本发明涉及一种水性涂料，更涉及一种高效持久抗菌水性面漆，属于水性功能涂料技术领域。
背景技术：
随着人们生活水平的提高，现代涂料发展的方向是高性能、高效能、高环保、低污染、无公害、节省能源、多功能、符合可持续发展的要求。传统的溶剂型涂料无法满足环保的要求，将被环保型涂料所代替。
然而，具有优异环保性能的涂料多以水性为主，而体系中含有较多的有机物，为微生物滋生、繁殖提供了丰富的物质基础。微生物利用这些营养物质经过生物降解、生化合成，体内新陈代谢获得能量，转化成自身的各种生命物质，这一过程中所产生的酶和有机酸可使涂料中的有机物和成膜后的物质不断受损，随着微生物的不断繁殖，涂料的破坏程度不断加速。漆膜受到微生物的侵袭后，成膜物质被溶解，基材受到腐蚀失去对环境的抵抗能力，使被保护材料失去保护层。
因此，现代涂料还需具有良好的抗菌性和防霉性。当抗菌涂料用于公共场所时，能够降低公共场所的细菌含量，因而降低交叉感染和接触感染的几率；用于居家环境时，能有效地降低家具等物品的细菌密度，优化人们的居住环境，因此，抗菌涂料的发展成为了必然的趋势。
大部分的抗菌涂料是由抗菌剂和高分子基体复合而成的。其中抗菌剂的抗菌功能及其稳定性和抗菌剂在高分子基体内的良好分散是抗菌涂料能否发挥作用的关键要素。而大部分抗菌剂在水性涂料中存在分散不均、抗菌效果不持久等问题。
中国专利106366782b公开了一种水性抗菌木器漆及其制备方法与应用。所述水性抗菌木器漆由5～20%改性纳米勃姆石浆料、0.2～1%改性纳米银溶液、40～65%去离子水、2～5%十二烷基苯磺酸钠、5～10%甲基丙烯酸甲酯、0.05～0.15%过硫酸铵、3～8%甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、2～5%丙烯酸羟乙酯、0.5～1%丙烯酸、9～20%苯乙烯、5.5～10%丙烯酸丁酯、0.25～0.5%过硫酸钾、0.1～0.2%消泡剂、0.4～0.6%增稠剂和2～5%成膜助剂为原料制备得到。通过改性纳米勃姆石浆料和改性纳米银溶液的加入，得到抗菌性能优异的水性抗菌木器漆。
中国专利cn108441098a公开了一种抗菌防霉水性聚氨酯涂料，其原料包括：水性聚氨酯、改性蚕丝纤维抗菌剂、羟甲基苯甲酸酯、增稠剂、消泡剂、流平剂、分散剂、成膜助剂。以稀土钕掺杂纳米二氧化钛改性的蚕丝纤维为抗菌剂，纳米二氧化钛、稀土钕的氧化活性较高，热稳定性强，对人体无毒，抗菌效果优异。
综上所述，开发一种无需外加抗菌剂而具有良好的抗菌效果的水性面漆涂料显得尤为重要。
技术实现要素：
为了解决所述的技术问题，本发明克服物理外加抗菌剂抗菌效果不持久、分散不均匀、易降解等缺点。希夫碱结构具有良好的生物活性，能高效、持久的杀菌和抗菌，本发明将希夫碱抗菌基团通过化学键方式固定在特种聚氨酯改性丙烯酸水性树脂结构上，以其为面漆的主要基料，无需外加抗菌剂，此发明面漆与空气直接接触，能对空气中的细菌进行有效的杀菌和抗菌，阻止细菌进入漆膜而破坏涂层。
为了解决所述的技术问题，本发明引入水性丙烯酸树脂，降低生产成本，增加面漆丰满度。
本发明的目的旨在提供一种高效持久抗菌水性面漆及其配制方法。
为了解决上面所述的技术问题，本发明采取以下技术方案：
本发明涉及一种高效持久抗菌水性面漆，无需外加抗菌剂，按重量份计，其基本配方是：特种聚氨酯改性丙烯酸水性树脂50.0～65.0份、水性丙烯酸树脂12.0～22.0份、纳米水性色浆0～16.0份、成膜助剂3.0～5.0份、流平剂0.2～0.6份、润湿剂0.1～0.8份、消泡剂0.2～0.6份、增稠防沉剂0.3～1.5份、多功能助剂0.2～0.8份、蒸馏水10.0～25.0份。
所述的特种聚氨酯改性丙烯酸水性树脂，按重量份计,其组成为：多异氰酸酯8.0～13.0份、多元醇2.5～6.0份、低聚物多元醇5.0～12.0份、二羟甲基丙酸1.2～3.0份、二月桂酸二丁基锡0.01～0.1份、丙烯酸羟乙酯0.5～2.0份、甲基丙烯酸类单体6.0～20.0份、羟基希夫碱2.5～6.0份、过硫酸铵0.2～0.6份、巯基乙醇1.5～3.5份、无水乙醇1.0～3.0、中和剂1.0～3.0份、去离子水45.0～63.0份。
