一种抗菌涂料及其制备方法与应用

摘要

本发明公开了一种抗菌涂料及其制备方法与应用，涉及复合薄膜技术领域。本发明所述抗菌涂料包括以下重量份的组分：功能性聚丙烯酸酯100份、固化剂6‑20份、溶剂50‑60份和抗菌剂0.5‑1.5份；所述功能性聚丙烯酸酯为多羟基聚丙烯酸酯。本发明提供的涂料可以应用到PVC膜，实现抗菌功能能够同时保证PVC在实际应用场景中的耐磨耐刮性能。

权利要求

1.一种抗菌涂料，其特征在于，包括以下重量份的组分：功能性聚丙烯酸酯100份、固化剂6‑20份、溶剂50‑60份和抗菌剂0.5‑1.5份；所述功能性聚丙烯酸酯为多羟基聚丙烯酸酯；

所述多羟基聚丙烯酸酯的羟基值为20‑80；

所述溶剂为丁酮和正丁醇的混合物，丁酮和正丁醇的重量比为：丁酮：正丁醇=3:2‑7:

1；

所述固化剂为环氧树脂、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。

2.如权利要求1所述的抗菌涂料，其特征在于，包括以下重量份的组分：功能性聚丙烯酸酯100份、固化剂15份、溶剂55份和抗菌剂1份。

3.如权利要求1所述的抗菌涂料，其特征在于，所述固化剂为甲苯二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯。

4.如权利要求1或2所述的抗菌涂料，其特征在于，所述抗菌剂为季铵盐或咪唑啉酮。

5.一种如权利要求1‑4任一项所述的抗菌涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将功能性聚丙烯酸酯、固化剂、溶剂、抗菌剂进行分散搅拌、加热，冷却后得到所述的抗菌涂料。

6.如权利要求5所述的抗菌涂料的制备方法，其特征在于，分散的速率为2500‑

3500rpm，搅拌的温度为25‑35℃，搅拌时间为10‑20min。

7.一种如权利要求1‑4任一项所述的抗菌涂料在PVC膜上的应用。

说明书

一种抗菌涂料及其制备方法与应用

技术领域

[0001] 本发明涉及复合薄膜技术领域，尤其是一种抗菌涂料及其制备方法与应用。

背景技术

[0002] 作为装饰的主要材料，PVC膜广泛应用于建筑装饰、室内空间及家具。由于与人具有密切的接触，在对居住环境要求越来越高的市场环境中，对具有抗菌功能的PVC膜具有一定的需求。对于常见的致病细菌，如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌，通过赋予PVC抗菌性能，使这些细菌无法在有PVC应用的场景生存。由于PVC膜质地较软，通过在涂层中实现抗菌功能能够同时保证PVC在实际应用场景中的耐磨耐刮性能。

发明内容

[0003] 基于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种具有抗菌功能的涂料及其制备方法。

[0004] 为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种抗菌涂料，包括以下重量份的组分：功能性聚丙烯酸酯100份、固化剂6‑20份、溶剂50‑60份和抗菌剂0.5‑1.5份；所述功能性聚丙烯酸酯为多羟基聚丙烯酸酯。

[0005] 本发明通过功能性聚丙烯酸酯、固化剂、溶剂和抗菌剂的共同搭配，提供了一种具有抗菌功能的涂料，所述涂料可以应用到PVC膜，实现抗菌功能的同时保证PVC在实际应用场景中的耐磨耐刮性能。本发明的抗菌涂层为薄膜表层涂层，需要较好的耐候、耐污、耐刮性能，所以选双组分涂料体系。其中丙烯酸树脂有较好的耐候和硬度，羟基作为交联点，能与固化剂很好的结合。

[0006] 优选地，所述的抗菌涂料，包括以下重量份的组分：功能性聚丙烯酸酯100份、固化剂15份、溶剂55份和抗菌剂1份；所述多羟基聚丙烯酸酯的羟基值为20‑80。本申请发明人通过大量创造性实验研究发现，本申请的抗菌涂料，采用上述组分时，得到的涂料效果达到最佳。羟基值为20‑80规格的羟基树脂是中羟基值的树脂，具有很好的与异氰酸酯的结合位点，反应平稳，也不会残留过多的羟基导致涂层发软和吸潮的问题.

