專利名稱：一種持久抗菌型苯丙乳液的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種持久抗菌型苯丙乳液的制備方法，本發(fā)明制備的苯丙乳液應(yīng)用到涂料中，不需額外添加其它抗菌劑即可使涂料具有抗菌性。
背景技術(shù)：
抗菌涂料是指在涂料中加入抗菌劑，使之具有抗菌性能的一類涂料，由于能夠殺滅大腸桿菌、葡萄球菌等霉菌、細(xì)菌而起到改善室內(nèi)環(huán)境、保護(hù)人們健康的作用，其研究和應(yīng)用備受關(guān)注?？咕鷦┛煞譃樘烊?、有機(jī)、無機(jī)等三大類天然抗菌劑有殼聚糖、天然萃取物等提取物；有機(jī)殺菌劑含有機(jī)酸類、苯丙咪唑類、酚類、異噻唑啉酮等；無機(jī)抗菌劑有金屬離子型和氧化物型兩大類，金屬離子型如Ag+、Zn2+、Cu2+等，氧化物型如納米SiO、納米 Ti02等。上述抗菌劑多以物理方式添加到體系中，由于應(yīng)用簡便而使用廣泛，但其存在易遷移、效果不持久、污染環(huán)境等缺點(diǎn)，無法滿足某些行業(yè)對材料的要求。季銨鹽類殺菌劑因其殺菌速度快，高效低毒，價(jià)格低廉，現(xiàn)已經(jīng)被人們廣泛研究和利用。而季胺鹽類乳化劑屬于陽離子乳化劑，單用陽離子乳化劑須在酸性條件下才能充分發(fā)揮乳化作用，制備的乳液分子量不可能太大，乳液粒徑大，乳液呈白色，無藍(lán)光，渣滓較多，難過濾，這是由于銨在聚合過程中的副反應(yīng)使分子量做不大，乳液的穩(wěn)定性就較差。因此必須與非離子乳化劑復(fù)配才能進(jìn)行乳液聚合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服乳液制備過程中采取陽離子/非離子或陰離子/非離子乳化劑體系，以及涂料制備過程中物理添加抗菌助劑存在的缺點(diǎn)，提供了一種制備持久抗菌性苯丙乳液的方法。本發(fā)明主要是利用了一種既含有陽離子殺菌基團(tuán)、又含有非離子基團(tuán)的丙烯酰胺類可聚合乳化劑，不需要通過復(fù)配就可以起到這兩種基團(tuán)的協(xié)同作用，因而具有殺菌作用和反應(yīng)功能，以此乳化劑作為組分，通過乳液聚合方式，把抗菌基團(tuán)通過化學(xué)鍵方式固定在樹脂結(jié)構(gòu)上，制備了持久抗菌型苯丙乳液。本發(fā)明旨在提供一種含有殺菌基團(tuán)的苯丙乳液，克服了物理法添加抗菌劑的缺點(diǎn)，不易擦洗和溶解，具有持久抗菌作用。同時(shí)還具有耐水性、耐候性、耐沾污性、耐抗劃性、 耐溶劑性、較低的成膜溫度和貯存穩(wěn)定性等。本發(fā)明制備的乳液應(yīng)用到涂料中，不需要額外添加其它抗菌劑即可使涂料具有持久抗菌性。為了解決上面所述的技術(shù)問題，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案本發(fā)明提供了一種持久抗菌型苯丙乳液的制備方法，主要是利用含有陽離子基團(tuán)、又含有非離子基團(tuán)的丙烯酰胺類可聚合乳化劑，以此乳化劑作為主要組分，不需要復(fù)配，通過乳液聚合可制備持久抗菌型苯丙乳液。其組份是硬單體20 25份、軟單體20 25份、交聯(lián)劑2 5份、含陽、非離子丙烯酰胺類可聚合乳化劑1 3份、PH值緩沖劑0. 2 1. 2份、引發(fā)劑0. 2 0. 5份、去離子水45 55份。本發(fā)明的制備步驟進(jìn)一步包括1)、預(yù)乳化階段在配有調(diào)速攪拌器、回流管、滴液漏斗和溫度計(jì)的四口反應(yīng)容器中，加入去離子水總量的80%、全部乳化劑、15 20%的混合單體、全部交聯(lián)劑單體、PH值緩沖液；升溫，在1200 1300rpm高速攪拌下乳化，得到乳白色預(yù)乳化混合單體乳液；2)、種子乳液階段當(dāng)溫度升到在80 V時(shí)調(diào)低轉(zhuǎn)速至800 900rpm，滴加弓|發(fā)劑總量的20%引發(fā)反應(yīng)，出現(xiàn)藍(lán)光；3)、乳液聚合階段種子乳液反應(yīng)完畢，至沒有回流產(chǎn)生時(shí)，同時(shí)滴加剩余的混合單體和引發(fā)劑溶液，溫度保持81 83°C，在1. 