所述的流平剂为有机硅流平剂、聚丙烯酸酯类流平剂、氟表面活性剂中的一种或几种的组合。
所述的润湿剂为聚氧乙烯烷基醚、聚醚硅氧烷聚合物、炔二醇类聚合物中的一种。
所述的消泡剂为有机硅消泡剂、聚醚消泡剂、矿物油类消泡剂中的一种或几种的组合。
所述的增稠防沉剂为缔合性聚氨酯增稠剂、羟乙基纤维素、缩二脲增稠剂、气相二氧化硅、膨润土中的一种或几种的组合。
所述的多功能助剂为amp-95。
所述的特种聚氨酯改性丙烯酸水性树脂，其制备工艺如下：
a、在装有温度计、冷凝管、搅拌器的四口反应器中，按配方重量份依次加入多元醇、低聚物多元醇，加热升温至90～105℃之间真空脱水1.0～1.5h，然后加入二羟甲基丙酸真空脱水0.5～1.0h；
b、降温至60～65℃加入配方量二月桂酸二丁基锡，然后缓慢加入多异氰酸酯，时间为0.5～1h，温度控制在70～75℃，然后升温至82～85℃反应2～2.5h，加入适量甲基丙烯酸类单体调节粘度，降温至75℃，加入羟基希夫碱与丙烯酸羟乙酯，继续反应1.5h，测定nco值，当其与设计值一致为止，然后加入适量无水乙醇，消耗多余的nco；
c、继续搅拌将反应物温度降至45℃以下，高速搅拌下滴加中和剂至ph值为8左右，搅拌反应10～20min，加入计算量水，继续搅拌10～15min，即得甲基丙烯酸类单体与聚氨酯树脂混合物，待用；
d、预先配制好3%过硫酸铵水溶液，在三口烧瓶中加入配方量去离子水、巯基乙醇、30%上述的混合物与20%过硫酸铵水溶液，升温至78～80℃，通入氮气保护，搅拌反应0.5h，升温至82～84℃，然后滴加剩下70%上述甲基丙烯酸类单体与聚氨酯树脂混合物和过硫酸铵水溶液，控制滴加时间为3～4h；然后升温至86～88℃，保温反应1.5h，降温至40℃，过滤，得所述的特种聚氨酯改性丙烯酸水性树脂。
本发明所述的特种聚氨酯改性丙烯酸水性树脂，基于申请的发明专利“一种具有防腐功能的聚氨酯改性丙烯酸水性树脂及其制备方法”，并作了详细描述。
本发明制得的高效持久抗菌水性面漆，结合了聚氨酯树脂、丙烯酸树脂与希夫碱结构的特性，将希夫碱抗菌基团通过化学键方式固定在聚氨酯改性丙烯酸水性树脂结构上，由于聚氨酯改性丙烯酸水性树脂含有希夫碱结构，作为抗菌涂料的成膜物质时，无需外加抗菌剂，同时加入丙烯酸水性树脂，漆膜具有良好的丰满度与高效持久抗菌性。
本发明高效持久抗菌水性面漆的性能检测方法：
(1)、高效持久抗菌水性面漆料贮存稳定性测试方法：样品置于恒温烘箱内(温度控制在50±2℃)放置30天，或常温静置90天，观察是否出现浮色、沉淀或分水等，如无上述现象评为优秀。
2)、高效持久抗菌水性面漆抗菌性能测试方法：按照《抗菌涂料》hg/t3950-2007中规定测试。
3)、高效持久抗菌水性面漆其它性能与水性漆性能检测方法相同。
具体实施方式
本发明结合以下实例对高效持久抗菌水性面漆做进一步的描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。
实施例1
特种聚氨酯改性丙烯酸水性树脂x，其制备工艺如下：
a、在装有温度计、冷凝管、搅拌器的四口反应器中，按配方重量份依次加入2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇2.1份、三羟甲基丙烷2.0份、聚碳酸酯多元醇8.4份，加热升温至90～105℃之间真空脱水1.0～1.5h，然后加入二羟甲基丙酸2.0份真空脱水0.5～1.0h；
b、降温至60～65℃加入配方量二月桂酸二丁基锡0.05份，然后缓慢加入六亚甲基二异氰酸酯8.5份，时间为0.5～1h，温度控制在70～75℃，然后升温至82～85℃反应2～2.5h，加入甲基丙烯酸丁酯4.8份、甲基丙烯酸甲酯5.0份调节粘度，降温至75℃，加入羟基希夫碱2.5份与丙烯酸羟乙酯1.0份，继续反应1.5h，测定nco值，当其与设计值一致为止，然后加入无水乙醇1.8份，消耗多余的nco；
