一种紫外光固化自清洁抗菌涂料的组成及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种紫外光固化自清洁抗菌涂料的组成及其制备方法；组成为：咪唑改性的氟丙烯酸酯树脂

【技术实现步骤摘要】
一种紫外光固化自清洁抗菌涂料的组成及其制备方法


[0001]本专利技术涉及涂料
，涉及紫外光
(UV)
固化功能性涂料，是一种紫外光固化自清洁抗菌涂料的组成及其制备方法
。

技术介绍

[0002]紫外光固化是辐射固化的一种，是一种环境友好型固化方式，能够大幅度降低固化能耗，能源利用率高，可以适用于热敏基材，具有无污染
、
固化速度快
、
涂膜质量高及适合连续化大生产等优点；但涂料长时间暴露在空气当中容易滋生细菌，对涂层的美观性和使用价值影响较大，同时也威胁着人类的健康，为了解决这些问题，需要对紫外光固化涂料进行改性
。
所述紫外光固化自清洁抗菌涂料是采用一种特殊大分子咪唑改性的氟丙烯酸酯树脂为主体，再搭配活性稀释剂
、
光引发剂以及助剂而制备成的
。
在紫外光固化涂料领域，获得持续优异的抗菌性能
、
耐化学性能及优异附着力的涂层一直是难以得到有效解决的难题；所述紫外光固化自清洁抗菌涂料的性能和功能可满足目前市场对涂料产品环保性的要求，它不仅具有自清洁和持续抗菌的功能，而且具有优异耐磨性以及附着力，可满足用户对环保涂料高端的要求
。
[0003]目前，在国内，通过对材料进行抗菌改性和抗粘附性改性可以避免细菌对材料表面进行繁殖，其中一种为添加金属离子来获得抗菌效果，但是这种冷拼的方式存在迁移的问题，抗菌持久性差，并存在安全问题；另一种方法为通过将抗菌分子以共价键的形式固定在涂层中，避免了抗菌成份的迁移，避免了抗菌剂释放到环境中造成的危害，但这种通过单一有机改性的方式，抗菌效果较差；将无机与有机改性的抗菌技术结合起来，会存在相溶性的问题；杨军等人在
CN 101353545B“紫外光抗菌涂料及其制备方法”中使用含有特殊抗菌基团的杂环丙烯酸酯和纳米银结合的方式，获得较好的抗菌效果，但是存在相溶性问题；北京化工大学汪中明教授课题组多年来从事紫外光固化抗菌涂料的研究，通过将多种抗菌基团修饰到聚氨酯低聚物的分子链上，并冷拼含氟元素的丙烯酸酯单体获得抗细菌粘附的涂层，具有协同抗菌的作用，小分子的含氟丙烯酸酯快速迁移至涂层表面能力有限，导致抗细菌粘附能力不持久，并且没有将特殊抗菌基团和氟元素有机的结合起来；而我国国内相关企业现有研究的抗菌涂料是通过单一添加的方式，添加金属离子，存在安全问题，单一的引入抗菌基团，持续抗菌也较差，使用一种大分子的咪唑改性的氟丙烯酸酯树脂来获得高效协同抗菌的效果，国内还未见有报道
。