5hr左右滴完。升溫到90°C，保溫0.證！·，調(diào) PH值8 9，冷卻到40°C出料，得到固含量為45%左右的乳白色液體。所述的硬單體為苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、氯乙烯。所述的軟單體為丙烯酯丁酯、丙烯酸異丁酯、醋酸乙烯酯、丙烯酯甲酯、甲基丙烯酸丁酯。所述的含陽、非離子丙烯酰胺類可聚合乳化劑為(2-丙烯酰胺基)乙基十四烷基二甲基溴化銨聚氧乙烯醚[AMC14AB-AE0n，其中η = 5、7、9、15]、(2-丙烯酰胺基)乙基十二烷基二甲基溴化銨聚氧乙烯醚[AMC12AB-AE0n，其中η = 5、7、9、15]。所述的交聯(lián)劑是一種或兩種混合物，為丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羥丙酯、 甲基丙烯酸胺、丙烯腈。所述的引發(fā)劑為過硫酸銨、過硫酸鉀、異丙苯過氧化氫、過氧化二苯甲酰。所述的PH值緩沖液為NaHCO3溶液、氨水、氫氧化鈉、ΑΜΡ-95。本發(fā)明的持久抗菌型苯丙乳液其制作工藝簡單、清潔、環(huán)保，適合工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明制備的持久抗菌型苯丙乳液性能測試方法1)乳液外觀目測觀察樣品的顏色、狀態(tài)、均勻性等物理狀態(tài)。2)鈣離子穩(wěn)定性在IOml試管中，用滴管加入5ml乳液，然后加入5%的CaCl2溶液1ml，混合均勻， 在室溫下放置48hr，觀察其無沉淀、絮凝、分層等現(xiàn)象。若無則表示鈣離子穩(wěn)定性通過。3)凍融穩(wěn)定性將50g試樣裝入約IOOml的圓筒狀塑料或玻璃容器中，注意不要混入氣泡，蓋上蓋子密封。將其放在-5士2°C的低溫箱中，18小時(shí)后取出，在23士2°C下靜止他。如此反復(fù)三次后打開容器，觀察試樣有無硬塊、絮凝能異?，F(xiàn)象，如無，則認(rèn)為“無異?！?。4)粘度在室溫下用涂-4杯粘度計(jì)測量粘度。5)不揮發(fā)物用容器稱取2g試樣，準(zhǔn)確至lmg，并使之流平，將其置于105士2°C的電烘箱中部， 經(jīng)干燥60 士 5min后取出，放入干燥器內(nèi)冷卻至室溫后稱重。6)成膜性將少量乳液倒在表面皿上，室溫下自然干燥成膜，觀察涂膜是否連續(xù)、有無縮孔、 膜的透明性、光滑性以及是否發(fā)粘。
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7)玻璃化溫度Tg乳液的Tg用示差掃描量熱計(jì)(DSC)測定，將乳液在室溫下成膜，在美國產(chǎn)DSC-7 型差熱儀上進(jìn)行DSC分析，升溫速度20°C /min，掃描范圍-10°C 90°C。8)抗菌性抗細(xì)菌性能按照《抗菌涂料》HG/T3950-2007中規(guī)定測試。本發(fā)明制備的苯丙乳液薄膜與常規(guī)苯丙乳液薄膜進(jìn)行抗菌性能測試，受試細(xì)菌為大腸桿菌。首先對2種薄膜進(jìn)行抗菌性能檢測，測試完成后，對乳液薄膜進(jìn)行24h反復(fù)超聲振蕩表面清洗后再進(jìn)行抗菌性能測試。
具體實(shí)施例方式按照表1的組份配方準(zhǔn)備材料實(shí)施例。表1:四個(gè)實(shí)施例組份配方質(zhì)量份
權(quán)利要求
1.一種持久抗菌型苯丙乳液的制備方法，其特征在于主要是利用含有陽離子基團(tuán)、 又含有非離子基團(tuán)的丙烯酰胺類可聚合乳化劑作為乳化劑主要組份，不需要復(fù)配，通過乳液聚合可制備持久抗菌型苯丙乳液，其組份是硬單體20 25份、軟單體20 25份、交聯(lián)劑2 5份、含陽、非離子丙烯酰胺類可聚合乳化劑1 3份、PH值緩沖劑0. 2 1. 5份、 引發(fā)劑0. 2 0. 5份、去離子水45 55份。
