发明内容
本发明的目的是提供一种可生物降解的净味乳胶漆。
本发明的另一目的是提供上述乳胶漆的生产方法。
本发明提供的一种可生物降解的净味乳胶漆,含有以下重量份的成分:可生物降解的具有壳核结构的水性树脂100-400份,纳米锐钛型钛白粉5-100份,纳米负离子助剂5-15份。
优选地,本发明提供的净味乳胶漆含有以下重量份的成分:可生物降解的具有壳核结构的水性树脂120-350份,纳米锐钛型钛白粉5-20份,纳米负离子助剂6-15份。
所述可生物降解的具有壳核结构的水性树脂为淀粉改性聚乙烯-醋酸乙烯-丙烯酸酯乳液,上述树脂中合成物中具有壳核结构,利用水为外增塑剂,不需要添加任何成膜助剂即能较好成膜;采用特殊的保护胶体,具有优异的抗冻融性,不需要添加防冻剂。并且在合成的时候经过三次真空隔膜净化处理,游离单体极少,气味清淡。常温常态下包覆能力强,耐水耐擦洗优异,同时,还可以生物降解。
所述纳米无机负离子助剂为纳米稀土元素混合物。该纳米无机负离子助剂在外面温度湿度发生变化或者有光照作用时会产生很强的价态活性,能够诱导激活纳米锐钛钛白粉的价态活性。
所述纳米锐钛型钛白粉,可以在市场上直接购买,优选粒径均匀,易于分散的产品。
本发明提供的净味乳胶漆,还含有以下重量份的成分:消泡剂1-5份,防腐剂1-3份,润湿剂0-3份,分散剂4-8份,颜料80-280,填料100-350份,增稠剂1-10份,流平剂1-10份,水0-350份。
优选地,本发明提供的净味乳胶漆,还含有以下重量份的成分:消泡剂2-5份,防腐剂1-2份,润湿剂1-3份,分散剂4-7份,颜料100-250,填料120-330份,增稠剂2-8份,流平剂2-8份,水100-350份。
上述组成中:
所述消泡剂选自聚硅氧烷-聚醚共聚物乳液类、聚丙二醇类、聚乙二醇-憎水固体-聚硅氧烷混合物类或矿物油基类中的两种。
所述防腐剂选自2-(4-噻唑基)苯并咪唑、甲基异丙基异噻唑啉酮或有机溴合成物中的一种或几种。
所述润湿剂选自丙烯基聚氧乙烯醚硫酸铵、十二苯磺酸钠或者丙烯基聚氧乙烯醚硫酸纳,中的一种或几种。
所述分散剂选自聚丙烯酸钠盐类、改性聚丙烯酸溶液类或改性聚羧酸盐类中的一种或几种。
所述颜料为金红石型钛白粉;
所述填料选自煅烧高岭土、重质碳酸钙、硅藻土、滑石粉、硅灰石或沉淀硫酸钡中的两种以上的混合物。
所述增稠剂为纳米气相二氧化硅或羟乙基纤维素。
所述流平剂选自交联型有机硅聚醚丙烯酸酯类共聚物、二甲基聚硅氧烷乳液或聚硅氧烷-聚醚共聚物中的一种或两种。
本发明还提供可生物降解的净味乳胶漆的制备方法,包括如下步骤:
1)将水、防腐剂、分散剂和消泡剂混合,搅拌均匀;
2)加入颜料、填料和纳米锐钛钛白粉,真空状态下高速分散到50微米以下;
3)加入壳核结构水性树脂、纳米负离子助剂、流平剂、增稠剂,搅拌均匀,送检。
本发明可生物降解净味乳胶漆适用于刷涂,滚涂和喷涂,涂装施工时,可根据具体情况加入适量的水调节粘度。
本发明提供的可生物降解净味乳胶漆的功能原理及优点是:
1)现有技术中有可生物降解的涂料往往采用的降解水性树脂本身具有缓慢降解性能,随着时间的时间推移水性树脂会逐渐降解性能会随着下降,从而影响使用效果。而本专利采用的可生物降解的水性树脂在常态其本身不具有降解性,在使用过程中不会随着时间推移导致使用性能下降。只有在阳光及雨水的刺激,引起纳米锐钛钛白粉会发生光触媒效应才会导致本专利所采用的淀粉改性乙烯-醋酸乙烯-丙烯酸酯乳液的降解。
