一种抗菌内墙水漆及其制备方法技术领域
本发明涉及功能性环保涂料领域，特别是涉及一种含天然中草药精油的抗菌内墙
水漆及其制备方法。
背景技术
内墙水漆具有施工方便，性能突出，安全环保的特点，在国内的内墙装饰中占统治
地位，其市场份额超过70％。但是常规内墙水漆不具有抗菌作用，在医院，儿童房间容易因
为细菌吸附在墙体上，人不小心跟墙体接触就容易沾染上细菌，从而对身体产生危害。
目前市面上的常见的抗菌内墙水漆一般采用有机抗菌剂CMIT/MIT/有机溴的复合
物，或者无机的银离子抗菌剂，有机抗菌剂CMIT/MIT/有机溴的复合物对pH敏感，添加量大，
毒性相对较大，对人畜有刺激性，而添加无机的银离子抗菌剂价格高，但是活性低，对环境
要求苛刻。
研究表明大黄、艾叶等中草药组方的中草药消毒剂对金黄色葡萄球菌作用10min，
杀灭率达99.9％，作用30min，可达100％；对大肠杆菌作用10min以上，杀灭率达100％；对枯
草芽孢杆菌作用15min以上杀灭率达99.9％；表面现场消毒对细菌杀灭率达99.96％；54℃
温箱中放置14d后，杀菌效果基本不变。
关于中草药在内墙水漆中的应有也有不少厂家做过尝试，但一直不能很好解决中
草药粉在内墙水漆中的分散问题，无法发挥中草药的作用。而天然中草药精油在内墙水漆
中的使用，又很难控制天然中草药精油的挥发问题，随着内墙水漆的干燥，天然中草药精油
很快从内墙水漆中挥发出来丧失了作用。
发明人经过大量的试验，发现采用精馏萃取获得的纯天然中草药精油，利用其亲
油疏水的性质，在润湿分散剂作用下，通过长时间搅拌下使天然中草药精油渗透至水性树
脂的遮盖聚合物微球内部，形成包埋结构，通过包埋作用，在内墙水漆干燥挥发时，阻止了
天然中草药精油随水分一起挥发。最后在成膜后通过环境变化，缓慢释放，从而达到长效抗
菌效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗菌内墙水漆及其生产方法，以克服现有技术存在的缺
陷。
本发明提供的一种抗菌内墙水漆，所述抗菌内墙水漆包含含有遮盖聚合物的水性
树脂和天然中草药精油，且所述遮盖聚合物占所述水性树脂的重量比为20％-80％，和所述
含有遮盖聚合物的水性树脂和所述天然中草药精油的重量比为2:1至80:1，优选为5:1至
20:1。
在优选的实施方案中，所述抗菌内墙水漆由以下重量份的成分组成：含有遮盖聚
合物的水性树脂80～400份、消泡剂1.5～6份、防腐剂2～8份、润湿分散剂1～10份、钛白粉
80～280、填料100～350份、增稠剂1～10份、流平剂1～10份、天然中草药精油5～30份和水0
～350份。
在另一优选的实施方案中，所述抗菌内墙水漆由以下重量份的成分组成：含有遮
盖聚合物的水性树脂120～380份、消泡剂2～5份、防腐剂2～6份、润湿分散剂2～5份、分散
剂4～8份、钛白粉120～260、填料150～300份、增稠剂3～8份、流平剂3～8份、天然中草药精
油10～30份和水160～350份。
在特别优选的实施方案中，所述抗菌内墙水漆包含聚苯乙烯-丙烯酸酯乳液，且所
述遮盖聚合物由聚苯乙烯-丙烯酸酯乳液生成。
优选地，所述消泡剂选自纳米聚硅氧烷-聚醚共聚物乳液类、矿物油类和聚乙二
醇-憎水固体-聚硅氧烷混合物类中的至少一种。
优选地，所述分散剂选自聚丙烯酸钠盐类、改性聚丙烯酸溶液类和改性聚羧酸盐
