专利名称：：紫外光固化抗菌涂料及其制备方法
技术领域：
：本发明属于抗菌涂料制备领域，特别涉及紫外光固化的抗菌涂料的制备方法。
背景技术：
：紫外光固化涂料是20世纪中叶开发的一种环保绿色的涂料，在中国研发生产还不到20年的时间。由于其环保、节能、高效是中国乃至全球力推的一种绿色建筑装饰保护材料。近八年在我国均以25%速度递增发展。UV紫外光抗菌涂料，是我们立足于UV固化涂料的基础上研发的新型UV涂料。全球在此方面研究还只是萌芽状态，UV涂料目前在我国从地板家具扩展到"儿童玩具""手机""化妆品包装"及一些高档的办公用品的涂饰。而这些方面都很大程度地关系人的身体健康，所以开发UV抗菌涂料具有重要的社会意义。
发明内容针对现有的紫外光固化涂料多不具备抗菌功能，本发明提供了一种紫外光固化抗菌涂料及其制备方法，此种紫外光固化抗菌涂料具有很好的抗菌性能，制备工艺简单。本发明的技术方案为一种紫外光固化抗菌涂料，以重量百分比计，组分为双酚A型环氧丙烯酸酯EA25-35%;脂肪族聚氨酯丙烯酸酯PUA10-15%;特殊官能团丙烯酸酯PA5-10%;TPGDA二縮三丙二醇二丙烯酸酯Tripropyleneglycoldiacrylate单体10-15%;TMPTA三羟甲基丙烷三丙烯酸TrimethylolpropaneTriacrylate单体10-28%;1173光引发剂2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮2-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propanone5-6%;纳米丙烯酸酯3-5%;氧化银0.5-1%;助剂9-20%。所述的助剂可以为消光剂、耐磨粉、消泡剂、流平剂中的一种或几种。其中消光剂可以选用德固赛公司的OK500、OK412，及格雷斯的907、906等，最好选择格雷斯907。耐磨粉可以选择杭州微微纳米材料公司M-5或者广东金猴化工M-10或者日本龙森VX-S，最好选择日本龙森VX-S。消泡剂可以选择BYK公司的BYK052、BYK066N或者荷兰汽巴公司EFKA2020、EFKA2038，最好选择EFKA2020。流平剂可以选择BYK公司的BYK360、BYK358、BYK333、BYK306及道康宁的27，最好选用BYK的358和道康宁的27混和使用。所述的紫外光固化抗菌涂料的制备方法，步骤为第一步，合成特殊官能团杂环化合物PA:按摩尔比五氧化二磷丙烯酸羟基酯为l:1.051.36，将五氧化二磷加入丙烯酸羟基酯中，边加入边搅拌，控制温度《95'C，加完后控温在85-ll(TC，20分钟后按摩尔比羟基哌啶五氧化二磷为L05l丄1的比例加入羟基哌啶，在115。C控温并抽真空，检测酸价达到220-260mgK0H/g时停止反应.其中丙烯酸羟基酯可以选择丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯。羟基哌啶可以选用2-羟基哌啶、4-羟基哌啶。第二步，按重量计，称取双酚A型环氧丙烯酸酯EA为25-35%，脂肪族聚氨酯丙烯酸酯PUA为10-15%，第一步中合成的特殊官能团丙烯酸酯PA为5-10%，TPGDA单体为10-15%,TMPTA单体为10-28%，光引发剂1173为5-6%，纳米丙烯酸酯为3-5%,氧化银为0.5-1%，助剂为9-20%;将特殊官能团丙烯酸酯PA、环氧丙烯酸酯EA、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯PUA进行搅拌混合，混合均匀后加入TPGDA单体、TMPTA单体和助剂在900-1200r/min速度下分散，分散均匀后加入氧化银和光引发剂分散得到紫外光固化抗菌涂料。所述的氧化银是经过预处理的，预处理步骤为用TPGDA在35-6(TC搅拌90-120分钟。