；其中过硫酸铵用5g水溶解；
A单体及其用量:A单体由甲基丙烯酸羟乙酯重量3飞％、丙烯酸羟丁酯重量4、％、丙烯酸羟乙酯重量3.5^4.5%混合组成；
(3)向核层乳液中同时滴加B单体、微胶囊艾蒿油重量3飞％、金丝桃苷重量0.5 1%，质量浓度3 6%的明胶水溶液重量5 7%、过硫酸铵重量0.5^0.7%，滴加时间f 2h，85 95°C保温反应时间0.5 lh，再滴加交联剂重量0.5^1.0%，保温反应时间f 2h，降温到50°C，将阳离子乳化剂重量0.3%加入反应体系中，反应时间30min，加氨水调pH值5飞，得到抗菌性涂料；其中过硫酸铵用5g水溶解。B单体及其用量:B单体由甲基丙烯酸羟乙酯重量:Γ5%、丙烯酸乙酯重量
3.5^5.5%、甲基丙烯酸甲酯重量3.5飞.5%混合物组成；
黄原胶的数均分子量为2.6Χ 106g/mol ;交联剂为氮丙啶、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的任意一种；乳化剂由阴离子十二烷基苯磺酸钠与非离子烷基酚聚氧乙烯醚按照重量比为4: 1、: I混合组成；纳米材料为纳米氧化锌、纳米氧化铁、纳米氧化镁、纳米氧化错的任意一种；阳离子乳化剂为十六烷基溴化吡啶、阳离子聚丙烯酰胺、十六烷基三甲基氯化铵的任意一种。本发明具有以下特点:
(1)利用黄原胶有较强的粘合性，将艾蒿油进行包覆，控制艾蒿油的缓慢释放；
(2)将艾蒿油微胶囊分别包覆于丙烯酸树脂的核层和壳层，控制艾蒿油的缓慢释放，提闻丙稀酸树脂的抗菌持久性；
(3)纳米材料具有很强的抗菌性，同时纳米材料与艾蒿油、金丝桃苷发挥协效作用，提高涂料的抗菌性；
(4)阳离子乳化剂具有抗菌性，同时对阴离子进行一定程度的固定效果；
(5)选择环保无毒的交联剂对艾蒿油微胶囊进行改性，并对核壳层进行交联，控制艾蒿油的缓慢释放。
具体实施方式
下面结合实例进一步说明本发明。实例一
(I)微胶囊艾蒿油的制备:分别配制质量浓度为5%的黄原胶水溶液和质量浓度为5%的阿拉伯胶水溶液各100ml，并将两种溶液混合；将Sg艾蒿油加入上述两种混合溶液中，在搅拌速度600r/min， 温度为40°C下，搅拌40min，得到艾蒿油乳化液；向得到的艾蒿油乳化液中加水50ml，在搅拌速度为500r/min条件下，搅拌50min，得到艾蒿油乳化液稀释液；将得到的稀释液PH值调至3.0得到预聚液；在搅拌速度为500r/min条件下，使得到的预聚液温度自然降低至5°C，并保温60min，得到凝聚液；在得到的凝聚液中加入氮丙啶lg，混合均匀得到固化液；将得到的固化液升温至50°C，然后在搅拌速度为500r/min下反应2h ;反应结束后将体系温度降至25°C，用丙醇洗涤，抽滤，室温干燥即得到微胶囊艾蒿油6.5g ；
(2)向三口瓶250ml中加入水重量60g、阴离子十二烷基苯磺酸钠0.24g与非离子烷基酚聚氧乙烯醚乳化剂0.06g、丙烯酸重量0.lg、上述(I)的微胶囊艾蒿油重量3g、金丝桃苷
0.5g，质量浓度3%的明胶水溶液重量5g，将反应温度升至50°C，搅拌时间60min，加入A单体和纳米氧化锌重量2g，乳化时间40min。当温度升到60°C通回流水，到温度80°C时开始滴加过硫酸铵水溶液重量5.3g,滴加时间Ih,保温反应Ih,得核层乳液；
A单体及其用量:A单体由甲基丙烯酸羟乙酯重量3g、丙烯酸羟丁酯重量4g、丙烯酸羟乙酯重量3.5g混合组成；
(3)向核层乳液中同时滴加B单体、微胶囊艾蒿油重量3g、金丝桃苷0.5g，质量浓度3%的明胶水溶液重量5g、过硫酸铵水溶液重量5.5g，滴加时间lh，85°C保温反应时间0.5h，再滴加氮丙啶重量0.5g，保温反应时间lh，降温到50°C，将十六烷基溴化吡啶重量0.3g加入反应体系中，反应时间30min，加氨水调pH值5 6，得到抗菌性涂料；
B单体及其用量:B单体由甲基丙烯酸羟乙酯重量3g、丙烯酸乙酯重量3.5g、甲基丙烯酸甲酯重量3.5g ；
实例二