类的至少一种。
优选地，所述润湿分散剂选自丁基萘磺酸钠盐、聚氧乙烯烷基酚醚和聚氧乙烯聚
氧乙烯嵌段共聚物中的至少一种。
优选地，所述金红石型钛白粉由氯化法生产；所述填料选自煅烧高岭土、重质碳酸
钙、硅藻土、滑石粉、硅灰石和沉淀硫酸钡中的至少一种。
优选地，所述流平剂选自交联型有机硅聚醚丙烯酸酯类共聚物、二甲基聚硅氧烷
乳液和聚硅氧烷-聚醚共聚物类的至少一种。
本发明的另一方面，提供一种制备权利要求1-9任一项所述的抗菌内墙水漆的方
法，其特征在于，包括以下步骤：
将含有遮盖聚合物的水性树脂和天然中草药精油按重量比12：1的比例混合，加入
润湿分散剂，搅拌1～48小时，得到混合物1；
将水、防腐剂、分散剂和消泡剂混合，搅拌均匀，得到混合物2；
向所述混合物2中加入颜料和填料，真空状态下分散到50微米以下，得到混合物3；
向所述混合物3中加入所述混合物1、流平剂、增稠剂，搅拌均匀。
本发明抗菌内墙水漆具有以下有益效果：本发明的抗菌内墙水漆可以涂装在墙面
和木材上，漆膜具有超低VOC，气味清洗，遮盖力好，容易施工，耐污耐洗擦等特点，同时具备
抗菌防病，是一款将装饰性、功能性、环保性三大主题完美融合的产品。本发明的优点在于，
漆膜环保无毒，且在效果上具有可持续性。
具体实施方式
本申请中，遮盖聚合物为具有遮盖、包埋或吸附气体例如挥发性气体的功能任何
聚合物。所述遮盖聚合物可具有任何微观结构，例如，中空结构，不规则/规则的多孔结构，
网络空间结构等。优选地，所述遮盖聚合物由苯乙烯-丙烯酸酯乳液生成。
所述遮盖聚合物占所述水性树脂的重量比需要在20％-80％范围内。如果重量比
低于20％，则遮盖效果降低至难以实现本申请的目的。另一方面，如果重量比高于80％，则
成膜效果差。优选地，所述重量比在25％-75％之间，更优选在30％-70％之间，进一步优选
在35％-至65％之间，例如40％、45％、50％、55％、60％等。
另外，所述含有遮盖聚合物的水性树脂和所述天然中草药精油的重量比需要在2:
1至80:1之间，发明人发现在上述重量比范围内，含有遮盖聚合物的水性树脂和天然中草药
精油相互作用从而增强挥发性物质的抑制作用。优选的重量比为5:1至20:1，更优选6:1至
10:1，例如，7:1至9:1，8:1至8.5:1等。
优选地，所述水性树脂为苯乙烯-丙烯酸酯乳液，通过本申请的特定处理工艺，其
中一部分乳液合成为具有特定中空壳核结构的合成物，从而利用水为外增塑剂，不需要添
加任何成膜助剂即能较好成膜，采用特殊的保护胶体，具有优异的抗冻融性，不需要添加防
冻剂，并且在合成的时候经过三次真空隔膜净化处理，游离单体极少，气味清淡。
本申请中，抗菌内墙水漆还可具有其他成分。包括，但不限定于消泡剂、防腐剂、润
湿分散剂、分散剂(除润湿分散剂之外的其他分散剂)、填料、增稠剂和流平剂等其他成分。
其中所述消泡剂选自聚硅氧烷-聚醚共聚物乳液类、聚丙二醇类、聚乙二醇-憎水
固体-聚硅氧烷混合物类或矿物油基类中的两种。
所述防腐剂可选自2-(4-噻唑基)苯并咪唑、甲基异丙基异噻唑啉酮或有机溴合成
物。所述分散剂可选自聚丙烯酸钠盐类、改性聚丙烯酸溶液类或改性聚羧酸盐类。所述润湿
分散剂可选自丁基萘磺酸钠盐，聚氧乙烯烷基酚醚，聚氧乙烯聚氧乙烯嵌段共聚物中的一
