一种聚氨酯体系抗菌粉末涂料及其制备方法、涂层 |
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| 申请号 | CN201710665267.6 | 申请日 | 2017-08-07 | 公开(公告)号 | CN107523115A | 公开(公告)日 | 2017-12-29 |
| 申请人 | 霍文波; 佛山市众兴龙建材有限公司; | 发明人 | 霍文波; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种聚 氨 酯体系抗菌 粉末涂料 ，包括以下按重量份计的原料制成：45-55份羟基聚酯 树脂 ，6-12份异氰酸酯 固化 剂，0.1-2.5份 抗菌剂 ，20-28份 钛 白粉，10-15份沉淀 硫酸 钡，0.5-1.5份 流平剂 ，0.2-0.5份安息香，0.5-1份增光剂。本发明还公开了一种聚氨酯体系抗菌粉末涂料和涂层。采用本发明，具有抗菌效果稳定，抗菌有效期长的特点，适应添加不同种类的抗菌剂。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种聚氨酯体系抗菌粉末涂料，其特征在于，包括以下按重量份计的原料制成： |
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| 说明书全文 | 一种聚氨酯体系抗菌粉末涂料及其制备方法、涂层技术领域[0001] 本发明涉及涂料领域，尤其涉及一种聚氨酯体系抗菌粉末涂料；本发明还涉及一种聚氨酯体系抗菌粉末涂料的制备方法和一种热固性抗菌涂层。 背景技术[0002] 粉末涂料是一种新型的不含溶剂100份固体粉末状涂料。具有无溶剂、无污染、可回收、环保、节省能源和资源、减轻劳动强度和涂膜机械强度高等特点。在医疗器械、厨房用具、食品加工设备等需要具有抗菌功能的涂料涂覆在金属壳体的表面，不仅起到保护金属不被氧化和损毁的作用，还具有光谱抗菌功能，保持微生物学上清洁的环境。 [0003] 现有的抗菌粉末涂料在抗菌性能上存在不耐高温，含银抗菌剂氧化以使涂层变黑且抗菌效果变差等技术问题。为改进上述确定，现已有专利CN11770007C一种无机纳米复合抗菌剂改性的抗菌型环氧粉末涂料及其制备方法，公开了一种采用多孔型纳米二氧化钛装载铈系离子的纳米复合抗菌剂制得的粉末涂料，但此类粉末涂料需要光触条件下才能有较好的抗菌效果，抗菌效果不稳定。 发明内容[0004] 本发明所要解决的技术问题在于，提供一种聚氨酯体系抗菌粉末涂料，具有抗菌效果稳定，抗菌有效期长的特点，适应添加不同种类的抗菌剂。 [0005] 本发明所要解决的技术问题在于，提供一种聚氨酯体系抗菌粉末涂料制备方法，具有抗菌效果稳定，抗菌有效期长的特点，适应添加不同种类的抗菌剂。 [0006] 本发明所要解决的技术问题在于，提供一种聚氨酯体系抗菌涂层，具有抗菌效果稳定，抗菌有效期长的特点。 [0007] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种聚氨酯体系抗菌粉末涂料，包括以下按重量份计的原料制成：聚酯树脂 45-55份； 异氰酸酯 6-12份； 抗菌剂 0.1-2.5份； 钛白粉 20-28份； 沉淀硫酸钡 10-15份； 流平剂 0.5-1.5份； 安息香 0.2-0.5份； 增光剂 0.5-1份。 [0008] 作为所述聚氨酯体系抗菌粉末涂料的优选技术方案，所述聚酯树脂羟基平均值为30-40mgKOH/g。 [0009] 作为所述聚氨酯体系抗菌粉末涂料的优选技术方案，所述异氰酸酯的NCO基含量为12-18%。 [0010] 作为所述聚氨酯体系抗菌粉末涂料的优选技术方案，所述抗菌剂为纳米银离子抗菌剂、纳米锌离子抗菌剂或复合抗菌剂。 [0011] 作为所述聚氨酯体系抗菌粉末涂料的优选技术方案，所述粉末涂料的粒度分布为100%小于 100 微米。 [0012] 作为所述聚氨酯体系抗菌粉末涂料的优选技术方案，所述粉末涂料的比重为1.4-1.7 g/cm3。 [0013] 作为所述聚氨酯体系抗菌粉末涂料的优选技术方案，所述粉末涂料的熔融流动性为15-30mm。 [0014] 相应地，本发明还提供一种聚氨酯体系抗菌粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：（1）将按配方称取45-55份羟基聚酯树脂，6-12份异氰酸酯固化剂，0.1-2.5份抗菌剂，20- 28份钛白粉，10-15份沉淀硫酸钡，0.5-1.5份流平剂，0.2-0.5份安息香，0.5-1份增光剂； （2）将称取后的原料加入混合机中预混合； （3）经预混合的物料送到熔融混合挤出机中熔融挤出熔融混合物料； （4）将所述熔融混合物料通过压片冷却机压成薄片，冷却经破碎机破碎成薄而小的片状物料； （5）将所述片状物料输送到空气分级磨进行细粉碎，通过旋风分离且捕集大部分被粉碎的半成品，再经筛粉机除去杂物或粗粉后得成品，并进行包装。 [0015] 作为所述聚氨酯体系抗菌粉末涂料的制备方法的优选技术方案，步骤（5）中经旋风分离器未捕集的超细粉末涂料，用袋式过滤器捕集，干净的空气排入大气中。 [0017] 实施本发明，具有如下有益效果：本发明所述聚氨酯体系抗菌粉末粉料，通过配方上的改进使得各原料在相互配合下形成具有抗菌效果的涂层。所述涂层对革兰氏细菌、金黄色葡萄球菌与大肠埃希氏菌有明显的抗菌作用，且抗菌作用可长达3-7年，抗菌耐久性强。 [0019] 图1是本发明具体实施例1-4抗菌耐久性实验结果。 具体实施方式[0020] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。 [0021] 本发明提供一种聚氨酯体系抗菌粉末粉料，包括以下按重量份计的原料制成：聚酯树脂 45-55份； 异氰酸酯 6-12份； 抗菌剂 0.1-2.5份； 钛白粉 20-28份； 沉淀硫酸钡 10-15份； 流平剂 0.5-1.5份； 安息香 0.2-0.5份； 增光剂 0.5-1份。 [0022] 优选地，本发明所述聚氨酯体系抗菌粉末粉料的配方中采用聚酯树脂羟基平均值为30-40mgKOH/g，而异氰酸酯的NCO基含量为12-18%。更佳地，聚酯树脂羟基平均值为36mgKOH/g，而异氰酸酯的NCO基含量为15%。 [0023] 本发明中所述抗菌剂可采用无机抗菌剂或复合抗菌剂。 [0024] 无机抗菌剂为含纳米银离子的抗菌剂或含纳米锌离子的抗菌剂，无机抗菌剂属于接触型抗菌剂，被动式抗菌，细菌一旦接触到涂层，就会被涂层中的纳米金属离子俘获，其细胞膜被击穿而死亡。即使在无任何光线的条件下，杀菌效果也稳定可靠。具有广谱抗菌、抗菌持久、耐水、耐酸碱、耐洗涤等特点，耐高温，光照不老化，不易产生耐药性，对健康无害、无二次污染，但对霉菌抑制力较弱。 [0025] 复合抗菌剂其有效成分为可溶性硅酸盐载银抗菌剂，组份银–硅酸盐(AgyO. Na2O. xSiO2) ≥99%，具有接触和溶出的综合特点，可主动式抗菌。抗菌速效，对霉菌抑制力强。能够有效抑制革兰氏阴性、革兰氏阳性细菌及真菌的生长，满足塑料制品对抗菌性及长效性的要求。 [0026] 现存的问题是目前一些国家命令禁止在涂料中含有银离子，为此需要采用含锌的抗菌剂或复合抗菌剂。 [0027] 而聚氨酯体系的粉末涂料可适合上述不同种类的抗菌剂，只要按照产品需求替换对应的抗菌剂即可，适用性强。 [0028] 钛白粉的不仅可用作颜料和填充料，还具有能增强涂层的机械强度和附着力，防止裂纹，防止紫外线和水分透过，延长涂层寿命。 [0029] 沉淀硫酸钡能提高产品耐光、耐候、耐化学及电化学腐蚀性和产品装饰效果，增强涂层的抗冲击强度。 [0030] 优选地，所述粉末涂料的粒度分布为100%小于 100 微米。 [0031] 所述粉末涂料的比重为1.4-1.7 g/cm3，所述粉末涂料的熔融流动性为15-30mm。 [0032] 本发明所述抗菌型粉末涂料广泛应用于商品陈列柜、家用电器（电冰箱、饮水机等）、家具(桌、椅、柜、床等)、厨房用具、食品工业设备、医疗设施、建筑的门窗、护栏等涂装。辐射固化技术的出现，使抗菌型粉末涂料也能应用于热敏底材上，拓展了应用范围。抗菌型粉末涂料既有装饰作用, 也可以有效防止细菌在医院、学校、商场、宾馆等公共场所的传播。 [0033] 相应地，本发明还提供一种聚氨酯体系抗菌粉末粉料的制备方法，包括以下步骤：（1）将按配方称取45-55份羟基聚酯树脂，6-12份异氰酸酯固化剂，0.1-2.5份抗菌剂， 20-28份钛白粉，10-15份沉淀硫酸钡，0.5-1.5份流平剂，0.2-0.5份安息香，0.5-1份增光剂； （2）将称取后的原料加入混合机中预混合； （3）经预混合的物料送到熔融混合挤出机中熔融挤出熔融混合物料； （4）将所述熔融混合物料通过压片冷却机压成薄片，冷却经破碎机破碎成薄而小的片状物料； （5）将所述片状物料输送到空气分级磨进行细粉碎，通过旋风分离且捕集大部分被粉碎的半成品，再经筛粉机除去杂物或粗粉后得成品，并进行包装。 [0034] 其中，步骤（5）中经旋风分离器未捕集的超细粉末涂料，用袋式过滤器捕集，干净的空气排入大气中。 [0035] 相应地，本发明还提供一种聚氨酯体系抗菌涂层，该涂层为经所述聚氨酯体系抗菌粉末涂料喷涂或涂装在钢板上，在180-200℃下烘干10-15min所制得的涂层。 [0036] 具体的施工工艺如下：1、喷涂施工工艺及要求：在喷枪头部金属导流标上接上高压负极，被喷涂工件接地形成正极，使喷枪和工件之间形成一个较强的静电电场。当作为运载气体的压缩空气，将粉末涂料从供粉桶经粉管送到喷枪的导流杆时，由于导流杆接上高压负极产生的电晕放电，在其附近产生了密集的负电荷，使粉末带上负电荷，并进入了电场强度很高的静电场，在静电力和运载气体的双重作用下，粉末均匀地飞向接地工件表面形成厚薄均匀的粉层，再加热固化转化为耐久的涂膜。 [0038] 固化条件：工件温度为200℃时，固化时间为10min；工件温度为180℃时，固化时间为15min。 [0039] 2、涂装施工工艺流程：前处理-干燥-喷涂-检查-烘烤-检查-成品。 [0040] 下面针对不同的抗菌剂提出相应具体的所述聚氨酯体系抗菌粉末涂料的配方：实施例1 1、配方： 包括以下按重量份计的原料： 聚酯树脂 48份； 异氰酸酯 9份； 纳米银离子抗菌剂 0.2份； 钛白粉 26份； 沉淀硫酸钡 13份； 流平剂 1份； 安息香 0.4份； 增光剂 0.7份。 [0041] 2、制备方法：（1）将按配方称取48份羟基聚酯树脂，9份异氰酸酯固化剂，0.2份纳米银离子抗菌剂， 26份钛白粉，13份沉淀硫酸钡，1份流平剂，0.4份安息香，0.7份增光剂； （2）将称取后的原料加入混合机中预混合； （3）经预混合的物料送到熔融混合挤出机中熔融挤出熔融混合物料； （4）将所述熔融混合物料通过压片冷却机压成薄片，冷却经破碎机破碎成薄而小的片状物料； （5）将所述片状物料输送到空气分级磨进行细粉碎，通过旋风分离且捕集大部分被粉碎的半成品，再经筛粉机除去杂物或粗粉后得成品，并进行包装。 [0042] 3、涂层将上述制备方法制得的粉末涂料喷涂在钢板上，固化制得涂层A。 [0043] 喷涂条件：喷涂电压为70KV，喷粉气压为0.15Mpa，喷涂距离为25cm。固化条件：工件温度为180℃时，固化时间为15min。 [0044] 实施例21、配方： 包括以下按重量份计的原料： 聚酯树脂 50份； 异氰酸酯 10份； 纳米锌离子抗菌剂 0.3份； 钛白粉 25份； 沉淀硫酸钡 12份； 流平剂 1.2份； 安息香 0.3份； 增光剂 0.8份。 [0045] 2、制备方法：（1）将按配方称取50份羟基聚酯树脂，10份异氰酸酯固化剂，0.3份纳米锌离子抗菌剂， 25份钛白粉，12份沉淀硫酸钡，0.8份流平剂，0.3份安息香，0.8份增光剂； （2）将称取后的原料加入混合机中预混合； （3）经预混合的物料送到熔融混合挤出机中熔融挤出熔融混合物料； （4）将所述熔融混合物料通过压片冷却机压成薄片，冷却经破碎机破碎成薄而小的片状物料； （5）将所述片状物料输送到空气分级磨进行细粉碎，通过旋风分离且捕集大部分被粉碎的半成品，再经筛粉机除去杂物或粗粉后得成品，并进行包装。 [0046] 3、涂层将上述制备方法制得的粉末涂料喷涂在钢板上，固化制得涂层B。 [0047] 喷涂条件：喷涂电压为75KV，喷粉气压为0.1Mpa，喷涂距离为20cm。固化条件：工件温度为200℃时，固化时间为10min。 [0048] 实施例31、配方： 包括以下按重量份计的原料： 聚酯树脂 51份； 异氰酸酯 8份； 复合抗菌剂 2份； 钛白粉 23份； 沉淀硫酸钡 11份； 流平剂 1.2份； 安息香 0.4份； 增光剂 0.7份。 [0049] 2、制备方法：（1）将按配方称取51份羟基聚酯树脂，8份异氰酸酯固化剂，2份复合抗菌剂，23份钛白粉，11份沉淀硫酸钡，1.2份流平剂，0.4份安息香，0.7份增光剂； （2）将称取后的原料加入混合机中预混合； （3）经预混合的物料送到熔融混合挤出机中熔融挤出熔融混合物料； （4）将所述熔融混合物料通过压片冷却机压成薄片，冷却经破碎机破碎成薄而小的片状物料； （5）将所述片状物料输送到空气分级磨进行细粉碎，通过旋风分离且捕集大部分被粉碎的半成品，再经筛粉机除去杂物或粗粉后得成品，并进行包装。 [0050] 3、涂层将上述制备方法制得的粉末涂料喷涂在钢板上，固化制得涂层C。 [0051] 喷涂条件：喷涂电压为72KV，喷粉气压为0.08Mpa，喷涂距离为25cm。固化条件：工件温度为200℃时，固化时间为10min。 [0052] 实施例41、配方： 包括以下按重量份计的原料： 聚酯树脂 52份； 异氰酸酯 10份； 纳米银离子抗菌剂 0.25份； 钛白粉 24份； 沉淀硫酸钡 12份； 流平剂 0.5份； 安息香 0.5份； 增光剂 1份。 [0053] 2、制备方法：（1）将按配方称取52份羟基聚酯树脂，10份异氰酸酯固化剂，0.25份抗菌剂，24份钛白粉，12份沉淀硫酸钡，0.5份流平剂，0.5份安息香，1份增光剂； （2）将称取后的原料加入混合机中预混合； （3）经预混合的物料送到熔融混合挤出机中熔融挤出熔融混合物料； （4）将所述熔融混合物料通过压片冷却机压成薄片，冷却经破碎机破碎成薄而小的片状物料； （5）将所述片状物料输送到空气分级磨进行细粉碎，通过旋风分离且捕集大部分被粉碎的半成品，再经筛粉机除去杂物或粗粉后得成品，并进行包装。 [0054] 3、涂层将上述制备方法制得的粉末涂料喷涂在钢板上，固化制得涂层D。 [0055] 喷涂条件：喷涂电压为80KV，喷粉气压为0.12Mpa，喷涂距离为25cm。固化条件：工件温度为180℃时，固化时间为15min。 [0056] 下面测试涂层物理性能和抗菌效果。 [0057] （1）通过下面行业测试方法对实施例1-4按的粉末涂料进行物理性质测试，测试方法和测试结果如下表所示：（2）下面对实施例1-4的涂层进行抗菌效果和抗菌耐久性的测试。 [0058] 采用GB/T 21866-2008抗菌涂料（漆膜）抗菌性测定法和抗菌效果的行业标准测试实施例1-4的涂层表面的抗菌效果，实验结果如下：实施例1-4的涂层抗菌耐久性实验结果如图1。 [0059] 通过分析上述实验结果可知，实施例1-4的涂层分别对金黄色葡萄球菌、大肠埃希氏菌和革兰氏细菌三种菌种进行抗菌测试，其中发现选用复合防腐剂的涂层其抗细菌率最高，且抗菌耐久性最佳，特别是对革兰氏细菌有明显的抗菌效果，因此其抗菌等级最高，适合用于抗菌性能要求高的场所。 [0060] 以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。 |
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