一種抗菌性塗料的製備方法
2023-04-25 01:03:51 2
專利名稱：一種抗菌性塗料的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種塗料的製備方法，特別涉及一種抗菌性塗料的製備方法。
背景技術：
保持環境無汙染是阻止細菌、病毒對人類感染切實可行的辦法，使用抗菌塗料是實現環境無汙染最為簡單有效的方法。抗菌劑主要有天然抗菌劑、有機抗菌劑和無機抗菌齊U，天然抗菌劑主要是殼聚糖，品種少、耐久性差，有機抗菌劑主要有異噻唑啉酮類、苯並異噻唑啉酮類、有機胺類等，抗菌效果較好，但對環境有害，無機抗菌劑主要是銀系抗菌劑和具有光催化的物質，銀系抗菌劑具有很好的抗菌效果和耐久性，但由於顆粒問題及銀離子抗菌劑的價格昂貴，限制了其使用。艾蒿，為菊科蒿屬多年生野生草本植物，從中提取的艾蒿精油生理活性成分種類較多，其中許多單萜及倍半萜類化學物質均有抗菌活性，其作為一種天然、環保的抗菌防黴齊U，符合人們的綠色消費觀念。但由 於艾蒿精油的不穩定性使其藥效持續時間短，限制了應用。微膠囊技術通過對香精油進行包覆，使其透過囊壁緩慢釋放，改善艾蒿精油的壓敏性、光敏性及熱敏性，提高產品檔次和附加值。微膠囊技術是利用一類物質作為成膜材料將另一類物質進行包覆，形成微型膠囊的一種技術。微膠囊尺寸通常在納米至微米級，對物質進行微膠囊化可以提高物質的穩定性，控制芯材的釋放速度，改善被包覆物質的物理性質，便於處理等。丙烯酸酯類樹脂作為常見塗料，常用於建築牆體塗料、皮革表面塗飾劑、木材表面塗飾等，用微膠囊包覆艾蒿油，將其用於丙烯酸酯類樹脂合成的核層和殼層，緩慢控制艾蒿油的釋放，利用納米材料、天然抗菌劑、陽離子乳化劑協效對牆體塗料具有很好的抗菌性。
發明內容
本發明旨在提供一種抗菌性塗料的製備方法，所要解決的技術問題是對艾蒿油進行包覆，形成微膠囊艾蒿油，並將微膠囊艾蒿油用於核殼型丙烯酸酯類樹脂的核層和殼層，並用納米材料、陽離子乳化劑、天然抗菌劑進行協效，控制艾蒿油的緩慢釋放、並提高丙烯酸酯類樹脂的抗菌性。本發明採用了以下技術方案。(I)微膠囊艾蒿油的製備:分別配製質量濃度為5 7%的黃原膠水溶液和質量濃度為5 7%的阿拉伯膠水溶液各100 150ml，並將兩種溶液混合；將8 IOg艾蒿油加入上述兩種混合溶液中，在攪拌速度600 900r/min，溫度40 50°C，攪拌時間40 70min，得到艾蒿油乳化液；向得到的艾蒿油乳化液中加水50 80ml，在攪拌速度為500 700r/min條件下，攪拌時間50 70min，得到艾蒿油乳化液稀釋液；將得到的稀釋液pH值調至
3.0 5.5得到預聚液；在攪拌速度為500 700r/min條件下，使得到的預聚液溫度自然降低至5 15°C，並保溫60 80min，得到凝聚液；在得到的凝聚液中加入交聯劑I 2g，混合均勻得到固化液；將得到的固化液升溫至50°C，然後在攪拌速度為500 700r/min下反應2 4h ;反應結束後將體系溫度降至25 30°C，用丙醇洗滌，抽濾，室溫乾燥即得到微膠囊艾蒿油；
(2)向反應體系中加入水重量6(Γ75%、乳化劑重量0.3^1.2%、丙烯酸重量0.Γ5.0%、上述(I)的微膠囊艾蒿油重量3飛％、金絲桃苷重量0.5 1%，質量濃度3 6%的明膠水溶液重量5 7%，將反應溫度升至50°C，攪拌反應60min，加入A單體和納米材料重量2 3%，乳化時間4(T60min。當溫度升到60°C通回流水，到溫度80°C時開始滴加過硫酸銨重量0.3 0.6%，滴加時間lh，保溫反應f3h，得核層乳液；其中過硫酸銨用5g水溶解；
A單體及其用量:A單體由甲基丙烯酸羥乙酯重量3飛％、丙烯酸羥丁酯重量4、％、丙烯酸羥乙酯重量3.5^4.5%混合組成；
(3)向核層乳液中同時滴加B單體、微膠囊艾蒿油重量3飛％、金絲桃苷重量0.5 1%，質量濃度3 6%的明膠水溶液重量5 7%、過硫酸銨重量0.5^0.7%，滴加時間f 2h，85 95°C保溫反應時間0.5 lh，再滴加交聯劑重量0.5^1.0%，保溫反應時間f 2h，降溫到50°C，將陽離子乳化劑重量0.3%加入反應體系中，反應時間30min，加氨水調pH值5飛，得到抗菌性塗料；其中過硫酸銨用5g水溶解。B單體及其用量:B單體由甲基丙烯酸羥乙酯重量:Γ5%、丙烯酸乙酯重量
