雙組份硅丙乳液防霉涂料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙組份硅丙乳液防霉涂料，所述防霉涂料包括如下重量份的組分，硅丙乳液95-98份，防霉劑1-2份，填料1-3份，穩(wěn)定劑1-2份，pH值調節(jié)劑0.5-1份。本發(fā)明還公開了所述乳液的制備方法，由AB雙組分乳液分步聚合制成硅丙乳液。該水性乳液具有良好的涂覆性能，將乳液與合適的防霉劑分散混合，得到環(huán)保高效的防霉涂料。該涂料涂刷在竹木板材表面能夠防止多種霉菌的侵染。
【專利說明】雙組份硅丙乳液防霉涂料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種防霉涂料及其制備方法，特別是一種用于竹木材料表面的雙組份硅丙乳液防霉涂料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]霉菌的生長一般需要以下三個條件:1.適宜的濕度和溫度；2.可導致發(fā)霉的營養(yǎng)物；3.流動的空氣帶來的菌種。材料的防霉一般是從以上三個方面著手，只要使材料在使用過程不滿足上述其中之一的條件，則可以達到防霉的效果。
[0003]一般的防霉涂料通常存在以下的缺陷:一是成膜基材屬霉菌的營養(yǎng)物(如油脂，天然樹脂等)，通過向其中添加防霉劑可使其暫時不成為霉菌的營養(yǎng)物質，但當防霉劑流失或分解失效，霉菌就有可能因此滋生；ニ是成膜基材不夠致密，在干燥的條件下具有一定的防霉效果，但是在濕度較大的環(huán)境里，由于孔隙加大，含水率升高，可能帶入空氣中的霉菌孢子，使得霉菌接觸到底材，引起發(fā)霉。
[0004]在早期的防霉涂料配方中，常使用酚類和有機重金屬化合物，如苯環(huán)烷酸汞，醋酸苯汞等，隨后又出現(xiàn)了甲醛釋放型殺菌劑，但這些防霉涂料配方中含有酚類，有機重金屬化合物和甲醛等劇毒或高毒性物質，對人體和環(huán)境具有較大的毒副作用，目前已停止使用?，F(xiàn)在所發(fā)展起來的防霉劑大多以無毒或毒性較低的物質為主，如雜環(huán)化合物，有機錫化合物，有機氯化合物，有機銅化合物等，但目前市場上的防霉涂料，大多存在或殺菌譜窄，或有效期短，或涂覆性差，或·毒性較大，或價格昂貴等問題。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供ー種乳液防霉涂料，該乳液涂覆性能良好，無色低毒并具有優(yōu)秀的防霉性能。
[0006]本發(fā)明采用的技術方案是提供一種雙組份硅丙乳液防霉涂料，所述防霉涂料包括如下重量份的組分，硅丙乳液95-98份，防霉劑1-2份，填料1-3份，穩(wěn)定劑1-2份，pH值調節(jié)劑0.5-1份。
[0007]優(yōu)選地，所述硅丙乳液由AB雙組份分步聚合合成，所述A組分包括丙烯酸類和丙烯酸酯類單體，B組分包括丙烯酸酯類和こ烯基三こ氧基硅烷單體，反應過程中添加穩(wěn)定劑和PH值調節(jié)劑。
[0008]優(yōu)選地，所述防霉劑選自3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酷、丙環(huán)唑、苯并咪唑、異噻唑啉酮和戊唑醇中的ー種或幾種復配，復配比為任意比例；所述防霉劑優(yōu)選3-碘-2-丙
炔基丁基氨基甲酸酷。
[0009]優(yōu)選地，所述穩(wěn)定劑選自こニ醇、丙ニ醇、正戊醇或二月桂酸ニ丁錫。
[0010]優(yōu)選地，所述pH值調節(jié)劑選自氨水，碳酸氫鈉或碳酸氫鉀，所述填料選自碳酸鈣、滑石粉、高嶺土、云母粉、硅酸鋁、石英粉和白炭黑中ー種或幾種。
