双组份硅丙乳液防霉涂料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种双组份硅丙乳液防霉涂料，所述防霉涂料包括如下重量份的组分，硅丙乳液95-98份，防霉剂1-2份，填料1-3份，稳定剂1-2份，pH值调节剂0.5-1份。本发明还公开了所述乳液的制备方法，由AB双组分乳液分步聚合制成硅丙乳液。该水性乳液具有良好的涂覆性能，将乳液与合适的防霉剂分散混合，得到环保高效的防霉涂料。该涂料涂刷在竹木板材表面能够防止多种霉菌的侵染。
【专利说明】双组份硅丙乳液防霉涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种防霉涂料及其制备方法，特别是一种用于竹木材料表面的双组份硅丙乳液防霉涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]霉菌的生长一般需要以下三个条件:1.适宜的湿度和温度；2.可导致发霉的营养物；3.流动的空气带来的菌种。材料的防霉一般是从以上三个方面着手，只要使材料在使用过程不满足上述其中之一的条件，则可以达到防霉的效果。
[0003]一般的防霉涂料通常存在以下的缺陷:一是成膜基材属霉菌的营养物(如油脂，天然树脂等)，通过向其中添加防霉剂可使其暂时不成为霉菌的营养物质，但当防霉剂流失或分解失效，霉菌就有可能因此滋生；ニ是成膜基材不够致密，在干燥的条件下具有一定的防霉效果，但是在湿度较大的环境里，由于孔隙加大，含水率升高，可能带入空气中的霉菌孢子，使得霉菌接触到底材，引起发霉。
[0004]在早期的防霉涂料配方中，常使用酚类和有机重金属化合物，如苯环烷酸汞，醋酸苯汞等，随后又出现了甲醛释放型杀菌剂，但这些防霉涂料配方中含有酚类，有机重金属化合物和甲醛等剧毒或高毒性物质，对人体和环境具有较大的毒副作用，目前已停止使用。现在所发展起来的防霉剂大多以无毒或毒性较低的物质为主，如杂环化合物，有机锡化合物，有机氯化合物，有机铜化合物等，但目前市场上的防霉涂料，大多存在或杀菌谱窄，或有效期短，或涂覆性差，或·毒性较大，或价格昂贵等问题。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供ー种乳液防霉涂料，该乳液涂覆性能良好，无色低毒并具有优秀的防霉性能。
[0006]本发明采用的技术方案是提供一种双组份硅丙乳液防霉涂料，所述防霉涂料包括如下重量份的组分，硅丙乳液95-98份，防霉剂1-2份，填料1-3份，稳定剂1-2份，pH值调节剂0.5-1份。
[0007]优选地，所述硅丙乳液由AB双组份分步聚合合成，所述A组分包括丙烯酸类和丙烯酸酯类单体，B组分包括丙烯酸酯类和こ烯基三こ氧基硅烷单体，反应过程中添加稳定剂和PH值调节剂。
[0008]优选地，所述防霉剂选自3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酷、丙环唑、苯并咪唑、异噻唑啉酮和戊唑醇中的ー种或几种复配，复配比为任意比例；所述防霉剂优选3-碘-2-丙
炔基丁基氨基甲酸酷。
[0009]优选地，所述稳定剂选自こニ醇、丙ニ醇、正戊醇或二月桂酸ニ丁錫。
[0010]优选地，所述pH值调节剂选自氨水，碳酸氢钠或碳酸氢钾，所述填料选自碳酸钙、滑石粉、高岭土、云母粉、硅酸铝、石英粉和白炭黑中ー种或几种。
[0011]本发明所要解决的第二个技术问题是，提供所述双组份硅丙乳液的制备方法，所述方法包括如下步骤:
[0012]I) A组分预乳化:将如下重量份的丙烯酸酯类50-60份，丙烯酸类1-5份，乳化剂3-5份，稳定剂0.5-1.5份，去离子水90-110份混合，在1000-2000rpm转速下乳化30-60分钟至乳化均匀，得到A组分乳液，放置备用。
[0013]2)B组分预乳化:将如下重量份的丙烯酸酯类40-50份，こ烯基三こ氧基硅烷3_20份，加入乳化剂3-5份，稳定剂0.5-1.5份，去离子水90-110份混合，在1000-2000rpm转速下乳化30-60分钟至乳化均匀，得到B组分乳液，放置备用。