3.5^5.5%、甲基丙烯酸甲酯重量3.5飛.5%混合物組成；
黃原膠的數均分子量為2.6Χ 106g/mol ;交聯劑為氮丙啶、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的任意一種；乳化劑由陰離子十二烷基苯磺酸鈉與非離子烷基酚聚氧乙烯醚按照重量比為4: 1、: I混合組成；納米材料為納米氧化鋅、納米氧化鐵、納米氧化鎂、納米氧化錯的任意一種；陽離子乳化劑為十六烷基溴化吡啶、陽離子聚丙烯醯胺、十六烷基三甲基氯化銨的任意一種。本發明具有以下特點:
(1)利用黃原膠有較強的粘合性，將艾蒿油進行包覆，控制艾蒿油的緩慢釋放；
(2)將艾蒿油微膠囊分別包覆於丙烯酸樹脂的核層和殼層，控制艾蒿油的緩慢釋放，提聞丙稀酸樹脂的抗菌持久性；
(3)納米材料具有很強的抗菌性，同時納米材料與艾蒿油、金絲桃苷發揮協效作用，提高塗料的抗菌性；
(4)陽離子乳化劑具有抗菌性，同時對陰離子進行一定程度的固定效果；
(5)選擇環保無毒的交聯劑對艾蒿油微膠囊進行改性，並對核殼層進行交聯，控制艾蒿油的緩慢釋放。
具體實施方式
下面結合實例進一步說明本發明。實例一
(I)微膠囊艾蒿油的製備:分別配製質量濃度為5%的黃原膠水溶液和質量濃度為5%的阿拉伯膠水溶液各100ml，並將兩種溶液混合；將Sg艾蒿油加入上述兩種混合溶液中，在攪拌速度600r/min， 溫度為40°C下，攪拌40min，得到艾蒿油乳化液；向得到的艾蒿油乳化液中加水50ml，在攪拌速度為500r/min條件下，攪拌50min，得到艾蒿油乳化液稀釋液；將得到的稀釋液PH值調至3.0得到預聚液；在攪拌速度為500r/min條件下，使得到的預聚液溫度自然降低至5°C，並保溫60min，得到凝聚液；在得到的凝聚液中加入氮丙啶lg，混合均勻得到固化液；將得到的固化液升溫至50°C，然後在攪拌速度為500r/min下反應2h ;反應結束後將體系溫度降至25°C，用丙醇洗滌，抽濾，室溫乾燥即得到微膠囊艾蒿油6.5g ；
(2)向三口瓶250ml中加入水重量60g、陰離子十二烷基苯磺酸鈉0.24g與非離子烷基酚聚氧乙烯醚乳化劑0.06g、丙烯酸重量0.lg、上述(I)的微膠囊艾蒿油重量3g、金絲桃苷
0.5g，質量濃度3%的明膠水溶液重量5g，將反應溫度升至50°C，攪拌時間60min，加入A單體和納米氧化鋅重量2g，乳化時間40min。當溫度升到60°C通回流水，到溫度80°C時開始滴加過硫酸銨水溶液重量5.3g,滴加時間Ih,保溫反應Ih,得核層乳液；
A單體及其用量:A單體由甲基丙烯酸羥乙酯重量3g、丙烯酸羥丁酯重量4g、丙烯酸羥乙酯重量3.5g混合組成；
(3)向核層乳液中同時滴加B單體、微膠囊艾蒿油重量3g、金絲桃苷0.5g，質量濃度3%的明膠水溶液重量5g、過硫酸銨水溶液重量5.5g，滴加時間lh，85°C保溫反應時間0.5h，再滴加氮丙啶重量0.5g，保溫反應時間lh，降溫到50°C，將十六烷基溴化吡啶重量0.3g加入反應體系中，反應時間30min，加氨水調pH值5 6，得到抗菌性塗料；
B單體及其用量:B單體由甲基丙烯酸羥乙酯重量3g、丙烯酸乙酯重量3.5g、甲基丙烯酸甲酯重量3.5g ；
實例二
(1)微膠囊艾蒿油的製備:分別配製質量濃度為7%的黃原膠水溶液和質量濃度為7%的阿拉伯膠水溶液各300ml，並將兩種溶液混合；將20g艾蒿油加入上述兩種混合溶液中，在攪拌速度900r/min，溫度為50°C下，攪拌70min，得到艾蒿油乳化液；向得到的艾蒿油乳化液中加水160ml，在攪拌速度為700r/min條件下，攪拌70min，得到艾蒿油乳化液稀釋液；將得到的稀釋液PH值調至5.5得到預聚液；在攪拌速度為700r/min條件下，使得到的預聚液溫度自然降低至15°C，並保溫80min，得到凝聚液；在得到的凝聚液中加入三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯4g，混合均勻得到固化液；將得到的固化液升溫至50°C，然後在攪拌速度為700r/min下反應4h ;反應結束後將體系溫度降至30°C，用丙醇洗滌，抽濾，室溫乾燥即得到微膠囊艾蒿油17.2g ；