[0011]本發(fā)明所要解決的第二個技術問題是，提供所述雙組份硅丙乳液的制備方法，所述方法包括如下步驟:
[0012]I) A組分預乳化:將如下重量份的丙烯酸酯類50-60份，丙烯酸類1-5份，乳化劑3-5份，穩(wěn)定劑0.5-1.5份，去離子水90-110份混合，在1000-2000rpm轉速下乳化30-60分鐘至乳化均勻，得到A組分乳液，放置備用。
[0013]2)B組分預乳化:將如下重量份的丙烯酸酯類40-50份，こ烯基三こ氧基硅烷3_20份，加入乳化劑3-5份，穩(wěn)定劑0.5-1.5份，去離子水90-110份混合，在1000-2000rpm轉速下乳化30-60分鐘至乳化均勻，得到B組分乳液，放置備用。
[0014]3)聚合:將步驟I)得到的A組分乳液的30%_50%乳液做為底液，加入引發(fā)劑、pH值調節(jié)劑，調節(jié)乳液pH達7.5-8.5之間，升溫至60-85°C，于1000-2000rpm轉速下聚合30-60分鐘，再分3-5批逐步加入剰余50%-70%的A組分乳液及引發(fā)劑；A組分乳液加入完畢后，繼續(xù)分3-5批加入步驟2)得到的B組分乳液，穩(wěn)定劑及引發(fā)劑，維持60-85°C反應1_2小吋，降溫出料得到硅丙乳液。
[0015]4)將步驟3)得到的硅丙乳液在500-1500rpm轉速下，逐漸加入穩(wěn)定劑和防霉劑及填料，持續(xù)攪拌30-45分鐘，用pH值調節(jié)劑調整pH值在7?8范圍內，過濾后制成所述雙組份硅丙乳液防霉涂料。
[0016]優(yōu)選地，步驟3)所述分3-5批逐步加入指滴加，所述滴加在40分鐘內完成，每批之間的間隔時間為1-5分鐘。
[0017]優(yōu)選地，乳化劑為脂肪醇聚氧こ烯醚硫酸鈉和烷基酚聚氧こ烯(10)醚0P-10按重量比1:1的比例混合配制。
[0018]優(yōu)選地，步驟I)、步驟2)和4)中所述穩(wěn)定劑選自こニ醇、丙ニ醇、正戊醇或二月桂
酸ニ丁錫。
[0019]優(yōu)選地，步驟3 )和4 )所述pH值調節(jié)劑選自碳酸氫鈉、碳酸氫鉀或氨水中的ー種；所述引發(fā)劑選自過硫酸鉀、過氧化苯甲?；蚺嫉水惗‰嬷械末`種；步驟4)所述防霉劑選自3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酷、丙環(huán)唑、苯并咪唑、異噻唑啉酮和戊唑醇中的一種或幾種復配，復配比為任意比例；優(yōu)選地，所述防霉劑是3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酷。
[0020]本發(fā)明的有益效果是所述防霉涂料具有合成方便，環(huán)保低毒，易用性高，防霉性好等優(yōu)秀性能，其主要特色如下:
[0021]I)本發(fā)明所述防霉涂料為水性涂料，具有施工方便，環(huán)保低毒的特點；并且防霉涂料本體為無色乳液，涂覆后透明度高，可最大限度保持基材的原貌，自然美觀。
[0022]2)本發(fā)明在傳統(tǒng)丙烯酸乳液的基礎上，通過雙組分分步聚合エ藝，制備了具有“核-売”結構的乳液，具有分散性能優(yōu)秀，儲存期長，成膜性能好的優(yōu)點；并且在此基礎上進ー步引入了硅烷活性基團，通過交聯(lián)反應提高漆膜表面的致密性，極大的提高了防霉效果。
[0023]3)本發(fā)明所述防霉涂料可針對不同的霉菌，選取特定的ー種或多種防霉劑與乳液復配而成，配方靈活，具有廣譜性和環(huán)境適應性，大大提高了防霉涂料的適用范圍和防霉效果。
