一种防霉抗菌型水性丙烯酸树脂涂料及其制备方法

本申请涉及功能涂料，特别涉及一种防霉抗菌型水性丙烯酸树脂涂料及其制备方法。

背景技术：

1、

2、针对竹材易霉变的技术难题，表面涂覆防霉抗菌水性涂料是目前兼顾环保性、实用性与防护效果的主流有效防护手段。其中，水性丙烯酸树脂凭借成膜性好、附着力强、耐候性佳、绿色低voc、施工便捷等诸多优势，成为竹材防护涂料的核心成膜基体，被广泛应用于竹材表面防护领域。为解决纯水性丙烯酸树脂自身无防霉抗菌性能的缺陷，行业内普遍采用向丙烯酸乳液中添加防霉抗菌剂的改性方式，制备防霉抗菌复合涂料。为改善抗菌剂分散不均、作用周期短的问题，现有技术逐步引入纳米载体材料对抗菌剂进行负载改性，埃洛石纳米管（hnts）作为一种天然中空管状纳米材料，具备比表面积大、水分散性优异、负载吸附能力强、理化性质稳定、绿色无毒等特点，是适配水性涂料体系的理想抗菌剂负载载体，可有效改善抗菌剂的分散与释放性能。现阶段已有部分技术将埃洛石纳米管与抗菌材料结合，用于提升涂料抗菌性能。公告号为cn104725956b的中国专利公开了壳聚糖改性埃洛石负载纳米银的改性方案，可赋予水性光油良好的抗菌性能。公告号为cn114085591b的中国专利公开了采用埃洛石负载五氯苯酚与偏硼酸钡复配体系，实现了优异的防霉效果。

3、但是，现有的竹材防霉涂料由于直接掺加抗菌剂进行改性，在抗菌剂与丙烯酸乳液基体之间存在相容性差、分散不均匀、释放速度不可控的问题，从而极易导致涂料防霉效果短效失效、涂膜力学性能下降、涂层开裂脱落等问题，有待改进。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请的第一个目的在于提供一种防霉抗菌型水性丙烯酸树脂涂料的制备方法，以解决水性丙烯酸树脂涂料防霉抗菌性能不足和导致涂层霉变的问题。其具体方案如下：

2、一种防霉抗菌型水性丙烯酸树脂涂料的制备方法，包括如下步骤：

3、步骤1、取功能化hnts防霉抗菌溶液与油相溶液以质量比为1:3.5-4.2混合配制获得预乳液，再经机械搅拌预乳液获得皮克林乳液；

4、步骤2、将皮克林乳液恒温水浴加热，在惰性气体氛围的搅拌状态下添加引发剂，经搅拌处理后获得反应乳液；

5、步骤3、向反应乳液内添加ph调节剂并调节ph值至中性，获得hnts/丙烯酸树脂复合乳液。

6、优选地：在步骤1中，所述功能化hnts防霉抗菌溶液由去离子水和功能化hnts防霉抗菌剂经超声混合处理获得，并控制浓度为1-2wt%。

7、优选地：所述超声混合处理的超声功率为35w，超声时间为10-15min。

8、优选地：所述预乳液经每3s超声2s，持续5min的超声混合后获得。

9、优选地：所述机械搅拌的时间为8-10min，转速为1000rpm。

10、优选地：所述功能化hnts防霉抗菌剂的制备方法包括将埃洛石纳米管与3mol/l的盐酸溶液以质量比为1:10混合，经控制温度为63-67℃加热搅拌处理9-11h并获得酸化扩孔埃洛石纳米管，再依次经离心、洗涤、干燥和研磨获得酸化埃洛石纳米管粉末；将酸化埃洛石纳米管粉末与天然防霉抗菌剂混合，控制酸化埃洛石纳米管粉末与天然防霉抗菌剂的质量比为1:(8-12)，再经后处理获得成品的功能化hnts防霉抗菌剂。

11、优选地：所述天然防霉抗菌剂为辣椒素、香草醛或柠檬醛；所述后处理包括真空负压以及离心、洗涤和烘干，且所述真空负压的超声时间为20-60min、压强为0.1mpa且保压时间为30-120min，并重复2-4次。

12、优选地：所述洗涤采用无水乙醇，并控制温度为45℃烘干。

13、优选地：所述天然防霉抗菌剂为壳聚糖、茶多酚或百里香酚；所述酸化埃洛石纳米管粉末经与去离子水配制获得0.5-2wt%的纳米管粉末分散液，且所述天然防霉抗菌剂经与去离子水配制获得0.5-2wt%的防霉抗菌分散液，再将纳米管粉末分散液与防霉抗菌分散液混合搅拌均匀；所述后处理包括静电吸附和离心、洗涤、烘干；所述静电吸附的时间为30-120min。

14、优选地：所述油相溶液包括按质量比为(1-4):4的甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯，并添加占总质量0.001-6%的丙烯酸。

