CN108300328A - 一种生物基水性涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物基水性涂料，按重量百分数比由以下组分制成：天然成膜物质8～70％；颜料0～40％；填料0～65％；改性木粉8～40％；增稠剂0.2～1.0％；催干剂0～2％；消泡剂0.1～0.4％；润湿剂0.1～0.25％；分散剂0.5～1.2％；水8～20％。本发明的生物基涂料在耐水、低温稳定性及施工性能等指标上符合相关国家标准，具有无毒、零VOC，不含重金属等优点，对于减少石油资源依赖及环境保护等方面具有重要意义。本发明还公开了一种生物基水性涂料的制备方法。

Description

一种生物基水性涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料领域，特别是涉及一种生物基水性涂料，另外还涉及一种生物基水性涂料的制备方法。

背景技术

由于石油资源的日渐枯竭，以石油为原材料的油漆和涂料及油墨不但消耗宝贵的石油资源，而且向空气中排放大量的有害溶剂气体，发展环境友好型涂料就成为重中之重，尤其是水性涂料，就成为涂料的主要发展方向。但水性涂料仍使用以石油单体为原材料的合成乳液，寻找替代石油的其他资源作为合成高分子材料的原料来源变得越来越重要，得到替代传统的石油产品对于环保和节约石油资源都具有重要的意义。在使用普通水性涂料中还需要一定的溶剂，并且废漆膜不能生物降解，这样对环境和人体还是带来很大的伤害。

采用天然成膜物质和天然纤维填料开发出具有真正意义上的环保型涂料，该涂料不但对居住着没有伤害，而且对环境也具有长期的无害性。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是克服上述问题，提供一种生物基涂料，能在较低的温度下，通过改性剂之间、改性剂与基质沥青之间的化学反应形成桥连结构，增强改性剂与基质沥青之间的相容性，从而有效避免了高粘高弹沥青在储存过程中的离析问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种生物基水性涂料，按重量百分数比由以下组分制成：天然成膜物质8～70％；颜料0～40％；填料0～65％；改性木粉8～40％；增稠剂0.2～1.0％；催干剂0～2％；消泡剂0.1～0.4％；润湿剂0.1～0.25％；分散剂0.5～1.2％；水8～20％。

优选地，所述颜料为金红石型钛白粉、锐钛型钛白粉或立德粉中的一种或多种。

优选地，所述填料为硫酸钡、重钙、轻钙、滑石粉、高岭土、云母粉、硅灰石或碳酸镁中的一种或多种。

优选地，所述分散剂为聚羧酸盐分散剂、胺盐分散剂、钠盐分散剂、磷酸盐分散剂或高分子分散剂中的一种或多种。

优选地，所述消泡剂为为矿物油、聚醚类消泡剂、有机硅或聚醚改性有机硅类消泡剂中的一种或多种。

优选地，所述增稠剂为疏水改性聚丙烯酸碱溶胀型、羟乙基纤维素醚、聚氨酯型或无机增稠剂中的一种或多种。

优选地，所述催干剂为金属催干剂，包括铁、锰、钙、钴、锌中的一种或多种。

另外，本发明还提供一种上述的生物基水性涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)按重量百分比称取各原料，8～70％的天然成膜物质；0～40％的颜料；0～65％的填料；8～40％的改性木粉；0.2～1.0％的增稠剂；0～2％的催干剂；0.1～0.4％的消泡剂；0.1～0.25％的润湿剂；0.5～1.2％的分散剂；8～20％的水；

(2)在水中依次加入润湿剂、分散剂及消泡剂，以3～5m/s的速度搅拌均匀后缓慢加入颜料，然后再以20～25m/s的速度分散或砂磨颜填料细度至小于50μm；

(3)在6～10m/s的搅拌速度下，在步骤(2)所得的分散浆中依次加入水、填料、改性木粉、消泡剂、防腐剂及天然成膜物质，然后加入增稠剂并调整浆料的旋转粘度为6×10⁴～14×10⁴mPa·s，从而得到生物基水性涂料。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明引入改性木粉和天然乳液作为水性涂料的制备原料之一，由于改性木粉和天然乳液均具有可再生性和环保性，能够有效替代传统的石油单体产品原料，本发明的生物基涂料在耐水、低温稳定性及施工性能等指标上符合相关国家标准，具有无毒、零VOC，不含重金属等优点，对于减少石油资源依赖及环境保护等方面具有重要意义。