c、继续搅拌将反应物温度降至45℃以下，高速搅拌下滴加三乙胺1.6份至ph值为8左右，搅拌反应10～20min，加入计算量水33.55份，继续搅拌10～15min，即得甲基丙烯酸类单体与聚氨酯树脂混合物，待用；
d、预先称取0.3份过硫酸铵配制成3%过硫酸铵水溶液，在三口烧瓶中加入配方量去离子水25.0份、巯基乙醇1.4份、30%上述的混合物与20%过硫酸铵水溶液，升温至78～80℃，通入氮气保护，搅拌反应0.5h，升温至82～84℃，然后滴加剩下70%上述甲基丙烯酸类单体与聚氨酯树脂混合物和过硫酸铵水溶液，控制滴加时间为3～4h；然后升温至86～88℃，保温反应1.5h，降温至40℃，过滤，得所述的特种聚氨酯改性丙烯酸水性树脂x。
实施例2
特种聚氨酯改性丙烯酸水性树脂y，其制备工艺如下：
a、在装有温度计、冷凝管、搅拌器的四口反应器中，按配方重量份依次加入2,4-二乙基-1,5-戊二醇2.5份、三羟甲基丙烷1.8份、聚四氢呋喃多元醇6.2份，加热升温至90～105℃之间真空脱水1.0～1.5h，然后加入二羟甲基丙酸2.0份真空脱水0.5～1.0h；
b、降温至60～65℃加入配方量二月桂酸二丁基锡0.05份，然后缓慢加入六亚甲基二异氰酸酯10.0份，时间为0.5～1h，温度控制在70～75℃，然后升温至82～85℃反应2～2.5h，加入甲基丙烯酸月桂醇酯4.8份、甲基丙烯酸异丁酯2.0份、甲基丙烯酸甲酯4.0份调节粘度，降温至75℃，加入羟基希夫碱2.8份与丙烯酸羟乙酯1.1份，继续反应1.5h，测定nco值，当其与设计值一致为止，然后加入无水乙醇2.5份，消耗多余的nco；
c、继续搅拌将反应物温度降至45℃以下，高速搅拌下滴加三乙胺1.6份至ph值为8左右，搅拌反应10～20min，加入计算量水31.75份，继续搅拌10～15min，即得甲基丙烯酸类单体与聚氨酯树脂混合物，待用；
d、预先称取0.4份过硫酸铵配制成3%过硫酸铵水溶液，在三口烧瓶中加入配方量去离子水25.0份、巯基乙醇1.5份、30%上述的混合物与20%过硫酸铵水溶液，升温至78～80℃，通入氮气保护，搅拌反应0.5h，升温至82～84℃，然后滴加剩下70%上述甲基丙烯酸类单体与聚氨酯树脂混合物和过硫酸铵水溶液，控制滴加时间为3～4h；然后升温至86～88℃，保温反应1.5h，降温至40℃，过滤，得所述的特种聚氨酯改性丙烯酸水性树脂y。
实施例3
一种高效持久抗菌水性面漆，按重量份，其组成为：特种聚氨酯改性丙烯酸水性树脂x60.0份、水性丙烯酸树脂18.0份、流平剂0.3份、润湿剂0.3份、消泡剂0.3份、增稠防沉剂0.3份、成膜助剂4.0份、多功能助剂0.3份、蒸馏水16.5份。
实施例4
一种高效持久抗菌水性面漆，按重量份，其组成为：特种聚氨酯改性丙烯酸水性树脂y62.0份、水性丙烯酸树脂15.0份、流平剂0.3份、润湿剂0.3份、消泡剂0.3份、增稠防沉剂0.4份、成膜助剂3.8份、多功能助剂0.4份、蒸馏水17.5份。
按照相关标准，对本发明的实施例制备的高效持久抗菌水性面漆检测的性能指标如表1所示。
冻融稳定性：按照gb/t9268—2008中a法进行检测；
耐盐水性：按照gb/t9274-1988第5章浸泡法的规定进行检测；
耐湿热性：按照gb/t1740-2007的规定进行检测；
附着力：按照gb/t1720-1988的规定，使用划格法进行测试；
硬度：按照gb/t6739-2006色漆和清铅笔法测定漆膜硬度；
耐水性：按照gb/t1733-93的规定进行检测；
耐盐雾性：按照gb/t1771-2007的规定进行检测；
耐冲击性：按照gb/t1732-1993的规定进行检测。
表1高效持久抗菌水性面漆技术指标
上述二个实施例制备的高效持久抗菌水性面漆抗菌性能测试结果参见表2。
表2二个实施例高效持久抗菌水性面漆抗菌性能测试结果
尽管本发明已作了详细说明并引证了实施例，但对于本领域的普通技术人员，显然可以按照上述说明而做出的各种方案、修改和改动，都应该包括在权利要求的范围之内。