2.如權(quán)利要求1所述的持久抗菌型苯丙乳液，其特征在于所說的硬單體為苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、氯乙烯。
3.如權(quán)利要求1所述的持久抗菌型苯丙乳液，其特征在于所說的軟單體為丙烯酯丁酯、丙烯酸異丁酯、醋酸乙烯酯、丙烯酯甲酯、甲基丙烯酸丁酯。
4.如權(quán)利要求1所述的持久抗菌型苯丙乳液，其特征在于所說的含陽、非離子丙烯酰胺類可聚合乳化劑為(2-丙烯酰胺基)乙基十四烷基二甲基溴化銨聚氧乙烯醚 [AMC14AB-AE0n，其中η = 5、7、9、15]、(2-丙烯酰胺基)乙基十二烷基二甲基溴化銨聚氧乙烯醚[AMC14AB-AE0n，其中 η = 5、7、9、15]。
5.如權(quán)利要求1所述的持久抗菌型苯丙乳液，其特征在于所說的交聯(lián)劑是一種或兩種混合物，為丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸胺、丙烯腈。
6.如權(quán)利要求1所述的持久抗菌型苯丙乳液，其特征在于所說的引發(fā)劑為過硫酸銨、 過硫酸鉀、異丙苯過氧化氫、過氧化二苯甲酰。
7.如權(quán)利要求1所述的持久抗菌型苯丙乳液，其特征在于所說的PH值緩沖液為 NaHCO3溶液、氨水、氫氧化鈉、ΑΜΡ-95。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的持久抗菌型苯丙乳液的制備方法，包括如下的制備步驟1)、預(yù)乳化階段在配有調(diào)速攪拌器、回流管、滴液漏斗和溫度計(jì)的四口反應(yīng)容器中，加入去離子水總量的80%、全部乳化劑、18 20%的混合單體、全部交聯(lián)劑、PH值緩沖液；升溫，在1200 1300rpm高速攪拌下乳化，得到乳白色預(yù)乳化混合單體乳液；2)、種子乳液階段當(dāng)溫度升到在80°C時(shí)，調(diào)低轉(zhuǎn)速至800 900rpm，滴加引發(fā)劑總量的20%引發(fā)反應(yīng)，出現(xiàn)藍(lán)光；注引發(fā)劑預(yù)先配成5%水溶液3)、乳液聚合階段種子乳液反應(yīng)完畢，至沒有回流產(chǎn)生時(shí)，同時(shí)滴加剩余的混合單體和引發(fā)劑溶液，溫度保持81 83°C，在1. 5hr左右滴完。升溫到90°C，保溫0. 5hr,調(diào)PH值 8 9，冷卻到40°C出料，得到固含量為45%左右的乳白色液體。
9.如權(quán)利要求8所述的持久抗菌型苯丙乳液的制備方法，其特征在于所說的乳化劑是含有陽、非離子基團(tuán)的丙烯酰胺類可聚合乳化劑，為(2-丙烯酰胺基)乙基十四烷基二甲基溴化銨聚氧乙烯醚[AMC14AB-AE0n，其中η = 5、7、9、15]、(2-丙烯酰胺基)乙基十二烷基二甲基溴化銨聚氧乙烯醚[AMC14AB-AE0n，其中η = 5、7、9、15]。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種持久抗菌型苯丙乳液的制備方法，主要是利用含有陽、非離子基團(tuán)的可聚合乳化劑作為主要組分，不需要復(fù)配，通過乳液聚合可制備持久抗菌型苯丙乳液。其組份是硬單體20～25份、軟單體20～25份、交聯(lián)劑2～5份、含陽、非離子丙烯酰胺類可聚合乳化劑1～3份、pH值緩沖劑0.2～1.5份、引發(fā)劑0.2～0.5份、去離子水45～55份。本發(fā)明是通過化學(xué)鍵方式把抗菌基團(tuán)固定在樹脂結(jié)構(gòu)上，克服了物理法添加抗菌劑的缺點(diǎn)，不易擦洗和溶解，具有持久抗菌作用。同時(shí)還具有耐水性、耐候性、耐沾污性、耐抗劃性、耐溶劑性、較低的成膜溫度等，應(yīng)用到涂料中不需額外添加其它抗菌劑即可使涂料具有持久抗菌性。
文檔編號C08F220/46GK102225978SQ20111011422
公開日2011年10月26日 申請日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月4日
發(fā)明者康倫國, 許鈞強(qiáng) 申請人:合眾(佛山)化工有限公司