(1)微胶囊艾蒿油的制备:分别配制质量浓度为7%的黄原胶水溶液和质量浓度为7%的阿拉伯胶水溶液各300ml，并将两种溶液混合；将20g艾蒿油加入上述两种混合溶液中，在搅拌速度900r/min，温度为50°C下，搅拌70min，得到艾蒿油乳化液；向得到的艾蒿油乳化液中加水160ml，在搅拌速度为700r/min条件下，搅拌70min，得到艾蒿油乳化液稀释液；将得到的稀释液PH值调至5.5得到预聚液；在搅拌速度为700r/min条件下，使得到的预聚液温度自然降低至15°C，并保温80min，得到凝聚液；在得到的凝聚液中加入三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯4g，混合均匀得到固化液；将得到的固化液升温至50°C，然后在搅拌速度为700r/min下反应4h ;反应结束后将体系温度降至30°C，用丙醇洗涤，抽滤，室温干燥即得到微胶囊艾蒿油17.2g ；
(2)向三口瓶250ml中加入水重量75g、阴离子十二烷基苯磺酸钠1.0g与非离子烷基酚聚氧乙烯醚乳化剂0.2g、丙烯酸重量5.0g、上述(I)的微胶囊艾蒿油重量5g、金丝桃苷Ig,质量浓度6%的明胶水溶液重量7g，将反应温度升至50°C，搅拌60min，加入A单体和纳米氧化铁重量3g,乳化时间60min。当温度升到60°C通回流水,到温度80°C时开始滴加过硫酸铵水溶液重量5.6g,滴加时间Ih,保温反应3h,得核层乳液；
A单体及其用量:A单体由甲基丙烯酸羟乙酯重量5g、丙烯酸羟丁酯重量9g、丙烯酸羟乙酯重量4.5g混合组成；
(3)向核层乳液中同时滴加B单体、微胶囊艾蒿油重量5g、金丝桃苷lg，质量浓度6%的明胶水溶液重量7g、过硫酸铵水溶液重量5.1g,滴加时间2h，95°C保温反应时间lh，再滴加三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯重量1.0g，保温反应时间2h，降温到50°C，将阳离子聚丙烯酰胺重量0.3g加入反应体系中，反应时间30min，加氨水调pH值5飞，得到抗菌性涂料；
B单体及其用量:B单体由甲基丙烯酸羟乙酯重量5g、丙烯酸乙酯重量5.5g、甲基丙烯酸甲酯重量6.5g ；
实例二
(O微胶囊艾蒿油的制备:分别配制质量浓度为6%的黄原胶水溶液和质量浓度为6%的阿拉伯胶水溶液各250ml，并将两种溶液混合；将18g艾蒿油加入上述两种混合溶液中，在搅拌速度750r/min，温度为45°C下，搅拌55min，得到艾蒿油乳化液；向得到的艾蒿油乳化液中加水130ml,在搅拌速度为600r/min条件下,搅拌时间60min,得到艾蒿油乳化液稀释液；将得到的稀释液PH值调至4.5得到预聚液；在搅拌速度为600r/min条件下，使得到的预聚液温度自然降低至10°C，并保温70min，得到凝聚液；在得到的凝聚液中加入作为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯3g，混合均匀得到固化液；将得到的固化液升温至50°C，然后在搅拌速度为600r/min下反应3h ;反应结束后将体系温度降至28°C，用丙醇洗涤，抽滤，室温干燥即得到微胶囊艾蒿油15.1g ；
(2)向反应容器中加入水重量68g、阴离子十二烷基苯磺酸钠0.61g与非离子烷基酚聚氧乙烯醚0.14g、丙烯酸重量2.5g、上述(I)的微胶囊艾蒿油重量4g、金丝桃苷0.75g,质量浓度4.5%的明胶水溶液重量6g，将反应温度升至50°C，搅拌60min，加入A单体和纳米氧化锆重量2.5g，乳化时间50min。当温度升到60°C通回流水，到温度80°C时开始滴加过硫酸铵水溶液重量5.5g,滴加时间Ih,保温反应2h,得核层乳液；
A单体及其用量:A单体由甲基丙烯酸羟乙酯重量4g、丙烯酸羟丁酯重量6.5g、丙烯酸羟乙酯重量4g混合组成；
(3)向核层乳液中同时滴加B单体、微胶囊艾蒿油重量4g、金丝桃苷0.75g，质量浓度
4.5%的明胶水溶液重量6g、过硫酸铵水溶液重量5.6g，滴加时间1.5h，90°C保温反应时间45min，再滴加三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯重量0.75g，保温反应时间1.5h，降温到50°C，将十六烷基三甲基氯化铵重量0.3g加入反应体系中，反应时间30min，加氨水调pH值5飞，得到抗菌性涂料；
