一種紫外光固化水性聚氨酯抗菌涂料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種紫外光固化水性聚氨酯抗菌涂料及其制備方法，該抗菌涂料由水性聚氨酯、二縮三丙二醇二丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯、甲基丙烯酸羥乙酯、二丙酮醇、納米三氧化二鋁、氧化石墨烯、納米二氧化鈦、光引發(fā)劑、流平劑、防沉劑和消泡劑組成，制備方法是：先將光引發(fā)劑和二丙酮醇混合均勻，然后依次加入其它組分，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚣纯芍苽涞玫阶贤夤夤袒跃郯滨タ咕苛稀１景l(fā)明的水性紫外光光固化涂料不污染環(huán)境，固化速度快，可在常溫固化，生產(chǎn)效率高，節(jié)省能源、固化產(chǎn)物性能好、適合于高速自動(dòng)化生產(chǎn)；涂層的硬度高，耐磨性好，耐硬物劃傷，光澤度高；本發(fā)明還具有良好的抗菌防靜電性能，且效果穩(wěn)定，作用時(shí)效長(zhǎng)。
【專利說明】
一種紫外光固化水性聚氨酯抗菌涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及抗菌涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種紫外光固化水性聚氨酯抗菌涂料及 其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 溶劑型涂料，經(jīng)過長(zhǎng)期發(fā)展，具有高裝飾性、耐久的保護(hù)性、多功能性;但有機(jī)溶劑 揮發(fā)，造成對(duì)環(huán)境污染，多數(shù)有及溶劑對(duì)人、畜、生物，甚至對(duì)植物有毒有害。隨著人們環(huán)保 意識(shí)的增強(qiáng)，水性涂料在我國發(fā)展迅速。但與溶劑型涂料相比，現(xiàn)有的水性涂料還存在硬度 低、豐滿度較差、高溫回粘等問題，而且施工干燥時(shí)間長(zhǎng)，不適合大型家具企業(yè)的規(guī)模生產(chǎn) 需求。
[0003] 隨著全球環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，涂料工業(yè)也開始沿著可持續(xù)性方向發(fā)展。因此，可 以看到越來越多的無溶劑涂料或使用少量揮發(fā)性有機(jī)化合物的涂料體系出現(xiàn)。UV固化涂料 作為一種環(huán)保涂料，正日益普及并且在近幾年經(jīng)歷了高速的增長(zhǎng)。
[0004] 具體而言，塑料用UV固化涂料同傳統(tǒng)揮發(fā)有機(jī)涂料相比具有如下好處：（1)快速固 化、生產(chǎn)效率高；（2)優(yōu)異的固化膜性能(耐磨性、耐化學(xué)藥品等）；（3)低溫固化，適于熱敏性 基材(如塑料）；（4)溶劑含量低或不含溶劑，對(duì)環(huán)境危害?。唬?)節(jié)省場(chǎng)地，能量消耗低。
[0005] 將水性涂料和光固化涂料技術(shù)結(jié)合起來，可以有效利用光固化技術(shù)固化速度快、 環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，得到施工方便、各項(xiàng)性能較優(yōu)的水性紫外光固化涂料?，F(xiàn)在的水性紫外光固化 涂料因在戶外陽光暴曬下，漆膜很快黃變、粉。
