一种水性抗菌改性聚氨酯涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水性抗菌改性聚氨酯涂料，其原料包括主料与固化剂，主料与固化剂的重量比为100：1‑2；主料原料按重量份包括：50‑70份水性羟基丙烯酸分散体、4‑10份β‑环糊精、50‑70份氢氧化钠溶液、1‑2份抗菌剂、30‑60份聚乙二醇、1‑2份吐温80、10‑15份正辛烷、1‑3份二苯基甲烷二异氰酸酯、5‑15份环己烷、0.5‑1.5份颜料、4‑10份填料、1‑3份成膜助剂、1‑2份增稠剂、1‑5份pH值调节剂、10‑18份水；固化剂原料按重量份包括：30‑60份亲水性脂肪族异氰酸酯、2‑8份十二酯醇、1‑5份丙二醇甲醚醋酸酯；本发明专利技术还公开了一种水性抗菌改性聚氨酯涂料的制备方法。本发明专利技术不仅漆膜物理机械性能良好，且由于抗菌剂成为了网络体系中的一部分，克服了常规抗菌剂因在涂膜中游离而影响了涂膜抗菌性能，具有深远的社会效益及明显的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种水性抗菌改性聚氨酯涂料及其制备方法
本专利技术涉及聚氨酯涂料
，尤其涉及一种水性抗菌改性聚氨酯涂料及其制备方法。
技术介绍
溶剂型双组份聚氨酯涂料，由于里面含有大量溶剂，对施工人员和环境造成很大的伤害，而汽车是生活用品中的大件，使用时间长，溶剂型弹性漆的气味和回粘性导致客户使用体验相当差。水性聚氨酯涂料是以水性聚氨酯树脂为基料并以水为分散介质的一类涂料，不仅具有无毒无臭味、无污染、不易燃烧、成本低、不易损伤被涂饰表面、施工容易、易于清理等优点，还具有溶剂型聚氨酯涂料所固有的高硬度、耐磨损等优异性能，因而在木器涂料、汽车涂料、建筑涂料、塑料涂料、纸张涂层以及织物和皮革涂饰等许多领域得到了广泛的应用。目前性聚氨酯涂料的性能尚有不足之处，主要表现在抗冲击效果差且抗菌性能满足不了需求，因此开发性能更好的水溶性聚氨酯防水抗菌涂料，具有深远的社会效益及明显的经济效益。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种水性抗菌改性聚氨酯涂料及其制备方法。本专利技术提出的一种水性抗菌改性聚氨酯涂料，其原料包括主料与固化剂，主料与固化剂的重量比为100：1-2；主料原料按重量份包括：50-70份水性羟基丙烯酸分散体、4-10份β-环糊精、50-70份氢氧化钠溶液、1-2份抗菌剂、30-60份聚乙二醇、1-2份吐温80、10-15份正辛烷、1-3份二苯基甲烷二异氰酸酯、5-15份环己烷、0.5-1.5份颜料、4-10份填料、1-3份成膜助剂、1-2份增稠剂、1-5份pH值调节剂、10-18份水；固化剂原料按重量份包括：30-60份亲水性脂肪族异氰酸酯、2-8份十二酯醇、1-5份丙二醇甲醚醋酸酯。优选的，所述抗菌剂为天然抗菌剂。优选的，所述天然抗菌剂为甲壳素。优选的，聚乙二醇的数均分子量为1000-1500。优选的，氢氧化钠溶液的浓度为0.8-1.6mol/L。优选的，颜料为二氧化钛、氧化铁红、氧化铁黄、炭黑中至少一种。优选的，填料为沉淀硫酸钡、超细滑石粉、重质碳酸钙、煅烧高岭土中至少一种。优选的，成膜助剂为二乙二醇丁醚和/或三甲基戊二醇单丁酸酯。优选的，增稠剂为气相二氧化硅和/或纳米凹凸棒土。优选的，pH值调节剂为氨水。本专利技术还提出了一种所述的水性抗菌改性聚氨酯涂料的制备方法，包括如下步骤：S1、将β-环糊精送入氢氧化钠溶液中，在温度60-80℃搅拌10-20min，搅拌状态下加入抗菌剂，超声处理1-2h，超声功率为300-400W，超声频率为10-25kHz，旋蒸去除溶剂，干燥，加入至搅拌状态下温度50-60℃的聚乙二醇中，搅拌速度为10000-12000r/min，过滤，得到预制料a；S2、将吐温80、正辛烷混合，以4000-6000r/min的速度搅拌4-10min，升高温度至50-60℃，搅拌状态下加入预制料a搅拌均匀，得到预制料b；S3、将二苯基甲烷二异氰酸酯溶解于环己烷中，搅拌状态下加入至预制料b中，在温度110-120℃反应20-30min，抽滤后，采用乙醇洗涤，在温度50-60℃干燥，得到粒径为100-500μm的粒子，向其中依次加入水、颜料、填料，充分搅拌均匀后，加入水性羟基丙烯酸分散体搅拌均匀，再依次加入成膜助剂、增稠剂、pH值调节剂，搅拌10-20min，得到主料；S4、将亲水性脂肪族异氰酸酯送入搅拌釜中，加入十二酯醇、丙二醇甲醚醋酸酯搅拌10-20min，搅拌速度为1500-3000r/min，过滤，得到固化剂。