不含金属的抗微生物和UV防护添加剂制造技术

本发明专利技术涉及不含金属的抗微生物和UV防护添加剂，其可以用于建筑或装修材料，诸如石膏、灰浆、底漆、油漆和其他保护性或装饰性涂料，以消除细菌、真菌、藻类和地衣的生长并且保护材料免受紫外线(UV)辐射。该添加剂包含具有以下组分比率(重量％)的混合亲有机层伊利石‑蒙脱石、绿泥石、伊利石、碳酸盐岩、硅石和赤铁矿：从40％至70％的混层亲有机伊利石‑蒙脱石；从5％至10％的绿泥石；从5％至10％的伊利石；从0％至20％的碳酸盐岩；从5％至20％的硅石；从0％至3％的赤铁矿。该混层伊利石‑蒙脱石用季铵化合物亲有机化，这些季铵化合物以基于所需重量的该混层亲有机伊利石‑蒙脱石的从10％至30％的量使用。

Metal-free anti-microbial and UV protective additives

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】不含金属的抗微生物和UV防护添加剂
本专利技术涉及不含金属的抗微生物和UV防护添加剂，其可以用于建筑或装修材料，诸如石膏、灰浆、底漆、油漆和其他保护性或装饰性涂料，以消除细菌、真菌、藻类和地衣的生长并且保护材料免受紫外线(UV)辐射。
技术介绍
存在若干种已知的用于提供油漆、油墨和涂料的改善的流变特性的亲有机粘土组合物。例如，存在已知的用有机酸衍生的酯季铵化合物制造的有机粘土组合物，其可以用于非水性流体系统(诸如油漆、油墨、和涂料)以提供改善的流变特性(US5718841)。已知的亲有机粘土组合物包括以下物质的反应产物：蒙脱石类型粘土，其具有至少75毫当量/100克粘土的阳离子交换量；以及衍生自有机酸衍生的酯的季铵化合物，其量足以满足蒙脱石类型粘土的至少约75％的阳离子交换量。存在已知的可倾倒的亲有机粘土聚酰胺组合物(US5939475)，其可以用于非水性流体系统(诸如油漆、油墨和涂料)以向该系统提供改善的流变特性。该组合物包含从5重量％至15重量％的亲有机改性的蒙脱石类型粘土；从25重量％至35重量％的一种或多种流变活性聚酰胺，以及从40重量％至60重量％的一种或多种有机溶剂，诸如正丙醇、甲苯和溶剂油。存在已知的杀生物有机粘土(US6165485)，其通过将基于膨润土的有机粘土与在其结构内含有苄基分子的杀生物季铵混合来获得。已披露的是，当此有机粘土进一步用碘和碘化合物处理时，增强了其效率。作为石膏、灰浆、底漆、油漆和其他保护性或装饰性涂料的添加剂的已知组合物的主要缺点在于，这些组合物不同时提供抗微生物特征和UV防护特征，或者旨在仅用于水性或非水性介质。存在已知的多种用于油漆、水泥和其他材料的抗微生物添加剂，其包含金属，例如银、锌、铜和硫酸铜(WO2013098774)。含有锌和铜的添加剂的缺点在于，它们不是环境友好的，而含有银的添加剂过于昂贵而不用于构造材料。
技术实现思路
提出了不含金属的抗微生物和UV防护添加剂，其包含混层伊利石-蒙脱石、绿泥石、伊利石、碳酸盐岩、硅石和赤铁矿。该添加剂含有以下比率的重量％的组分：从40％至70％的混层亲有机伊利石-蒙脱石；从5％至10％的绿泥石；从5％至10％的伊利石；从0％至20％的碳酸盐岩；从5％至20％的硅石；从0％至3％的赤铁矿。所述混层伊利石-蒙脱石预先用季铵化合物亲有机化，这些季铵化合物以基于所需重量的该混层伊利石-蒙脱石的从10％至30％的量使用。该季铵化合物选自下组，该组由以下各项组成：一甲基、二甲基、三甲基取代的季铵盐。取代基是脂族或芳族(包括芳烷基)基团。根据优选的实施例，该季铵化合物至少具有一条具有8至18个碳原子的长脂族链。该季铵化合物优选地选自由氯化物或溴化物组成的卤化物的组。碳酸盐岩优选地选自由方解石和白云石组成的组。还提出了一种建筑或装修材料，诸如石膏、灰浆、底漆、油漆、保护性或装饰性涂料，其以从1:500至1:5的建筑或装修材料:抗微生物添加剂的比例(质量混合比率)包含所述抗微生物和UV防护添加剂。附图说明图1示出了涂覆有含有所提供的添加剂的油漆和没有添加剂的相同油漆的两个墙壁碎片的图片；这些图片示出了涂覆有没有添加剂的油漆的表面上藻类生长的动态以及涂覆有具有添加剂的油漆的表面上缺乏藻类。图2–示出了比较由UV辐射导致的损坏的值变化的柱形图的图表；该柱形图示出了色差-ΔCIELAB，其比较在树脂中具有所提供的添加剂和没有添加剂的相同树脂的样品。所要求保护的不含金属的抗微生物和UV防护添加剂可以例如通过已知的机械化学方法获得。具体实施方式本专利技术进一步通过以下实例解释，其中所提出的添加剂的一些可能的实施例以以下缩写描述：“P1/C1-10”，其中P1-P7是具有来自表1的比例的组合物混合物，并且“C1-10”(和其他)–具有来自表2的比例的季铵化合物的实例。