[0006] 現(xiàn)在往往在涂料中添加抗菌劑，抗菌劑主要分為兩種，無機(jī)抗菌劑(二氧化鈦系光 催化抗菌劑、金屬離子抗菌劑等)和一些有機(jī)抗菌劑。有機(jī)抗菌劑易分解、有效期短，耐熱性 差，易產(chǎn)生耐藥性，對(duì)皮膚有刺激，難降解、對(duì)環(huán)境有污染，已經(jīng)逐漸被淘汰。其中由于無機(jī) 抗菌涂料廣譜抗菌效果好、有效期長(zhǎng)，耐熱性好，不產(chǎn)生耐藥性，安全性高，無毒等優(yōu)點(diǎn)被廣 泛運(yùn)用。但目前抗菌涂料存在抗菌效果不佳、抗菌時(shí)效性不長(zhǎng)和木制品表面抗菌涂層的耐 洗刷性差等因素，嚴(yán)重制約了其應(yīng)用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種紫外光固化水性聚氨酯抗菌涂料及其制備 方法，制備的涂料機(jī)械性能良好，并且具有較長(zhǎng)時(shí)效的優(yōu)異抗菌能力。
[0008] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下： 一種紫外光固化水性聚氨酯抗菌涂料，包括以重量份計(jì)的以下組分:水性聚氨酯100 份，二縮三丙二醇二丙烯酸酯20~30份，環(huán)氧丙烯酸酯5~10份，甲基丙烯酸羥乙酯2~10 份，二丙酮醇40~80份，納米三氧化二錯(cuò)3~12份，氧化石墨稀3~8份，納米二氧化鈦5~10 份，光引發(fā)劑1~3份，流平劑0.3~0.6份，防沉劑0.3~0.6份，消泡劑0.6~1份。
[0009] 優(yōu)選的，所述的紫外光固化水性聚氨酯抗菌涂料，包括以重量份計(jì)的以下組分:水 性聚氨酯100份，二縮三丙二醇二丙烯酸酯25份，環(huán)氧丙烯酸酯6份，甲基丙烯酸羥乙酯8份， 二丙酮醇60份，納米三氧化二鋁7.5份，氧化石墨烯5份，納米二氧化鈦4份，光引發(fā)劑2.5份， 流平劑〇. 5份，防沉劑0.4份，消泡劑0.8份。
[0010] 優(yōu)選的，所述的光引發(fā)劑為雙苯甲酰基苯基氧化膦。
[0011] 優(yōu)選的，所述的流平劑為聚二甲基硅氧烷或者聚甲基苯基硅氧烷。
[0012] 優(yōu)選的，所述的防沉劑為聚酰胺蠟。
[0013] 優(yōu)選的，所述的消泡劑為二甲基硅油或者聚硅氧烷。
[0014] 所述的紫外光固化水性聚氨酯抗菌涂料的制備方法，包括以下步驟： (1) 按重量份比稱取各組分，備用； (2) 將光引發(fā)劑和二丙酮醇加入到反應(yīng)器中，充分?jǐn)嚢杈鶆?；然后依次加入水性聚?酯、二縮三丙二醇二丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯、甲基丙烯酸羥乙酯和消泡劑，充分?jǐn)嚢杈鶆颍?(3) 將納米三氧化二鋁、氧化石墨烯、納米二氧化鈦、流平劑和防沉劑，在50 °C~80°C下 攪拌4h~8h，即可制備得到紫外光固化水性聚氨酯抗菌涂料。
[0015]有益效果:本發(fā)明的水性紫外光光固化涂料不污染環(huán)境，固化速度快，可在常溫固 化，生產(chǎn)效率高，節(jié)省能源、固化產(chǎn)物性能好、適合于高速自動(dòng)化生產(chǎn);涂層的硬度高，耐磨 性好，耐硬物劃傷，光澤度高;本發(fā)明還具有良好的抗菌防靜電性能，且效果穩(wěn)定，作用時(shí)效 長(zhǎng)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)介紹，但不局限于此。
[0017] 實(shí)施例！ 一種紫外光固化水性聚氨酯抗菌涂料，包括以重量份計(jì)的以下組分:水性聚氨酯100 份，二縮三丙二醇二丙烯酸酯20份，環(huán)氧丙烯酸酯5份，甲基丙烯酸羥乙酯2份，二丙酮醇40 份，納米三氧化二鋁3份，氧化石墨烯3份，納米二氧化鈦5份，雙苯甲酰基苯基氧化膦1份，聚 二甲基硅氧烷0.3份，聚酰胺蠟0.3份，二甲基硅油0.6份。
[0018] 所述的紫外光固化水性聚氨酯抗菌涂料的制備方法，包括以下步驟： (1) 按重量份比稱取各組分，備用； (2) 將雙苯甲?；交趸⒑投技尤氲椒磻?yīng)器中，充分?jǐn)嚢杈鶆?然后依次加 入水性聚氨酯、二縮三丙二醇二丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯、甲基丙烯酸羥乙酯和二甲基硅 油，充分?jǐn)嚢杈鶆颍?(3) 將納米三氧化二鋁、氧化石墨烯、納米二氧化鈦、聚二甲基硅氧烷和聚酰胺蠟，在50 °C下攪拌4h，即可制備得到紫外光固化水性聚氨酯抗菌涂料。
