本發(fā)明涉及有機(jī)防霉劑，尤其涉及一種耐光降解水性涂料用有機(jī)防霉劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、當(dāng)竹木材料被用于戶(hù)外環(huán)境時(shí)，其主要成分纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等，會(huì)因戶(hù)外暴露而經(jīng)歷復(fù)雜的物理化學(xué)變化，進(jìn)而導(dǎo)致其性能逐漸衰退。長(zhǎng)期紫外線的照射不僅改變竹木材料表面的顏色，還會(huì)破壞其分子結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致內(nèi)部應(yīng)力分布失衡，增加開(kāi)裂的風(fēng)險(xiǎn)，這對(duì)竹木制品的結(jié)構(gòu)完整性和使用安全性構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。此外，持續(xù)的紫外線影響還會(huì)降低竹木材料表面的光澤度，加速其老化進(jìn)程。這些因素極大地限制了竹木材在戶(hù)外裝飾、園林景觀、建筑構(gòu)造等領(lǐng)域的應(yīng)用，顯著縮短了其戶(hù)外使用壽命。
2、水性涂料是以水為溶解介質(zhì)，具有無(wú)毒環(huán)保、低voc、無(wú)刺激性氣味及穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn)，是環(huán)境友好型涂料。然而，其體系中的親水基團(tuán)在紫外光激發(fā)下易與外界水分、微生物等發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致涂層霉變、內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞，最終加速漆膜劣化失效。有機(jī)殺菌劑作為水性涂料防腐防霉的核心添加劑，雖能高效抑制微生物侵蝕，但在實(shí)際應(yīng)用中面臨兼容性差與易光解兩大技術(shù)瓶頸，嚴(yán)重制約其性能與普及。兼容性方面，因結(jié)構(gòu)極性差異，部分殺菌劑難以在水性體系(樹(shù)脂、顏料、助劑等)中均勻分散，易引發(fā)團(tuán)聚、沉淀，破壞涂料穩(wěn)定性，影響施工性能和涂層表觀質(zhì)量。光解問(wèn)題則源于殺菌劑分子中光敏基團(tuán)(如偶氮、羰基)在紫外線下的化學(xué)鍵斷裂，導(dǎo)致活性成分降解失效，作用周期縮短。因此，如何提升有機(jī)殺菌劑的光穩(wěn)定性和兼容性，已成為當(dāng)前限制其在水性涂料中廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。現(xiàn)有技術(shù)中，為了增強(qiáng)水性涂料的光穩(wěn)定性和兼容性，通常采用多種不同種類(lèi)的水性紫外線光吸收劑搭配光穩(wěn)定劑，然而此類(lèi)技術(shù)方案中為了防止涂覆時(shí)不流掛，需要額外添加增稠劑提高粘度，增稠劑的增加會(huì)導(dǎo)致絮凝、結(jié)團(tuán)，從而影響防霉劑的穩(wěn)定性和防護(hù)效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種穩(wěn)定且防護(hù)效果持久的耐光降解水性涂料用有機(jī)防霉劑及其制備方法和應(yīng)用。
2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
3、一種耐光降解水性涂料用有機(jī)防霉劑，包括按重量份計(jì)的以下原料組分：0.10-2.00份異噻唑啉酮類(lèi)有機(jī)防霉劑，0.50-5.00份三唑類(lèi)有機(jī)防霉劑，3.00-10.00份異丙醇，3.00-10.00份植物油酸，0.10-1.20份稀土類(lèi)光穩(wěn)定劑，0.10-1.00份有機(jī)類(lèi)光穩(wěn)定劑，0.50-5.00份成膜助劑，5.00-20.00份表面活性劑，45.00-88.00份水；
4、所述稀土類(lèi)光穩(wěn)定劑包括有機(jī)稀土化合物、無(wú)機(jī)稀土化合物中的一種或兩種以上，所述有機(jī)稀土化合物包括植物油酸稀土化合物或環(huán)烷酸稀土化合物，所述無(wú)機(jī)稀土化合物包括稀土氧化物或稀土磷酸鹽化合物；
5、所述有機(jī)類(lèi)光穩(wěn)定劑包括受阻胺類(lèi)光穩(wěn)定劑、苯并三唑類(lèi)光穩(wěn)定劑、羥苯基三嗪類(lèi)光穩(wěn)定劑中的一種或兩種以上。
6、作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：
7、稀土類(lèi)光穩(wěn)定劑與有機(jī)類(lèi)光穩(wěn)定劑的質(zhì)量比為0.5-1.5：1。在該范圍內(nèi)，有機(jī)防霉劑的防護(hù)功能最佳。
8、包括按重量份計(jì)的以下原料組分：0.20-1.00份異噻唑啉酮類(lèi)有機(jī)防霉劑，0.80-4.00份三唑類(lèi)有機(jī)防霉劑，3.00-8.00份異丙醇，3.00-8.00份植物油酸，0.30-1.00份稀土類(lèi)光穩(wěn)定劑，0.30-0.80份有機(jī)類(lèi)光穩(wěn)定劑，0.80-3.00份成膜助劑，6.00-15.00份表面活性劑，55.00-82.00份水。
9、包括按重量份計(jì)的以下原料組分：0.30-0.80份異噻唑啉酮類(lèi)有機(jī)防霉劑，1.00-3.00份三唑類(lèi)有機(jī)防霉劑，4.00-7.00份異丙醇，4.00-7.00份植物油酸，0.40-0.80份稀土類(lèi)光穩(wěn)定劑，0.40-0.80份有機(jī)類(lèi)光穩(wěn)定劑，0.80-1.20份成膜助劑，6.00-12.00份表面活性劑，75.00-82.00份水。