[0014]3)聚合:将步骤I)得到的A组分乳液的30%_50%乳液做为底液，加入引发剂、pH值调节剂，调节乳液pH达7.5-8.5之间，升温至60-85°C，于1000-2000rpm转速下聚合30-60分钟，再分3-5批逐步加入剰余50%-70%的A组分乳液及引发剂；A组分乳液加入完毕后，继续分3-5批加入步骤2)得到的B组分乳液，稳定剂及引发剂，维持60-85°C反应1_2小吋，降温出料得到硅丙乳液。
[0015]4)将步骤3)得到的硅丙乳液在500-1500rpm转速下，逐渐加入稳定剂和防霉剂及填料，持续搅拌30-45分钟，用pH值调节剂调整pH值在7?8范围内，过滤后制成所述双组份硅丙乳液防霉涂料。
[0016]优选地，步骤3)所述分3-5批逐步加入指滴加，所述滴加在40分钟内完成，每批之间的间隔时间为1-5分钟。
[0017]优选地，乳化剂为脂肪醇聚氧こ烯醚硫酸钠和烷基酚聚氧こ烯(10)醚0P-10按重量比1:1的比例混合配制。
[0018]优选地，步骤I)、步骤2)和4)中所述稳定剂选自こニ醇、丙ニ醇、正戊醇或二月桂
酸ニ丁錫。
[0019]优选地，步骤3 )和4 )所述pH值调节剂选自碳酸氢钠、碳酸氢钾或氨水中的ー种；所述引发剂选自过硫酸钾、过氧化苯甲酰或偶氮ニ异丁腈中的ー种；步骤4)所述防霉剂选自3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酷、丙环唑、苯并咪唑、异噻唑啉酮和戊唑醇中的一种或几种复配，复配比为任意比例；优选地，所述防霉剂是3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酷。
[0020]本发明的有益效果是所述防霉涂料具有合成方便，环保低毒，易用性高，防霉性好等优秀性能，其主要特色如下:
[0021]I)本发明所述防霉涂料为水性涂料，具有施工方便，环保低毒的特点；并且防霉涂料本体为无色乳液，涂覆后透明度高，可最大限度保持基材的原貌，自然美观。
[0022]2)本发明在传统丙烯酸乳液的基础上，通过双组分分步聚合エ艺，制备了具有“核-売”结构的乳液，具有分散性能优秀，储存期长，成膜性能好的优点；并且在此基础上进ー步引入了硅烷活性基团，通过交联反应提高漆膜表面的致密性，极大的提高了防霉效果。
[0023]3)本发明所述防霉涂料可针对不同的霉菌，选取特定的ー种或多种防霉剂与乳液复配而成，配方灵活，具有广谱性和环境适应性，大大提高了防霉涂料的适用范围和防霉效果。
[0024]4)经实验,本发明中所述防霉涂料在竹重组材表面对黑曲霉(Aspergillus nigerV.Tiegh)、桔青霉(Penicillium citrintim Thom)、绿色木霉(Trichoderma viride Pers.Ex Fr.)等多种霉菌以及变色菌可可球ニ抱(Botryodiplodia theobromae Pat.)具有优秀的防治效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是霉菌防治效果图；
[0026]图2是竹重组材经防霉乳液处理前后的外观对比图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图及实施例进ー步说明本发明的实现方式，下述实施例仅用于说明针对特定基材，选择适当防霉剂组合并采用特定处理方式得到的防霉效果，并不意味着本发明限定于下述范围之内。
[0028]实施例1
[0029]I)硅丙乳液的制备合成:
[0030]称取丙烯酸甲酯56g，丙烯酸2g，乳化剂脂肪醇聚氧こ烯醚硫酸钠和烷基酚聚氧こ烯(10)醚0P-10各I克，碳酸氢钠I克，丙ニ醇I克，水50克；在常温下以1500rpm高速乳化均匀，制得A组分乳液；
[0031]称取丙烯酸正丁酯3 8克，こ烯基三こ氧基硅烷14克，乳化剂脂肪醇聚氧こ烯醚硫酸钠AES和烷基酚聚氧こ烯(10)醚0P-10各I克，碳酸氢钠I克，丙ニ醇I克，水50克，在常温下以1500rpm高速乳化均匀，制得B组分乳液；
