专利名称：长效防霉抗菌涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种长效防霉抗菌涂料及其制备方法，尤其涉及一种含有无机抗菌防霉剂的抗菌防霉涂料及其制备方法。
背景技术：
许多工业产品和原材料，尤其是含有机物质的材料或产品，其本身就是微生物的营养源，如食品工业、饲料工业，制药工业，纺织品、皮革、化妆品、涂料、塑料制品等。微生物在适合的温度、湿度环境中生长、繁殖迅速，生产车间的墙壁上长满霉斑，还致使产品霉腐、变质。一些微生物依赖在材料残留的空气或污迹下的微量养分，在极其恶劣的环境下也能繁殖生长，其分泌物就能对那些不属于有机物质的产品和材料会造成破坏和污染。所以规定许多工业生产车间的内墙须使用抗菌防霉涂料。此外，由于我国南方平均气温高，天气比较潮湿，民居内墙也有霉斑问题，尤其是饭店和某些娱乐场所。随着国民经济飞速发展，人们生活水平提高和环境保护意识不断增强，对室内装饰涂料使用安全性和功能性提出了更高的要求。因此室内建筑装饰涂料必须向低VOC含量、无毒性、无公害方向发展，向水性化、多功能化和高性能化方向发展，从而促进建筑涂料的可持续发展。
近年来国外对功能建筑涂料的研究开发十分重视，功能性涂料品种繁多，主要有防火涂料、防霉杀菌涂料、防锈防腐涂料和除臭涂料等等。防霉抗菌涂料是在保持涂料装饰性的前提下，在涂料中添加能抑制微生物生长的材料，达到防霉抗菌的目的，同时，防霉抗菌材料能有效抑制霉菌对涂料中有机树脂的腐蚀，从而延长涂料的使用寿命。
国内研制开发的功能性建筑涂料品种并不多，市场上现有的防霉涂料产品主要以有机砷和酚类化合物作防霉剂，尽管防霉效果好，但是毒性大，使用不安全，且有效期短。至今国内还没有一种既符合防霉要求又达到内墙涂料环境标准的防霉涂料问世。因此开发高效优质且对人体无害的防霉杀菌剂是制造优良产品的技术关键。
本发明中关键的无机防霉剂制备，不同于公告号为CN1240578A和CN1289727A的两件中国专利，是一种新型玻璃态防霉抗菌剂，生产的长效防霉抗菌涂料性能良好。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种高效、广谱、低毒、含有长效无机防霉抗菌剂的水性涂料；本发明的另一目的在于提供这种涂料的制备方法。
本发明的发明目的通过下述技术方案实现一种长效防霉抗菌涂料，其组成及配比如下基料20％～35％浆料65％～80％增稠剂 0％～2％其中所述浆料的组成及配比如下钛白粉 12％～20％滑石粉 8％～14％轻质碳酸钙 16％～24％
羟乙基纤维素 8％～14％防霉抗菌剂浆 5％～10％分散剂 0.5％～1.5％消泡剂 1.5％～2.5％去离子水 10％～35％其中所述基料的组成及配比如下苯丙乳液 82％～95％三甲基戊二醇单异丁酸酯 1％～6％羟乙基纤维素2％3％～10％消泡剂 0.5％～2％其中所述浆料中的防霉抗菌剂浆的组成及配比如下防霉抗菌剂 30％～70％丙二醇 30％～70％所有百分数为重量百分数。
所述的分散剂为多聚磷酸钠(3204)，消泡剂为矿物油基(F50)，增稠剂为聚丙稀酸(T-17)。
其中所述的防霉抗菌剂是一种无机防霉抗菌剂，它是一种非晶态粉体，其化学部分包括P2O5、SiO2、Al2O3、B2O3和金属氧化物组成的，所述的金属氧化物至少为CaO、MgO、ZnO、MgO和K2O中一种，采用M2O-Al2O3-P2O5(M为碱金属)或M’O-Al2O3-P2O5(M’为碱土金属)系统的玻璃作为防霉抗菌功能组分的载体。
功能组分至少为SnO2、Ag2O、CuO中的一种，首选SnO2，向玻璃中引入SnO2或Ag2O、CuO、ZnO等氧化物，制备颗粒状抗菌防霉剂，并在其中添加3204或5040助剂，研磨成D97≤10μ的粉末，使之成为能容易与乳胶匹配的包复有助剂的防霉抗菌粉剂。防霉抗菌剂的组成及配比如下P2O535％～58％CaO+MgO 15％～55％ZnO 0％～25％Na2O+K2O 3％～28％SiO2+Al2O31％～25％B2O30％～15％SnO22％～17％Ag2O 0％～0.85％CuO0％～18％其中CaO+MgO+ZnO控制在15％～55％之间。
