本发明涉及一种用于超滤水池内部的水性聚氨酯抗菌涂料及其制备方法，属于涂料领域。
背景技术：
超滤水池做为超滤系统产水进入反渗透系统的中转水池，作用十分关键。超滤水池材质有玻璃钢、不锈钢、混凝土等不同类型材质，而混凝土结构的超滤水池因其造价低、易维护、容量大等优点，在大型火力发电厂得到广泛应用；反渗透作为预脱盐装置，以其高效的脱盐率被大规模应用在制取除盐水工艺上，但是由于反渗透膜的精密性，对进水污染物指数有严格要求，而引起污染物指数偏高的物质有微小固体颗粒物、有机物、微生物及其分泌物。超滤水池作为反渗透入口要杜绝外来污染物进入，保证水质稳定。
目前超滤水池内部墙壁常用的涂层为水性丙烯酸涂料，能够在混凝土表面形成保护膜，堵塞混凝土结构的空隙和微细裂缝，有效防止水中的微笑固体颗粒、有机物和微生物等对水池内壁造成的危害。传统的涂料可满足水池内部一般要求，但是在炎热的夏季，超滤水池内部相对较为封闭的空间，温度和湿度较高，极易引起微生物的繁殖，而目前现有的水性聚氨酯涂层并不具备强大的抗菌能力，因此在夏季要经常定期清理超滤水池内壁的微生物，这大大增加了人力和物力成本，也容易引起反渗透设备运行隐患。因此，发明出一款耐水性强、耐候性好、硬度高、装饰性强、无析出物、抗菌能力强并能抵御各类化学物质侵蚀的水性环保涂料迫在眉睫。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是现有涂料具有较好防腐性以及较好的耐候性，但是不具备较强的抗菌能力和高耐水性，进而提供一种具有抗菌效率高、毒性低、耐热性好、耐候性高且耐化学性能优良等特点的用于超滤水池内部的水性聚氨酯抗菌涂料及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于超滤水池内部的水性聚氨酯抗菌涂料，由以下重量份的组分制备得到：水性羟基聚丙烯酸分散体40-60份、分散剂2-3份、消泡剂1-2份、润湿流平剂2-4份、成膜助剂3-5份、防冻剂1-2份、颜填料20-30份、银离子掺杂的4a沸石溶液10-30份、异氰酸酯固化剂70-90份、溶剂15-25份。
进一步地，所述水性羟基聚丙烯酸分散体为水性羟基聚丙烯酸分散体第一树脂和水性羟基聚丙烯酸分散体第二树脂的混合物，所述水性羟基聚丙烯酸分散体第一树脂和水性聚羟基聚丙烯酸分散体第二树脂添加质量比为(2～3):1；其中，所述水性羟基聚丙烯酸分散体第一树脂的固含量为44±5wt％，ph值为8.5，羟基含量值为3.3％；所述水性羟基聚丙烯酸分散体第二树脂的固含量为42wt％，ph值为7.7，羟基含量为2％。
进一步地，所述防冻剂为乙二醇。
进一步地，所述银离子掺杂的4a沸石溶液的制备方法为：使用1g/l硝酸银溶液作为溶剂，配制30g/l4a沸石溶液，同时用分散机进行高速搅拌，搅拌速度为500r/min，搅拌时间为5min，至分散完全，即得到银离子掺杂的4a沸石溶液。
进一步地，所述异氰酸酯固化剂为两种异氰酸酯固化剂混拼，第一异氰酸酯固化剂为基于六亚甲基二异氰酸酯的亲水性脂肪族聚异氰酸酯，nco含量20.7wt％～21.7wt％，23℃时粘度为3500±1000mpas，密度为1.16g/cm3；第二异氰酸酯固化剂为基于异氟尔酮二异氰酸酯的亲水改性脂肪族聚异氰酸酯，nco含量为8.9wt％～9.9wt％，不挥发份含量70±2wt％，23℃时粘度为600±200mpas，密度为1.07g/cm3；第一异氰酸酯固化剂与第二异氰酸酯固化剂的添加量的质量比为(1-2):1。
进一步地，本发明提供了所述用于超滤水池内部的水性聚氨酯抗菌涂料的制作方法，包括以下步骤：
(1)将第一聚丙烯酸分散体、分散剂、消泡剂、防冻剂、颜填料、银离子掺杂的4a沸石溶液依次加入备料罐中，并用高速分散机进行分散，转速约为800-1000转/min，匀速分散完后，震荡研磨至细度≤20μm，并用200目滤布过滤，作为前期浆待调漆。
