本发明属于高分子材料，具体涉及一种氨酯-丙烯酸酯/纳米金属耐磨抗菌涂料及其制备方法。
背景技术：
1、随着人民群众的生活水平提高，功能化的地板是以后的发展趋势，比如用抗菌涂料赋予地板抗菌性。目前，木地板市场上虽然出现了具有抗菌性能的复合地板，但其抗菌性能普遍不理想，无法满足人们对抗菌性能的要求。专利cn101555380a提供了一种抗菌的木地板用双组分聚氨酯涂料，该发明通过在聚氨酯涂料中添加有机抗菌剂来实现抗菌目的，但是有机抗菌剂会导致细菌出现耐药性，会产生超级细菌。专利cn 104017410 b提供了一种基于纳米锌粒子的抗菌复合地板，该发明通过在丙烯酸涂料中添加纳米锌粒子实现抗菌目的，但是外添加的纳米锌粒子不稳定，需要用到稀释剂，voc含量高。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题在于，提供一种氨酯-丙烯酸酯/纳米金属耐磨抗菌涂料及其制备方法，能够解决纳米金属易团聚、氧化、变色等难题。
2、本发明采用的技术方案：
3、一种氨酯-丙烯酸酯/纳米金属耐磨抗菌涂料，各个组分原料的质量份数如下：聚醚二元醇5～10份，二异氰酸酯10～20份，催化剂0.01～0.03份，溶剂10～15份，含羧基扩链剂3～6份，含羟基封端剂5～10份，中和剂2～5份，引发剂0.1～0.3份，乳化剂0.3～0.7份，金属离子水溶液35～55份，消泡剂0.1～0.3份，抗闪锈剂0.05～0.1份，耐磨填料5～10份，增稠剂0.3～0.6份，流平剂0.1～0.3份。
4、所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯或者六亚甲基二异氰酸酯；所述催化剂为有机锡催化剂，为二丁基二月桂酸锡或者辛酸亚锡；所述溶剂为带双键活性溶剂，为丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸甲酯；所述含羧基扩链剂为二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸；所述含羟基封端剂为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸羟丙酯；所述中和剂为三乙胺、氢氧化钠或者氢氧化钾；所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾；所述乳化剂s-80、s-60；所述金属离子水溶液为硝酸银溶液、硫酸铜溶液或硫酸锌溶液。
5、所述金属离子水溶液浓度在0.01mol/l～0.5mol/l。
6、所述消泡剂为byk-028或byk-024中的一种或两种；所述増稠剂为t-1550；所述的防闪锈剂为ed-617f；所述流平剂为tego-4100，所述耐磨填料为氮化硼。
7、一种氨酯-丙烯酸酯/纳米金属耐磨抗菌涂料的制备方法，包括如下步骤：
8、步骤1，将聚醚二元醇、二异氰酸酯、催化剂、溶剂、含羧基扩链剂加入到反应釜中，升温至60～90℃反应4～8h，得含羧基聚氨酯预聚体溶液；
9、步骤2，加入含羟基封端剂，在60～90℃反应2～5h，得双键封端聚氨酯溶液；
10、步骤3，降温至30℃以下，加入中和剂、引发剂和乳化剂搅拌均匀，加入金属离子水溶液，高速乳化，得富含金属离子和其分散剂与还原剂的乳胶粒；
11、步骤4，向步骤3中的乳胶粒通入氮气，保持高速搅拌速度在1000～1500r/min，升温至45～95℃，引发乳液聚合生成聚(氨酯-丙烯酸酯)，同时进行原位还原反应2～6h，得氨酯-丙烯酸酯/纳米金属复合乳液；
12、步骤5，降温至常温，加入消泡剂、防闪锈剂、流平剂、耐磨填料、增稠剂，搅拌15min，使物料分散完全，用200目滤布过滤，包装完毕，得氨酯-丙烯酸酯/纳米金属地板耐磨抗菌涂料。
13、所述步骤1中得到含羧基聚氨酯预聚体，作为金属离子分散剂。
14、所述步骤2中，对步骤1得到的溶液进行异氰酸酯基团质量分数检测，检测异氰酸酯基团质量分数达到范围％，加入含羟基封端剂，过量的甲基丙烯酸羟丙酯作为金属离子还原剂。
15、所述步骤3中，对步骤2得到的溶液进行异氰酸酯基团质量分数检测，检测异氰酸酯基团质量分数达到0，降温至25℃以下。
16、所述步骤4中，乳液聚合生成的聚(氨酯-丙烯酸酯)为纳米金属保护剂。
17、所述步骤1中r值(异氰酸根与羟基的当量比)在1.4～2，使异氰酸酯基团过量，使步骤1中聚氨酯预聚体与骤2中羟基封端剂反应，得双键封端聚氨酯；所述步骤2中r值在0.8～0.95，使步骤2中羟基封端剂过量，充当还原剂。