[0032]称取40克己乳化均匀的A液，加入质量分数为20%的过硫酸钾水溶液2毫升，1200rpm搅拌下缓慢升温至65度，保温I小吋。分三批缓慢滴加剰余A液，第一批与第二批之间间隔时间为2分钟，第二批与第三批之间间隔时间为4分钟，三批加料总用时控制40分钟内，过程中补加3毫升过硫酸钾溶液，升温至75度，保温半小吋。分三批滴加B液，第ー批与第二批之间时间间隔为3分钟，第二批与第三批之间时间间隔4分钟，过程中同时滴加剩余过硫酸钾水溶液，控制滴加速度至40分钟内全部滴完，滴加过程的温度不应高于80度，全部滴完后，控温75度，保温半小时，用10%氨水调pH值达7?8，降温出料，制得双组份硅丙乳液。
[0033]2)防霉涂料的制备
[0034]防霉剂选取3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酷；称取3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酷0.5克于上步制得的50.0克硅丙乳液中，加入正戊醇I克，轻质碳酸钙0.5克，在1200rpm下乳化分散均匀，过滤除去不溶杂质，制得双组份硅丙乳液防霉涂料。
[0035]实施例2
[0036]I)硅丙乳液的制备合成:
[0037]称取甲基丙烯酸甲酯54g，甲基丙烯酸4g，乳化剂脂肪醇聚氧こ烯醚硫酸钠和烷基酚聚氧こ烯(10)醚0P-10各I克，碳酸氢钾I克，丙ニ醇I克，水60克；在常温下以1500rpm高速乳化均勻，制得A组分乳液；
[0038]称取甲基丙烯酸正丁酯42克，こ烯基三こ氧基硅烷10克，乳化剂脂肪醇聚氧こ烯醚硫酸钠AES和烷基酚聚氧こ烯(10)醚0P-10各I克，碳酸氢钾I克，正戊醇I克，水40克，在常温下以1500rpm高速乳化均匀，制得B组分乳液；
[0039]称取40克己乳化均匀的A液，加入质量分数为25%的过硫酸钾水溶液2毫升，1200rpm搅拌下缓慢升温至70度，保温I小时。分四批缓慢滴加剩余A液，第一批与第二批之间间隔时间为2分钟，第二批与第三批之间间隔时间为3分钟，第三批与第四批之间时间间隔为5分钟，控制40分钟内滴完，过程中补加3毫升过硫酸钾溶液，升温至85度，保温半小时。分四批滴加B液，第一批与第二批之间时间间隔为3分钟，第二批与第三批之间时间间隔4分钟，第三批与第四批之间时间间隔5分钟，过程中同时滴加剩余过硫酸钾水溶液，控制滴加速度至40分钟内全部滴完，滴加过程的温度不应高于85度，全部滴完后，控温75度，保温半小时，用10%氨水调pH值达7?8，降温出料，制得双组份硅丙乳液。
[0040]2)防霉涂料的制备
[0041]防霉剂选取丙环唑；称取丙环唑0.5克于上步制得的50.0克硅丙乳液中，加入丙二醇I克，硅酸铝0.5克，在1200rpm下乳化分散均匀，过滤除去不溶杂质，制得双组份硅丙乳液防霉涂料。
[0042]实施例3
[0043]I)硅丙乳液的制备 合成:
[0044]称取丙烯酸甲酯52g，丙烯酸6g，乳化剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和烷基酚聚氧乙烯(10)醚0P-10各I克，碳酸氢钠I克，乙二醇I克，水40克；在常温下以1500rpm高速乳化均匀，制得A组分；
[0045]称取甲基丙烯酸正丁酯40克，乙烯基三乙氧基硅烷12克，乳化剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES和烷基酚聚氧乙烯(10)醚0P-10各I克，碳酸氢钠I克，二月桂酸二丁锡I克，水60克，在常温下以1500rpm高速乳化均匀，制得B组分；
[0046]称取40克已乳化均匀的A液，加入质量分数为10%的过硫酸钾水溶液3毫升，1200rpm搅拌下缓慢升温至75度，保温I小时。缓慢滴加剩余A液，第一批与第二批之间间隔时间为2分钟，第二批与第三批之间间隔时间为3分钟，第三批与第四批之间时间间隔为5分钟，控制40分钟内滴完，过程中补加4毫升过硫酸钾溶液，升温至80度，保温半小时。分三批滴加B液，第一批与第二批之间时间间隔为3分钟，第二批与第三批之间时间间隔4分钟，控制滴加速度为40分钟内滴完，过程中同时滴加剩余过硫酸钾水溶液，控制滴加速度至40分钟内全部滴完，滴加过程的温度不应高于82度，全部滴完后，控温72度，保温半小时，用10%氨水调pH值达7?8，降温出料，制得双组份硅丙乳液。
[0047]2)防霉涂料的制备
[0048]防霉剂选取戊唑醇；称取戊唑醇0.5克于上步制得的50.0克硅丙乳液中，加入丙二醇I克，滑石粉0.5克，在1200rpm下乳化分散均匀，过滤除去不溶杂质，制得双组份硅丙乳液防霉涂料。