(2)在步骤1中的前期浆中加入第二聚丙烯酸分散体，并加入润湿流平剂、成膜助剂，高速分散，转速为600-800转/min，200目滤布过滤后，灌装为组份a。
(3)将第一固化剂和第二固化剂、溶剂加入备料罐中，并用分散机匀速分散，转速600-800转/min，分散均匀后，200目滤布过滤灌装，即为组份b。
(4)使用时，组份a与组份b的添加量的质量比为(2～4):1。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
(1)本发明所述用于超滤水池内部的水性聚氨酯抗菌涂料，首次在聚氨酯涂料中加入4a沸石载体负载银离子，可以有效抑制涂层表面的细菌微生物生成，抗菌能力强；漆膜致密度高，耐水性强、硬度高、耐化学性好。
(2)本发明所述用于超滤水池内部的水性聚氨酯抗菌涂料，进一步限定所述羟基聚丙烯酸分散体采用第一树脂和第二树脂混拼的羟基聚丙烯酸分散体，由于第一树脂具有高固含量、高分子量的特性，其与羟基含量为2％、ph值为7.7的第二树脂共同作用，进一步限定异氰酸酯固化剂采用两种异氰酸酯固化剂混拼，同时限定第一固化剂为基于六亚甲基二异氰酸酯(hdi)的亲水性脂肪族聚异氰酸酯，第二固化剂为基于异氟尔酮二异氰酸酯(ipdi)的亲水改性脂肪族聚异氰酸酯，同时限定第一固化剂与第二固化剂具有本发明所述特定物理性能，使用时第一固化剂与第二固化剂的添加量的质量比为(1-2):1，与混和水性羟基聚丙烯酸分散体配合使用，制备得到的水性涂料，具有漆膜的致密度高、耐水性极强、耐热性极强的优点，配合特定制备方法下制得的银离子掺杂的4a沸石溶液，制备得到的用于超滤水池内部的水性聚氨酯抗菌涂料具有更加突出的耐水性强、耐候性好、硬度高、装饰性强、无析出物、抗菌能力强并能抵御各类化学物质侵蚀的优点。
具体实施方式
以下结合实施例，对本发明作进一步具体描述，但不局限于此。
下述实施方式中所采用的原料如无特殊说明均为市售原料，具体型号及厂家如下所示：
水性羟基聚丙烯酸分散体第一树脂，固含量为44±5wt％，ph值为8.5，羟基含量值为3.3％；
水性羟基聚丙烯酸分散体第二树脂，固含量为42wt％，ph值为7.7，羟基含量为2％；
第一异氰酸酯固化剂为基于六亚甲基二异氰酸酯的亲水性脂肪族聚异氰酸酯，nco含量20.7wt％～21.7wt％，23℃时粘度为3500±1000mpas，密度为1.16g/cm3；
第二异氰酸酯固化剂为基于异氟尔酮二异氰酸酯的亲水改性脂肪族聚异氰酸酯，nco含量为8.9wt％～9.9wt％，不挥发份含量70±2wt％，23℃时粘度为600±200mpas，密度为1.07g/cm3；
所述的分散剂为byk-190和byk-194任意一种，毕克化学；
所述的消泡剂为tego810，德固赛迪高；
所述的润湿流平剂为byk-331，毕克化学；
所述的成膜助剂为二丙二醇甲醚(pm)，美国陶氏；
所述的防冻剂为乙二醇，寿光市金宇化工；
所述的颜填料为炭黑ma100，钛白粉(tio2),沉淀硫酸钡1500目任意一种，均为市售；
所述的溶剂为丙二醇二乙酸酯(pgda)，高沸点环保溶剂，美国陶氏；
下述实施例中，所采用的银离子掺杂的4a沸石溶液，采用如下方法制备得到：使用1g/l硝酸银溶液作为溶剂，配制30g/l的4a沸石溶液，同时用分散机进行高速搅拌，搅拌速度为500r/min，搅拌时间为5min，至分散完全，即得到银离子掺杂的4a沸石溶液。
实施例
本发明的一种用于超滤水池内部的水性聚氨酯抗菌涂料，各个实施例具体实施配方如下表1：
表1各实施例具体实施配方
实施例1