所有百分数为摩尔百分数。
上述配方中，功能组分首选SnO2或Ag2O、CuO代替，其中Ag2O0～0.85％，CuO0～18％，如以抗细菌为主要目的制品制备的抗菌防霉剂，则功能组分中须加入Ag2O。
本发明的无机防霉抗菌剂组分中SiO2和Al2O3是用于调整其化学稳定性，对应需要可调整其总量。B2O3为非必须引入的成分，引入后可提高制备时熔融性而又不影响作抗菌用Ag+离子的稳定性，一般引入量不超过15％。
ZnO为非必须引入的成分，引入后可提高无机防霉抗菌剂制备时的熔融性、化学稳定性且具有一定的抗菌性，但CaO、MgO和ZnO总量最好在55％以下。
SnO2为首选的抗菌防霉成分，其成本比Ag2O要低，且Ag+离子引入量受到限制，熔化温度亦偏高。SnO2的引入量以2～17％为宜，而Ag2O的引入量0～0.85％，CuO的引入量0～18％。
这种长效防霉抗菌涂料，其制备方法如下
A、防霉抗菌剂浆制备该抗菌防霉剂的原料可以为碱金属、碱土金属的磷酸盐、硝酸盐、碳酸盐、磷酸或酸酐或石灰石、白云石、长石等；作为抗菌性金属离子可采用SnO2、AgNO3、CuO、ZnO等；配料时最好以固体磷酸盐引入，当组分中P2O5引入量不够时，可以用磷酸、P2O5直接补充，此时应充分将配合料搅拌混合并置200℃下1～2小时使之反应充分。然后取出反应物再加入坩埚中于900～1350℃下熔融1～2小时，然后将熔融液注入水中，经水淬形成不规则颗粒，再在烘箱内烘干待用。
将防霉抗菌剂和丙二醇加入搅拌容器中，用高速分散机分散搅拌均匀后，用砂磨机或其他的研磨机研磨至所需的细度；用于制备涂料的防霉抗菌剂，是将烘干的形状不规则的颗粒加入重量为其0.1～0.5％的分散剂作为助剂，用工业酒精稀释，在高能球磨机上研磨于100～120℃下烘干，然后筛分，最终获得平均直径为D97≤10μ的防霉抗菌剂粉体。
B、浆料制备将去离子水、羟乙基纤维素、加入搅拌容器中，然后依次加入3204、F50、钛白粉、滑石粉、碳酸钙，高速分散机搅拌分散均匀后，用砂磨机或其他的研磨机研磨至所需的细度后待用；C、涂料制备将去离子水、羟乙基纤维素、加入搅拌容器中，然后依次加入乳液、Texanol(三甲基戊二醇单异丁酸酯)、F50(矿物油基)，低速搅拌均匀，缓慢加入上述制备待用的浆料，低速搅拌均匀，可以加入少量T-17(聚丙稀酸)调节涂料的粘度，过滤包装。
本发明的防霉抗菌涂料是在水性涂料中填加一种无机防霉抗菌剂，在不影响原涂料的性能的前提下，还具有无毒、广谱、长效、使用方便、用途广泛等优点。
具体实施例方式
下面结合具体的实施例进一步说明本发明是如何实现的实施例1防霉抗菌剂各组分含量(摩尔百分数)P2O5Al2O3CaO Na2O MgO SnO236％ 2％ 35％ 14％8％ 5％按上述组成配料将原料均匀混合后，在200℃下反应1～2小时，然后置于坩埚中在900～1350℃下熔融1～2小时后，将熔融液到入自来水中，经水淬的熔融液形成不规则的颗粒，置于烘箱内于100～120℃下烘干，再将烘干的颗粒置于高能球磨机磨缸内，取多聚磷酸钠(Hydropalat 3204)作为助剂，其量为颗粒防腐抗菌剂重量的0.1％，并用酒精稀释，被稀释的分散剂液须浸没待磨颗粒和磨球。研磨后取出烘干、筛分，最终获得平均粉末直径为D97≤10μ的微粉。
在配制防霉抗菌剂浆时防霉抗菌剂为70％(重量百分数)，丙二醇为30％(重量百分数)。
浆料各组分含量(重量百分数)钛白粉 16％滑石粉 11％轻质碳酸钙 21％羟乙基纤维素2％ 11％
