CN101768411A - 一种快干生漆的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于涂料的化学处理领域，特别涉及一种快干生漆的制备方法。本发明的目的是针对现行的生漆的调制方法不足进行改进，提供一种高质量的快干生漆，本发明一种快干生漆的制备方法在生漆液与有机硅、固体纳米二氧化硅和硅溶胶中一种或几种反应制得。有机硅、固体纳米二氧化硅或硅溶胶在生漆液中添加总量为生漆液质量的1-15％(w/w)。本发明的有益效果是由于采用可再生资源生漆液制备，无挥发性有机溶剂，环保无污染，安全无毒，可替代合成涂料应用于工业和居民日常生活之中。

Description

一种快干生漆的制备方法

技术领域

本发明属于涂料的化学处理领域，特别涉及一种快干生漆的制备方法。

背景技术

生漆是我国的一种特产资源，素有“涂料之王”的美称。生漆漆膜坚硬、耐热、耐腐蚀，从7000年前的古墓中出土的漆器仍完好无损。但它也存在一些缺点，如耐碱性，耐候性差，对金属附着力不好，生漆的漆酚类物质易造成人体皮肤过敏，而在实际应用中生漆还必须在特定的温湿条件下(相对湿度70％-90％，温度25-35℃)才能干燥，这更成了生漆推广应用的瓶颈，因此，在不影响生漆特有性能的基础上解决生漆的快干问题一直是生漆应用研究领域的重要内容。

三原一幸等人(日本公开特许公报，昭59-76580)采用短时间紫外光光照以及在含低浓度臭氧的空气中短期放置，使漆膜干燥速度加快。试验在温度20℃，相对湿度80％条件下，漆膜干燥时间较之传统的方法缩短近1/2，且漆膜性能保持优异。这些都严重地限制了它的应用范围。

陆蓉等人(Progress in Organic Coatings，2004，51，238-243)利用Kurome过程重复数次处理漆树液使漆酚初步聚合，生漆中的乳液胶束尺寸也由10μm降至1μm，所得漆液的干燥时间和原始生漆相比在温度20℃，相对湿度40-50％，55-65％或65-75％条件下干燥速度大大加快，并且湿度越大干燥速度越快。

近年来，纳米材料正逐渐成为功能材料领域里的研究热点，它具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应和一些奇异的光、电、磁、力学等性能，从而在涂料中的应用已引起广泛关注。漆酚、有机硅和纳米二氧化硅各具有特殊的性能和结构，用化学的方法将它们联系起来加以研究，可以来寻求制备快干漆的最佳方案。

林金火，胡丙环在“生漆/无机纳米杂化材料”(中国生漆，2001，2，29-30)一文中提到了无机纳米粒子和漆酚或漆酚聚合体的作用，主要阐述了纳米TiO₂和漆酚的作用，其可提高复合膜的热稳定性、物理机械性能和抗化学介质腐蚀性，没有涉及生漆的快干内容。

中国发明专利，一种生漆及其制备方法(CN100345925C)提及采用精制生漆(水分含量在2-5％w/w)、无机纳米材料、颜料填料、偶联剂、稀释剂、固化剂、催干剂等原料来制备涂料，该涂料具有良好的耐候性能，在抗老化尤其在紫外线引起的光老化方面效果显著且涂料色泽光艳、耐磨性好、附着率好等，所用无机纳米材料为纳米TiO₂和纳米SiO₂的混合物。该专利原料不是采用含水高的漆树液，故漆液的干燥主要是催干剂的催干而不是生漆中漆酶的作用，所得漆膜的结构和原始生漆差异很大，此外该专利也没有涉及有机硅和硅溶胶，其目的也不是解决生漆快干问题。

陈博，杜予民，杨建红等人，漆酚缩醛环氧清漆/纳米TiO₂新型复合材料的制备及性能，武汉大学学报(理学版)，2005，51(4)，439-442报道了漆酚缩醛环氧清漆和纳米TiO₂复合可使涂料耐温、耐碱及机械性能得到很大提高，当TiO₂含量为4-5％时，与未加纳米TiO₂的漆酚缩醛环氧清漆相比，耐碱能力提高56.7％，最高耐受温度提高50℃。

目前，尚未发现关于利用有机硅、纳米SiO₂或硅溶胶和漆酶协同来促进天然生漆(含水10-40％)干燥方面的研究和专利文献。

发明内容

本发明的目的是针对现行的生漆的调制方法不足进行改进，提供一种高质量的杂化涂料，在干燥时间和机械性能方面有较大提高。

本发明所述的快干生漆，其既利用生漆中漆酶的氧化成膜干燥作用，也利用有机硅、纳米二氧化硅或硅溶胶的促干作用，其干燥是二者的协同作用的结果。

本发明的目的是这样实现的：一种快干生漆的制备方法，其特征在于由生漆液与有机硅、固体纳米二氧化硅和硅溶胶中一种或几种反应制得。

本发明的快干生漆的制备方法中生漆液为从漆树上收集的原始漆树液，含水分10-40％(w/w)；纳米二氧化硅也包括采用硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅；

