CN102532336B - 改性植物胶及其制备方法，以及该改性植物胶在乳胶漆制备中的用途 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改性植物胶及其制备方法，所述制备方法包含以下步骤：a、升温去离子水至80-85℃，随后投入植物胶使其溶解；b、投入植物胶后1小时，加入有机硅单体、催化促进剂和植物单体，并升温至220-240℃，随后恒温4.5-5.5小时；c、调节Ph值至6-7；其中，上述各步骤的物料的用量按重量份数计算分别为：水300份，植物胶150-180份，有机硅单体35-40份，植物单体25份，催化促进剂0.5-0.8份；所述植物单体为与植物胶相应的植物单体。由该制备方法制得的改性植物胶的外观为乳白色液体，固含量为45-48%，Ph值为6-7，使用涂-4杯测得的粘度为16-20s。本发明还公开了该改性植物胶在乳胶漆制备中的用途。
Description
技术领域
本发明涉及一种植物胶，特别涉及一种改性植物胶；本发明还涉及该改性植物胶的制备方法以及该改性植物胶在乳胶漆制备中的用途。
背景技术
水性树脂在国内外使用已经有20多年的历史，但许多都是运用石油下游单体进行合成，使其整个树脂的分子链上嫁接上亲水性基团，能与水混容，从而用水代替有机溶剂的使用，例如常见的丙烯酸乳液。由于原料是石油的下游产品，因而水性树脂产业受石油因素的影响很明显。
为了能够找到某种产品能够降低水性涂料对石油产品的依赖，同时降低产品的材料成本，发明人进行了一系列的尝试，这其中包括了将可再生植物胶运用于水性涂料的尝试。
植物胶是一种天然植物胶，包含田菁胶、瓜尔胶、胡麻胶、香豆胶等。植物胶的主要成分有：半乳甘露聚糖、蛋白质、纤维素、水分、Ca和Mg等，其中的半乳甘露聚糖，是一种包含了甘露糖主链与半乳糖支链的多糖。众所周知的，植物胶的热稳定性、水溶性、流变性、增稠性、耐盐性、耐酸碱性都很好，但其储存稳定性、成膜性、粘结牢固性、耐刷洗性等方面存在一定的缺陷，将植物胶运用于水性涂料时，需要进行改性才能达到乳液型水性涂料产品的性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于：提供一种改性植物胶及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明的改性植物胶的制备方法采用的技术方案为：
改性植物胶，其制备方法包含如下步骤：
a) 升温去离子水至80-85℃，随后投入植物胶使其溶解；
b) 投入植物胶后1小时，加入有机硅单体、催化促进剂和植物单体，并升温至220-240℃，随后恒温4.5-5.5小时；
c) 调节Ph值至6-7；
其中，上述各步骤的物料的用量按重量份数计算分别为：水300份，植物胶150-180份，有机硅单体35-40份，植物单体25份，催化促进剂0.5-0.8份；所述植物单体为与植物胶相应的植物单体。
优选作为原料的植物胶选自田菁胶、瓜尔胶、胡麻胶以及香豆胶中的任一种。
优选上述有机硅单体选自甲基氯硅烷、苯基氯硅烷、甲基乙烯基氯硅烷、乙基三氯硅烷、丙基三氯硅烷、乙烯基三氯硅烷以及γ-氯丙基三氯硅烷中的任一种。
进一步优选所述植物单体为粉末。
本发明要提供的根据上述制备方法制得的改性植物胶具有如下性质：
外观：乳白色液体；
固含量：45-48%；
Ph值：6-7；
粘度：16-20s（涂-4杯）。
除此之外，该改性植物胶还有如下性质：钙离子稳定性合格，耐刷洗性能表现良好，成膜性能表现良好。
本发明还涉及上述改性植物胶在乳胶漆制备中的用途。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的优选实施方式进行进一步的说明。