[0024]4)經實驗,本發(fā)明中所述防霉涂料在竹重組材表面對黑曲霉(Aspergillus nigerV.Tiegh)、桔青霉(Penicillium citrintim Thom)、綠色木霉(Trichoderma viride Pers.Ex Fr.)等多種霉菌以及變色菌可可球ニ抱(Botryodiplodia theobromae Pat.)具有優(yōu)秀的防治效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1是霉菌防治效果圖；
[0026]圖2是竹重組材經防霉乳液處理前后的外觀對比圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖及實施例進ー步說明本發(fā)明的實現(xiàn)方式，下述實施例僅用于說明針對特定基材，選擇適當防霉劑組合并采用特定處理方式得到的防霉效果，并不意味著本發(fā)明限定于下述范圍之內。
[0028]實施例1
[0029]I)硅丙乳液的制備合成:
[0030]稱取丙烯酸甲酯56g，丙烯酸2g，乳化劑脂肪醇聚氧こ烯醚硫酸鈉和烷基酚聚氧こ烯(10)醚0P-10各I克，碳酸氫鈉I克，丙ニ醇I克，水50克；在常溫下以1500rpm高速乳化均勻，制得A組分乳液；
[0031]稱取丙烯酸正丁酯3 8克，こ烯基三こ氧基硅烷14克，乳化劑脂肪醇聚氧こ烯醚硫酸鈉AES和烷基酚聚氧こ烯(10)醚0P-10各I克，碳酸氫鈉I克，丙ニ醇I克，水50克，在常溫下以1500rpm高速乳化均勻，制得B組分乳液；
[0032]稱取40克己乳化均勻的A液，加入質量分數(shù)為20%的過硫酸鉀水溶液2毫升，1200rpm攪拌下緩慢升溫至65度，保溫I小吋。分三批緩慢滴加剰余A液，第一批與第二批之間間隔時間為2分鐘，第二批與第三批之間間隔時間為4分鐘，三批加料總用時控制40分鐘內，過程中補加3毫升過硫酸鉀溶液，升溫至75度，保溫半小吋。分三批滴加B液，第ー批與第二批之間時間間隔為3分鐘，第二批與第三批之間時間間隔4分鐘，過程中同時滴加剩余過硫酸鉀水溶液，控制滴加速度至40分鐘內全部滴完，滴加過程的溫度不應高于80度，全部滴完后，控溫75度，保溫半小時，用10%氨水調pH值達7?8，降溫出料，制得雙組份硅丙乳液。
[0033]2)防霉涂料的制備
[0034]防霉劑選取3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酷；稱取3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酷0.5克于上步制得的50.0克硅丙乳液中，加入正戊醇I克，輕質碳酸鈣0.5克，在1200rpm下乳化分散均勻，過濾除去不溶雜質，制得雙組份硅丙乳液防霉涂料。
[0035]實施例2
[0036]I)硅丙乳液的制備合成:
[0037]稱取甲基丙烯酸甲酯54g，甲基丙烯酸4g，乳化劑脂肪醇聚氧こ烯醚硫酸鈉和烷基酚聚氧こ烯(10)醚0P-10各I克，碳酸氫鉀I克，丙ニ醇I克，水60克；在常溫下以1500rpm高速乳化均勻，制得A組分乳液；
[0038]稱取甲基丙烯酸正丁酯42克，こ烯基三こ氧基硅烷10克，乳化劑脂肪醇聚氧こ烯醚硫酸鈉AES和烷基酚聚氧こ烯(10)醚0P-10各I克，碳酸氫鉀I克，正戊醇I克，水40克，在常溫下以1500rpm高速乳化均勻，制得B組分乳液；