种。所述金红石型钛白粉优选为氯化法生产。所述填料优选选自煅烧高岭土、重质碳酸钙、
硅藻土、滑石粉、硅灰石或沉淀硫酸钡中的两种或多种。所述增稠剂优选为纳米气相二氧化
硅或羟乙基纤维素。所述流平剂优选选自交联型有机硅聚醚丙烯酸酯类共聚物、二甲基聚
硅氧烷乳液或聚硅氧烷-聚醚共聚物。
本申请中，所述天然中草药精油为本领域内通常使用的中草药精油，可以在市场
上直接购买，目前市场上具有较多供应天然中草药精油的厂家。优选选择具有杀菌效果的
天然中草药精油，并进一步优选色浅透明，气味清谈的优质天然中草药精油。本申请所述的
天然中草药精油是把具有杀菌效果的中草药按一定比例经过萃取、蒸馏、吸附过滤的方法
进行处理，除去杂质，得到纯净透明的液体，具有除臭抗菌作用。优选地，所述天然中草药精
油可为大黄和/或艾叶的提取物。
本发明还提供抗菌内墙水漆的制备方法，包括如下步骤：
1)将含有遮盖聚合物的水性树脂、天然中草药精油按上述重量比，例如12：1的比
例混合均匀，加入润湿分散剂，搅拌直到天然中草药精油渗透至水性树脂的纳米空心微球
内部，搅拌时间通常为1至48小时，例如10小时、15小时，20小时、21小时、22小时、23小时、24
小时或25小时，特别优选24小时。之后将混合物备用；
2)将水、防腐剂、分散剂和消泡剂混合，搅拌均匀；
3)加入颜料和填料，真空状态下高速分散到50微米以下；
4)加入含有壳核结构的遮盖聚合物的水性树脂和中草药精油混合物、流平剂、增
稠剂，搅拌均匀，送检。
本发明抗菌内墙水漆特别适用于，但不限定于刷涂、滚涂和喷涂，涂装施工时，可
根据具体情况加入适量的水调节粘度。
不受下述原理的束缚，本发明抗菌内墙水漆的功能原理可理解为：采用天然中草
药精油，利用其亲油疏水的性质，在特殊表面活性剂作用下，通过长时间搅拌使天然中草药
精油渗透至水性树脂中的遮盖聚合物纳米空心微球内部，形成包埋结构，通过包埋作用，在
内墙水漆干燥挥发时，阻止了天然中草药精油随水分一起挥发。
因为天然中草药精油被包覆在水性树脂中的纳米聚合物空心微球的空腔中，施工
后随着时间的推移，水性树脂逐步老化降解，包覆在水性树脂中的天然中草药精油就逐步
缓慢释放出来，从而对施工了天然中草药精油的内墙水漆的房间的有害细菌进行杀灭，保
护房间主人健康。
以下实施例用于说明本发明，不应用来限制本发明的范围。下面各种原料的采购
情况是为了说明本发明的原料具有可得性，而不能对本发明的成分做限定：
本实施例中含有遮盖聚合物的水性树脂为苯乙烯-丙烯酸酯乳液，其选自德国巴
斯夫的苯乙烯-丙烯酸酯乳液ECO502，固体含量在48±1％，玻璃化温度为0℃，最低成膜温
度为-2℃，pH为7～9，比重为1.06g/ml。或者美国陶氏化学的“白龙”乳液，固体含量在48.5
±1％，玻璃化温度为1℃，最低成膜温度为-0℃，pH为7～9，比重为1.05g/ml。通过本申请所
述的特定条件下的处理，其合成具有特定量的具有中壳核结构的合成物，其利用水为外增
塑剂，不需要添加任何成膜助剂即能较好成膜，采用特殊的保护胶体，具有优异的抗冻融
性，不需要添加防冻剂，并且在合成的时候经过三次真空隔膜净化处理，游离单体极少，气
味清淡。
所述消泡剂选自聚硅氧烷-聚醚共聚物乳液类、聚丙二醇类、聚乙二醇-憎水固体-
聚硅氧烷混合物类或矿物油基类中的两种，可采用美国科宁公司的A10(纳米聚硅氧烷-聚