首先对本说明书中提及的钙离子稳定性的检测方法进行说明，所述检测方法采用的是如下步骤：
在10ml试管中加入5ml的改性植物胶，然后加入1ml 5wt%的氯化钙溶液，摇匀静置，在1小时、24小时后观察，如发现分层，沉淀絮凝等现象为不合格，反之则为合格。
另外需要说明的是，下述的百分比含量均为重量百分比。
实施例1：
以瓜尔胶为原料制备改性植物胶。
按以下步骤制备改性植物胶：
a) 升温300g去离子水至80℃，随后投入150g瓜尔胶使其溶解；
b) 投入瓜尔胶后1小时，加入35g甲基氯硅烷、0.5g催化促进剂和25g瓜尔豆单体，并升温至220℃，随后恒温4.5小时；
c) 调节Ph值至6。
本实施例产物的改性植物胶具有如下性质：
外观：乳白色液体；
固含量：45%；
Ph值：6；
粘度：20s（涂-4杯）；
钙离子稳定性：合格；
耐刷洗性能：良好；
成膜性能：良好。
实施例2：
以香豆胶为原料制备改性植物胶。
按以下步骤制备改性植物胶：
a) 升温300g去离子水至85℃，随后投入180g香豆胶使其溶解；
b) 投入香豆胶后1小时，加入35g丙基三氯硅烷、0.8g催化促进剂和25g香豆单体，并升温至240℃，随后恒温5.5小时；
c) 调节Ph值至7。
本实施例产物的改性植物胶具有如下性质：
外观：乳白色液体；
固含量：48%；
Ph值：7；
粘度：16s（涂-4杯）；
钙离子稳定性：合格；
耐刷洗性能：良好；
成膜性能：良好。
作为原料的植物胶的优选示例，除了实施例1、2提及的瓜尔胶和香豆胶之外，还可以是田菁胶或胡麻胶。
另外，实施例1中的甲基氯硅烷可替换为实施例2中的丙基三氯硅烷，反之也可。从而作为一种概括，只要是有机硅单体均可解决本发明要解决的技术问题。也就是说，除了甲基氯硅烷和丙基三氯硅烷之外，还可选用苯基氯硅烷、甲基乙烯基氯硅烷、乙基三氯硅烷、乙烯基三氯硅烷以及γ-氯丙基三氯硅烷中的任一种。
实施例3：
实施例3是将实施例1制得的改性植物胶进行乳胶漆制备。
根据表1中指定的组分及含量，按照下述步骤制备乳胶漆：
1） 将三聚磷酸盐水溶液、羟乙基纤维素和氨水投入去离子水中，充分搅拌达到均匀粘稠液体；
2） 依次投入助剂、颜料和填料；其中所述助剂包含：5040分散剂、AMP-95多功能助剂、309A消泡剂，所述颜料包含：钛白粉、立德粉，所述填料包含：超细重钙、滑石粉、轻钙；
3） 对物料进行充分搅拌，并研磨至细度小于80μm；
4） 加入实施例1制得的改性植物胶并搅拌；
5） 加入成膜助剂，并利用氨水调整Ph值至8-9；
6） 在转速小于800转/分的条件下进行充分搅拌；
7） 投入增稠剂调节粘度；
8） 加入防霉剂后调色，制板。
表1
| 组分 | 百分含量（单位：%） | 备注 |
| 去离子水 | 25.00 | |
| 10%三聚磷酸盐溶液 | 1.10 | |
| 羟乙基纤维素 | 0.10 | 30000s |
| 5040分散剂 | 0.10 | 深圳海川化工公司 |
| AMP-95多功能助剂 | 0.10 | 美国安格斯公司 |
| 309A消泡剂 | 0.10 | 深圳海川化工公司 |
| 钛白粉 | 17.00 | 金红石型 |
| 立德粉 | 5.00 | 800目 |
| 超细重钙 | 8.00 | 800目 |
| 滑石粉 | 5.00 | 800目 |
| 轻钙 | 5.00 | 800目 |
| 改性植物胶 | 32.00 | 实施例1制得 |
| 成膜助剂 | 1.00 | 伊斯曼化工 |
| 氨水 | 0.20 | |