与现有技术如中国专利申请200910198979.7相比,该专利申请中采用的是降解水性聚氨酯乳液,会随着时间的时间推移性能会随着下降。本产品采用具有壳核结构可生物降解淀粉改性乙烯-醋酸乙烯-丙烯酸酯乳液,具有缓慢的生物降解能力。并且利用水为外增塑剂,不需要添加任何成膜助剂即能较好成膜,采用特殊的保护胶体,具有优异的抗冻融性,不需要添加防冻剂,并且在合成的时候经过三次真空隔膜净化处理,游离单体极少,气味清淡,用该乳液配置的本产品涂刷后不需要长时间通风“晾”房,可以做到当天涂刷,隔天入住,大大缩短入住时间;使用该乳液所做乳胶漆在常态其本身不具有降解性,在使用过程中不会随着时间推移导致使用性能下降。
在日照和雨水作用下纳米锐钛钛白粉会发生光触媒效应,激发纳米负离子助剂中稀土元素价态变化,利用稀土元素价态变化过程中转移的电子激活并参与光化反应,降低水分子缔和度,促进羟基自由基产生,通过羟基自由基和淀粉改性乙烯-醋酸乙烯-丙烯酸酯乳液中改性淀粉反应,大大提高可生物降解淀粉改性乙烯-醋酸乙烯-丙烯酸酯乳液的降解速度。当漆膜在室内正常使用时因为没有阳光及雨水的刺激,化学性质比较稳定,具有耐擦洗的装饰和保护作用,漆膜铲下来倒在外面,就会接触到阳光和雨水,加速旧漆膜的降解,减少对环境的污染。
2)本发明可生物降解的净味乳胶漆及其制备方法具有以下有益效果:
本发明的可生物降解的净味乳胶漆可以涂装木材上,漆膜具有气味清淡,VOC低,遮盖力好,附着力良好,耐洗擦等特点,同时旧漆膜可生物降解,且成本低,施工性好,环保性能佳,是一款将装饰性、功能性、环保性三大主题完美融合的产品。本发明的优点在于,漆膜环保无毒,且在效果上具有可持续性。具体实施方式
以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
下面对各种原料的采购情况是为了说明本发明的原料的可得性,而不应该用来对本发明原料限定:
本发明所用的可生物降解的水性树脂为展辰涂料集团股份有限公司生产的可生物降解的具有壳核结构的淀粉改性乙烯-醋酸乙烯-丙烯酸酯乳液JD508,固体含量在48±1%,玻璃化温度为0℃,最低成膜温度为-2℃,pH为7-9,比重为1.06g/ml。所述消泡剂选自聚硅氧烷-聚醚共聚物乳液类、聚丙二醇类、聚乙二醇-憎水固体-聚硅氧烷混合物类或矿物油基类中的两种,可采用美国科宁公司的A10(纳米聚硅氧烷-聚醚共聚物乳液类)、科宁公司的SN-154(聚丙二醇类)、德国毕克化学(亚太)私人有限公司生产的BYK024(聚乙二醇-憎水固体-聚硅氧烷混合物类)、深圳市海川化工有限公司生产的Foamster309A(矿物油基类)中的任意两种组合。
所述防腐剂选自2-(4-噻唑基)苯并咪唑、甲基异丙基异噻唑啉酮或有机溴合成物中的一种或几种,如科莱恩公司的Nipacide GSF(有机溴合成物)。
所述润湿剂选自丙烯基聚氧乙烯醚硫酸铵、十二苯磺酸钠或者丙烯基聚氧乙烯醚硫酸钠,中的一种或几种。如科莱恩公司的LCN070(丙烯基聚氧乙烯醚硫酸铵),不含有APEO。
所述分散剂选自聚丙烯酸钠盐类、改性聚丙烯酸溶液类或改性聚羧酸盐类。可采用深圳市海川化工有限公司生产的Hydropalat 640A(聚丙烯酸钠盐类)、德国迪高化工有限公司生产的TEGODispers750W(改性聚丙烯酸溶液类)、德国巴斯夫化工有限公司生产的Sokalan PA30CL(改性聚羧酸盐类)。
所述颜料为金红石型钛白粉如美国杜邦公司的R-706;
所述填料选自煅烧高岭土、重质碳酸钙、硅藻土、滑石粉、硅灰石或沉淀硫酸钡中的两种以上的组合物。
所述增稠剂为纳米气相二氧化硅类或羟乙基纤维素。例如深圳纳诺科技发展有限公司生产的纳米气相二氧化硅粉体、浙江宇达化工有限公司的纳米气相二氧化硅粉体,也可以采用亚跨龙的羟乙基纤维素250MBR。
所述流平剂选自交联型有机硅聚醚丙烯酸酯类共聚物、二甲基聚硅氧烷乳液或聚硅氧烷-聚醚共聚物类。例如罗门哈斯的流平剂RM-2020(聚硅氧烷-聚醚共聚物型)。
所述纳米无机负离子助剂为纳米稀土元素混合物,如北京天之岩化工有限公司的TZY-05、或者北京朗偌化学有限公司的RN-086。