[0039]稱取40克己乳化均勻的A液，加入質量分數(shù)為25%的過硫酸鉀水溶液2毫升，1200rpm攪拌下緩慢升溫至70度，保溫I小時。分四批緩慢滴加剩余A液，第一批與第二批之間間隔時間為2分鐘，第二批與第三批之間間隔時間為3分鐘，第三批與第四批之間時間間隔為5分鐘，控制40分鐘內滴完，過程中補加3毫升過硫酸鉀溶液，升溫至85度，保溫半小時。分四批滴加B液，第一批與第二批之間時間間隔為3分鐘，第二批與第三批之間時間間隔4分鐘，第三批與第四批之間時間間隔5分鐘，過程中同時滴加剩余過硫酸鉀水溶液，控制滴加速度至40分鐘內全部滴完，滴加過程的溫度不應高于85度，全部滴完后，控溫75度，保溫半小時，用10%氨水調pH值達7?8，降溫出料，制得雙組份硅丙乳液。
[0040]2)防霉涂料的制備
[0041]防霉劑選取丙環(huán)唑；稱取丙環(huán)唑0.5克于上步制得的50.0克硅丙乳液中，加入丙二醇I克，硅酸鋁0.5克，在1200rpm下乳化分散均勻，過濾除去不溶雜質，制得雙組份硅丙乳液防霉涂料。
[0042]實施例3
[0043]I)硅丙乳液的制備 合成:
[0044]稱取丙烯酸甲酯52g，丙烯酸6g，乳化劑脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉和烷基酚聚氧乙烯(10)醚0P-10各I克，碳酸氫鈉I克，乙二醇I克，水40克；在常溫下以1500rpm高速乳化均勻，制得A組分；
[0045]稱取甲基丙烯酸正丁酯40克，乙烯基三乙氧基硅烷12克，乳化劑脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉AES和烷基酚聚氧乙烯(10)醚0P-10各I克，碳酸氫鈉I克，二月桂酸二丁錫I克，水60克，在常溫下以1500rpm高速乳化均勻，制得B組分；
[0046]稱取40克已乳化均勻的A液，加入質量分數(shù)為10%的過硫酸鉀水溶液3毫升，1200rpm攪拌下緩慢升溫至75度，保溫I小時。緩慢滴加剩余A液，第一批與第二批之間間隔時間為2分鐘，第二批與第三批之間間隔時間為3分鐘，第三批與第四批之間時間間隔為5分鐘，控制40分鐘內滴完，過程中補加4毫升過硫酸鉀溶液，升溫至80度，保溫半小時。分三批滴加B液，第一批與第二批之間時間間隔為3分鐘，第二批與第三批之間時間間隔4分鐘，控制滴加速度為40分鐘內滴完，過程中同時滴加剩余過硫酸鉀水溶液，控制滴加速度至40分鐘內全部滴完，滴加過程的溫度不應高于82度，全部滴完后，控溫72度，保溫半小時，用10%氨水調pH值達7?8，降溫出料，制得雙組份硅丙乳液。
[0047]2)防霉涂料的制備
[0048]防霉劑選取戊唑醇；稱取戊唑醇0.5克于上步制得的50.0克硅丙乳液中，加入丙二醇I克，滑石粉0.5克，在1200rpm下乳化分散均勻，過濾除去不溶雜質，制得雙組份硅丙乳液防霉涂料。
[0049]實施例4
[0050]I)硅丙乳液的制備合成:
[0051]稱取丙烯酸甲酯50g，丙烯酸5g，乳化劑脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉和烷基酚聚氧乙烯(10)醚0P-10各I克，碳酸氫鈉I克，丙二醇I克，水50克；在常溫下以1500rpm高速乳化均勻，制得A組分乳液；
[0052]稱取丙烯酸正丁酯40克，乙烯基三乙氧基硅烷14克，乳化劑脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉AES和烷基酚聚氧乙烯(10)醚0P-10各I克，碳酸氫鈉I克，丙二醇I克，水50克，在常溫下以1500rpm高速乳化均勻，制得B組分乳液；[0053]稱取40克已乳化均勻的A液，加入質量分數(shù)為20%的過氧化苯甲酰乙醇溶液2毫升，1200rpm攪拌下緩慢升溫至65度，保溫I小時。分三批緩慢滴加剩余A液，第一批與第二批之間間隔時間為2分鐘，第二批與第三批之間間隔時間為4分鐘，三批加料總用時控制40分鐘內，過程中補加3毫升過氧化苯甲酰溶液，升溫至75度，保溫半小時。分三批滴加B液，第一批與第二批之間時間間隔為3分鐘，第二批與第三批之間時間間隔4分鐘，過程中同時滴加剩余過氧化苯甲酰乙醇溶液，控制滴加速度至40分鐘內全部滴完，滴加過程的溫度不應高于80度，全部滴完后，控溫75度，保溫半小時，用10%氨水調pH值達7?8，降溫出料，制得雙組份硅丙乳液。