本发明的有益效果为本发明制备的紫外光固化抗菌涂料抗菌效果好。由于加入了自制的特殊官能团丙烯酸酯PA和纳米丙烯酸酯以及氧化银，紫外光固化成膜后抗大肠杆菌率可以达到99%以上，抗葡萄球菌率达到99%以上，而且具有长效性。具体实施例方式本发明所使用的制剂TPGDA台湾长兴化学公司，TMPTA台湾长兴化学公司，EOTMPTA美国沙多玛公司，1173光引发剂北京英力科技公司，脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物PUA分子量2000、沙多玛公司，环氧丙烯酸酯EA标准双酚A型、台湾长兴化学公司，消光剂、耐磨粉、消泡剂、流平剂等涂料助剂市售通用助剂、纳米丙烯酸酯德国BYK公司提供的BYK3500及和氧化银系中科院北京理化所。一种紫外光固化抗菌涂料，其特征在于，以重量百分比计，组分为25-35%，可以为25%、31%或35%;10-15%,可以为10%、12%或15%;5-10%，可以为5%、7%或10%;10-15%，可以为10%、13%或15%;10-28%，可以为10%、16.5%或28%;5-6%，可以为5%、5.5%或6%;3-5%，可以为3%、4%或5%;0.5-1%，可以为0.5%、0.75%或1%;9-20%,可以为9%、11%或20%。消泡剂、流平剂中的一种或几种。用1.1摩尔五氧化二磷缓缓加入1.5摩尔丙烯酸羟乙酯中，边加入边搅拌，控制温度不超过95。C，加完后控温在205-1l(TC，20分钟后加入1.l摩尔4-羟基哌啶，在115。C控温并抽真空2小时，检测酸价达220-260mgK0H/g即可。其中丙烯酸羟乙酯也可以换成丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的任意一种，效果是一样的。4-羟基哌啶也可以使用2-羟基哌啶也是一样的效果。其理化指标如下:项目外观酸价mgKOH/g折光率no25'C粘度mp.s/25。C指标3-4#220-2601.47801200-1500注外观色相使用Fe,Co比色法测出；折光率是应用单目阿贝折射仪；粘度是应用NDJ-79型旋转粘度计(上海同济大学仪器厂)测出，酸价用化学法测出。实施例2表l、UV抗菌涂料基准配方<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>双酚A型环氧丙烯酸酯EA脂肪族聚氨酯丙烯酸酯PUA特殊官能团丙烯酸酯PATPGDA单体TMPTA单体光引发剂1173纳米丙烯酸酯氧化银助剂所述的助剂为消光剂、耐磨粉、实施例l合成特殊官能团杂环化合物PA<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>按表1中的配方量以900-1200r/min的速度进行高速分散并抽真空(真空度为-0.08MPa)配制成涂料，在用淋涂施工，涂布量90-100g/m2的条件下用三只80W/cm2汞灯辐射固化成膜。按上述过程成膜所具有的性能如表2表2、UV抗菌涂膜性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>实施例3在表1的配方中去掉特殊官能团丙烯酸酯PA、纳米丙烯酸酯和氧化银，其余不变，制成紫外光固化涂料后成膜测试抗菌性能，与去掉纳米丙烯酸酯和氧化银，其余成分不变的紫外光固化涂料成膜制板后测试性能，结果见表3:表3、不添加特殊抗菌材料的抗菌检测<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>可以看出加了特殊官能团丙烯酸酯PA后抗菌性能明显提高。实施例4在表l的成分中去掉纳米丙烯酸酯，其余成分不变，成膜制板后测试性能；与在表l的成分中去掉氧化银，其余成分不变，成膜制板后测试性能；与在表l中的成分中去掉纳米丙烯酸酯和氧化银，其余成分不变，成膜制板后测试性能。