所述纳米锐钛型钛白粉,可以在市场上直接购买,优选粒径均匀,易于分散的产品。如杭州万景化工的TK018或者东西仪(北京)科技有限公司的NRA01。
实施例1:可生物降解的净味乳胶漆
1、组分:
2、制备方法:
1)将水、科莱恩防腐剂Nipacide GSF、迪高分散剂TEGODispers750W、科宁消泡剂A-10和科宁消泡剂SN-154混合,搅拌均匀;
2)加入颜料杜邦金红石钛白粉、填料重质碳酸钙、填料煅烧高岭土和纳米锐钛型钛白粉,真空状态下高速分散到50微米;
3)可生物降解淀粉改性乙烯-醋酸乙烯-丙烯酸酯乳液JD508,TZY-05,罗门哈斯流平剂RM-2020,纳米气相二氧化硅类,搅拌均匀,送检。
3、对实施例1制备的可生物降解的净味乳胶漆进行检测,其主要质量技术指标及结果如表1:
表1:主要质量技术指标
表1结果显示:该方案的可降解净味乳胶漆中游离甲醛、挥发性有机化合物、苯、甲苯、乙苯、二甲苯和可溶性重金属等含量均远远低于国家标准,耐擦洗和对比率好于国标优等品。
实施例2:可生物降解的净味乳胶漆
1、组分:
2、制备方法:
1)将水、科莱恩防腐剂Nipacide GSF、迪高分散剂TEGODispers750W、科宁消泡剂A-10和科宁消泡剂SN-154混合,搅拌均匀;
2)加入颜料杜邦金红石钛白粉、填料重质碳酸钙、煅烧高岭土和纳米锐钛钛白粉,真空状态下高速分散到50微米;
3)可生物降解淀粉改性乙烯-醋酸乙烯-丙烯酸酯乳液JD508,TZY-05,罗门哈斯流平剂RM-2020,纳米气相二氧化硅类,搅拌均匀,送检。
3、对实施例2制备的可生物降解的净味乳胶漆进行检测,其主要质量技术指标及结果如表2:
表2:主要质量技术指标
表2结果显示:该方案的可降解净味乳胶漆中游离甲醛、挥发性有机化合物、苯、甲苯、乙苯、二甲苯和可溶性重金属等含量均远远低于国家标准,耐擦洗和对比率好于国标优等品。
实施例3:可生物降解的净味乳胶漆
1、组分:
2、制备方法:
1)将水、科莱恩防腐剂Nipacide GSF、巴斯夫Sokalan PA30C和消泡剂BYK024、科宁消泡剂BYK混合,搅拌均匀;
2)加入颜料杜邦金红石钛白粉、填料重质碳酸钙、煅烧高岭土和纳米锐钛钛白粉,真空状态下高速分散到50微米;
3)可生物降解淀粉改性乙烯-醋酸乙烯-丙烯酸酯乳液JD508,TZY-05,罗门哈斯流平剂RM-2020,纳米气相二氧化硅类,搅拌均匀,送检,合格,即得。
3、对实施例3制备的可生物降解的净味乳胶漆进行检测,其主要质量技术指标及结果如表3:
表3:主要质量技术指标
表3结果显示:该方案的可降解净味乳胶漆中游离甲醛、挥发性有机化合物、苯、甲苯、乙苯、二甲苯和可溶性重金属等含量均远远低于国家标准,耐擦洗和对比率好于国标优等品。
实施例4:可生物降解的净味乳胶漆
1、组分:
2、制备方法:
1)将水、防腐剂Nipacide GSF、分散剂巴斯夫Sokalan PA30C、消泡剂A-10和消泡剂BYK024混合,搅拌均匀;
2)加入颜料杜邦金红石钛白粉和填料重质碳酸钙、煅烧高岭土、纳米锐钛钛白粉,真空状态下高速分散到50微米;
3)可生物降解淀粉改性乙烯-醋酸乙烯-丙烯酸酯乳液JD508,TZY-05,罗门哈斯流平剂RM-2020,纳米气相二氧化硅类,搅拌均匀,送检,合格,即得。
3、对实施例4制备的可生物降解的净味乳胶漆进行检测,其主要质量技术指标及结果如表4:
表4:主要质量技术指标
表4结果显示:该方案的可降解净味乳胶漆中游离甲醛、挥发性有机化合物、苯、甲苯、乙苯、二甲苯和可溶性重金属等含量均远远低于国家标准,耐擦洗和对比率好于国标一等品。
实施例5:性能检测比较
一、环保指标
