本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种抗菌环保涂料及其制备工艺。
背景技术
涂料，在中国传统名称为油漆。所谓涂料是涂覆在被保护或被装饰的物体表面，并能与被涂物形成牢固附着的连续薄膜，通常是以树脂、或油、或乳液为主，添加或不添加颜料、填料，添加相应助剂，用有机溶剂或水配制而成的粘稠液体。中国涂料界比较权威的《涂料工艺》中是这样定义的：“涂料是一种材料，这种材料可以用不同的施工工艺涂覆在物件表面，形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜。这样形成的膜通称涂膜，又称漆膜或涂层。现在的油漆由于本身的表面张力过大，或是溶解性不好等原因，使得涂料在涂刷时层间附着、结合不良，会产生漆膜脱落、剥落、起鼓、起皮等病态现象。
目前涂料都是化学品，涂装后除了放出异味，如甲醛、voc(挥发性有机化合物)、重金属、苯等超标则对环境及人体健康产生大量毒害外，在生活空间里病毒和细菌是无时不有、无处不在的，病毒细菌的存在对人体的危害程度一直困扰和威胁着大家的身心健康，各种经油漆等涂料漆刷的墙面、各种家具等会有细菌滋生，如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等会造成细菌感染传播疾病。而现有的涂料并不具有效抗菌杀菌。因此，业界急需提供一种具有抗菌、杀菌的涂料。
涂料抗菌防霉性的最有效的途径是加人具有抗菌防霉功能并能在涂膜中稳定存在的物质，发挥抗菌作用。传统的抗菌防霉剂，如甲醛、重金属盐、苯酚、五氯酚钠等，由于对环境和人体有毒，已经禁止使用。涂料以其优良的成膜性能和对环境的友好性而得到广泛应用，发展迅猛。
本发明旨在提供一种涂料，能够有效地防止各种细菌的滋生与繁殖，并能够杀灭落在涂料上的各种细菌，是一种能够使用于医院、厨房、卫生间及各种公共场所的涂料。
技术实现要素：
本发明为了克服现有涂料在以上方面功能的不足，提供了一种抗菌环保涂料及其制备工艺。
为实现上述目的，本发明提供一种抗菌环保涂料的制备工艺，包括以下步骤：
s1、将95-105重量份环氧树脂乳液、1-3重量份羧甲基纤维素、0.5-1.5重量份壬基酚聚氧乙烯醚、1-3重量份丙二醇甲醚醋酸酯以转速为250-400r/min搅拌20-40min混合均匀，得到组分a；
s2、将2-5重量份纳米二氧化钛、4-8重量份云母粉、0.5-2重量份六偏磷酸钠、15-35重量份水以转速为250-400r/min搅拌20-40min混合均匀，得到组分b；
s3、将组分a加入组分b中，再加入4-8重量份乙二醇丁醚、1.5-3.5重量份十二烷基磺酸钠、1.5-4重量份抗菌剂、0.3-0.8重量份消泡剂以转速为250-400r/min搅拌30-60min混合均匀，即得。
进一步地，本发明提供一种抗菌环保涂料的制备工艺，包括以下步骤：
s1、将95-105重量份环氧树脂乳液、1-3重量份羧甲基纤维素、0.5-1.5重量份壬基酚聚氧乙烯醚、1-3重量份丙二醇甲醚醋酸酯以转速为250-400r/min搅拌20-40min混合均匀，得到组分a；
s2、将2-5重量份纳米二氧化钛、4-8重量份改性云母粉、0.5-2重量份六偏磷酸钠、15-35重量份水以转速为250-400r/min搅拌20-40min混合均匀，得到组分b；
s3、将组分a加入组分b中，再加入4-8重量份乙二醇丁醚、1.5-3.5重量份十二烷基磺酸钠、1.5-4重量份抗菌剂、0.3-0.8重量份消泡剂以转速为250-400r/min搅拌30-60min混合均匀，即得。