本专利技术的技术效果如下所示：本专利技术采用β-环糊精包合抗菌剂，尤其当采用天然抗菌剂甲壳素，其耐热性较差，通过包合后不仅可有效防止抗菌剂在后续高温处理中流失与失活，且可通过缓慢释放达到持续抗菌的效果，而数均分子量为1000-1500聚乙二醇在常温为蜡状结构，50-60℃熔融后在搅拌状态下，包覆后的抗菌剂作为分散相粒子均匀分散其中，形成的混合体系与二苯基甲烷二异氰酸酯进行反应形成粒径为100-500μm的粒子，不仅呈分散相均匀分散于涂料中，改善涂料的加工流动性，且可实现对涂膜的增韧，在受到强烈冲击后，随着外界冲击强度的增加，可促使涂料的粘度急剧增大，硬度逐渐增高，使得体系吸收并耗散一部分能量，从而实现涂膜的增韧，即使受到极高的冲击，涂膜表面甚至可转变为高硬固态的特性，尤其表现受到冲击强度越大，抗冲击性能越好的特点，随着冲击的消失，涂膜可迅速恢复至原来状态，状态可逆，涂膜寿命极长；通过加入水性羟基丙烯酸分散体作为主要成膜物质与亲水性脂肪族异氰酸酯进行化学交联反应，产物与上述形成的粒子相容性极好，在成膜时填补了大分子结构的羟基丙烯酸乳胶粒子间的间隙，使涂膜具有更好的致密性，保证涂膜具有很好的交联密度，并赋予涂层优异的耐候性、耐水性，漆膜物理机械性能良好，且由于抗菌粒子成为了网络体系中的一部分，克服了常规抗菌剂因在涂膜中游离而影响了涂膜抗菌性能，本专利技术抗菌性能优异，抗冲击性能极好，力学性能好，具有深远的社会效益及明显的经济效益。具体实施方式下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1一种水性抗菌改性聚氨酯涂料，其原料包括主料与固化剂，主料与固化剂的重量比为100：1；主料原料包括：50kg水性羟基丙烯酸分散体、4kgβ-环糊精、50-kg浓度0.8mol/L氢氧化钠溶液、1kg抗菌剂、30kg数均分子量为1000-1500聚乙二醇、1kg吐温80、10kg正辛烷、1kg二苯基甲烷二异氰酸酯、5kg环己烷、0.5kg颜料、4kg填料、1kg成膜助剂、1kg增稠剂、1kgpH值调节剂、10kg水；固化剂原料包括：30kg亲水性脂肪族异氰酸酯、2kg十二酯醇、1kg丙二醇甲醚醋酸酯；所述水性抗菌改性聚氨酯涂料的制备方法，包括如下步骤：S1、将β-环糊精送入氢氧化钠溶液中，在温度60℃搅拌10min，搅拌状态下加入抗菌剂，超声处理1h，超声功率为300W，超声频率为10kHz，旋蒸去除溶剂，干燥，加入至搅拌状态下温度50℃的聚乙二醇中，搅拌速度为10000r/min，过滤，得到预制料a；S2、将吐温80、正辛烷混合，以4000r/min的速度搅拌4min，升高温度至50℃，搅拌状态下加入预制料a搅拌均匀，得到预制料b；S3、将二苯基甲烷二异氰酸酯溶解于环己烷中，搅拌状态下加入至预制料b中，在温度110℃反应20min，抽滤后，采用乙醇洗涤，在温度50℃干燥，得到粒径为100-500μm的粒子，向其中依次加入水、颜料、填料，充分搅拌均匀后，加入水性羟基丙烯酸分散体搅拌均匀，再依次加入成膜助剂、增稠剂、pH值调节剂，搅拌10min，得到主料；S4、将亲水性脂肪族异氰酸酯送入搅拌釜中，加入十二酯醇、丙二醇甲醚醋酸酯搅拌10min，搅拌速度为1500r/min，过滤，得到固化剂。实施例2一种水性抗菌改性聚氨酯涂料，其原料包括主料与固化剂，主料与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性抗菌改性聚氨酯涂料，其特征在于，其原料包括主料与固化剂，主料与固化剂的重量比为100：1-2；/n主料原料按重量份包括：50-70份水性羟基丙烯酸分散体、4-10份β-环糊精、50-70份氢氧化钠溶液、1-2份抗菌剂、30-60份聚乙二醇、1-2份吐温80、10-15份正辛烷、1-3份二苯基甲烷二异氰酸酯、5-15份环己烷、0.5-1.5份颜料、4-10份填料、1-3份成膜助剂、1-2份增稠剂、1-5份pH值调节剂、10-18份水；/n固化剂原料按重量份包括：30-60份亲水性脂肪族异氰酸酯、2-8份十二酯醇、1-5份丙二醇甲醚醋酸酯。/n