[0054]2)防霉涂料的制備
[0055]防霉劑選取苯并咪唑；稱取苯并咪唑0.5克于上步制得的50.0克硅丙乳液中，力口入乙二醇I克，高嶺土 0.5克，在1200rpm下乳化分散均勻，過濾除去不溶雜質，制得雙組份娃丙乳液防霉涂料。
[0056]實施例5
[0057]I)硅丙乳液的制備合成:
[0058]稱取丙烯酸甲酯53g，丙烯酸2g，乳化劑脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉和烷基酚聚氧乙烯(10)醚0P-10各I克，碳酸氫鈉I克，丙二醇I克，水50克；在常溫下以1500rpm高速乳化均勻，制得A組分乳液；
[0059]稱取丙烯酸正丁酯44克，乙烯基三乙氧基硅烷14克，乳化劑脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉AES和烷基酚聚氧乙烯(10)醚0P-10各I克，碳酸氫鈉I克，丙二醇I克，水50克，在常溫下以1500rpm高速乳化均勻，制得B組分乳液；
[0060]稱取40克已乳化均勻的A液，加入質量分數(shù)為20%的偶氮二異丁腈乙醇溶液2毫升，1200rpm攪拌下緩慢升溫至65度，保溫I小時。分三批緩慢滴加剩余A液，第一批與第二批之間間隔時間為2分鐘，第二批與第三批之間間隔時間為4分鐘，三批加料總用時控制40分鐘內，過程中補加3毫升偶氮二異丁腈溶液，升溫至75度，保溫半小時。分三批滴加B液，第一批與第二批之間時間間隔為3分鐘，第二批與第三批之間時間間隔4分鐘，過程中同時滴加剩余偶氮二異丁腈乙醇溶液，控制滴加速度至40分鐘內全部滴完，滴加過程的溫度不應高于80度，全部滴完后，控溫75度，保溫半小時，用10%氨水調pH值達7?8，降溫出料，制得雙組份硅丙乳液。
[0061]2)防霉涂料的制備
[0062]防霉劑選取異噻唑啉酮；異噻唑啉酮0.5克于上步制得的50.0克硅丙乳液中，力口入正戊醇I克，石英粉0.5克，在1200rpm下乳化分散均勻，過濾除去不溶雜質，制得雙組份娃丙乳液防霉涂料。
[0063]以實施例1至5中制備的硅丙乳液為分散液，過濾除去不溶雜質，以冷浸潰方式涂覆于竹重組材表面，涂覆量為200-250g/m2。按照國家標準GB/T18261-2000 “防霉劑防治木材霉菌及藍變菌的實驗方法”進行防霉性能測試。以未經防霉處理的竹重組材為對比例。針對黑曲霉、桔青霉、綠色木霉等多種霉菌以及藍變菌可可球二孢的防霉效果如表一所示。
[0064]表一防霉效果(霉菌抑制率)
[0065]
【權利要求】
1.一種雙組份硅丙乳液防霉涂料，其特征在于:所述防霉涂料包括如下重量份的組分，硅丙乳液95-98份，防霉劑1-2份，填料1-3份，穩(wěn)定劑1-2份，pH值調節(jié)劑0.5-1份。
2.根據(jù)權利要求1所述的雙組份硅丙乳液防霉涂料，其特征在于:所述硅丙乳液由AB雙組份分步聚合合成，所述A組分包括丙烯酸類和丙烯酸酯類單體，B組分包括丙烯酸酯類和こ烯基三こ氧基硅烷單體，反應過程中添加穩(wěn)定劑和pH值調節(jié)劑。