所述消泡剂为二甲基硅油。
所述改性云母粉由下述方法制备：将云母粉加入云母粉重量1-3倍的水中以转速为250-350r/min搅拌5-15min混合均匀，再加入云母粉重量1-2％的聚乙烯醇、云母粉重量5-10％的乙烯基三甲氧基硅烷以转速为250-350r/min搅拌25-35min混合均匀，升温至65-85℃搅拌3-6小时后冷却至室温，再加入云母粉重量1-2％的3-磺丙基十六烷基二甲甜菜碱和云母粉重量0.5-1.2％的椰油酰甲氨基丙酸钠，在温度为50-70℃下超声处理20-40min，离心分离，干燥，即得。
所述超声处理的超声功率为250-450w，超声频率为25-45khz。
所述离心分离的转速为5000-8000r/min，时间为15-25min。
所述干燥的温度为70-90℃，时间为15-25h。
所述抗菌剂为季铵盐-氟硅丙烯酸酯嵌段共聚物和/或聚己基胍盐酸盐-聚丙二醇二缩水甘油醚的嵌段共聚物。进一步地，所述抗菌剂由季铵盐-氟硅丙烯酸酯嵌段共聚物、聚己基胍盐酸盐-聚丙二醇二缩水甘油醚的嵌段共聚物按质量比为1：(0.3-0.7)混合而成。
一种抗菌环保涂料，由上述抗菌环保涂料的制备工艺制备而成。
本发明抗菌环保涂料及其制备工艺，安全环保，防潮，防结露，防结冰，抗菌防霉，对霉菌、酵母菌有广泛高效和较长时间的杀菌和抑制能力，其不但具有良好的防霉效果，而且抗冲击性好，耐磨，附着力好，光泽度好，具有较高的悬浮性，对环境无污染，对人体无伤害，可广泛推广应用。
具体实施方式
抗菌性能测试：按gb/t21866-2008抗菌涂料抗菌性能测定方法和抗菌效果测定，测试用菌：白色念珠菌(atcc10231)。
耐酸碱性能测试：根据gb/t9274-1988标准的规定，将抗菌环保涂料分别刷涂在q195钢试块上，60℃烘干10h固化，测得形成涂层厚度均为0.8μm，将涂覆后的q195钢试块进行测试，试块采用200mm×30mm×3mm尺寸的q195钢(购于河南明泰铝业股份有限公司)。其中耐酸性测试条件为20℃、5wt％硫酸溶液，耐碱性测试条件是在20℃、5wt％氢氧化钠溶液。
悬浮性测试：悬浮率(％)是用来表征涂料悬浮性大小的指标，常用量筒法来测定涂料的悬浮率：将抗菌环保涂料倒入带磨口塞的100ml量筒中，液面达100ml刻度处时，静止放置72h后，涂料会出现分层现象，测量量筒上层澄清液的体积，悬浮率公式为：悬浮率＝(100-澄清液体积)÷100×100％。
实施例中原料介绍：
羧甲基纤维素为任丘市金泉化工有限公司提供的羧甲基纤维素。
丙二醇甲醚醋酸酯，cas号：108-65-6。
纳米二氧化钛为南京钛白化工有限责任公司提供的型号为a101的锐钛型纳米二氧化钛，平均粒径为200-260nm。
六偏磷酸钠为苏州佰德富精细化工有限公司提供的工业级六偏磷酸钠。
乙二醇丁醚，cas号：111-76-2。
十二烷基磺酸钠，cas号：2386-53-0。
二甲基硅油为美国道康宁公司提供的型号为pmx-200的二甲基硅油，黏度为1000cs。
云母粉为上海跃江钛白化工制品有限公司提供的3000目云母粉，加工工艺为干法。
乙烯基三甲氧基硅烷，cas号：2768-02-7。
椰油酰甲氨基丙酸钠，cas号：79121-83-8。
3-磺丙基十六烷基二甲甜菜碱，cas号：2281-11-0。
聚乙烯醇为山东佰鸿新材料有限公司提供的牌号为1788的聚乙烯醇。
壬基酚聚氧乙烯醚为德国汉姆(helm)生产的型号为np-10的壬基酚聚氧乙烯醚。