具体实施方式

本发明提供一种生物基水性涂料，按重量百分数比由以下组分制成：天然成膜物质8～70％；颜料0～40％；填料0～65％；改性木粉8～40％；增稠剂0.2～1.0％；催干剂0～2％；消泡剂0.1～0.4％；润湿剂0.1～0.25％；分散剂0.5～1.2％；水8～20％。

其中，颜料为金红石型钛白粉、锐钛型钛白粉或立德粉中的一种或多种。

其中，填料为硫酸钡、重钙、轻钙、滑石粉、高岭土、云母粉、硅灰石或碳酸镁中的一种或多种。

其中，分散剂为聚羧酸盐分散剂、胺盐分散剂、钠盐分散剂、磷酸盐分散剂或高分子分散剂中的一种或多种。

其中，消泡剂为为矿物油、聚醚类消泡剂、有机硅或聚醚改性有机硅类消泡剂中的一种或多种。

其中，增稠剂为疏水改性聚丙烯酸碱溶胀型、羟乙基纤维素醚、聚氨酯型或无机增稠剂中的一种或多种。

其中，催干剂为金属催干剂，包括铁、锰、钙、钴、锌中的一种或多种。

本发明还提供一种上述生物基水性涂料的制备方法，包括如下步骤：

(1)按重量百分比称取各原料，8～70％的天然成膜物质；0～40％的颜料；0～65％的填料；8～40％的改性木粉；0.2～1.0％的增稠剂；0～2％的催干剂；0.1～0.4％的消泡剂；0.1～0.25％的润湿剂；0.5～1.2％的分散剂；8～20％的水；

(2)在水中依次加入润湿剂、分散剂及消泡剂，以3～5m/s的速度搅拌均匀后缓慢加入颜料，然后再以20～25m/s的速度分散或砂磨颜填料细度至小于50μm；

(3)在6～10m/s的搅拌速度下，在步骤(2)所得的分散浆中依次加入水、填料、改性木粉、消泡剂、防腐剂及天然成膜物质，然后加入增稠剂并调整浆料的旋转粘度为6×10⁴～14×10⁴mPa·s，从而得到生物基水性涂料。

下列通过给出的本发明的具体实施例及对比例将进一步清楚地了解本发明，但它们不是对本发明的限定。

其中，本发明实施例生物基水性涂料的性能检测指标：容器中状态、漆膜外观、施工性能、低温稳定性测试方法采用国家标准《合成树脂乳液内墙涂料》(GB/T9756-2009)所规定的标准；耐水性测试方法采用国家标准《漆膜耐水性测定法》(GB/T1733-1993)所规定的标准；甲醛、VOC、铅Pb、镉Cd、铬Cr、汞Hg测试方法采用国家标准《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》(GB/T 18582-2008)所规定的标准。

实施例1

在适量的水中依次加入1～10组分，以3～5m/s的速度搅拌均匀后缓慢加入颜料，然后再以20～25m/s的速度分散或砂磨颜填料细度至小于50μm；

在6～10m/s的搅拌速度下，在步骤(2)所得的分散浆中依次加入剩余的水及11～14组分，然后加入15～18组分并调整浆料的旋转粘度为6×10⁴～14×10⁴mPa·s，从而得到生物基水性涂料。