[0049]实施例4
[0050]I)硅丙乳液的制备合成:
[0051]称取丙烯酸甲酯50g，丙烯酸5g，乳化剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和烷基酚聚氧乙烯(10)醚0P-10各I克，碳酸氢钠I克，丙二醇I克，水50克；在常温下以1500rpm高速乳化均匀，制得A组分乳液；
[0052]称取丙烯酸正丁酯40克，乙烯基三乙氧基硅烷14克，乳化剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES和烷基酚聚氧乙烯(10)醚0P-10各I克，碳酸氢钠I克，丙二醇I克，水50克，在常温下以1500rpm高速乳化均匀，制得B组分乳液；[0053]称取40克已乳化均匀的A液，加入质量分数为20%的过氧化苯甲酰乙醇溶液2毫升，1200rpm搅拌下缓慢升温至65度，保温I小时。分三批缓慢滴加剩余A液，第一批与第二批之间间隔时间为2分钟，第二批与第三批之间间隔时间为4分钟，三批加料总用时控制40分钟内，过程中补加3毫升过氧化苯甲酰溶液，升温至75度，保温半小时。分三批滴加B液，第一批与第二批之间时间间隔为3分钟，第二批与第三批之间时间间隔4分钟，过程中同时滴加剩余过氧化苯甲酰乙醇溶液，控制滴加速度至40分钟内全部滴完，滴加过程的温度不应高于80度，全部滴完后，控温75度，保温半小时，用10%氨水调pH值达7?8，降温出料，制得双组份硅丙乳液。
[0054]2)防霉涂料的制备
[0055]防霉剂选取苯并咪唑；称取苯并咪唑0.5克于上步制得的50.0克硅丙乳液中，力口入乙二醇I克，高岭土 0.5克，在1200rpm下乳化分散均匀，过滤除去不溶杂质，制得双组份娃丙乳液防霉涂料。
[0056]实施例5
[0057]I)硅丙乳液的制备合成:
[0058]称取丙烯酸甲酯53g，丙烯酸2g，乳化剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和烷基酚聚氧乙烯(10)醚0P-10各I克，碳酸氢钠I克，丙二醇I克，水50克；在常温下以1500rpm高速乳化均匀，制得A组分乳液；
[0059]称取丙烯酸正丁酯44克，乙烯基三乙氧基硅烷14克，乳化剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES和烷基酚聚氧乙烯(10)醚0P-10各I克，碳酸氢钠I克，丙二醇I克，水50克，在常温下以1500rpm高速乳化均匀，制得B组分乳液；
[0060]称取40克已乳化均匀的A液，加入质量分数为20%的偶氮二异丁腈乙醇溶液2毫升，1200rpm搅拌下缓慢升温至65度，保温I小时。分三批缓慢滴加剩余A液，第一批与第二批之间间隔时间为2分钟，第二批与第三批之间间隔时间为4分钟，三批加料总用时控制40分钟内，过程中补加3毫升偶氮二异丁腈溶液，升温至75度，保温半小时。分三批滴加B液，第一批与第二批之间时间间隔为3分钟，第二批与第三批之间时间间隔4分钟，过程中同时滴加剩余偶氮二异丁腈乙醇溶液，控制滴加速度至40分钟内全部滴完，滴加过程的温度不应高于80度，全部滴完后，控温75度，保温半小时，用10%氨水调pH值达7?8，降温出料，制得双组份硅丙乳液。
[0061]2)防霉涂料的制备
[0062]防霉剂选取异噻唑啉酮；异噻唑啉酮0.5克于上步制得的50.0克硅丙乳液中，力口入正戊醇I克，石英粉0.5克，在1200rpm下乳化分散均匀，过滤除去不溶杂质，制得双组份娃丙乳液防霉涂料。
[0063]以实施例1至5中制备的硅丙乳液为分散液，过滤除去不溶杂质，以冷浸溃方式涂覆于竹重组材表面，涂覆量为200-250g/m2。按照国家标准GB/T18261-2000 “防霉剂防治木材霉菌及蓝变菌的实验方法”进行防霉性能测试。以未经防霉处理的竹重组材为对比例。针对黑曲霉、桔青霉、绿色木霉等多种霉菌以及蓝变菌可可球二孢的防霉效果如表一所示。
[0064]表一防霉效果(霉菌抑制率)
[0065]
【权利要求】