本实施例中，所述用于超滤水池内部的水性聚氨酯抗菌涂料，由以下重量份的组分制备得到：水性羟基聚丙烯酸分散体第一树脂30份、水性羟基聚丙烯酸分散体第二树脂10份、byk-190分散剂2份、tego810消泡剂1份、byk-331润湿流平剂2份、pm成膜助剂3份、乙二醇防冻剂1份、炭黑ma100颜填料20份、银离子掺杂的4a沸石溶液10份、第一异氰酸酯固化剂35份、第二异氰酸酯固化剂35份，pgda溶剂15份。
上述实施例中，所述用于超滤水池内部的水性聚氨酯抗菌涂料的制作方法，包括以下步骤：
(1)将第一聚丙烯酸分散体、分散剂、消泡剂、防冻剂、颜填料、银离子掺杂的4a沸石溶液依次加入备料罐中，并用高速分散机进行分散，转速约为800-1000转/min，匀速分散完后，震荡研磨至细度≤20μm，并用200目滤布过滤，作为前期浆待调漆。
(2)在步骤1中的前期浆中加入第二聚丙烯酸分散体，并加入润湿流平剂、成膜助剂，高速分散，转速为600-800转/min，200目滤布过滤后，灌装为组份a。
(3)将第一固化剂和第二固化剂、溶剂加入备料罐中，并用分散机匀速分散，转速600-800转/min，分散均匀后，200目滤布过滤灌装，即为组份b。
(4)使用时，组份a与组份b的添加量的质量比为(2～4):1。
实施例2
本实施例中，所述用于超滤水池内部的水性聚氨酯抗菌涂料，由以下重量份的组分制备得到：水性羟基聚丙烯酸分散体第一树脂46份、byk-194分散剂2.3份、tego810消泡剂1.3份、byk-331润湿流平剂2.2份、pm成膜助剂3.7份、乙二醇防冻剂1.1份、钛白粉颜填料22份、银离子掺杂的4a沸石溶液17份、第一异氰酸酯固化剂47份、第二异氰酸酯固化剂29份，pgda溶剂19份。
上述实施例中，所述用于超滤水池内部的水性聚氨酯抗菌涂料的制作方法，包括以下步骤：
(1)将第一聚丙烯酸分散体、分散剂、消泡剂、防冻剂、颜填料、银离子掺杂的4a沸石溶液依次加入备料罐中，并用高速分散机进行分散，转速约为800-1000转/min，匀速分散完后，震荡研磨至细度≤20μm，并用200目滤布过滤，作为前期浆待调漆。
(2)在步骤1中的前期浆中加入第二聚丙烯酸分散体，并加入润湿流平剂、成膜助剂，高速分散，转速为600-800转/min，200目滤布过滤后，灌装为组份a。
(3)将第一固化剂和第二固化剂、溶剂加入备料罐中，并用分散机匀速分散，转速600-800转/min，分散均匀后，200目滤布过滤灌装，即为组份b。
(4)使用时，组份a与组份b的添加量的质量比为(2～4):1。
实施例3
本实施例中，所述用于超滤水池内部的水性聚氨酯抗菌涂料，由以下重量份的组分制备得到：水性羟基聚丙烯酸分散体第一树脂37份、水性羟基聚丙烯酸分散体第二树脂16份、byk-190分散剂2.6份、tego810消泡剂1.7份、byk-331润湿流平剂3.5份、pm成膜助剂4.2份、乙二醇防冻剂1.6份、炭黑ma100颜填料28份、银离子掺杂的4a沸石溶液23份、第一异氰酸酯固化剂49份、第二异氰酸酯固化剂31份，pgda溶剂23份。
上述实施例中，所述用于超滤水池内部的水性聚氨酯抗菌涂料的制作方法，包括以下步骤：
(1)将第一聚丙烯酸分散体、分散剂、消泡剂、防冻剂、颜填料、银离子掺杂的4a沸石溶液依次加入备料罐中，并用高速分散机进行分散，转速约为800-1000转/min，匀速分散完后，震荡研磨至细度≤20μm，并用200目滤布过滤，作为前期浆待调漆。
(2)在步骤1中的前期浆中加入第二聚丙烯酸分散体，并加入润湿流平剂、成膜助剂，高速分散，转速为600-800转/min，200目滤布过滤后，灌装为组份a。
(3)将第一固化剂和第二固化剂、溶剂加入备料罐中，并用分散机匀速分散，转速600-800转/min，分散均匀后，200目滤布过滤灌装，即为组份b。
(4)使用时，组份a与组份b的添加量的质量比为(2～4):1。
实施例4