15、优选地：在步骤2中，所述引发剂为过硫酸铵，且经与去离子水混合配制获得质量浓度为1.5-2.5%的过硫酸铵溶液后添加。

16、优选地：所述引发剂的用量为单体质量的0.5-2wt%。确认引发剂的用量是与什么物质的比例。或占哪个材料的质量百分比。

17、优选地：所述过硫酸铵溶液的添加方式为先添加30-40%的过硫酸铵溶液，经搅拌至少0.5h后，继续滴加过硫酸铵溶液，并控制滴加速度为每滴7-17s。

18、优选地：所述惰性气体为氮气。

19、优选地：在步骤3中，所述ph调节剂为碳酸氢钠溶液；所述hnts/丙烯酸树脂复合乳液经85-90℃保温处理1-1.5h。

20、优选地：所述碳酸氢钠溶液的浓度为0.2mol/l。

21、本申请的第二个目的在于提供一种防霉抗菌型水性丙烯酸树脂涂料，包括采用如上所述的一种防霉抗菌型水性丙烯酸树脂涂料的制备方法制备获得并用于竹家具、竹制品的防霉抗菌型涂层涂料。

22、通过以上方案可知，本申请提供了一种防霉抗菌型水性丙烯酸树脂涂料及其制备方法，该防霉抗菌型水性丙烯酸树脂涂料及其制备方法具有以下有益效果：

23、1、通过将该防霉抗菌型水性丙烯酸树脂涂料用于竹家具、竹制品，从而达到绿色安全、环境友好、抗菌长效稳定、涂膜综合性能优异的目的；

24、2、通过将埃洛石纳米管与天然防霉抗菌剂混合改性获得功能化hnts防霉抗菌剂，使其具有稳定剂、载体和增强填料的功能，在提升其应用形成的漆膜硬度与附着力的同时，达到持久防护的目的；

25、3、通过采用真空负压与静电吸附实现降低天然防霉抗菌剂的挥发性并提高耐高温性能，从而提高天然防霉抗菌剂在该防霉抗菌型水性丙烯酸树脂涂料在应用中的防霉抗菌性能。

1.一种防霉抗菌型水性丙烯酸树脂涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种防霉抗菌型水性丙烯酸树脂涂料的制备方法，其特征在于：在步骤1中，所述功能化hnts防霉抗菌溶液由去离子水和功能化hnts防霉抗菌剂经超声混合处理获得，并控制浓度为1-2wt%。

3.根据权利要求2所述的一种防霉抗菌型水性丙烯酸树脂涂料的制备方法，其特征在于：所述功能化hnts防霉抗菌剂的制备方法包括将埃洛石纳米管与3mol/l的盐酸溶液以质量比为1:10混合，经控制温度为63-67℃加热搅拌处理9-11h并获得酸化扩孔埃洛石纳米管，再依次经离心、洗涤、干燥和研磨获得酸化埃洛石纳米管粉末；将酸化埃洛石纳米管粉末与天然防霉抗菌剂混合，控制酸化埃洛石纳米管粉末与天然防霉抗菌剂的质量比为1:(8-12)，再经后处理获得成品的功能化hnts防霉抗菌剂。

4.根据权利要求4所述的一种防霉抗菌型水性丙烯酸树脂涂料的制备方法，其特征在于：所述天然防霉抗菌剂为辣椒素、香草醛或柠檬醛；所述后处理包括真空负压以及离心、洗涤和烘干，且所述真空负压的超声时间为20-60min、压强为0.1mpa且保压时间为30-120min，并重复2-4次。

5.根据权利要求3所述的一种防霉抗菌型水性丙烯酸树脂涂料的制备方法，其特征在于：所述天然防霉抗菌剂为壳聚糖、茶多酚或百里香酚；所述酸化埃洛石纳米管粉末经与去离子水配制获得0.5-2wt%的纳米管粉末分散液，且所述天然防霉抗菌剂经与去离子水配制获得0.5-2wt%的防霉抗菌分散液，再将纳米管粉末分散液与防霉抗菌分散液混合搅拌均匀；所述后处理包括静电吸附和离心、洗涤、烘干；所述静电吸附的时间为30-120min。

6.根据权利要求1所述的一种防霉抗菌型水性丙烯酸树脂涂料的制备方法，其特征在于：所述油相溶液包括按质量比为(1-4):4的甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯，并添加占总质量0.001-6%的丙烯酸。

7.根据权利要求6所述的一种防霉抗菌型水性丙烯酸树脂涂料的制备方法，其特征在于：在步骤2中，所述引发剂为过硫酸铵，且经与去离子水混合配制获得质量浓度为1.5-2.5%的过硫酸铵溶液后添加。

8.根据权利要求7所述的一种防霉抗菌型水性丙烯酸树脂涂料的制备方法，其特征在于：所述过硫酸铵溶液的添加方式为先添加30-40%的过硫酸铵溶液，经搅拌至少0.5h后，继续滴加过硫酸铵溶液，并控制滴加速度为每滴7-17s。

9.根据权利要求1所述的一种防霉抗菌型水性丙烯酸树脂涂料的制备方法，其特征在于：在步骤3中，所述ph调节剂为0.2mol/l的碳酸氢钠溶液；所述hnts/丙烯酸树脂复合乳液经85-90℃保温处理1-1.5h。

10.一种防霉抗菌型水性丙烯酸树脂涂料，其特征在于：包括采用如权利要求1-7任一项所述的一种防霉抗菌型水性丙烯酸树脂涂料的制备方法制备获得并用于竹家具、竹制品的防霉抗菌型涂层涂料。