防霉抗菌剂浆 8％3204分散剂 1％F50消泡剂 2％去离子水 32％基料的各组分含量(重量百分数)苯丙乳液 88％三甲基戊二醇单异丁酸酯 4％羟乙基纤维素2％8％F50消泡剂 1％涂料的配比及组成如下(重量百分数)基料 25％浆料 74％T-17增稠剂 1％将去离子水、羟乙基纤维素、加入搅拌容器中，然后依次加入3204分散剂、F50消泡剂、钛白粉、滑石粉、碳酸钙，高速分散机搅拌分散均匀后，用砂磨机或其他的研磨机研磨至所需细度的的浆料待用。
将苯丙乳液、羟乙基纤维素、加入搅拌容器中，然后依次加入Texanol(三甲基戊二醇单异丁酸酯)、F50消泡剂，低速搅拌均匀，缓慢加入上述制备待用的浆料，低速搅拌均匀，加入少量T-17调节涂料的粘度，过滤包装。
实施例2防霉抗菌剂各组分含量(摩尔百分数)P2O5Al2O3CaO Na2O SnO2Ag2O55.5％ 2.4％ 25％ 8％ 9.5％ 1.6％
按上述组成配料将原料均匀混合后，在200℃下反应1～2小时，然后置于坩埚中在900～1300℃下熔融1～2小时，再水淬、烘干。烘干后研磨时加聚羧酸钠(SN-Dispersant 5040)，其量为颗粒状防霉抗菌剂重量的0.1％，研磨成D97≤10μ的防霉抗菌剂粉体。
在配制防霉抗菌剂浆时防霉抗菌剂为40％(重量百分数)，丙二醇为60％(重量百分数)。
浆料各组分含量(重量百分数)钛白粉 12％滑石粉 12％轻质碳酸钙 23％羟乙基纤维素2％ 11％防霉抗菌剂浆9％3204分散剂 1.5％F50消泡剂 1.5％去离子水30％基料的各组分含量(重量百分数)苯丙乳液95％三甲基戊二醇单异丁酸酯 1％羟乙基纤维素2％ 3％F50消泡剂 1％涂料的配比及组成如下(重量百分数)基料20％浆料79％T-17增稠剂 1％将去离子水、羟乙基纤维素、加入搅拌容器中，然后依次加入3204分散剂、F50消泡剂、钛白粉、滑石粉、碳酸钙，高速分散机搅拌分散均匀后，用砂磨机或其他的研磨机研磨至所需细度的的浆料待用。
将苯丙乳液、羟乙基纤维素、加入搅拌容器中，然后依次加入Texanol(三甲基戊二醇单异丁酸酯)、F50消泡剂，低速搅拌均匀，缓慢加入上述制备待用的浆料，低速搅拌均匀，加入少量T-17调节涂料的粘度，过滤包装。
实施例3防霉抗菌剂各组成含量及熔制过程同实施例2，只是在研磨颗粒防霉抗菌剂时，所用助剂为多聚磷酸钠(Hydropalat 3204)，加入量为颗粒防霉抗菌剂重量的0.1％。
在配制防霉抗菌剂浆时防霉抗菌剂为60％(重量百分数)，丙二醇为40％(重量百分数)。
浆料各组分含量(重量百分数)钛白粉 18％滑石粉 9％轻质碳酸钙 18％羟乙基纤维素2％ 10％防霉抗菌剂浆7％3204分散剂 1.5％F50消泡剂 1.5％去离子水35％基料的各组分含量(重量百分数)苯丙乳液84％三甲基戊二醇单异丁酸酯 5％
羟乙基纤维素2％ 9％F50消泡剂 2％涂料的配比及组成如下(重量百分数)基料25％浆料73％T-17增稠剂 2％将去离子水、羟乙基纤维素、加入搅拌容器中，然后依次加入3204分散剂、F50消泡剂、钛白粉、滑石粉、碳酸钙，高速分散机搅拌分散均匀后，用砂磨机或其他的研磨机研磨至所需细度的的浆料待用。
将苯丙乳液、羟乙基纤维素、加入搅拌容器中，然后依次加入Texanol(三甲基戊二醇单异丁酸酯)、F50消泡剂，低速搅拌均匀，缓慢加入上述制备待用的浆料，低速搅拌均匀，加入少量T-17调节涂料的粘度，过滤包装。
实施例4防霉抗菌剂各组分含量(摩尔百分数)P2O5B2O3SiO2Na2O CaO CuO ZnO41％ 10％ 2％ 14％ 18.5％ 10.5％ 4％按上述组成配料并混合后，放在坩埚中200℃下反应1.5小时后取出粉碎，然后将其置于1100℃下熔融后，注入自来水中，水淬后的颗粒，经烘箱内于100～120℃下烘干。再经高能球磨机研磨，研磨时加聚羧酸钠(SN-Dispersant 5040)作为助剂，其量为待磨颗粒重量的0.2％，并用工业酒精稀释，研磨后的粉体烘干、筛分，得到平均直径为D97≤10μ的防霉抗菌剂粉体。