【技术特征摘要】
1.一种水性抗菌改性聚氨酯涂料，其特征在于，其原料包括主料与固化剂，主料与固化剂的重量比为100：1-2；
主料原料按重量份包括：50-70份水性羟基丙烯酸分散体、4-10份β-环糊精、50-70份氢氧化钠溶液、1-2份抗菌剂、30-60份聚乙二醇、1-2份吐温80、10-15份正辛烷、1-3份二苯基甲烷二异氰酸酯、5-15份环己烷、0.5-1.5份颜料、4-10份填料、1-3份成膜助剂、1-2份增稠剂、1-5份pH值调节剂、10-18份水；
固化剂原料按重量份包括：30-60份亲水性脂肪族异氰酸酯、2-8份十二酯醇、1-5份丙二醇甲醚醋酸酯。


2.根据权利要求1所述的水性抗菌改性聚氨酯涂料，其特征在于，所述抗菌剂为天然抗菌剂；优选的，所述天然抗菌剂为甲壳素。


3.根据权利要求1所述的水性抗菌改性聚氨酯涂料，其特征在于，聚乙二醇的数均分子量为1000-1500。


4.根据权利要求1所述的水性抗菌改性聚氨酯涂料，其特征在于，氢氧化钠溶液的浓度为0.8-1.6mol/L。


5.根据权利要求1所述的水性抗菌改性聚氨酯涂料，其特征在于，颜料为二氧化钛、氧化铁红、氧化铁黄、炭黑中至少一种。


6.根据权利要求1所述的水性抗菌改性聚氨酯涂料，其特征在于，填料为沉淀硫酸钡、超细滑石粉、重质碳酸钙、煅烧高岭土中至少一种。


7.根据权利要求1所述的水性抗菌改性聚氨酯涂料，其特征在于，成膜助剂为二乙二醇丁醚和/或三甲基戊...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩旭，
申请(专利权)人：韩旭，
类型：发明
国别省市：湖北;42