[0007] 优选地，所述固化剂为环氧树脂、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)中的至少一种；所述溶剂为丁酮、正丁醇中的至少一种。优选地，所述抗菌剂为季铵盐或咪唑啉酮。

[0008] 进一步优选的，所述固化剂为甲苯二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯；所述溶剂为丁酮和正丁醇的混合物，丁酮和正丁醇的重量比为：丁酮：正丁醇＝3:2‑7:1考虑到涂层的固化时间、耐刮性能，本申请选用的固化剂效果良好。

[0009] 进一步优选地，所述溶剂中丁酮和正丁醇的重量比为：丁酮：正丁醇＝7:1。溶剂的配比主要是调节涂层表干的时间，太快和太慢都会导致涂层表面瑕疵，本申请发明人通过大量创造性实验研究发现，丁酮：正丁醇＝7:1的时候，涂层表干的时间最佳。

[0010] 此外，本发明提供了一种所述的抗菌涂料的制备方法，包括如下步骤：将功能性聚丙烯酸酯、固化剂、溶剂、抗菌剂进行分散搅拌、加热，冷却后得到所述的抗菌涂料。

[0011] 优选地，分散的速率为2500‑3500rpm，搅拌的温度为25‑35℃，搅拌时间为10‑20min。

[0012] 进一步地，本发明提供了所述的抗菌涂料在PVC膜上的应用。

[0013] 相对于现有技术，本发明的有益效果为：本发明提供的涂料可以应用到PVC膜，实现抗菌功能能够同时保证PVC在实际应用场景中的耐磨耐刮性能。

具体实施方式

[0014] 为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。

[0015] 本申请设置实施例1‑3，具体实施例1‑3的组分和重量份选择如表1和表2所示：

[0016] 表1具体实施例1‑3的重量份选择

[0017]  实施例1 实施例2 实施例3
多羟基聚丙烯酸酯 100 100 100
固化剂 6 15 20
溶剂 50 55 60
抗菌剂 0.5 1.5 1

[0018] 表2具体实施例1‑3的组份选择

[0019]

[0020] 本申请实施例按照表1和表2进行组分称量后，实施例所述抗菌涂料的制备方法，包括如下步骤：将功能性聚丙烯酸酯、固化剂、溶剂、抗菌剂进行分散搅拌、加热，冷却后得到所述的抗菌涂料。

[0021] 同时，本申请设置对比例，具体对比例设置如下，对比例1‑2的组分选择与实施例2完全相同，仅重量份选择不同；对比例3‑4的重量份选择与实施例2完全相同，仅组份选择不同，对比例与实施例制备方法完全相同：

[0022] 表3具体对比例1‑2的重量份选择

[0023]   对比例1 对比例2多羟基聚丙烯酸酯 100 100
固化剂 25 5
溶剂 70 40
抗菌剂 1 1

[0024] 表4具体对比例3‑4的组份选择

[0025]   对比例3 对比例4多羟基聚丙烯酸酯 羟基值为10 羟基值为100
固化剂 甲苯二异氰酸酯 甲苯二异氰酸酯
溶剂 丁酮：正丁醇＝2：3 丁酮：正丁醇＝7：1
抗菌剂 咪唑啉酮 咪唑啉酮

[0026] 效果验证

[0027] 实施例和对比例的效果验证

[0028] 实验过程：首先在配置好涂料，然后按照要求添加相应量的抗菌剂，搅拌均匀。采用5μ刮膜器，在半硬质PVC膜表面均匀刮涂。记录触指干的时间，并观察涂层表观的均匀层度

[0029] 实验标准：抗菌效果采用ISO 22196:2011塑料和其他非多空表面抗菌活度的测量；耐刮性能采用EN 15186:2012/DIN 68861‑4:2013；表干时间按照生产实践最佳范围为8‑15s；涂层表观的差、良、优，主要是表观判断，依据是否有针孔、流痕及严重程度进行判断。

[0030] 实验结果：实验结果如表5、表6所示：

[0031] 表5实施例1‑3的效果验证

[0032]  实施例1 实施例2 实施例3
表干时间/s 14 8 11
涂层表观 良 良 优
抗菌活性值 3.6 5.8 4.7
耐刮等级 4D 4C 4D

[0033] 表6对比例1‑4的效果验证

[0034]  对比例1 对比例2 对比例3 对比例4
表干时间/s 5 10 21 17
涂层表观 差 良 差 良
抗菌活性值 4.3 4.5 5.2 5.5
耐刮等级 4E 4E 4C 4E

[0035] 由表5和表6可知，由于正丁醇的挥发速率较慢，溶剂中更多的正丁醇导致涂层表干慢，丁酮：正丁醇合适比例为3：2‑7：1；多羟基丙烯酸酯中羟基过多涂层耐刮不够，合适的羟基值范围为20‑80；固化剂的多少影响涂层分子量及表观，过多涂层表观差，过少涂层耐刮性会较差，合适的固化剂用量是6‑20；咪唑啉酮与季铵盐均有良好的抗菌效果，其中季铵盐添加量大于0.5/100丙烯酸酯，或咪唑啉酮添加量大于1/100丙烯酸酯，即具有良好的抗菌效果。抗菌活性值为2时，抗菌率达到99％，抗菌率越高，抗菌活性值越大，本申请实施例制备的涂层抗菌率已经符合要求。

[0036] 最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。