在配制防霉抗菌剂浆时防霉抗菌剂为50％(重量百分数)，丙二醇为50％(重量百分数)。
浆料各组分含量(重量百分数)钛白粉 18％滑石粉 9％轻质碳酸钙 18％羟乙基纤维素2％ 10％防霉抗菌剂浆7％3204分散剂 1.5％F50消泡剂 1.5％去离子水35％基料的各组分含量(重量百分数)苯丙乳液84％三甲基戊二醇单异丁酸酯 5％羟乙基纤维素2％ 9％F50消泡剂 2％涂料的配比及组成如下(重量百分数)基料25％浆料73％T-17增稠剂 2％将去离子水、羟乙基纤维素、加入搅拌容器中，然后依次加入3204分散剂、F50消泡剂、钛白粉、滑石粉、碳酸钙，高速分散机搅拌分散均匀后，用砂磨机或其他的研磨机研磨至所需细度的的浆料待用。
将苯丙乳液、羟乙基纤维素、加入搅拌容器中，然后依次加入Texanol(三甲基戊二醇单异丁酸酯)、F50消泡剂，低速搅拌均匀，缓慢加入上述制备待用的浆料，低速搅拌均匀，加入少量T-17调节涂料的粘度，过滤包装。
权利要求
1.一种长效防霉抗菌涂料，其特征在于该涂料的组成及配比如下基料 20％～35％浆料 65％～80％增稠剂 0％～2％其中所述浆料的组成及配比如下钛白粉 12％～20％滑石粉 8％～14％轻质碳酸钙 16％～24％羟乙基纤维素8％～14％防霉抗菌剂浆5％～10％分散剂 0.5％～1.5％消泡剂 1.5％～2.5％去离子水 10％～35％其中所述基料的组成及配比如下苯丙乳液 82％～95％三甲基戊二醇单异丁酸酯 1％～6％羟乙基纤维素2％ 3％～10％消泡剂 0.5％～2％其中所述浆料中的防霉抗菌剂浆的组成及配比如下防霉抗菌剂 30％～70％丙二醇 30％～70％所有百分数为重量百分数。
2.根据权利要求1所述的一种长效防霉抗菌涂料，其特征在于所述的分散剂为多聚磷酸钠，消泡剂为矿物油基，增稠剂为聚丙稀酸。
3.根据权利要求1或2任意一项权利要求所述的一种长效防霉抗菌涂料，其特征在于其中所述的防霉抗菌剂的组成及配比如下P2O535％～58％CaO+MgO 15％～55％ZnO 0％～25％Na2O+K2O 3％～28％SiO2+Al2O31％～25％B2O30％～15％SnO22％～17％Ag2O0％～0.85％CuO 0％～18％其中CaO+MgO+ZnO控制在15％～55％之间。所有百分数为摩尔百分数。
4.根据权利要求1、2或3中所述的长效防霉抗菌涂料，其制备方法如下A、防霉抗菌剂浆制备将防霉抗菌剂和丙二醇加入搅拌容器中，用高速分散机分散搅拌均匀后，用砂磨机或其他的研磨机研磨至所需的细度；B、浆料制备将去离子水、羟乙基纤维素、加入搅拌容器中，然后依次加入多聚磷酸钠、矿物油基、钛白粉、滑石粉、碳酸钙，高速分散机搅拌分散均匀后，用砂磨机或其他的研磨机研磨至所需的细度后待用；C、涂料制备将去离子水、羟乙基纤维素、加入搅拌容器中，然后依次加入乳液、三甲基戊二醇单异丁酸酯、矿物油基，低速搅拌均匀，缓慢加入上述制备待用的浆料，低速搅拌均匀，过滤包装。
5.根据权利要求4所述的长效防霉抗菌涂料的制备方法，其特征在于所述A步骤中的防霉抗菌剂的制备方法为将原料充分搅拌混合并置200℃下1～2小时使之反应充分，然后取出反应物再加入坩埚中于900～1350℃下熔融1～2小时，然后将熔融液注入水中水淬、烘干、粉碎。
6.根据权利要求4所述的长效防霉抗菌涂料的制备方法，其特征在于所述C步骤中加入少量聚丙稀酸增稠剂调节涂料的粘度。
全文摘要
本发明公开了一种防霉抗菌涂料及其制备方法，该涂料的配方为基料20％～35％，浆料65％～80％，增稠剂0％～2％，其中浆料中添加有防霉抗菌剂浆，该涂料在不影响原涂料的性能的前提下，还具有无毒、广谱、长效、使用方便、用途广泛等优点。
文档编号C09D5/14GK1618892SQ200410067279
公开日2005年5月25日 申请日期2004年10月19日 优先权日2004年10月19日
发明者吴则嘉, 张林春, 顾逸平, 许戌令 申请人:上海梅盛企业发展有限公司