10、所述異噻唑啉酮類(lèi)有機(jī)防霉劑包括正-丁基-1,2-苯并異噻唑啉-3-酮、4，5-二氯-n-辛基-4-異噻唑啉-3-酮、2-正辛基-4-異噻唑啉-3-酮中的一種或兩種以上。
11、所述三唑類(lèi)有機(jī)防霉劑包括戊唑醇、烯唑醇、己唑醇、戊菌唑、抑霉唑、丙環(huán)唑中的一種或兩種以上。
12、所述表面活性劑包括烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、聚氧乙烯月桂醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、蓖麻油聚氧乙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇單油酸酯、聚氧乙烯單月桂酸酯中一種或兩種以上。
13、所述成膜助劑包括二丙二醇丁醚、丙二醇丁醚、有機(jī)硅成膜助劑、丙二醇甲醚中一種或兩種以上。
14、作為一個(gè)總的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種耐光降解水性涂料用有機(jī)防霉劑的制備方法，包括以下步驟：將異噻唑啉酮類(lèi)有機(jī)防霉劑、三唑類(lèi)有機(jī)防霉劑溶于異丙醇和植物油酸的混合溶液中，加熱至40-60℃，溶解完全后依次加入稀土類(lèi)光穩(wěn)定劑、有機(jī)類(lèi)光穩(wěn)定劑、成膜助劑以及表面活性劑，攪拌均勻，最后加入水繼續(xù)攪拌，得到耐光降解水性涂料用有機(jī)防霉劑。本發(fā)明的成膜助劑和表面活性劑在光穩(wěn)定劑添加之后再加入，解決了在稀土類(lèi)光穩(wěn)定劑、有機(jī)類(lèi)光穩(wěn)定劑之前添加會(huì)導(dǎo)致加水后出現(xiàn)沉淀(絮凝、結(jié)團(tuán))的技術(shù)問(wèn)題。
15、作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：
16、所述攪拌的轉(zhuǎn)速為100-400rpm，時(shí)間為5-10min，所述繼續(xù)攪拌的轉(zhuǎn)速為50-200rpm，時(shí)間為10-15min。苯并三唑類(lèi)光穩(wěn)定劑包括uv-1130，受阻胺類(lèi)光穩(wěn)定劑包括uv-292和uv-123中一種或多種，羥苯基三嗪類(lèi)光穩(wěn)定劑包括uv-5151。
17、植物油酸稀土化合物為亞麻油酸釔，環(huán)烷酸稀土化合物為環(huán)烷酸銪，稀土氧化物為氧化鈰，稀土磷酸鹽化合物為釔鈰磷酸鹽。
18、作為一個(gè)總的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種前述耐光降解水性涂料用有機(jī)防霉劑或者前述制備方法制備得到的耐光降解水性涂料用有機(jī)防霉劑在水性涂料中的應(yīng)用。
19、作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：
20、所述水性涂料包括水性聚氨酯樹(shù)脂、水性丙烯酸樹(shù)脂、水性酚醛樹(shù)脂中的一種或兩種以上。
21、所述應(yīng)用包括以下步驟：將水性涂料和有機(jī)防霉劑混合，在40-60℃的水浴條件下以100-300rpm的速度攪拌10-20min，靜置。
22、有機(jī)防霉劑和水性涂料的質(zhì)量比在5％-13％之間。
23、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：
24、本發(fā)明的耐光降解水性涂料用有機(jī)防霉劑，稀土類(lèi)光穩(wěn)定劑與有機(jī)類(lèi)光穩(wěn)定劑復(fù)配使用時(shí)，它們之間能夠產(chǎn)生某種協(xié)同效應(yīng)，這種效應(yīng)不僅強(qiáng)化了各自原有的光穩(wěn)定性能，而且使得整體的光保護(hù)效果得到了顯著提升。在這類(lèi)復(fù)配體系中，稀土類(lèi)光穩(wěn)定劑憑借其獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)和能量轉(zhuǎn)換能力，有效地捕捉并轉(zhuǎn)化有害的紫外光能量，而有機(jī)類(lèi)光穩(wěn)定劑則通過(guò)其高效的自由基捕捉和鏈終止機(jī)制，進(jìn)一步抑制了光氧化降解過(guò)程。稀土類(lèi)光穩(wěn)定劑和有機(jī)類(lèi)光穩(wěn)定劑都是吸收、轉(zhuǎn)化uv能量，進(jìn)而減少防霉劑的光激發(fā)，通過(guò)阻止自由基的生成等來(lái)阻止防霉劑分子發(fā)生自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，導(dǎo)致防霉劑分解失效。兩者的協(xié)同作用形成了一個(gè)強(qiáng)大的光穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)，為防霉劑提供了更加全面、持久的光保護(hù)，從而大大延長(zhǎng)了防霉劑的戶(hù)外使用壽命和性能穩(wěn)定性。本發(fā)明通過(guò)特定的稀土類(lèi)光穩(wěn)定劑與有機(jī)類(lèi)光穩(wěn)定劑的種類(lèi)和配比，實(shí)現(xiàn)了二者之間的協(xié)同效應(yīng)，促進(jìn)了功能上的互補(bǔ)，引發(fā)了多重穩(wěn)定機(jī)制，顯著增強(qiáng)了有機(jī)防霉劑在戶(hù)外環(huán)境下的光穩(wěn)定性。