CN101235238A - 一种环保涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种环保涂料以魔芋葡甘聚糖、卡拉胶、大豆分离蛋白、蔗糖酯、天然色素和水为主要原料，其制备方法包括载体制备、微胶囊制备和环保涂料制备。由于魔芋葡甘聚糖的分子量为几十万至上百万，是生物活性大分子，具有高分子化合物的共性，能吸水、保水、成膜等。它的膨胀系数大，粘性强，可作为良好的墙体涂料，成膜后具有良好的机械强度和拉伸性。通过它与卡拉胶及大豆蛋白复配能形成无毒、高效且拉伸性能好的涂料载体。以魔芋葡甘聚糖+卡拉胶作为微胶囊的壁材，将天然无毒颜料进行包覆，形成粒径为1～10μm的微胶囊，压迫微胶囊，致使颜色均匀稳定涂布。

Description

一种环保涂料及其制备方法

所属领域    本发明涉及一种墙体涂料及其制备方法，特别是一种无公害环保涂料及其制备方法。

背景技术    鉴于传统的涂料对环境和人体健康巨大的负面影响，近些年各种环保涂料新产品的研究倍受关注，环保涂料也成为涂料制造业发展的热点方向之一。环保涂料一般分为高固体分涂料、水基型涂料和粉尘涂料。高固体分涂料是通过提高涂料中固体分含量来减少有机溶剂，或利用其它非挥发性有机化合物(以下简称VOC)的有机溶剂如丙酮等最终达到减少VOC的目的，但是操作复杂，且须严格控制以防有机溶剂挥发引起火灾和爆炸；水基型涂料以水为分散介质，生产能耗大，运输储藏不便；粉尘涂料是粉末状物质，为95％以上固体含量，不含有机溶剂，但是粉尘容易造成空气污染，发生爆炸引起火灾。结合水基型涂料和粉尘涂料的优点制备新型涂料是涂料今后发展的方向。

郭斌等人在《西北轻工业学院学报》发表的“新型环保型建筑涂料的制备”中提出以无机硅胶为主，有机高分子乳液为辅，进行乳液共混，得到一种兼备无机涂料和有机涂料特性的新型建筑外墙涂料，其共混涂料制作过程如下：(1)、将20％-30％的水、消泡剂加入混合罐，开动搅拌，再加入10％-15％的颜料钛白粉(金红石型)和其它填料和分散剂，充分搅拌30min，再通过砂磨机进行研磨至一定细度，倒入调漆罐中。(2)、将28％-37％的硅溶胶和22％-13％的苯丙乳液混合均匀，加入调漆罐中。(3)、将(1)和(2)进行混合，加其余助剂，充分搅拌均匀后过滤，即为成品。具体工艺流程为：(1)硅溶胶、乳液、助剂-→基料配制；(2)颜料、填料、分散剂-→分散；(3)将(1)和(2)混合-→调漆-→过滤-→成品。成品具有优良的抗霉变性、耐水耐碱性及耐候性，但是在制备过程中需要考虑有机高分子与硅溶胶的比例，控制固定的pH值，操作烦琐，而且高分子乳液在搅拌和施涂中会产生气泡，流平性欠佳，且水基涂料不利于运输储藏。

刘品华等人在《新型建筑材料》发表的“有机无机复合微乳胶囊内墙涂料的开发研究”中提出了将涂料制成微胶囊的形式来解决有机无机复合涂料的流平性问题。以聚乙烯醇(PVA)为基料，针对Ca(OH)₂能被脂肪酸、AES(阴离子表面活性剂)和OP-10(乳化剂)作用，采用液态介质熔化分散有机无机复合技术，制得复合微乳胶囊。有机无机复合微乳胶囊内墙涂料的生产工艺流程为氧化钙消化→有机无机微孔胶囊的制备→(颜料磨细加入)分散处理→(加入PVA)搅拌均匀→(加入消泡剂)低速搅拌→过滤→成品。所制得的涂料施工方面，可滚涂、刷涂、喷涂，流平性好，无VOC、甲醛、重金属离子，具有环保特点，但是该涂料有一个后期成膜的过程，主要是氢氧化钙的碳化硬化，通过吸收空气中的CO₂生成碳酸钙晶体或是互相共生相粘结而形成紧密涂膜组织结构，阻碍了CO₂向内层的渗透，因此后期成膜过程极其缓慢，大约需要60天以上的时间才能转化完全和成膜固化完全。固化时间过长，使用受到限制。