18、与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：
19、(1)本发明提供的一种氨酯-丙烯酸酯/纳米金属耐磨抗菌涂料及其制备方法，合成水性聚氨酯改性丙烯酸酯树脂，以金属离子水溶液原位乳化含羧基聚氨酯预聚体改性和含羟基丙烯酸酯单体树脂为液相，综合利用富含羧基的聚氨酯链段为分散剂，吸附金属离子，使其均匀分散于乳胶粒内；以金属离子水溶液原位乳化聚氨酯改性丙烯酸酯树脂为液相；
20、(2)本发明提供的一种氨酯-丙烯酸酯/纳米金属耐磨抗菌涂料及其制备方法，利用富含羧基的聚氨酯链段为分散剂，羧基吸附金属离子，均匀分散于乳胶粒内；利用富含羟基的丙烯酸酯单体链段为还原剂，不需要外加还原剂，金属离子和其分散剂与还原剂均匀分散于乳胶粒内，金属离子在乳胶粒内被原位还原生成纳米金属粒子；
21、(3)本发明提供的一种氨酯-丙烯酸酯/纳米金属耐磨抗菌涂料及其制备方法，利用高粘弹态下的高分子链充当纳米金属的保护剂，阻碍了纳米金属的聚集，生成的纳米金属粒径小且分布窄，粒径在2～10nm，抗细菌率达到99.99％。
1.一种氨酯-丙烯酸酯/纳米金属耐磨抗菌涂料，其特征在于，各个组分原料的质量份数如下：聚醚二元醇5～10份，二异氰酸酯10～20份，催化剂0.01～0.03份，溶剂10～15份，含羧基扩链剂3～6份，含羟基封端剂5～10份，中和剂2～5份，引发剂0.1～0.3份，乳化剂0.3～0.7份，金属离子水溶液35～55份，消泡剂0.1～0.3份，抗闪锈剂0.05～0.1份，耐磨填料5～10份，增稠剂0.3～0.6份，流平剂0.1～0.3份。
2.根据权利要求1所述的氨酯-丙烯酸酯/纳米金属耐磨抗菌涂料，其特征在于，所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯或者六亚甲基二异氰酸酯；所述催化剂为有机锡催化剂，为二丁基二月桂酸锡或者辛酸亚锡；所述溶剂为带双键活性溶剂，为丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸甲酯；所述含羧基扩链剂为二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸；所述含羟基封端剂为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸羟丙酯；所述中和剂为三乙胺、氢氧化钠或者氢氧化钾；所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾；所述乳化剂s-80、s-60；所述金属离子水溶液为硝酸银溶液、硫酸铜溶液或硫酸锌溶液。
3.根据权利要求2所述的氨酯-丙烯酸酯/纳米金属耐磨抗菌涂料，其特征在于，所述金属离子水溶液浓度在0.01mol/l～0.5mol/l。
4.根据权利要求1所述的氨酯-丙烯酸酯/纳米金属耐磨抗菌涂料，其特征在于，所述消泡剂为byk-028或byk-024中的一种或两种；所述増稠剂为t-1550；所述的防闪锈剂为ed-617f；所述流平剂为tego-4100，所述耐磨填料为氮化硼。
5.制备如权利要求1-4任意一项所述的氨酯-丙烯酸酯/纳米金属耐磨抗菌涂料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中得到含羧基聚氨酯预聚体，作为金属离子分散剂。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，对步骤(1)得到的溶液进行异氰酸酯基团质量分数检测，检测异氰酸酯基团质量分数达到3～5.5％，加入含羟基封端剂，过量的甲基丙烯酸羟丙酯作为金属离子还原剂。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，对步骤(2)得到的溶液进行异氰酸酯基团质量分数检测，检测异氰酸酯基团质量分数达到0，降温至25℃以下。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，乳液聚合生成的聚(氨酯-丙烯酸酯)为纳米金属保护剂。
10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤1中异氰酸根与羟基的当量比在1.4～2，所述步骤2中异氰酸根与羟基的当量比在0.8～0.95。