醚共聚物乳液类)、科宁公司的SN-154(聚丙二醇类)、采用德国毕克化学(亚太)私人有限公
司生产的BYK024(聚乙二醇-憎水固体-聚硅氧烷混合物类)、采用深圳市海川化工有限公司
生产的Foamster309A(矿物油基类)。
所述防腐剂选自2-(4-噻唑基)苯并咪唑、甲基异丙基异噻唑啉酮或有机溴合成
物，如科莱恩公司的Nipacide GSF(有机溴合成物)，该产品高效广谱，不含甲醛，符合EN71
的要求。
所述分散剂选自聚丙烯酸钠盐类、改性聚丙烯酸溶液类或改性聚羧酸盐类。可采
用市售产品，如深圳市海川化工有限公司生产的Hydropalat 640A(聚丙烯酸钠盐类)、可采
用德国迪高化工有限公司生产的TEGO Dispers750W(改性聚丙烯酸溶液类)、可采用德国巴
斯夫化工有限公司生产的Sokalan PA30CL(改性聚羧酸盐类)。
所述润湿剂为所述润湿分散剂选自丁基萘磺酸钠盐，聚氧乙烯烷基酚醚，聚氧乙
烯聚氧乙烯嵌段共聚物，比如陶氏的EH-9或者科莱恩的LCN088。
所述颜料为氯化法生产的金红石型钛白粉，如杜邦R706或者科美基R828；
所述填料选自煅烧高岭土、重质碳酸钙、硅藻土、滑石粉、硅灰石或沉淀硫酸钡中
的两种或多种。
所述增稠剂为纳米气相二氧化硅类或羟乙基纤维素。例如深圳纳诺科技发展有限
公司生产的纳米气相二氧化硅粉体、浙江宇达化工有限公司的纳米气相二氧化硅粉体，也
可以采用亚跨龙的羟乙基纤维素250MBR。
所述流平剂选自交联型有机硅聚醚丙烯酸酯类共聚物、二甲基聚硅氧烷乳液或聚
硅氧烷-聚醚共聚物类。例如罗门哈斯的流平剂RM-2020(聚硅氧烷-聚醚共聚物型)通用性
好，不含APEO，不含有机溶剂。
所述天然中草药精油优选色浅透明，气味清谈的天然中草药精油，购自江西吉安
清源精油公司的产品。
实施例1
1、组分：
巴斯夫苯乙烯-丙烯酸酯乳液ECO502 360g，科宁消泡剂SN-154 2g，科宁消泡剂A-
10 2g，科莱恩防腐剂Nipacide GSF 2g，迪高分散剂TEGO Dispers750W 8g，颜料杜邦金红
石型钛白粉R-706 250g，填料重质碳酸钙100g，填料煅烧高岭土75g，纳诺纳米气相二氧化
硅粉体6g，罗门哈斯流平剂RM-2020 6g，润湿剂LCN088 3g，天然中草药精油30g，水156g。
2、制备方法：
1)将含有遮盖聚合物的水性树脂、天然中草药精油按重量比12：1的比例混合均
匀，加入润湿分散剂，搅拌24小时，使天然中草药精油渗透至水性树脂的纳米空心微球内
部，备用；
2)将水、科莱恩防腐剂Nipacide GSF、迪高分散剂TEGO Dispers750W和科宁消泡
剂A-10混合，搅拌均匀；
3)加入颜料杜邦金红石钛白粉和填料重质碳酸钙和煅烧高岭土，真空状态下高速
分散到50微米以下；
4)加入第一步做的备用混合液，罗门哈斯流平剂RM-2020，纳米气相二氧化硅类，
搅拌均匀，送检。
实施例2
1、组分：
巴斯夫苯乙烯-丙烯酸酯乳液ECO502 300g，科宁消泡剂SN-154 2g，科宁消泡剂A-
10 2g，科莱恩防腐剂Nipacide GSF 2g，迪高分散剂TEGO Dispers750W 8g，颜料杜邦金红
石型钛白粉R-706 250g，填料重质碳酸钙150g，填料煅烧高岭土75g，纳诺纳米气相二氧化