测试结果见表4:表4添加抗菌材料后的抗菌检测<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>从上表得知，仅添加特殊官能团丙烯酸酯PA和氧化银或者是仅添加特殊官能团丙烯酸酯PA和纳米丙烯酸酯的紫外光固化涂料的抗菌效果也是比较好的，但是100天后抗菌性能有所下降，但是添加了特殊官能团丙烯酸酯PA、纳米丙烯酸酯和氧化银的紫外光固化涂料不管是长期还是短期的抗菌率都相当的高，效果最好。实施例5所述的紫外光固化抗菌涂料的制备方法，步骤为第一步，合成特殊官能团杂环化合物PA:按摩尔比五氧化二磷丙烯酸羟基酯为l:1.05，将五氧化二磷加入丙烯酸羟基酯中，边加入边搅拌，控制温度《95t:，加完后控温在85-ll(TC，20分钟后按摩尔比4-羟基哌啶五氧化二磷为1.05:l的比例加入4-羟基哌啶，在115。C控温并抽真空，检测酸价达到220-260mgKOH/g时停止反应；第二步，按重量计，称取双酚A型环氧丙烯酸酯EA为25%，脂肪族聚氨酯丙烯酸酯PUA为10呢，第一步中合成的特殊官能团丙烯酸酯PA为5%，TPGDA单体为10呢，TMPTA单体为25%，光引发剂1173为5%，纳米丙烯酸酯为3%，氧化银为1%，助剂为16%;其中助剂采用的消光剂选用格雷斯906为3%、耐磨粉选用日本龙森VX-S为10%、消泡剂为荷兰汽巴公司的EFKA2020为1%、流平剂选用1%的BYK公司的358和1%的道康宁的27混合使用。将特殊官能团丙烯酸酯PA、环氧丙烯酸酯EA、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯PUA进行搅拌混合，混合均匀后加入TPGDA单体、TMPTA单体和助剂在900-1200r/min速度下分散，分散均匀后加入氧化银和光引发剂分散，抽真空，得到紫外光固化抗菌涂料，送检，制膜(固化)，检测合格，包装，入库。所述的氧化银是经过预处理的，预处理步骤为用TPGDA在35-60。C搅拌90-120分钟。实施例6所述的紫外光固化抗菌涂料的制备方法，步骤为第一步，合成特殊官能团杂环化合物PA:按摩尔比五氧化二磷丙烯酸羟基酯为l:1.36，将五氧化二磷加入丙烯酸羟基酯中，边加入边搅拌，控制温度《95"C，加完后控温在85-ll(TC，20分钟后按摩尔比4-羟基哌啶五氧化二磷为h1的比例加入4-羟基哌啶，在115。C控温并抽真空，检测酸价达到220-260mgK0H/g时停止反应；第二步，按重量计，称取双酚A型环氧丙烯酸酯EA为25%,脂肪族聚氨酯丙烯酸酯PUA为10呢，第一步中合成的特殊官能团丙烯酸酯PA为7%，TPGDA单体为12。，TMPTA单体为21.5%，光引发剂1173为6%，纳米丙烯酸酯为3%，氧化银为0.5%，助剂为15%;将特殊官能团丙烯酸酯PA、环氧丙烯酸酯EA、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯PUA进行搅拌混合，混合均匀后加入TPGDA单体、TMPTA单体和助剂在900-1200r/min速度下分散，分散均匀后加入氧化银和光引发剂分散，抽真空，得到紫外光固化抗菌涂料，送检，制膜(固化)，检测合格，包装，入库。所述的氧化银是经过预处理的，预处理步骤为用TPGDA在35-60。C搅拌90-120分钟。实施例7所述的紫外光固化抗菌涂料的制备方法，步骤为第一步，合成特殊官能团杂环化合物PA:按摩尔比五氧化二磷丙烯酸羟基酯为l:1.25，将五氧化二磷加入丙烯酸羟乙酯中，边加入边搅拌，控制温度《95。C,加完后控温啶，在115。C控温并抽真空，检测酸价达到220-260mgK0H/g时停止反应；第二步，按重量计，称取双酚A型环氧丙烯酸酯EA为28%，脂肪族聚氨酯丙烯酸酯PUA为127。，第一步中合成的特殊官能团丙烯酸酯PA为67。