[0019] 實(shí)施例2 一種紫外光固化水性聚氨酯抗菌涂料，包括以重量份計(jì)的以下組分:水性聚氨酯1〇〇 份，二縮三丙二醇二丙烯酸酯30份，環(huán)氧丙烯酸酯10份，甲基丙烯酸羥乙酯10份，二丙酮醇 80份，納米三氧化二鋁12份，氧化石墨烯8份，納米二氧化鈦10份，雙苯甲?；交趸? 份，聚二甲基硅氧烷0.6份，聚酰胺蠟0.6份，聚硅氧烷1份。
[0020] 所述的紫外光固化水性聚氨酯抗菌涂料的制備方法，包括以下步驟： (1) 按重量份比稱取各組分，備用； (2) 將雙苯甲?；交趸⒑投技尤氲椒磻?yīng)器中，充分?jǐn)嚢杈鶆?然后依次加 入水性聚氨酯、二縮三丙二醇二丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯、甲基丙烯酸羥乙酯和聚硅氧烷， 充分?jǐn)嚢杈鶆颍?(3)將納米三氧化二鋁、氧化石墨烯、納米二氧化鈦、聚二甲基硅氧烷和聚酰胺蠟，在80 °C下攪拌8h，即可制備得到紫外光固化水性聚氨酯抗菌涂料。
[0021] 實(shí)施例3 一種紫外光固化水性聚氨酯抗菌涂料，包括以重量份計(jì)的以下組分:水性聚氨酯100 份，二縮三丙二醇二丙烯酸酯28份，環(huán)氧丙烯酸酯6份，甲基丙烯酸羥乙酯4份，二丙酮醇70 份，納米三氧化二鋁10份，氧化石墨烯7份，納米二氧化鈦7份，雙苯甲?；交趸?.5 份，聚甲基苯基硅氧烷0.4份，聚酰胺蠟0.5份，二甲基硅油0.9份。
[0022] 所述的紫外光固化水性聚氨酯抗菌涂料的制備方法，包括以下步驟： (1) 按重量份比稱取各組分，備用； (2) 將雙苯甲?；交趸⒑投技尤氲椒磻?yīng)器中，充分?jǐn)嚢杈鶆?然后依次加 入水性聚氨酯、二縮三丙二醇二丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯、甲基丙烯酸羥乙酯和二甲基硅 油，充分?jǐn)嚢杈鶆颍?(3) 將納米三氧化二鋁、氧化石墨烯、納米二氧化鈦、聚甲基苯基硅氧烷和聚酰胺蠟，在 75°C下攪拌6h，即可制備得到紫外光固化水性聚氨酯抗菌涂料。
[0023] 實(shí)施例4 一種紫外光固化水性聚氨酯抗菌涂料，包括以重量份計(jì)的以下組分:水性聚氨酯100 份，二縮三丙二醇二丙烯酸酯25份，環(huán)氧丙烯酸酯6份，甲基丙烯酸羥乙酯8份，二丙酮醇60 份，納米三氧化二鋁7.5份，氧化石墨烯5份，納米二氧化鈦4份，雙苯甲?；交趸?.5 份，聚甲基苯基硅氧烷0.5份，聚酰胺蠟0.4份，聚硅氧烷0.8份。
[0024] 所述的紫外光固化水性聚氨酯抗菌涂料的制備方法，包括以下步驟： (1) 按重量份比稱取各組分，備用； (2) 將雙苯甲?；交趸⒑投技尤氲椒磻?yīng)器中，充分?jǐn)嚢杈鶆?然后依次加 入水性聚氨酯、二縮三丙二醇二丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯、甲基丙烯酸羥乙酯和聚硅氧烷， 充分?jǐn)嚢杈鶆颍?(3) 將納米三氧化二鋁、氧化石墨烯、納米二氧化鈦、聚甲基苯基硅氧烷和聚酰胺蠟，在 60°C下攪拌5h，即可制備得到紫外光固化水性聚氨酯抗菌涂料。
[0025] 對(duì)比例 一種紫外光固化水性聚氨酯抗菌涂料，包括以重量份計(jì)的以下組分:水性聚氨酯1〇〇 份，二縮三丙二醇二丙烯酸酯25份，環(huán)氧丙烯酸酯6份，甲基丙烯酸羥乙酯8份，二丙酮醇60 份，納米三氧化二鋁7.5份，納米二氧化鈦4份，雙苯甲?；交趸?.5份，聚甲基苯基硅 氧烷0.5份，聚酰胺蠟0.4份，聚硅氧烷0.8份。
[0026] 所述的紫外光固化水性聚氨酯抗菌涂料的制備方法，包括以下步驟： (1) 按重量份比稱取各組分，備用； (2) 將雙苯甲?；交趸⒑投技尤氲椒磻?yīng)器中，充分?jǐn)嚢杈鶆?然后依次加 入水性聚氨酯、二縮三丙二醇二丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯、甲基丙烯酸羥乙酯和聚硅氧烷， 充分?jǐn)嚢杈鶆颍?(3) 將納米三氧化二鋁、納米二氧化鈦、聚甲基苯基硅氧烷和聚酰胺蠟，在60°C下攪拌 5h，即可制備得到紫外光固化水性聚氨酯抗菌涂料。