发明内容    本发明的目的是以魔芋葡甘聚糖(以下简称KGM)为主要原料，结合水基型涂料和粉尘涂料的优点，制备无毒且性能良好的环保涂料。

本发明的一种环保涂料的制备方法包括：载体制备、微胶囊制备和环保涂料制备。具体包括以下步骤：

(1)载体制备：先将NaOH加入水中，使pH值为10～10.5；按原料与水的重量百分比为KGM 1％～2％、卡拉胶0.5％～1％、大豆分离蛋白0.5％～1％、蔗糖酯0.2％，边搅拌边加入KGM、卡拉胶、大豆分离蛋白和蔗糖酯，搅拌均匀后制得涂料载体；

(2)微胶囊制备：先将NaOH加入水中，使pH值为10～10.5；边搅拌边加入KGM和卡拉胶，再加入天然色素，搅拌均匀后喷雾干燥，得微胶囊；所述KGM和卡拉胶的添加量，按KGM与水的重量百分比为1％～1.5％加入KGM，按卡拉胶与KGM的重量比为5～6∶1～2加入卡拉胶；所述天然色素的添加量为KGM重量的3％～4％；

(3)环保涂料制备：将步骤(1)和(2)所得的涂料载体和微胶囊按重量比为1∶1混合搅拌均匀，即为环保涂料。

利用本发明的方法制得的涂料具有良好的拉伸性和附着性，最重要的是由于所有的原料均来自天然提取物或产物，因此与化学涂料相比，具有无毒、对人体健康危害小的特点。由于KGM的分子量为几十万至上百万，是生物活性大分子，具有高分子化合物的共性，能吸水、保水、成膜等。它的膨胀系数大(80～100倍)，粘性强(8～20帕秒)，可作为良好的墙体涂料，成膜后具有良好的机械强度和拉伸性。通过它与卡拉胶及大豆蛋白复配能形成无毒、高效且拉伸性能好的涂料载体。以KGM+卡拉胶作为微胶囊的壁材，将天然无毒颜料进行包覆，形成粒径为1～10μm的微胶囊，压迫微胶囊，致使颜色均匀稳定涂布。并且由于KGM、卡拉胶及大豆蛋白经研究表明均为无毒可食性材料，由此可制作出安全无毒的环保墙体涂料。

具体实施例    为了充分公开本发明的一种环保涂料及其制备方法，以下结合实施例加以说明。

实施例一：一种环保涂料的制备方法，包括以下步骤：

①涂料载体制备：先将NaOH加入100公斤的水中，使pH值为10.5；再边搅拌边加入KGM1.5公斤、卡拉胶0.5公斤、大豆分离蛋白0.5公斤和蔗糖酯0.2公斤，搅拌均匀；

②微胶囊制备：先将NaOH加入100公斤的水中，使pH值为10.5；再边搅拌边加入KGM1.5公斤，再加入卡拉胶3公斤，搅拌30min，然后添加色素辣椒红0.6公斤，搅拌均匀后，喷雾干燥；

③环保涂料制备：按照每100公斤的微胶囊与100公斤的涂料载体混合方法，将二者搅拌均匀即可。如需不同颜色的涂料，可采用不同颜色的天然色素。

运用此方法制得的环保涂料，具有无毒、环保且高效的优点。同时涂料载体和微胶囊可以分别运输贮藏，使用时再按比例混合，操作方便。此外，由于KGM对pH值的变化反应敏感，将有可能用于需要检测pH值的场合使用，可广泛应用于墙体装饰。

Claims (2)

1、一种环保涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)载体制备：先将NaOH加入水中，使pH值为10～10.5；按原料与水的重量百分比为KGM 1％～2％、卡拉胶0.5％～1％、大豆分离蛋白0.5％～1％、蔗糖酯0.2％，边搅拌边加入KGM、卡拉胶、大豆分离蛋白和蔗糖酯，搅拌均匀后制得涂料载体；

(2)微胶囊制备：先将NaOH加入水中，使pH值为10～10.5；边搅拌边加入KGM和卡拉胶，再加入天然色素，搅拌均匀后喷雾干燥，得微胶囊；所述KGM和卡拉胶的添加量，按KGM与水的重量百分比为1％～1.5％加入KGM，按卡拉胶与KGM的重量比为5～6∶1～2加入卡拉胶；所述天然色素的添加量为KGM重量的3％～4％；

(3)环保涂料制备：将步骤(1)和(2)所得的涂料载体和微胶囊按重量比为1∶1混合搅拌均匀，即为环保涂料。

2、由权利要求1的方法制备的环保涂料。