(2)向三口瓶250ml中加入水重量75g、陰離子十二烷基苯磺酸鈉1.0g與非離子烷基酚聚氧乙烯醚乳化劑0.2g、丙烯酸重量5.0g、上述(I)的微膠囊艾蒿油重量5g、金絲桃苷Ig,質量濃度6%的明膠水溶液重量7g，將反應溫度升至50°C，攪拌60min，加入A單體和納米氧化鐵重量3g,乳化時間60min。當溫度升到60°C通回流水,到溫度80°C時開始滴加過硫酸銨水溶液重量5.6g,滴加時間Ih,保溫反應3h,得核層乳液；
A單體及其用量:A單體由甲基丙烯酸羥乙酯重量5g、丙烯酸羥丁酯重量9g、丙烯酸羥乙酯重量4.5g混合組成；
(3)向核層乳液中同時滴加B單體、微膠囊艾蒿油重量5g、金絲桃苷lg，質量濃度6%的明膠水溶液重量7g、過硫酸銨水溶液重量5.1g,滴加時間2h，95°C保溫反應時間lh，再滴加三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯重量1.0g，保溫反應時間2h，降溫到50°C，將陽離子聚丙烯醯胺重量0.3g加入反應體系中，反應時間30min，加氨水調pH值5飛，得到抗菌性塗料；
B單體及其用量:B單體由甲基丙烯酸羥乙酯重量5g、丙烯酸乙酯重量5.5g、甲基丙烯酸甲酯重量6.5g ；
實例二
(O微膠囊艾蒿油的製備:分別配製質量濃度為6%的黃原膠水溶液和質量濃度為6%的阿拉伯膠水溶液各250ml，並將兩種溶液混合；將18g艾蒿油加入上述兩種混合溶液中，在攪拌速度750r/min，溫度為45°C下，攪拌55min，得到艾蒿油乳化液；向得到的艾蒿油乳化液中加水130ml,在攪拌速度為600r/min條件下,攪拌時間60min,得到艾蒿油乳化液稀釋液；將得到的稀釋液PH值調至4.5得到預聚液；在攪拌速度為600r/min條件下，使得到的預聚液溫度自然降低至10°C，並保溫70min，得到凝聚液；在得到的凝聚液中加入作為三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯3g，混合均勻得到固化液；將得到的固化液升溫至50°C，然後在攪拌速度為600r/min下反應3h ;反應結束後將體系溫度降至28°C，用丙醇洗滌，抽濾，室溫乾燥即得到微膠囊艾蒿油15.1g ；
(2)向反應容器中加入水重量68g、陰離子十二烷基苯磺酸鈉0.61g與非離子烷基酚聚氧乙烯醚0.14g、丙烯酸重量2.5g、上述(I)的微膠囊艾蒿油重量4g、金絲桃苷0.75g,質量濃度4.5%的明膠水溶液重量6g，將反應溫度升至50°C，攪拌60min，加入A單體和納米氧化鋯重量2.5g，乳化時間50min。當溫度升到60°C通回流水，到溫度80°C時開始滴加過硫酸銨水溶液重量5.5g,滴加時間Ih,保溫反應2h,得核層乳液；
A單體及其用量:A單體由甲基丙烯酸羥乙酯重量4g、丙烯酸羥丁酯重量6.5g、丙烯酸羥乙酯重量4g混合組成；
(3)向核層乳液中同時滴加B單體、微膠囊艾蒿油重量4g、金絲桃苷0.75g，質量濃度
4.5%的明膠水溶液重量6g、過硫酸銨水溶液重量5.6g，滴加時間1.5h，90°C保溫反應時間45min，再滴加三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯重量0.75g，保溫反應時間1.5h，降溫到50°C，將十六烷基三甲基氯化銨重量0.3g加入反應體系中，反應時間30min，加氨水調pH值5飛，得到抗菌性塗料；
B單體及其用量:B單體由甲基丙烯酸羥乙酯重量4g、丙烯酸乙酯重量4.5g、甲基丙烯酸甲酯重量5g ；
將實例一、二和三製備的抗菌性塗料應用於抗菌性實驗數據如下。表一抗菌性塗料對供試菌種的抗菌率(％)