表1抗微生物添加剂的组分(重量％)表2用于这些实例中的亲有机混层伊利石-蒙脱石的鎓基团化合物和重量％(重量％是基于所需重量的亲有机混层伊利石-蒙脱石计算的)：实例1–抗真菌特性对于添加剂材料的抗真菌活性的确定，使用真菌菌株多主枝孢(Cladosporiumherbarum)MSCL258、甘蓝链格孢菌(Alternariabrassicicola)MSCL260。将真菌在22℃下在麦芽提取物琼脂(美国贝迪公司(Becton&Dickinson,USA))上培养48h。称重0.05g或0.5g的量的添加剂粉末并且置于培养皿(Petriplate)中。添加25ml的量的液化麦芽提取物琼脂，并且小心地与该粉末混合。这在培养基中产生0.2％或2.0％的粉末浓度。在培养基固化之后，将具有OD540＝0.16±0.02浊度的真菌培养物的悬浮液均匀分散在培养皿上。基于在22℃下孵育4天之后真菌生长的抑制评估抗真菌活性，并且使用四点量度表示。结果在表3和表4中列出。表3添加剂变型P2/C2-11和P1/C1-23的抗真菌活性样品-添加剂粉末变型P2/C2-11P1/C1-23对照–0.0％粉末440.2％粉末222.0％粉末221–未观察到生长。2–仅少量小菌落。3–真菌覆盖培养基的整个表面；培养基仅在某些地方是透明的。4–真菌覆盖培养基的整个表面。获得的结果显示0.2％和2.0％浓度的所提出的抗微生物和UV防护添加剂(粉末)等同地抑制真菌生长。表4添加剂(变型)的抗真菌活性1–未观察到生长2–仅少量小菌落3–真菌覆盖培养基的整个表面，培养基仅在某些地方是透明的4–真菌覆盖培养基的整个表面*粉末是非常具有疏水性的，并且它不能均匀地悬浮在培养基中获得的结果显示0.2％和2.0％浓度的P6/C5-13和P4/C6-15仅部分地抑制真菌生长。P1/C3-18在两种浓度下均完全抑制甘蓝链格孢菌，但是在0.2％浓度下部分抑制多主枝孢。P5/C4-10在两种浓度下均完全抑制两种真菌的生长。实例2–抗细菌特性对于所测试的抗微生物添加剂的粉末的抗细菌活性的确定，使用细菌菌株铜绿假单孢菌(Pseudomonasaeruginosa)MSCL331和金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)MSCL334。将细菌在37℃下在平板计数琼脂(法国伯乐生命医学产品公司(Bio-Rad,France))上培养24h。称重0.05g或0.5g的量的添加剂粉末样品并且置于培养皿中。添加25ml的量的液化Mueller-Hinton琼脂，并且小心地与该粉末混合。这在培养基中产生0.2％或2.0％的粉末浓度。在培养基固化之后，使用具有OD540＝0.16±0.02浊度的细菌培养物的悬浮液，并且均匀分散在培养皿上。基于在37℃下孵育2天之后细菌生长的抑制评估抗细菌活性，并且使用四点量度表示。结果在表5中列出。表5抗细菌活性1–未观察到生长2–仅少量小菌落3–细菌菌落覆盖培养基的整个表面，培养基仅在某些地方是透明的4–细菌覆盖培养基的整个表面获得的结果显示所有提出的添加剂都抑制细菌生长。在0.2％浓度的P1/C5-19的情况下观察到完全抑制，并且也在2.0％浓度的P6/C3-11和P4/C4-22的情况下观察到完全抑制。实例3–非水性系统–亚麻籽油清漆的抗真菌特性对于保护亚麻籽油清漆(linseedoilp本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗微生物和UV防护添加剂，其包含混层伊利石‑蒙脱石、绿泥石、伊利石、碳酸盐岩、硅石和赤铁矿，其中，该添加剂含有以下比率的重量％的组分：‑从40％至70％的混层伊利石‑蒙脱石，‑从5％至10％的绿泥石，‑从5％至10％的伊利石，‑从0％至20％的碳酸盐岩，‑从5％至20％的硅石，‑从0％至3％的赤铁矿，其中该混层伊利石‑蒙脱石预先用季铵化合物亲有机化，这些季铵化合物以基于所需重量的该混层伊利石‑蒙脱石的从10重量％至30重量％的量使用。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.10 LV P-17-021.一种抗微生物和UV防护添加剂，其包含混层伊利石-蒙脱石、绿泥石、伊利石、碳酸盐岩、硅石和赤铁矿，其中，该添加剂含有以下比率的重量％的组分：-从40％至70％的混层伊利石-蒙脱石，-从5％至10％的绿泥石，-从5％至10％的伊利石，-从0％至20％的碳酸盐岩，-从5％至20％的硅石，-从0％至3％的赤铁矿，其中该混层伊利石-蒙脱石预先用季铵化合物亲有机化，这些季铵化合物以基于所需重量的该混层伊利石-蒙脱石的从10重量％至30重量％的量使用。2.根据权利要求1所述的抗微生物添加剂，其中，碳酸盐岩选...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤里斯·科什图科夫斯，茱莉亚·卡拉萨，索维塔·科什图科娃，
申请(专利权)人：艾利纳斯亚公司，
类型：发明
国别省市：拉脱维亚,LV