本發明專利技術涉及一種具有抗菌效果的水性聚氨酯木器涂料的制備方法，首先通過聚醚二醇與甲苯二異氰酸酯預聚反應，得到PU預聚物，再通過紫外光法制備具有抗菌性能的組分，然后在PU預聚物中加入抗菌性能組分和二羥甲基丙酸，然后利用縮聚反應后制得具有抗菌性能的水性聚氨酯乳液，然后分別加入適量助劑，最后得到具有抗菌效果的水性聚氨酯木器涂料。本發明專利技術方法制得的的水性聚氨酯木器涂料具有良好的抗蛋白吸附和抗微生物吸附的性能。在保持涂層的附著力、耐水性和力學性能同時良好的抗菌性能。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及有木器涂料相關
，尤其涉及。
技術介紹
木器涂料是涂料工業的重要組成部分，是指用于實木板、木紋面板、膠木板、纖維板等原材料制備的器材上的涂料，主要適用于家具、地板、文體用品、樂器及建筑裝修材料等。目前，高性能和低VOC含量相結合的水性聚氨酯涂料，由于聚氨酯分子具有裁剪性，結合新的合成和交聯技術，可以有效控制涂料的組成和結構，從而使其具有良好的低溫成膜性、耐高溫回黏性、高強度、耐磨性、環保性等，因此成為發展最快的涂料品種之一。如北京國家游泳中心即“水立方”的藝術地坪所使用的就是拜耳材料科技公司提供的水性聚氨酯涂料。自1937年德國Ott0.Bayer教授首次合成聚氨酯(PU)以來，因聚氨酯樹脂具有優異的化學性能和機械物理性，在化學領域里得到了廣泛的應用。聚氨酯涂料因具有優良的耐磨性、柔韌性、耐久性、防腐性和絕緣性而被廣泛應用于石化設備、海洋、船舶、機電、車輛、紡織、皮革、木材、木器漆、塑料、建筑、防水涂料等領域。聚氨酯的發展大致可分為兩個階段:第一階段主要以溶劑型為主；第二階段是水性聚氨酯迅速發展的階段。傳統的溶劑型聚氨酯含有大量的有機溶劑和一定量的游離異氰酸酯，影響人們的身體健康和生活環境，特別是溶劑型雙組分聚氨酯中的殘留異氰酸酯單體，毒性極高。隨著人類生活質量的提高，環保法規也越來越嚴格，各種環保條例對揮發性有機化合物(VOC)的排放量、有害溶劑的含量都有嚴格限制。而水性聚氨酯由于其以水為分散介質，不僅具有無毒、不易燃燒、不污染環境、節能、安全可靠等優點；同時還具有溶劑型聚氨酯的一些重要的性能特征，水性聚氨酯涂料將聚氨酯涂膜 的硬度高、附著力強、耐腐蝕、耐溶劑好等優點與水性涂料的低VOC含量相結合，符合發展涂料工業的“三前提”(資源，能源，無污染)及“四E原則”(經濟ECONOMY，效率EFFICIENCY，生態ECOLOGY，能源ENERGY)和日益強化的時代要求相適應。因此近年水性聚氨酯涂料獲得了廣泛的應用。而以水為分散介質的水性聚氨酯具有無毒、不污染環境、節能、易操作等優點，并且應用領域廣泛。隨著各國環保法規對VOC的限制以及對環保的重視，使得水性聚氨酯得到了較快的發展，已在織物、皮革、粘合劑等領域得到了廣泛應用，正逐步替代溶劑型聚氨酯。今后隨著技術的進步和VOC含量的嚴格控制以及人們環保安全和健康意識的提高，水性PU將成為一個重要的發展方向。聚氨酯從20世紀30年代開始發展，而在40年代才有少量水性聚氨酯的研究，1943年德國化學家Schlack在乳化劑及保護膠體存在下，將二異氰酸酯在水中乳化首次成功制備出聚氨酯乳液。1953年Du Pont公司的研究人員將二異氰酸酯基團聚氨酯預聚體的甲苯溶液分散于水，用二元胺擴鏈合成了水性聚氨酯。但是當時聚氨酯材料科學剛剛起步，水性聚氨酯還未受到重視，直至1967年才首次工業化，1972年拜耳公司正式將聚氨酯水分散體作為皮革涂料進行大批量生產。