季铵盐-氟硅丙烯酸酯嵌段共聚物按照申请号为201410398270.2的中国专利中实施例5所示方法制备。
聚己基胍盐酸盐-聚丙二醇二缩水甘油醚的嵌段共聚物按照申请号为201610681814.5的中国专利中实施例1所示方法制备。
环氧树脂乳液按照申请号为201110123763.1的中国专利中实施例3所示方法制备。
实施例1
抗菌环保涂料的制备工艺，包括以下步骤：
s1、将100kg环氧树脂乳液、2kg羧甲基纤维素、1kg壬基酚聚氧乙烯醚、2kg丙二醇甲醚醋酸酯以转速为300r/min搅拌30min混合均匀，得到组分a；
s2、将3.5kg纳米二氧化钛、6kg云母粉、1kg六偏磷酸钠、20kg去离子水以转速为300r/min搅拌30min混合均匀，得到组分b；
s3、将组分a加入组分b中，再加入6kg乙二醇丁醚、2.5kg十二烷基磺酸钠、2.4kg季铵盐-氟硅丙烯酸酯嵌段共聚物、0.5kg二甲基硅油以转速为300r/min搅拌50min混合均匀，即得抗菌环保涂料。
实施例2
抗菌环保涂料的制备工艺，包括以下步骤：
s1、将100kg环氧树脂乳液、2kg羧甲基纤维素、1kg壬基酚聚氧乙烯醚、2kg丙二醇甲醚醋酸酯以转速为300r/min搅拌30min混合均匀，得到组分a；
s2、将3.5kg纳米二氧化钛、6kg改性云母粉、1kg六偏磷酸钠、20kg去离子水以转速为300r/min搅拌30min混合均匀，得到组分b；
s3、将组分a加入组分b中，再加入6kg乙二醇丁醚、2.5kg十二烷基磺酸钠、2.4kg季铵盐-氟硅丙烯酸酯嵌段共聚物、0.5kg二甲基硅油以转速为300r/min搅拌50min混合均匀，即得抗菌环保涂料。
所述改性云母粉由下述方法制备：将云母粉加入云母粉重量2倍的去离子水中以转速为300r/min搅拌10min混合均匀，再加入云母粉重量1.5％的聚乙烯醇、云母粉重量7％的乙烯基三甲氧基硅烷以转速为300r/min搅拌30min混合均匀，升温至80℃以转速为300r/min搅拌5小时后冷却至室温，再加入云母粉重量1.5％的3-磺丙基十六烷基二甲甜菜碱和云母粉重量1％的椰油酰甲氨基丙酸钠，在温度为60℃下超声处理30min，所述超声处理的超声功率为350w，超声频率为40khz，然后以转速为6000r/min离心分离20min，弃上清液将沉淀在温度为80℃干燥20h，即得改性云母粉。
实施例3
抗菌环保涂料的制备工艺，包括以下步骤：
s1、将100kg环氧树脂乳液、2kg羧甲基纤维素、1kg壬基酚聚氧乙烯醚、2kg丙二醇甲醚醋酸酯以转速为300r/min搅拌30min混合均匀，得到组分a；
s2、将3.5kg纳米二氧化钛、6kg改性云母粉、1kg六偏磷酸钠、20kg去离子水以转速为300r/min搅拌30min混合均匀，得到组分b；
s3、将组分a加入组分b中，再加入6kg乙二醇丁醚、2.5kg十二烷基磺酸钠、2.4kg季铵盐-氟硅丙烯酸酯嵌段共聚物、0.5kg二甲基硅油以转速为300r/min搅拌50min混合均匀，即得抗菌环保涂料。
所述改性云母粉由下述方法制备：将云母粉加入云母粉重量2倍的去离子水中以转速为300r/min搅拌10min混合均匀，再加入云母粉重量1.5％的聚乙烯醇、云母粉重量7％的乙烯基三甲氧基硅烷以转速为300r/min搅拌30min混合均匀，升温至80℃以转速为300r/min搅拌5小时后冷却至室温，再加入云母粉重量2.5％的3-磺丙基十六烷基二甲甜菜碱，在温度为60℃下超声处理30min，所述超声处理的超声功率为350w，超声频率为40khz，然后以转速为6000r/min离心分离20min，弃上清液将沉淀在温度为80℃干燥20h，即得改性云母粉。