1.一种双组份硅丙乳液防霉涂料，其特征在于:所述防霉涂料包括如下重量份的组分，硅丙乳液95-98份，防霉剂1-2份，填料1-3份，稳定剂1-2份，pH值调节剂0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的双组份硅丙乳液防霉涂料，其特征在于:所述硅丙乳液由AB双组份分步聚合合成，所述A组分包括丙烯酸类和丙烯酸酯类单体，B组分包括丙烯酸酯类和こ烯基三こ氧基硅烷单体，反应过程中添加稳定剂和pH值调节剂。
3.根据权利要求1所述的双组份硅丙乳液防霉涂料，其特征在于:所述防霉剂选自3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酷、丙环唑、苯并咪唑、异噻唑啉酮和戊唑醇中的一种或几种；所述防霉剂优选3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酷。
4.根据权利要求1或2所述的双组份硅丙乳液防霉涂料，其特征在于:所述稳定剂选自こニ醇、丙ニ醇、正戊醇或二月桂酸ニ丁锡。
5.根据权利要求1或2所述的双组份硅丙乳液防霉涂料，其特征在于:所述pH值调节剂选自氨水，碳酸氢钠或碳酸氢钾，所述填料选自碳酸钙、滑石粉、高岭土、云母粉、硅酸铝、石英粉和白炭黑中ー种或几种。
6.如权利要求1-5任一项所述的双组份硅丙乳液防霉涂料的制备方法，其特征在干，包括如下步骤: DA组分预乳化:将如下重量份的丙烯酸酯类50-60份，丙烯酸类1-5份，乳化剂3-5份，稳定剂0.5-1.5份，去离子水90-130份混合，在1000-2000rpm转速下乳化30-60分钟至乳化均匀，得到A组分乳液，放置备用； 2)B组分预乳化:将如下重量份的丙烯酸酯类40-50份，こ烯基三こ氧基硅烷3-20份，加入乳化剂3-5份，稳定剂0..5-1.5份，去离子水90-130份混合，在1000-2000rpm转速下乳化30-60分钟至乳化均匀，得到B组分乳液，放置备用； 3)聚合:将步骤I)得到的A组分乳液的30%-50%乳液做为底液，加入引发剂、pH值调节剂；调节乳液PH达7.5-8.5之间，升温至70-80°C，于1000-2000rpm转速下聚合30-60分钟，再分3-5批逐步加入剰余50%-70%的A组分乳液及引发剂；A组分乳液加入完毕后，继续分3-5批加入步骤2)得到的B组分乳液，稳定剂及引发剂，维持60-80°C反应1_2小吋，降温出料得到硅丙乳液； 4)将步骤3)得到的硅丙乳液在500-1500rpm转速下，逐渐加入稳定剂和防霉剂及填料，持续搅拌30-45分钟，用pH值调节剂调整pH值在7?8范围内，过滤后制成所述双组份硅丙乳液防霉涂料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于:所述3-5批滴加在40分钟内完成，每批之间的时间间隔为1-5分钟。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于:所述乳化剂为脂肪醇聚氧こ烯醚硫酸钠和烷基酚聚氧こ烯(10)醚OP-1O按重量比1:1的比例混合配制。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于:步骤I)、步骤2)和4)中所述稳定剂选自选自こニ醇、丙ニ醇、正戊醇或二月桂酸ニ丁锡。
10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在干:步骤3)和4)所述pH值调节剂选自碳酸氢钠、碳酸氢钾或氨水；所述引发剂为过硫酸钾、过氧化苯甲酰或偶氮ニ异丁腈；步骤4)所述防霉剂选自3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酷、丙环唑、苯并咪唑、异噻唑啉酮和戊唑醇中的ー种或几种；优选地，所述防霉剂是3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酷。
【文档编号】C08F220/14GK103436128SQ201310376553
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月26日 优先权日:2013年8月26日
【发明者】张融, 覃道春, 费本华, 张禄晟 申请人:国际竹藤中心