[0027]對(duì)上述實(shí)施例1至4及對(duì)比例制備的紫外光固化水性聚氨酯抗菌涂料進(jìn)行性能測(cè) 試，測(cè)試結(jié)果如下表所示：
從上表可以看出，上述實(shí)施例1至4制備的紫外光固化水性聚氨酯抗菌涂料均具有良好 的性能，且抗菌效果均優(yōu)于對(duì)比例，主要是因?yàn)?，納米二氧化鈦?zhàn)鳛楣獯呋{米材料的一 種，有抗菌滅菌作用，但它對(duì)于可見光吸收率較低，納米粒子趨向于聚集，大大降低了其滅 菌作用。在含納米二氧化鈦抗菌涂料中，引入氧化石墨烯，能明顯提高涂料對(duì)可見光吸收 率，并加強(qiáng)納米二氧化鈦的光催化活性和抗菌、滅菌能力，使改性后的水性聚氨酯在抗菌滅 菌綜合性能方面有很大提高，并且具有良好的表面性能、耐水性和力學(xué)性能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種紫外光固化水性聚氨酯抗菌涂料，其特征在于包括以重量份計(jì)的以下組分:水 性聚氨酯100份，二縮三丙二醇二丙烯酸酯20~30份，環(huán)氧丙烯酸酯5~10份，甲基丙烯酸羥 乙酯2~10份，二丙酮醇40~80份，納米三氧化二錯(cuò)3~12份，氧化石墨稀3~8份，納米二氧 化鈦5~10份，光引發(fā)劑1~3份，流平劑0.3~0.6份，防沉劑0.3~0.6份，消泡劑0.6~1份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外光固化水性聚氨酯抗菌涂料，其特征在于包括以重量份 計(jì)的以下組分:水性聚氨酯100份，二縮三丙二醇二丙烯酸酯25份，環(huán)氧丙烯酸酯6份，甲基 丙烯酸羥乙酯8份，二丙酮醇60份，納米三氧化二鋁7.5份，氧化石墨烯5份，納米二氧化鈦4 份，光引發(fā)劑2.5份，流平劑0.5份，防沉劑0.4份，消泡劑0.8份。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外光固化水性聚氨酯抗菌涂料，其特征在于所述的光引發(fā) 劑為雙苯甲?；交趸ⅰ?. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外光固化水性聚氨酯抗菌涂料，其特征在于所述的流平劑 為聚二甲基硅氧烷或者聚甲基苯基硅氧烷。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外光固化水性聚氨酯抗菌涂料，其特征在于所述的防沉劑 為聚酰胺蠟。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外光固化水性聚氨酯抗菌涂料，其特征在于所述的消泡劑 為二甲基硅油或者聚硅氧烷。7. 權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)所述的紫外光固化水性聚氨酯抗菌涂料的制備方法，其特征 在于包括以下步驟： (1) 按重量份比稱取各組分，備用； (2) 將光引發(fā)劑和二丙酮醇加入到反應(yīng)器中，充分?jǐn)嚢杈鶆颍蝗缓笠来渭尤胨跃郯?酯、二縮三丙二醇二丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯、甲基丙烯酸羥乙酯和消泡劑，充分?jǐn)嚢杈鶆颍? (3) 將納米三氧化二鋁、氧化石墨烯、納米二氧化鈦、流平劑和防沉劑，在50 °C~80 °C下 攪拌4h~8h，即可制備得到紫外光固化水性聚氨酯抗菌涂料。
【文檔編號(hào)】C08F222/14GK106010066SQ201610374715
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月31日
【發(fā)明人】灝や負(fù), 尤為
【申請(qǐng)人】無錫伊佩克科技有限公司