B单体及其用量:B单体由甲基丙烯酸羟乙酯重量4g、丙烯酸乙酯重量4.5g、甲基丙烯酸甲酯重量5g ；
将实例一、二和三制备的抗菌性涂料应用于抗菌性实验数据如下。表一抗菌性涂料对供试菌种的抗菌率(％)
权利要求
1.一种抗菌性涂料的制备方法，其特征在于制备步骤如下: (1)微胶囊艾蒿油的制备:分别配制质量浓度为5 7%的黄原胶水溶液和质量浓度为5 7%的阿拉伯胶水溶液各100 150ml，并将两种溶液混合；将8 IOg艾蒿油加入上述两种混合溶液中，在搅拌速度600 900r/min，温度40 50°C，搅拌时间40 70min，得到艾蒿油乳化液；向得到的艾蒿油乳化液中加水50 80ml，在搅拌速度为500 700r/min条件下，搅拌时间50 70min，得到艾蒿油乳化液稀释液；将得到的稀释液pH值调至3.0 5.5得到预聚液；在搅拌速度为500 700r/min条件下，使得到的预聚液温度自然降低至5 15°C，并保温60 80min，得到凝聚液；在得到的凝聚液中加入交联剂I 2g，混合均匀得到固化液；将得到的固化液升温至50°C，然后在搅拌速度为500 700r/min下反应2 4h ;反应结束后将体系温度降至25 30°C，用丙醇洗涤，抽滤，室温干燥即得到微胶囊艾蒿油； (2)向反应体系中加入水重量6(Γ75%、乳化剂重量0.3^1.2%、丙烯酸重量0.Γ5.0%、上述(I)的微胶囊艾蒿油重量3飞％、金丝桃苷重量0.5 1%，质量浓度3 6%的明胶水溶液重量5 7%，将反应温度升至50°C，搅拌反应60min，加入A单体和纳米材料重量2 3%，乳化时间4(T60min ;当温度升到60°C通回流水，到温度80°C时开始滴加过硫酸铵重量0.3 0.6%，滴加时间lh，保温反应f3h，得核层乳液；其中过硫酸铵用5g水溶解；A单体及其用量:A单体由甲基丙烯酸羟乙酯重量3 5%、丙烯酸羟丁酯重量4 9%、丙烯酸羟乙酯重量3.5^4.5%混合组成； (3)向核层乳液中同时滴加B单体、微胶囊艾蒿油重量3飞％、金丝桃苷重量0.5 1%，质量浓度3 6%的明胶水溶液重量5 7%、过硫酸铵重量0.5^0.7%，滴加时间f 2h，85 95°C保温反应时间0.5^1h,再滴加交联剂重量0.5^1.0%，保温反应时间f 2h，降温到50°C，将阳离子乳化剂重量0.3%加入反应体系中，反应时间30min，加氨水调pH值5飞，得到抗菌性涂料；其中过硫酸铵用5g水溶解；B单体及其用量:B单体由甲基丙烯酸羟乙酯重量3飞％、丙烯酸乙酯重量3.5^5.5%、甲基丙烯酸甲酯重量3.5飞.5%混合物组成。
2.如权利要求1所述 的一种抗菌性涂料的制备方法，其特征在于:黄原胶的数均分子量为 2.6X106g/mol。
3.如权利要求1所述的一种抗菌性涂料的制备方法，其特征在于:交联剂为氮丙啶、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的任意一种。
4.如权利要求1所述的一种抗菌性涂料的制备方法，其特征在于:乳化剂由阴离子十二烷基苯磺酸钠与非离子烷基酚聚氧乙烯醚按照重量比为4: f 5:1混合组成。
5.如权利要求1所述的一种抗菌性涂料的制备方法，其特征在于:纳米材料为纳米氧化锌、纳米氧化铁、纳米氧化镁、纳米氧化锆的任意一种。
6.如权利要求1所述的一种抗菌性涂料的制备方法，其特征在于:阳离子乳化剂为十六烷基溴化吡啶、阳离子聚丙烯酰胺、十六烷基三甲基氯化铵的任意一种。
全文摘要
本发明是一种抗菌性涂料的制备方法，其步骤如下将艾蒿油进行微胶囊包覆，制备出微胶囊艾蒿油，并将其用于核壳乳液聚合的核层和壳层，利用交联剂对核壳进行交联，控制艾蒿油的缓慢释放，利用纳米材料、阳离子乳化剂来增强抗菌效果，所制备的丙烯酸酯类树脂涂料对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、黄曲霉抗菌持久，可广泛用作墙体涂料、皮革涂饰剂。
文档编号C08F2/44GK103194134SQ201310132289
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月17日 优先权日2013年4月17日
发明者段宝荣 申请人:段宝荣