權利要求
1.一種抗菌性塗料的製備方法，其特徵在於製備步驟如下: (1)微膠囊艾蒿油的製備:分別配製質量濃度為5 7%的黃原膠水溶液和質量濃度為5 7%的阿拉伯膠水溶液各100 150ml，並將兩種溶液混合；將8 IOg艾蒿油加入上述兩種混合溶液中，在攪拌速度600 900r/min，溫度40 50°C，攪拌時間40 70min，得到艾蒿油乳化液；向得到的艾蒿油乳化液中加水50 80ml，在攪拌速度為500 700r/min條件下，攪拌時間50 70min，得到艾蒿油乳化液稀釋液；將得到的稀釋液pH值調至3.0 5.5得到預聚液；在攪拌速度為500 700r/min條件下，使得到的預聚液溫度自然降低至5 15°C，並保溫60 80min，得到凝聚液；在得到的凝聚液中加入交聯劑I 2g，混合均勻得到固化液；將得到的固化液升溫至50°C，然後在攪拌速度為500 700r/min下反應2 4h ;反應結束後將體系溫度降至25 30°C，用丙醇洗滌，抽濾，室溫乾燥即得到微膠囊艾蒿油； (2)向反應體系中加入水重量6(Γ75%、乳化劑重量0.3^1.2%、丙烯酸重量0.Γ5.0%、上述(I)的微膠囊艾蒿油重量3飛％、金絲桃苷重量0.5 1%，質量濃度3 6%的明膠水溶液重量5 7%，將反應溫度升至50°C，攪拌反應60min，加入A單體和納米材料重量2 3%，乳化時間4(T60min ;當溫度升到60°C通回流水，到溫度80°C時開始滴加過硫酸銨重量0.3 0.6%，滴加時間lh，保溫反應f3h，得核層乳液；其中過硫酸銨用5g水溶解；A單體及其用量:A單體由甲基丙烯酸羥乙酯重量3 5%、丙烯酸羥丁酯重量4 9%、丙烯酸羥乙酯重量3.5^4.5%混合組成； (3)向核層乳液中同時滴加B單體、微膠囊艾蒿油重量3飛％、金絲桃苷重量0.5 1%，質量濃度3 6%的明膠水溶液重量5 7%、過硫酸銨重量0.5^0.7%，滴加時間f 2h，85 95°C保溫反應時間0.5^1h,再滴加交聯劑重量0.5^1.0%，保溫反應時間f 2h，降溫到50°C，將陽離子乳化劑重量0.3%加入反應體系中，反應時間30min，加氨水調pH值5飛，得到抗菌性塗料；其中過硫酸銨用5g水溶解；B單體及其用量:B單體由甲基丙烯酸羥乙酯重量3飛％、丙烯酸乙酯重量3.5^5.5%、甲基丙烯酸甲酯重量3.5飛.5%混合物組成。
2.如權利要求1所述 的一種抗菌性塗料的製備方法，其特徵在於:黃原膠的數均分子量為 2.6X106g/mol。
3.如權利要求1所述的一種抗菌性塗料的製備方法，其特徵在於:交聯劑為氮丙啶、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的任意一種。
4.如權利要求1所述的一種抗菌性塗料的製備方法，其特徵在於:乳化劑由陰離子十二烷基苯磺酸鈉與非離子烷基酚聚氧乙烯醚按照重量比為4: f 5:1混合組成。
5.如權利要求1所述的一種抗菌性塗料的製備方法，其特徵在於:納米材料為納米氧化鋅、納米氧化鐵、納米氧化鎂、納米氧化鋯的任意一種。
6.如權利要求1所述的一種抗菌性塗料的製備方法，其特徵在於:陽離子乳化劑為十六烷基溴化吡啶、陽離子聚丙烯醯胺、十六烷基三甲基氯化銨的任意一種。
全文摘要
本發明是一種抗菌性塗料的製備方法，其步驟如下將艾蒿油進行微膠囊包覆，製備出微膠囊艾蒿油，並將其用於核殼乳液聚合的核層和殼層，利用交聯劑對核殼進行交聯，控制艾蒿油的緩慢釋放，利用納米材料、陽離子乳化劑來增強抗菌效果，所製備的丙烯酸酯類樹脂塗料對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、黃麴黴抗菌持久，可廣泛用作牆體塗料、皮革塗飾劑。
文檔編號C08F2/44GK103194134SQ201310132289
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月17日 優先權日2013年4月17日
發明者段寶榮 申請人:段寶榮