本实施例中，所述用于超滤水池内部的水性聚氨酯抗菌涂料，由以下重量份的组分制备得到：水性羟基聚丙烯酸分散体第一树脂42份、水性羟基聚丙烯酸分散体第二树脂18份、byk-190分散剂3份、tego810消泡剂2份、byk-331润湿流平剂4份、pm成膜助剂5份、乙二醇防冻剂2份、炭黑ma100颜填料30份、银离子掺杂的4a沸石溶液30份、第一异氰酸酯固化剂60份、第二异氰酸酯固化剂30份，pgda溶剂25份。
上述实施例中，所述用于超滤水池内部的水性聚氨酯抗菌涂料的制作方法，包括以下步骤：
(1)将第一聚丙烯酸分散体、分散剂、消泡剂、防冻剂、颜填料、银离子掺杂的4a沸石溶液依次加入备料罐中，并用高速分散机进行分散，转速约为800-1000转/min，匀速分散完后，震荡研磨至细度≤20μm，并用200目滤布过滤，作为前期浆待调漆。
(2)在步骤1中的前期浆中加入第二聚丙烯酸分散体，并加入润湿流平剂、成膜助剂，高速分散，转速为600-800转/min，200目滤布过滤后，灌装为组份a。
(3)将第一固化剂和第二固化剂、溶剂加入备料罐中，并用分散机匀速分散，转速600-800转/min，分散均匀后，200目滤布过滤灌装，即为组份b。
(4)使用时，组份a与组份b的添加量的质量比为(2～4):1。
实施例5
本实施例中，所述用于超滤水池内部的水性聚氨酯抗菌涂料，由以下重量份的组分制备得到：水性羟基聚丙烯酸分散体第一树脂35份、水性羟基聚丙烯酸分散体第二树脂15份、byk-190分散剂2.4份、tego810消泡剂1.5份、byk-331润湿流平剂3份、pm成膜助剂4份、乙二醇防冻剂1.3份、炭黑ma100颜填料26份、银离子掺杂的4a沸石溶液21份、第一异氰酸酯固化剂47份、第二异氰酸酯固化剂33份，pgda溶剂21份。
上述实施例中，所述用于超滤水池内部的水性聚氨酯抗菌涂料的制作方法，包括以下步骤：
(1)将第一聚丙烯酸分散体、分散剂、消泡剂、防冻剂、颜填料、银离子掺杂的4a沸石溶液依次加入备料罐中，并用高速分散机进行分散，转速约为800-1000转/min，匀速分散完后，震荡研磨至细度≤20μm，并用200目滤布过滤，作为前期浆待调漆。
(2)在步骤1中的前期浆中加入第二聚丙烯酸分散体，并加入润湿流平剂、成膜助剂，高速分散，转速为600-800转/min，200目滤布过滤后，灌装为组份a。
(3)将第一固化剂和第二固化剂、溶剂加入备料罐中，并用分散机匀速分散，转速600-800转/min，分散均匀后，200目滤布过滤灌装，即为组份b。
(4)使用时，组份a与组份b的添加量的质量比为(2～4):1。
对比例
为了能够说明本发明所具有的有益效果，本发明还提供了如下对比例进行进一步说明。
对比例1：将实施例5中第一异氰酸酯固化剂全部等量替换为第二异氰酸酯固化剂，其它组分不变。
对比例2：将实施例5中第二异氰酸酯固化剂全部等量替换为第一异氰酸酯固化剂，其它组分不变。
对比例3：将实施例1中银离子掺杂的4a沸石溶液全部等量替换为市售银型沸石抗菌剂，其余组分不变。
进一步地，本发明还对上述实施例1～5和对比例1～3中所述的用于超滤水池内部的水性聚氨酯抗菌涂料进行了性能测试，具体测试方法和测试结果如下：
表2用于超滤水池内部的水性聚氨酯抗菌涂料的性能检测结果列表
上述测试结果可知，(1)两种异腈酸酯固化剂按一定配比混合，与水性羟基聚丙烯酸分散体配合使用，能大大提高产品的耐酸碱和耐盐雾性能，尤其是抗菌率可以高达99.9％；(2)采用本发明所述方法制备得到的银离子掺杂的4a沸石溶液，与本发明所述水性聚氨酯抗菌涂料配方配合使用，能够产生协同作用，得到的抗菌涂料的抗菌性能可以高达99.9％。而采用市售的银型沸石抗菌剂，其抗菌性能仅能达到90％，且随着使用时间增长，抗菌性能也会大幅下降。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造权利要求的保护范围之中。