根据国家标准,对本发明实施例1-4所得可生物降解的净味乳胶漆和200910198979.7(简称09年专利)的实施例2、现有技术生产的某一线品牌的普通丙烯酸净味内墙乳胶漆,环保指标的比较,具体结果见下表(表5)。
表5:环保指标比较
表5结果显示:与普通乳胶漆及09年专利的可降解的乳胶漆相比,本发明实施例1-4制备得到的可生物降解的净味乳胶漆中游离甲醛、挥发性有机化合物、苯、甲苯、乙苯、二甲苯和可溶性重金属等含量均远远低于国家标准。
二、气味消散时间
本发明实施例1-4所得可生物降解的净味乳胶漆与现有技术生产的普通乳胶漆、200910198979.7(简称09年专利)的实施例2的气味消散时间比较:
1、实验设置:
在一个30平方米的密闭的房间内,分别放入7个1立方米的铁皮盒子,在每个盒子留两个通风口,保持通风状态,其中1个盒子不刷漆留作空白标准样,其余6个盒子分别放入刷了普通乳胶漆、本专利方案1-4四种可生物降解的净味乳胶漆和09年专利的0.5m2样板两块,放入后每四小时从通风口闻一次,直至盒子中问不出气味为止,通过达到气味消散时间的快慢来判断其净味效果。
2、具体结果:见表6
表6:气味消散时间比较
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0小时 |
4小时 |
8小时 |
12小时 |
16小时 |
20小时 |
24小时 |
普通乳胶漆 |
很重 |
很重 |
较重 |
较重 |
较重 |
较重 |
较重 |
09年专利 |
很重 |
很重 |
较重 |
较重 |
较重 |
较重 |
较重 |
对比例1 |
较重 |
较清淡 |
清淡 |
极清淡 |
基本无 |
无 |
无 |
对比例2 |
较重 |
较清淡 |
清淡 |
极清淡 |
基本无 |
无 |
无 |
对比例3 |
较重 |
较清淡 |
清淡 |
极清淡 |
基本无 |
无 |
无 |
对比例4 |
较清淡 |
清淡 |
极清淡 |
基本无 |
无 |
无 |
无 |
空白盒子 |
无 |
无 |
无 |
无 |
无 |
无 |
无 |
表6结果显示:普通乳胶漆在在涂刷24小时后味道依然很重,09年专利的可降解乳胶漆味道也很重,而本专利实施例1-4制备得到的四种可生物降解的净味乳胶漆在涂刷20小时内基本没有味道,完全能够达到当天涂刷隔天入住。
三.降解效果比较
1、实验设置
本发明实施例1-4所得可生物降解的净味乳胶漆和200910198979.7(简称09年专利)的实施例2、现有技术生产的某一线品牌的普通丙烯酸净味内墙乳胶漆分别涂刷0.5m2样板两块,放置于户外暴晒架,一年和两年以后查看漆膜降解情况(漆膜损失情况)。
2、结果:见表7
表7:讲解效果比较
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一年后漆膜降解情况 |
一年后漆膜降解情况 |
普通丙烯酸净味乳胶漆 |
漆膜基本完好 |
漆膜大约降解5% |
09年专利 |
漆膜基本完好 |
漆膜基本完好 |
对比例1 |
漆膜大约降解70% |
漆膜完全降解 |
对比例2 |
漆膜大约降解75% |
漆膜完全降解 |
对比例3 |
漆膜大约降解80% |
漆膜完全降解 |
对比例4 |
漆膜大约降解80% |
漆膜完全降解 |
表7结果显示:普通丙烯酸净味乳胶漆及09年专利的可降解的乳胶漆两年后漆膜都基本完好,而本发明实施例1-4制备得到的可生物降解的净味乳胶漆在两年后漆膜完全降解,具有较好的自降解功能。
虽然,上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验,对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。