，TPGDA单体为10呢，TMPTA单体为24%，光引发剂1173为5.3%,纳米丙烯酸酯为4%，氧化银为0.7%，助剂为10%;将特殊官能团丙烯酸酯PA、环氧丙烯酸酯EA、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯PUA进行搅拌混合，混合均匀后加入TPGDA单体、TMPTA单体和助剂在900-1200r/min速度下分散，分散均匀后加入氧化银和光引发剂分散，抽真空，得到紫外光固化抗菌涂料，送检，制膜(固化)，检测合格，包装，入库。所述的氧化银是经过预处理的，预处理步骤为用TPGDA在35-60。C搅拌90-120分钟。权利要求1.一种紫外光固化抗菌涂料，其特征在于，以重量百分比计，组分为双酚A型环氧丙烯酸酯EA25-35％；脂肪族聚氨酯丙烯酸酯PUA10-15％；特殊官能团丙烯酸酯PA5-10％；TPGDA单体10-15％；TMPTA单体10-28％；光引发剂11735-6％；纳米丙烯酸酯3-5％；氧化银0.5-1％；助剂9-20％。2.如权利要求1所述的紫外光固化抗菌涂料，其特征在于所述的助剂为消光剂、耐磨粉、消泡剂、流平剂中的一种或几种。3.如权利要求1所述的紫外光固化抗菌涂料的制备方法，其特征在于,步骤为第一步，合成特殊官能团杂环化合物PA:按摩尔比五氧化二磷丙烯酸羟基酯为l:1.051.36，将五氧化二磷加入丙烯酸羟基酯中，边加入边搅拌，控制温度《95"C，加完后控温在85-ll(TC，20分钟后按摩尔比羟基哌啶五氧化二磷为11.05:1的比例加入羟基哌啶，控制温度115。C并抽真空，检测酸价达到220-260mgKOH/g时停止反应；第二步，按重量计，称取双酚A型环氧丙烯酸酯EA为25-35%，脂肪族聚氨酯丙烯酸酯PUA为10-15%，第一步中合成的特殊官能团丙烯酸酯PA为5-10%，TPGDA单体为10-15%，TMPTA单体为10-28%,光引发剂1173为5-6%，纳米丙烯酸酯为3-5%，氧化银为0.5-1%，助剂为9-20%;将特殊官能团丙烯酸酯PA、环氧丙烯酸酯EA、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯PUA进行及搅拌混合，混合均匀后加入TPGDA单体、TMPTA单体和助剂在900-1200r/min速度下分散，分散均匀后加入氧化银和光引发剂分散得到紫外光固化抗菌涂料。4.如权利要求3所述的紫外光固化抗菌涂料的制备方法，其特征在于所述的氧化银是经过预处理的，预处理步骤为用TPGDA在35-60。C搅拌90-120分钟。5.如权利要求3所述的紫外光固化抗菌涂料的制备方法，其特征在于所述的丙烯酸羟基酯为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的任意一种。6.如权利要求3所述的紫外光固化抗菌涂料的制备方法，其特征在于所述的羟基哌啶为2-羟基哌啶或4-羟基哌啶。全文摘要本发明公开了一种紫外光固化抗菌涂料，组分为双酚A型环氧丙烯酸酯EA；脂肪族聚氨酯丙烯酸酯PUA；特殊官能团丙烯酸酯PA；TPGDA；TMPTA；光引发剂；纳米丙烯酸酯；氧化银；助剂。制备方法，步骤为第一步，合成特殊官能团杂环化合物PA将五氧化二磷加入丙烯酸羟基酯中与羟基哌啶反应制得特殊官能团杂环化合物PA.第二步，按配方称取各组分；将各组分进行搅拌混合，在900-1200r/min速度下分散，分散均匀后加入氧化银和光引发剂分散得到紫外光固化抗菌涂料。本发明制备的紫外光固化抗菌涂料抗菌效果好。由于加入了自制的特殊官能团丙烯酸酯PA和纳米丙烯酸酯以及氧化银，紫外光固化成膜后抗大肠杆菌率可以达到99％以上，抗葡萄球菌率达到99％以上，而且具有长效性。文档编号C09D163/10GK101353545SQ200810124580公开日2009年1月28日申请日期2008年8月26日优先权日2008年8月26日发明者余宗萍,军杨申请人:苏州市明大高分子科技材料有限公司