脲醛树脂包覆芦荟大黄素微胶囊的制备及涂饰性能研究

木材是家具生产制造中最常见的天然材料之一,密度板作为一种人造板材,可以节省资源,因此被广泛用于家具制造。但密度板易吸湿,造成发霉和滋生细菌。木质产品表面常涂覆涂层来对基材进行保护,常用的水性涂料具有绿色环保的优点,但抗菌性还需提高。随着科技的进步,人们对水性涂料的功能提出了更高的标准,这要求我们对水性涂料进行开拓性研究。芦荟大黄素是一种具备抗菌性的天然材料,本研究将微胶囊技术和芦荟大黄素的天然抗菌性结合起来,制备抗菌微胶囊,将其添加至水性涂料中,制备成漆膜,并涂饰于中密度纤维板表面,提升涂层的抗菌能力,达到更好地保护涂层和中纤板基材的目的。本文优化制备芦荟大黄素微胶囊的工艺,选择三种不同乳化剂,探究乳化剂种类和微胶囊添加量对漆膜和中纤板表面涂层理化和抗菌性能的影响。将抗菌微胶囊与光致变色微胶囊、自修复微胶囊相结合,研究复合使用多种功能性的微胶囊对中纤板表面性能的影响,丰富木材表面水性涂料的功能。主要研究结果如下:(1)以脲醛树脂为壁材,芦荟大黄素为芯材,通过原位聚合法制备抗菌微胶囊。正交试验和单因素试验得出芦荟大黄素微胶囊的最佳制备工艺为:甲醛和尿素的摩尔比为1.2:1,芯材与壁材的质量比为1:15,微胶囊化的反应温度为50℃,微胶囊化的搅拌速度为600 rpm。添加微胶囊的漆膜性能优于直接添加芯材的漆膜,随着微胶囊含量的增加,漆膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率都逐Resting-state EEG biomarkers渐提升,最高分别可达到83.6%和81.6%,漆膜色差增大,光泽度降低,透光率降低,抗拉性能降低,断裂伸长率降低,粗糙度上升。当微胶囊含量为6.0%时,漆膜综合性能较好。(2)为探究乳化剂对微胶囊制备结果的影响,选择使用SDBS、OP-10、TWEEN-80这三种乳化剂来探究最优的种类和浓度。得到结果为:3.0%的浓度较优。添加这三种乳化剂制备的微胶囊的漆膜性能各有优劣,对大肠杆菌的抗菌率最高分别可达77.1%、55.4%和65.9%,对金黄色葡萄球菌的抗菌率最高分别可达72.1%、63.9%和60.7%。其中添加SDBS为乳化剂制备的微胶囊的漆膜的抗菌性略高于其他两组。随着微胶囊含量的添加,三组漆膜色差增大,光泽度降低,透光率降低,粗糙度上升。(3)为探究微胶囊对木材表面水性涂层的影响,将分别以3.0%浓度的SDBS、OP-10、TWEEN-80乳化剂制备出的三种微胶囊加入到水性涂料中,涂覆在中密度纤维板上,对三组涂层进行测试和分析。三组涂层的抗菌性都随着添加含量的提升而升高,selleck NMR添加以SDBS为乳化剂的微胶囊的中纤板表面涂层对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率为三组中最高,分别可达74.1%和66.0%,该组涂层硬度较高,粗糙度低,综合性能最优。OP-10为乳化剂的这组涂层抗菌率分别可达70.0%和62.8%,TWEEN-80为乳化剂的这组涂层抗菌率分别可达67.0%和61.9%。(4)为拓展功能性微胶囊与水性涂料相结合的研究,将以3.0%浓度的SDBS为乳化剂的制备的抗菌微胶囊、自修复微胶囊和光致变色微胶囊以单独添加和复合添加的方式加入到水性涂料中,涂覆在中纤板上,分析涂层的各项性能。从抗菌效果来看,变色微胶囊对抗菌性的负面影响很小,可以和抗菌微胶囊复合使用,对大Docetaxel作用肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率分别为55.6%和51.9%。自修复微胶囊对抗菌性的负面影响很大,抗菌率分别为35.7%和15.4%,不适宜与抗菌微胶囊复合使用。从变色效果来看,自修复微胶囊的加入可以加快涂层变色速度,使变色效果更优异,抗菌微胶囊的加入略减慢了变色速度,变色效果稍有减弱。这两种微胶囊都可以和变色微胶囊复合使用。从自修复效果来看,抗菌微胶囊和变色微胶囊对自修复微胶囊的自修复能力都有所减弱,涂层划痕的宽度变化率从21.88%分别降至14.76%和17.56%,但与未添加微胶囊的涂层相比,自修复能力仍有所提高。