20世紀七八十年代，美、德、日等國的一些水性聚氨酯產品已從試制階段發展為實際生產和應用，一些公司有多種牌號的水性聚氨酯產品供應，如德國Bayer公司的DispercollKA等系列、美國Wyandotte化學公司的X及E等系列、日本光洋產業公司的水性乙烯基聚氨酯膠黏劑KR系列等等。自20世紀90年代后期，水性聚氨酯的應用領域開始不斷拓寬，在PVC黏結、汽車內飾件、涂層、涂料等方面都有一定的工業化應用。我國從1972年開始研究水性聚氨酯，20世紀90年代，安徽大學、丹東輕化工研究院、成都科技大學(現四川大學分部)等的PUD技術成果都先后被轉化。目前，我國已有不少領域應用水性聚氨酯產品，但其中許多高檔產品仍然不能自給，因此自主研發高性能水性聚氨酯就成為國內聚氨酯領域最熱門的方向之一。為進一步提高聚氨酯水分散體涂料的機械性能和耐化學品性能，往往引入反應基團進行交聯。交聯的方法主要有3種:(1)內交聯法，即在預聚合時引入三維結構，或在水中擴鏈時使用三元胺擴鏈，但三維結構的引入易導致凝膠發生。如美國Olin公司最近研制出使用尿丁酮作內交聯劑的新技術，制得穩定的乳膠體系。該技術利用過量的二元胺遷移到乳膠粒中，與聚氨酯骨架內的尿丁酮基反應形成縮二脲鍵，誘發輔助交聯反應制成。通過使用尿丁酮內交聯劑能夠改善單組分水性聚氨酯涂料的力學性能和耐溶劑性；(2)自交聯法，即在水性聚氨酯合成時將含不飽和鍵的植物油或其脂肪酸引入分子鏈中，由金屬催化劑(如鈷、錳、鈣鹽)來催化自交聯。這有助于減小粒徑，調整聚氨酯水分散體的表面張力，改進聚氨酯水分散清漆對木材毛細孔的滲透能力和提高粒子聚結的速度和程度，縮短涂膜的干燥時間，從而可獲得性能優異的涂膜。如美國專業化學品公司的Neoreslins的R9403、R2001等。這一改性也可降低涂料的成本，提高涂料的干燥性、填充性、透明度、光澤、濕附著力和流平性。文獻則研制開發了單組分自交聯水性聚氨酯分散體涂料，該涂料具有優異的戶外耐久性、耐沖擊性、耐污、耐刮擦性及耐化學腐蝕性等，各項指標達到或超過傳統的溶劑型聚氨酯涂料，廣泛應用于木地板涂料、外用罩光清漆及家具涂料；(3)外交聯法，即加入交聯劑。水性聚氨酯的結構 決定著外交聯劑的組成，聚氨酯分子中帶羥基、氨基時常用的外交聯劑有水分散多異氰酸酯、氮雜環丙烷化合物、氨基樹脂等；聚氨酯分子中帶有羧基時，常用多元胺、環丙烷的化合物及某些金屬化合物，如Al (OH)3Xa(OH)2等作外交聯劑。外交聯法使用比較麻煩，且交聯劑大都有毒。水性聚氨酯復合改性材料可彌補在交聯改性中所存在的這些缺陷，改性的材料有很多種，包括環氧樹脂和有機硅等。環氧樹脂具有較強剛性和附著力，光澤、穩定性、硬度等性能好，且為多羥基化合物，在與聚氨酯的反應中，可以將支化點引入聚氨酯的主鏈，使之形成部分網狀結構，性能更為優異。加入環氧樹脂可以使涂層的抗張強度、耐水性和耐溶劑性明顯增強。許戈文等通過環氧改性水性聚氨酯，將環氧樹脂較高的支化度引入到聚氨酯主鏈上，提高了乳液涂膜的附著力、干燥速率、涂膜硬度和耐水性。用其配制綜合性能良好的水性環氧改性聚氨酯涂料，適用于木地板涂裝，使用效果好。有機硅因其具有獨特的化學結構和極低的表面能，可有效地提高水性聚氨酯的耐水性、耐候性及附著力。侯孟華等采用氨基硅烷偶聯劑改性聚醚型水性聚氨酯，制得了性能優異的水性聚氨酯木器涂料。其具體做法是以甲苯二異氰酸酯、聚醚二醇、二羥甲基丙酸為原料，通過高分子反應得到預聚體，將此預聚體在低濃度的氨基硅烷偶聯劑溶液中擴鏈，制得一種氨基硅烷偶聯劑改性的聚氨酯水乳液。