实施例4
抗菌环保涂料的制备工艺，包括以下步骤：
s1、将100kg环氧树脂乳液、2kg羧甲基纤维素、1kg壬基酚聚氧乙烯醚、2kg丙二醇甲醚醋酸酯以转速为300r/min搅拌30min混合均匀，得到组分a；
s2、将3.5kg纳米二氧化钛、6kg改性云母粉、1kg六偏磷酸钠、20kg去离子水以转速为300r/min搅拌30min混合均匀，得到组分b；
s3、将组分a加入组分b中，再加入6kg乙二醇丁醚、2.5kg十二烷基磺酸钠、2.4kg聚己基胍盐酸盐-聚丙二醇二缩水甘油醚的嵌段共聚物、0.5kg二甲基硅油以转速为300r/min搅拌50min混合均匀，即得抗菌环保涂料。
所述改性云母粉由下述方法制备：将云母粉加入云母粉重量2倍的去离子水中以转速为300r/min搅拌10min混合均匀，再加入云母粉重量1.5％的聚乙烯醇、云母粉重量7％的乙烯基三甲氧基硅烷以转速为300r/min搅拌30min混合均匀，升温至80℃以转速为300r/min搅拌5小时后冷却至室温，再加入云母粉重量1.5％的3-磺丙基十六烷基二甲甜菜碱和云母粉重量1％的椰油酰甲氨基丙酸钠，在温度为60℃下超声处理30min，所述超声处理的超声功率为350w，超声频率为40khz，然后以转速为6000r/min离心分离20min，弃上清液将沉淀在温度为80℃干燥20h，即得改性云母粉。
实施例5
抗菌环保涂料的制备工艺，包括以下步骤：
s1、将100kg环氧树脂乳液、2kg羧甲基纤维素、1kg壬基酚聚氧乙烯醚、2kg丙二醇甲醚醋酸酯以转速为300r/min搅拌30min混合均匀，得到组分a；
s2、将3.5kg纳米二氧化钛、6kg改性云母粉、1kg六偏磷酸钠、20kg去离子水以转速为300r/min搅拌30min混合均匀，得到组分b；
s3、将组分a加入组分b中，再加入6kg乙二醇丁醚、2.5kg十二烷基磺酸钠、1.6kg季铵盐-氟硅丙烯酸酯嵌段共聚物、0.8kg聚己基胍盐酸盐-聚丙二醇二缩水甘油醚的嵌段共聚物、0.5kg二甲基硅油以转速为300r/min搅拌50min混合均匀，即得抗菌环保涂料。抗菌环保涂料性能测试结果：白色念珠菌抗菌率为99.2％，耐酸性为385h，耐碱性为350h，悬浮率为91.9％。
所述改性云母粉由下述方法制备：将云母粉加入云母粉重量2倍的去离子水中以转速为300r/min搅拌10min混合均匀，再加入云母粉重量1.5％的聚乙烯醇、云母粉重量7％的乙烯基三甲氧基硅烷以转速为300r/min搅拌30min混合均匀，升温至80℃以转速为300r/min搅拌5小时后冷却至室温，再加入云母粉重量1.5％的3-磺丙基十六烷基二甲甜菜碱和云母粉重量1％的椰油酰甲氨基丙酸钠，在温度为60℃下超声处理30min，所述超声处理的超声功率为350w，超声频率为40khz，然后以转速为6000r/min离心分离20min，弃上清液将沉淀在温度为80℃干燥20h，即得改性云母粉。
测试例1
将实施例1-4制备的抗菌环保涂料进行性能测试。具体结果见表1。
表1：性能测试数据表
本发明通过对云母粉进行改性处理，对霉菌、酵母菌有广泛高效和较长时间的杀菌和抑制能力，抗菌环保涂料不但具有良好的防霉效果，而且抗冲击性好，耐磨，附着力好，光泽度好，具有较高的悬浮性，对环境无污染，对人体无伤害，可广泛推广应用。