| 增稠剂 | 0.20 | 深圳海川化工公司 |
| 防霉剂 | 0.10 | 深圳海川化工公司 |
实施例4：
重复实施例3，区别在于将实施例1制得的改性植物胶替换为实施例2制得的改性植物胶。
实施例5：
对实施例3、实施例4制得的乳胶漆进行涂料产品的颜色混溶性实验，得到的实验结果参见表2：
表2
| 颜色 | 实施例3 | 实施例4 |
| 酞青蓝深色 | 良好 | 良好 |
| 酞青绿深色 | 良好 | 良好 |
| 碳黑 | 良好 | 良好 |
| 有机红 | 良好 | 良好 |
| 黄色 | 良好 | 良好 |
由上述试验结果可以得出，本发明的改性植物胶可以很好的适用于水性涂料领域。
实施例6：
对实施例5的颜色混溶实验的乳胶漆产品进行乳胶漆稳定性试验，储存容器为玻璃瓶，分别为两个月的稳定性试验数据及半年的稳定性试验数据。其中，两个月的稳定性试验数据参见表3：
表3
| 颜色 | 实施例3 | 实施例4 |
| 酞青蓝深色 | 分层、轻微絮凝 | 分层、轻微絮凝 |
| 酞青绿深色 | 分层、轻微絮凝 | 分层、轻微絮凝 |
| 碳黑 | 良好 | 良好 |
| 有机红 | 良好 | 良好 |
| 黄色 | 良好 | 良好 |
半年的稳定性试验数据参见表4：
表4
| 颜色 | 实施例3 | 实施例4 |
| 酞青蓝深色 | 分层、轻微絮凝 | 分层、轻微絮凝 |
| 酞青绿深色 | 分层、轻微絮凝 | 分层、轻微絮凝 |
| 碳黑 | 良好 | 良好 |
| 有机红 | 良好 | 良好 |
| 黄色 | 良好 | 良好 |
由上述实验结果可以得知，在配置有机深颜色时（例如酞青蓝深色和酞青绿深色），其稳定性试验中出现了分层及轻微絮凝的现象，但配置其他颜色时（例如碳黑、有机红、黄色），均未出现这类问题。
另外，在乳胶漆的稳定性方面，发明人通过实验发现，改性植物胶制备的乳胶漆在存储6个月后的稳定性明显的受到助剂的影响，一些碱溶胀的助剂由于碱离子的挥发会导致乳胶漆出现分层现象。
上面结合具体实施方式对本发明做了详细的说明，但本发明并不限于此，任何本技术领域的技术人员在所具备的知识范围内，在不违背本发明宗旨的前提下，可以对其作出各种变形与修改。
Claims (5)
1.改性植物胶的制备方法，其特征在于包含如下步骤：
升温去离子水至80-85℃，随后投入植物胶使其溶解；
投入植物胶后1 小时，加入有机硅单体、催化促进剂和植物单体，并升温至220-240℃，
随后恒温4.5-5.5 小时；
调节pH值至6-7 ；
其中，上述各步骤的物料的用量按重量份数计算分别为：水300 份，植物胶150-180 份，
有机硅单体35-40 份，植物单体25 份，催化促进剂0.5-0.8 份；所述植物单体为与植物胶相应的植物单体；
投入的有机硅单体选自甲基氯硅烷、苯基氯硅烷、甲基乙烯基氯硅烷、乙基三氯硅烷、丙基三氯硅烷、乙烯基三氯硅烷以及γ- 氯丙基三氯硅烷中的任一种。
2.根据权利要求1 所述的改性植物胶的制备方法，其特征在于：投入的植物胶选自田菁胶、瓜尔胶、胡麻胶以及香豆胶中的任一种。
3.根据权利要求1-2 任一项所述的的制备方法，其特征在于：所述植物单体为粉末。
4.根据权利要求1-2任一项所述改性植物胶的制备方法制得的改性植物胶，其特征在于：所述改性植物胶具有如下性质：
外观：乳白色液体；
固含量：45-48% ；
pH值：6-7 ；
粘度：16-20s ；
所述粘度是使用涂-4 杯测量得出的。
5.根据权利要求4所述的改性植物胶在乳胶漆制备中的用途。
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