3.根據(jù)權利要求1所述的雙組份硅丙乳液防霉涂料，其特征在于:所述防霉劑選自3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酷、丙環(huán)唑、苯并咪唑、異噻唑啉酮和戊唑醇中的一種或幾種；所述防霉劑優(yōu)選3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酷。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的雙組份硅丙乳液防霉涂料，其特征在于:所述穩(wěn)定劑選自こニ醇、丙ニ醇、正戊醇或二月桂酸ニ丁錫。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的雙組份硅丙乳液防霉涂料，其特征在于:所述pH值調節(jié)劑選自氨水，碳酸氫鈉或碳酸氫鉀，所述填料選自碳酸鈣、滑石粉、高嶺土、云母粉、硅酸鋁、石英粉和白炭黑中ー種或幾種。
6.如權利要求1-5任一項所述的雙組份硅丙乳液防霉涂料的制備方法，其特征在干，包括如下步驟: DA組分預乳化:將如下重量份的丙烯酸酯類50-60份，丙烯酸類1-5份，乳化劑3-5份，穩(wěn)定劑0.5-1.5份，去離子水90-130份混合，在1000-2000rpm轉速下乳化30-60分鐘至乳化均勻，得到A組分乳液，放置備用； 2)B組分預乳化:將如下重量份的丙烯酸酯類40-50份，こ烯基三こ氧基硅烷3-20份，加入乳化劑3-5份，穩(wěn)定劑0..5-1.5份，去離子水90-130份混合，在1000-2000rpm轉速下乳化30-60分鐘至乳化均勻，得到B組分乳液，放置備用； 3)聚合:將步驟I)得到的A組分乳液的30%-50%乳液做為底液，加入引發(fā)劑、pH值調節(jié)劑；調節(jié)乳液PH達7.5-8.5之間，升溫至70-80°C，于1000-2000rpm轉速下聚合30-60分鐘，再分3-5批逐步加入剰余50%-70%的A組分乳液及引發(fā)劑；A組分乳液加入完畢后，繼續(xù)分3-5批加入步驟2)得到的B組分乳液，穩(wěn)定劑及引發(fā)劑，維持60-80°C反應1_2小吋，降溫出料得到硅丙乳液； 4)將步驟3)得到的硅丙乳液在500-1500rpm轉速下，逐漸加入穩(wěn)定劑和防霉劑及填料，持續(xù)攪拌30-45分鐘，用pH值調節(jié)劑調整pH值在7?8范圍內，過濾后制成所述雙組份硅丙乳液防霉涂料。
7.根據(jù)權利要求6所述的制備方法，其特征在于:所述3-5批滴加在40分鐘內完成，每批之間的時間間隔為1-5分鐘。
8.根據(jù)權利要求6所述的制備方法，其特征在于:所述乳化劑為脂肪醇聚氧こ烯醚硫酸鈉和烷基酚聚氧こ烯(10)醚OP-1O按重量比1:1的比例混合配制。
9.根據(jù)權利要求6所述的制備方法，其特征在于:步驟I)、步驟2)和4)中所述穩(wěn)定劑選自選自こニ醇、丙ニ醇、正戊醇或二月桂酸ニ丁錫。
10.根據(jù)權利要求6所述的制備方法，其特征在干:步驟3)和4)所述pH值調節(jié)劑選自碳酸氫鈉、碳酸氫鉀或氨水；所述引發(fā)劑為過硫酸鉀、過氧化苯甲酰或偶氮ニ異丁腈；步驟4)所述防霉劑選自3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酷、丙環(huán)唑、苯并咪唑、異噻唑啉酮和戊唑醇中的ー種或幾種；優(yōu)選地，所述防霉劑是3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酷。
【文檔編號】C08F220/14GK103436128SQ201310376553
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月26日 優(yōu)先權日:2013年8月26日
【發(fā)明者】張融, 覃道春, 費本華, 張祿晟 申請人:國際竹藤中心