所得的生物基水性涂料的性能指标如表1所示：

表1

实施例2

在适量的水中依次加入1～10组分，以3～5m/s的速度搅拌均匀后缓慢加入颜料，然后再以20～25m/s的速度分散或砂磨颜填料细度至小于50μm；

在6～10m/s的搅拌速度下，在步骤(2)所得的分散浆中依次加入剩余的水及11～14组分，然后加入15～18组分并调整浆料的旋转粘度为6×10⁴～14×10⁴mPa·s，从而得到生物基水性涂料。

所得的生物基水性涂料的性能指标如表2所示：

表2

实施例3

在适量的水中依次加入1～9组分，以3～5m/s的速度搅拌均匀后缓慢加入颜料，然后再以20～25m/s的速度分散或砂磨颜填料细度至小于50μm；

在6～10m/s的搅拌速度下，在步骤(2)所得的分散浆中依次加入剩余的水及10～12组分，然后加入13～16组分并调整浆料的旋转粘度为6×10⁴～14×10⁴mPa·s，从而得到生物基水性涂料。

所得的生物基水性涂料的性能指标如表3所示：

表3

如表1～表3所示，实施例1～实施例3所得的生物基涂料在容器中状态、漆膜外观、施工性能、低温稳定性测试方法采用国家标准《合成树脂乳液内墙涂料》(GB/T9756-2009)所规定的技术要求。在耐水性符合国家标准《漆膜耐水性测定法》(GB/T1733-1993)所规定的标准；在甲醛、VOC、铅Pb、镉Cd、铬Cr、汞Hg含量上低于国家标准《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》(GB/T 18582-2008)所规定的要求。

区别于现有技术的情况，本发明引入改性木粉和天然乳液作为水性涂料的制备原料之一，由于改性木粉和天然乳液均具有可再生性和环保性，能够有效替代传统的石油单体产品原料，本发明的生物基涂料在耐水、低温稳定性及施工性能等指标上符合相关国家标准，具有无毒、零VOC，不含重金属等优点，对于减少石油资源依赖及环境保护等方面具有重要意义。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种生物基水性涂料，其特征在于，按重量百分数比由以下组分制成：

2.根据权利要求1所述的生物基水性涂料，其特征在于，所述天然成膜物质为乳液。

3.根据权利要求1所述的生物基水性涂料，其特征在于，所述颜料为金红石型钛白粉、锐钛型钛白粉或立德粉中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的生物基水性涂料，其特征在于，所述填料为硫酸钡、重钙、轻钙、滑石粉、高岭土、云母粉、硅灰石或碳酸镁中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的生物基水性涂料，其特征在于，所述分散剂为聚羧酸盐分散剂、胺盐分散剂、钠盐分散剂、磷酸盐分散剂或高分子分散剂中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的生物基水性涂料，其特征在于，所述消泡剂为为矿物油、聚醚类消泡剂、有机硅或聚醚改性有机硅类消泡剂中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的生物基水性涂料，其特征在于，所述增稠剂为疏水改性聚丙烯酸碱溶胀型、羟乙基纤维素醚、聚氨酯型或无机增稠剂中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的生物基水性涂料，其特征在于，所述催干剂为金属催干剂，包括铁、锰、钙、钴、锌中的一种或多种。

9.一种根据权利要求1-8任一项所述的生物基水性涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)按重量百分比称取各原料，8～70％的天然成膜物质；0～40％的颜料；0～65％的填料；8～40％的改性木粉；0.2～1.0％的增稠剂；0～2％的催干剂；0.1～0.4％的消泡剂；0.1～0.25％的润湿剂；0.5～1.2％的分散剂；8～20％的水；

(2)在水中依次加入润湿剂、分散剂及消泡剂，以3～5m/s的速度搅拌均匀后缓慢加入颜料，然后再以20～25m/s的速度分散或砂磨颜填料细度至小于50μm；

(3)在6～10m/s的搅拌速度下，在步骤(2)所得的分散浆中依次加入水、填料、改性木粉、消泡剂、防腐剂及天然成膜物质，然后加入增稠剂并调整浆料的旋转粘度为6×10⁴～14×10⁴mPa·s，从而得到生物基水性涂料。