硅粉体6g，罗门哈斯流平剂RM-2020 6g，润湿剂LCN088 3g，天然中草药精油25g，水171g。
2、制备方法：
1)将含有遮盖聚合物的水性树脂、天然中草药精油按重量比12：1的比例混合均
匀，加入润湿分散剂，搅拌23小时，使天然中草药精油渗透至水性树脂的纳米空心微球内
部，备用；
2)将水、科莱恩防腐剂Nipacide GSF、迪高分散剂TEGO Dispers750W和科宁消泡
剂A-10混合，搅拌均匀；
3)加入颜料杜邦金红石钛白粉和填料重质碳酸钙和煅烧高岭土，真空状态下高速
分散到50微米以下；
4)加入第一步做的备用混合液，罗门哈斯流平剂RM-2020，纳米气相二氧化硅类，
搅拌均匀，送检。
实施例3
1、组分：
巴斯夫苯乙烯-丙烯酸酯乳液ECO502 240g，科宁消泡剂SN-154 2g，科宁消泡剂A-
10 2g，科莱恩防腐剂Nipacide GSF 2g，迪高分散剂TEGO Dispers750W 8g，颜料杜邦金红
石型钛白粉R-706 250g，填料重质碳酸钙200g，填料煅烧高岭土75g，纳诺纳米气相二氧化
硅粉体8g，罗门哈斯流平剂RM-2020 6g，润湿剂LCN088 3g，天然中草药精油20g，水188g。
2、制备方法：
1)将含有遮盖聚合物的水性树脂、天然中草药精油按重量比12：1的比例混合均
匀，加入润湿分散剂，搅拌22小时，使天然中草药精油渗透至水性树脂的纳米空心微球内
部，备用；
2)将水、科莱恩防腐剂Nipacide GSF、迪高分散剂TEGO Dispers750W和科宁消泡
剂A-10混合，搅拌均匀；
3)加入颜料杜邦金红石钛白粉和填料重质碳酸钙和煅烧高岭土，真空状态下高速
分散到50微米以下；
4)加入第一步做的备用混合液，罗门哈斯流平剂RM-2020，纳米气相二氧化硅类，
搅拌均匀，送检。
实施例1-3的评价结果
实施例1所得的抗菌内墙水漆的主要质量技术指标如下表(表1)：
表1
实施例2制得抗菌内墙水漆的主要质量技术指标如下表(表2)：
表2
实施例3所得的抗菌内墙水漆的主要质量技术指标如下表(表3)：
表3：
由此可见：采用本发明的抗菌内墙水漆各项性能优异，对有害细菌杀灭功能达到
97％以上，并且具有持久性，具有很好的杀灭有害细菌，防病抗病的功能。
比较例1
除了将含有遮盖聚合物的水性树脂和天然中草药精油的重量比变为1:1以外，以
与上述实施例1相同的方式制备抗菌内墙水漆作为比较例1。
比较例2
除了将遮盖聚合物的水性树脂和天然中草药精油的重量比变为85:1以外，以与上
述实施例1相同的方式制备抗菌内墙水漆作为比较例2。
比较例1-2的评价结果：
比较例1所得的抗菌内墙水漆的主要质量技术指标如下表(表4)：
表4
比较例2制得抗菌内墙水漆的主要质量技术指标如下表(表5)：
表5
通过上述比较例表明当遮盖聚合物的水性树脂和天然中草药精油的重量比在本
申请所述范围之外时或者具有差的涂膜外观，或者具有差的杀菌效果或挥发抑制效果。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描
述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见
的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的
范围。