技术实现思路

[0004]为了克服现有紫外光固化抗菌涂料，持续抗菌能力差和相溶性等技术问题，本专利技术的目的在于合成了一种含有特殊抗菌基团的大分子量咪唑改性的氟丙烯酸酯树脂，制备了一种紫外光固化自清洁抗菌涂料，抗菌基团通过相互静电作用，使得季铵阳离子与带表面带有负电荷的细菌细胞膜结合，季铵盐的疏水成分与细菌细胞膜的磷脂双分子层结合并裂解细胞膜，使细菌细胞的蛋白质等成分流出，杀死细菌；长链氟的引入，使得涂层获得较
低的表面能，极大的提高了对细菌的抗粘附性能，阻止涂层表面形成生物膜，达到自清洁效果，形成协同抗菌的作用，并且丙烯酸羟乙酯的引入，极大的增加了对基材的附着力，并且由于引入了可光固化的丙烯酸酯基团，有效解决了抗菌基团的迁移安全问题，符合绿色
、
环保
、
节能的趋势
。
[0005]本专利技术的技术方案为：一种紫外光固化自清洁抗菌涂料，由以下各重量组分制备而成：
[0006][0007]其中，咪唑改性的氟丙烯酸酯树脂，原料以重量份计组成为：
[0008][0009]其中，所述催化剂是偶氮类或有机锡类，阻聚剂为对羟基苯甲醚
。
[0010]所述的咪唑改性的氟丙烯酸酯树脂是如下方法合成的：
[0011]将甲基丙烯酸咪唑乙酯和乙腈加入到反应釜中，缓慢滴加溴代十二烷，滴加1‑2小时，在
60
‑
75℃
反应
16
小时，合成了溴代咪唑丙烯酸酯单体
BA
，待后步反应使用；将丙烯酸羟乙酯
、
苯乙烯
、
丙烯酸异辛酯
、
全氟葵基丙烯酸酯
、
溴代咪唑丙烯酸酯单体
BA、
乙酸乙酯在催化剂引发下，采用滴加的方式，滴加3‑4小时，在
50
‑
60℃
下反应
12
小时制得咪唑改性的氟丙烯酸酯树脂，再将咪唑改性的氟丙烯酸树脂与丙烯酸异氰基乙酯在催化剂和阻聚剂的作用下，
50
‑
60℃
反应5‑7小时，引入光固化所需官能团，制得光敏性的咪唑改性的氟丙烯酸酯树脂
。
[0012]所述的催化剂包括偶氮二异丁腈
、
偶氮二异庚腈
、
二月桂酸二丁基锡中的任一种或几种
。
[0013]所述的活性稀释剂为二缩三丙二醇二丙烯酸酯，三羟基甲烷三丙烯酸酯，1，6‑
己二醇二丙烯酸酯，季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或多种
。
[0014]所述的光引发剂为2‑
羟基
‑2‑
甲基苯丙酮
、1
‑
羟基环己基苯基甲酮
、2,4,6
‑
三甲基
苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦
、
二苯甲酮
、
邻苯甲酰苯甲酸甲酯中的一种或多种
。
[0015]所述的耐磨粉为纳米二氧化硅，纳米氧化铝的一种或多种
。
[0016]所述的助剂为
BYK333、BYK088、BYK055
中的一种或者多种
。
[0017]制备所述的紫外光固化自清洁抗菌涂料的方法，先制备所述的咪唑改性的氟丙烯酸酯树脂，然后再和其他组份混合均匀配制成涂料，控制相关指标；细度：
<30um
；粘度：
1000
‑
2500mpas/25℃。
[0018]所述的一种紫外光固化自清洁抗菌涂料的固化工艺，使用辊涂机涂布，涂布量控制在
10
‑
15g/cm2，通过
UVA
大于
400mj/cm2能量全固化，所获得的涂层抗大肠杆菌和金黄色葡萄球菌率达
99.5
％以上
。
[0019]有益效果：
[0020]本专利技术制备的一种紫外光固化自清洁抗菌涂料，其中使用的原料咪唑改性的氟丙烯酸酯树脂具有溴代咪唑抗菌基团和提供低表面能的氟元素，抗菌基团通过相互静电作用，使得季铵阳离子与带表面带有负电荷的细菌细胞膜结合，季铵盐的疏水成分与细菌细胞膜的磷脂双分子层结合并裂解细胞膜，使细菌细胞的蛋白质等成分流出，杀死细菌；长链氟的引入，使得涂层获得较低的表面能，极大的提高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种紫外光固化自清洁抗菌涂料，其特征在于，由以下各重量组分制备而成：其中，咪唑改性的氟丙烯酸酯树脂，原料以重量份计组成为：其中，所述催化剂是偶氮类或有机锡类，阻聚剂为对羟基苯甲醚
。2.
根据权利1要求所述的一种紫外光固化自清洁抗菌涂料，其特征在于，所述的咪唑改性的氟丙烯酸酯树脂是如下方法合成的：将甲基丙烯酸咪唑乙酯和乙腈加入到反应釜中，缓慢滴加溴代十二烷，滴加1‑2小时，在
60
‑
75℃
反应
16
小时，合成了溴代咪唑丙烯酸酯单体
BA
，待后步反应使用；将丙烯酸羟乙酯
、
苯乙烯
、
丙烯酸异辛酯
、
全氟葵基丙烯酸酯
、
溴代咪唑丙烯酸酯单体
BA、
乙酸乙酯在催化剂引发下，采用滴加的方式，滴加3‑4小时，在
50
‑
60℃
下反应
12
小时制得咪唑改性的氟丙烯酸酯树脂，再将咪唑改性的氟丙烯酸树脂与丙烯酸异氰基乙酯在催化剂和阻聚剂的作用下，
50
‑
60℃
反应5‑7小时，引入光固化所需官能团，制得光敏性的咪唑改性的氟丙烯酸酯树脂
。3.
根据权利要求2所述的一种紫外光固化自清洁抗菌涂料，其特征在于，所述的催化剂包括偶氮二异丁腈
、
偶氮二异庚腈
、
二月桂酸二丁基锡中的任一种或几种
。4.
根据权利要求1所述的一种紫外光固化自清洁抗菌涂料，其特征在于，所述的活性稀释剂为二缩三丙二醇二丙烯酸酯，三羟基甲烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：成伟，余宗萍，淳华，杨鹏飞，
申请(专利权)人：瑞通高分子科技浙江有限公司，
类型：发明
国别省市：