本发明一种快干生漆的制备方法，有机硅、固体纳米二氧化硅或硅溶胶在生漆液中添加量为生漆液质量的0-15％(w/w)。

本发明的一种快干生漆的制备方法，有机硅、固体纳米二氧化硅或硅溶胶在生漆液中添加总量为生漆液质量的1-15％(w/w)。

本发明一种快干生漆的制备方法，有机硅、固体纳米二氧化硅或硅溶胶在生漆液中优选添加总量为生漆液质量的3-10％(w/w)。

本发明一种快干生漆的制备方法在反应中体系加入催化剂。

本发明一种快干生漆的制备方法中催化剂为无机酸、有机酸或环烷酸锰、环烷酸钴、环烷酸铅、环烷酸锌中一种或几种。催化剂的总质量为生漆液的0-0.5％(w/w)。

本发明一种快干生漆制备方法，加工方法包括如下步骤：向生漆液液中加入的纳米二氧化硅、硅溶胶和有机硅的一种或几种，其总质量占漆液的1-15％(w/w)，再加入占生漆液质量0-0.5％(w/w)的催化剂，然后充分分散反应5-90min。

本发明的有益效果是由于采用可再生资源生漆液制备，无挥发性有机溶剂，环保无污染，安全无毒，可替代合成涂料应用于工业和居民日常生活之中。

本发明快干生漆的制备方法，生产的涂料具有干燥时间短、附着力、柔韧性和耐冲击强度好、耐酸、耐高温等优点，作为一种涂料在工业容器管道、工艺品生产、文物保护和家具涂装等方面有较好应用前景。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进一步说明。

实施例1：5g生漆中加入0.05g有机硅(WD-50)，常温下搅拌分散10min，得杂化生漆液涂料。

实施例2：50g生漆中加入0.5g 5nm二氧化硅，常温下在转速900转/分下用分散机分散30min，得杂化生漆液涂料。

实施例3：5kg生漆中加入0.4kg 15nm二氧化硅，环烷酸钴0.2％，常温下在转速1200转/分下用分散机分散90min，得杂化生漆液涂料。

实施例4：10kg生漆中加入0.5kg 5nm二氧化硅，环烷酸锰0.5％，常温下用纳米磨分散40min，得杂化生漆液涂料。

实施例5：100g生漆中加入4g有机硅(WD-60)和9g纳米二氧化硅(15nm)，1％醋酸0.4g，常温下在转速1200转/分下用分散机分散60min，得杂化生漆液涂料。

实施例6：50g生漆中加入5％硅溶胶(溶胶胶粒平均粒径2-3.5nm)7g，常温下用搅拌机在转速600转/分下搅拌分散30min，得杂化生漆液涂料。

实施例7：80g生漆中加入0.8g有机硅(WD-60)和15％硅溶胶(溶胶胶粒平均粒径10-15nm)5g，常温下用搅拌机在转速900转/分下搅拌分散15min，得杂化生漆液涂料。

实施例8：称取1.0g 5nm的二氧化硅，加入45ml的乙二醇，搅拌1h，加入0.05g的硅烷偶联剂WD-60，78℃水浴下搅拌2h，抽滤除去乙二醇，残留物在200℃下干燥1h后得白色粉末状改性纳米SiO₂。将0.25g改性过的纳米SiO₂(5nm)粉体加至正丁醇中，每搅拌1h后超声分散20min，至纳米SiO₂粉体完全均匀分散，加入5g生漆液中搅拌20min，至完全分散均匀用，得生漆/改性纳米SiO₂杂化涂料。

以上所得杂化涂料涂膜后测定干燥时间(温度25℃、相对湿度50％，温度30℃、相对湿度67％)、附着力、抗冲击强度、柔韧性，数据列于表1

表1快干生漆的干燥时间及机械性能

*在34℃、湿度80％下测定的干燥时间

Claims (9)

1.一种快干生漆的制备方法，其特征在于由生漆液与有机硅、固体纳米二氧化硅和硅溶胶中一种或几种反应制得。

2.按照权利要1所述的一种快干生漆的制备方法，其特征在于所述的生漆液为从漆树上收集的原始漆树液，含水分10-40％(w/w)。

3.按照权利要1所述的一种快干生漆的制备方法，其特征在于所述的纳米二氧化硅也包括采用硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅。

4.按照权利要1所述的一种快干生漆的制备方法，其特征在于所述的有机硅、固体纳米二氧化硅或硅溶胶在生漆液中添加量为生漆液质量的0-15％(w/w)。

5.按照权利要1所述的一种快干生漆的制备方法，其特征在于所述的有机硅、固体纳米二氧化硅或硅溶胶在生漆液中添加总量为生漆液质量的1-15％(w/w)。

6.按照权利要5所述的一种快干生漆的制备方法，其特征在于所述的有机硅、固体纳米二氧化硅或硅溶胶在生漆液中添加总量为生漆液质量的3-10％(w/w)。

7.按照权利要1所述的一种快干生漆的制备方法，其特征在于在反应中体系加入催化剂。

8.按照权利要7所述的一种快干生漆的制备方法，其特征在于所述的催化剂为无机酸、有机酸或环烷酸锰、环烷酸钴、环烷酸铅、环烷酸锌中一种或几种。

9.按照权利要8所述的一种快干生漆的制备方法，其特征在于所述的催化剂总质量为生漆液的0-0.5％(w/w)。