此乳液再配以其它助劑制得的水性聚氨酯木器涂料，具有優異的附著力、耐水性和力學性能。還可通過其它的一些方法和手段來改善單組分的水性聚氨酯木器涂層的性能。但是，水性木器涂料技術的應用范圍還很有限，其中最主要的是木器漆的抗菌防霉性能差，存在著抗菌時間短，易變色等，尤其是家居環境中某些潮濕的場合(如廚房、衛生間等)最容易滋生微生物，導致室內空氣菌濃度和物體表面的菌濃度增大；另外，目前現有的水性木器漆大多只能應用于室內，在戶外或室內日照多的地方易出現變黃、開裂等現象。目前，國內木器漆所使用的抗菌劑為:有機抗菌劑；光催化抗菌劑，如二氧化鈦等；銀離子抗菌劑、納米銀本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種具有抗菌效果的水性聚氨酯木器涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：1）組分A的制備：在干燥氮氣保護下，將55~70重量份的聚碳酸酯二醇、15~21重量份的甲苯二異氰酸酯加入到裝有溫度計、攪拌裝置和回流冷凝器的磨口四口燒瓶中，通蒸汽，加熱升溫至?70~80?℃，再加入400~500重量份的四氫呋喃溶劑進行機械攪拌，攪拌速度600～1500rpm，攪拌反應?1~2?h；降溫至60?℃左右，再加入4.5~6重量份的二羥甲基丙酸，攪拌反應2h；2）組分B的制備：稱取6~9重量份的聚羧酸甜菜堿甲基丙烯酸甲酯于稱量瓶中，加入12~13重量份的巰基乙二醇和0.25~0.3重量份的2?羥基?2?甲基苯丙酮，再加入45~50重量份的N，N?二甲基甲酰胺，向稱量瓶中通入氮氣0.8~1h后，密封，紫外光照射1~1.5h，旋轉濃縮去除溶劑，將反應產物在正己烷中沉淀2次，真空干燥24h；3）將組分B加入到組分A中，80℃下反應?24h；再加入中和劑，溫度為25～60℃，攪拌速度為800～1500rpm，中和1～3h，調節pH值為4～9；再將反應物加入高純去離子水中，攪拌速度為2500~2800rpm，攪拌乳化0.5~0.8h，再依次加入0.7重量份的潤濕分散劑、1.1重量份的消泡劑、0.9重量份的增稠劑，以700?1000rpm的轉速攪拌0.5h；將轉速調至600rpm加入1.5~2.0重量份的流平劑調整粘度并慢速消泡10分鐘，即得成品。...
【技術特征摘要】
1.一種具有抗菌效果的水性聚氨酯木器涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: O組分A的制備: 在干燥氮氣保護下，將55 70重量份的聚碳酸酯二醇、15 21重量份的甲苯二異氰酸酯加入到裝有溫度計、攪拌裝置和回流冷凝器的磨口四口燒瓶中，通蒸汽，加熱升溫至7(Γ80V，再加入40(Γ500重量份的四氫呋喃溶劑進行機械攪拌，攪拌速度600 1500rpm，攪拌反應廣2 h;降溫至60 °C左右，再加入4.5飛重量份的二羥甲基丙酸，攪拌反應2h; 2)組分B的制備: 稱取6、重量份的聚羧酸甜菜堿甲基丙烯酸甲酯于稱量瓶中，加入12^13重量份的巰基乙二醇和0.25、.3重量份的2-羥基-2-甲基苯丙酮，再加入45 50重...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張關蓮，
申請(專利權)人：張關蓮，
類型：發明
國別省市：
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