[發明專利]一種耐腐蝕抗菌抗靜電涂料及其制備方法

在審

• 申請號: 202011503170.3
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112662220A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 張發愛;徐鑫夢;余彩莉
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: C09D5/10
• 分類號: C09D5/10;C09D5/14;C09D5/24;C09D175/04;C08F220/18;C08F220/14;C08F220/06;C08F220/20;C08G18/62
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本發明公開了一種耐腐蝕抗菌抗靜電涂料及其制備方法。該涂料原料按重量份計包括如下組分：100重量份羥基丙烯酸酯乳液、1?5重量份納米復合材料和15?30重量份親水改性固化劑；所述納米復合材料為三元納米復合材料聚苯胺/銅/氧化鋯，聚苯胺/銅/氧化鋯是以二水合氯化銅為氧化劑，采用原位聚合法制得，其中苯胺、二水合氯化銅和氧化鋯的質量比為1：5：0.1?0.3。采用本發明所述技術方案制備得到的涂料應用到基材表面后，有以下效果：一是具有良好的抗菌效果；二是能起到良好的抗靜電效果；三是具有良好的耐腐蝕效果；四是具有良好的漆膜性能。

技術領域

本發明涉及雙組份水性聚氨酯涂料技術領域，具體涉及一種耐腐蝕抗菌抗靜電涂料及其制備方法。

背景技術

雙組分水性聚氨酯涂料是由多官能度的羥基組分和多官能度的異氰酸酯組分組成，于20世紀80年代后期開始發展，至今已實現商業化，該涂料既能夠解決溶劑型聚氨酯揮發性有機化合物的釋放問題，又具有優異的物理及機械性能和寬廣的軟硬強度范圍，能夠廣泛應用于建筑、木器、塑料及航空等領域。但是，雙組分水性聚氨酯涂料與溶劑型聚氨酯相比具有較弱的耐腐蝕性。且微生物在雙組分水性聚氨酯涂層上的快速生長和積累是阻礙雙組分水性聚氨酯在醫療相關領域廣泛應用的主要缺點。此外，雙組分水性聚氨酯涂層屬于絕緣涂層，易于在其表面上積累靜電荷，引起靜電放電，損壞接觸的電子器件，如高科技醫療設備，這種裝置的脆弱性、高成本和復雜性限制了雙組分水性聚氨酯在這些領域的應用。

傳統的抗菌抗靜電涂料是在不同的基體中添加抗菌劑和抗靜電劑等助劑來達到抗菌抗靜電的效果，如[CN201510838113.3]。但由于兩種助劑的不相容性，抗菌劑和抗靜電劑會隨著時間的推移而發生遷移，不僅會造成抗菌、抗靜電功能的降低，析出的有機助劑還會污染環境，并且有機助劑的添加還會降低涂料本身的性能。此外，專利[CN201510386100.7]使用納米銀離子賦予涂料抗菌性，這無疑提高了抗菌涂料的生產成本。銅由于其易獲得性和成本效益而被廣泛用作催化劑、導電添加劑和抗菌劑。銅納米粒子對多種微生物的生物殺滅活性及其對哺乳動物細胞的無毒性是將銅納米粒子轉變為經濟高效且強有力的抗菌劑的關鍵。聚苯胺作為導電聚合物，具有易化學合成、低生產成本、環境穩定性以及抗靜電性，可用于防腐、超級電容器和抗靜電涂料等相關領域。將銅納米粒子摻入到聚苯胺中可以結合兩者的優勢，表現出良好的協同行為。二氧化鋯作為金屬氧化物納米粒子，具有良好的機械性能和熱性能，能夠提高聚氨酯涂層的表面硬度和熱穩定性，改善聚苯胺對涂層力學性能的影響，同時氧化鋯對涂層的抗靜電性能具有積極的作用。

發明內容

本發明的目的是基于上述背景技術，為解決雙組份水性聚氨酯涂層較低的耐腐蝕性、涂層表面容易積累靜電荷從而引起靜電放電和微生物易于在涂層表面生長等問題，提供一種耐腐蝕抗菌抗靜電涂料，通過將自制的納米復合材料與雙組份水性聚氨酯混合均勻，獲得漆膜性能優異的多功能涂料；還進一步提供了耐腐蝕抗菌抗靜電涂料的制備方法。

本發明涉及的耐腐蝕抗菌抗靜電涂料，包括100重量份羥基丙烯酸酯乳液(羥值50-100，理論玻璃化轉變溫度10-30℃)、1-5重量份納米復合材料、15-30重量份親水改性固化劑。

所述羥基丙烯酸酯乳液由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和甲基丙烯酸羥乙酯通過種子乳液聚合得到，其中：甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和甲基丙烯酸羥乙酯的重量比為10-20：10-15：1：4-8。

所述納米復合材料為三元納米復合材料聚苯胺/銅/氧化鋯。

所述親水改性固化劑為Bayhydur XP 2655、GH-211和GH-213中的一種或多種。

所述化學試劑均為分析純。

本發明涉及的耐腐蝕抗菌抗靜電涂料的制備方法具體步驟為：

(1)羥基丙烯酸酯乳液的制備

A、準備工作：