CN102827516B - 一种具有反应去除甲醛功能的环保水性涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种具有反应去除甲醛功能的环保水性涂料，包括1-10重量份的亚乙基亚胺酮、30-45重量份的聚合物乳液、0.5-2.0重量份的成膜助剂、0.1-0.5重量份的消泡剂、20-40重量份的填料、15-30重量份的蒸馏水和2-5重量份的其他助剂；所述环保水性涂料的制备方法：将润湿剂、分散剂、一部分消泡剂、填料依次加至蒸馏水中，再分散研磨；配制30％的亚乙基亚胺酮溶液再将其投入至聚合物乳液中；依次将料浆、成膜助剂、剩余的消泡剂、防霉剂、抗冻剂、流平剂和增稠剂投入至聚合物乳液中，再用调节PH值至8.0-9.5，最后用蒸馏水定容；本发明可有效抑制水性涂料中甲醛的释放；生产成本低，工艺简单易行，适宜推广。

Description

一种具有反应去除甲醛功能的环保水性涂料及其制备方法

【技术领域】

本发明涉及一种具有反应去除甲醛功能的环保水性涂料，及该环保水性涂料的制备方法。

【背景技术】

近年来，家庭装修污染问题日益受到人们重视，而对于大多数家庭来说，室内污染的最主要物质就是甲醛。引起家装污染的甲醛来源于各种装修材料，具体来说，装修污染中的甲醛主要来源于人造板和家具中所用的胶黏剂以及内墙和家具表面喷涂的涂料。各种人造板材和一些家具的制作、墙面和地面的装饰铺设中由于使用了以甲醛为主要成分的脲醛或酚醛树脂胶黏剂，因而可缓慢释放甲醛，甲醛的释放期长达3-15年。另外，以乳胶漆为代表的水性涂料，作为有机溶剂型涂料的替代品，其分散介质为水，对环境污染较小，但由于墙面腻子、部分聚合物乳液、防腐剂及其他助剂中都有或多或少的甲醛残留，因此墙面涂料在使用过程中依然会向空气中释放甲醛等有害物质，导致严重的室内空气污染。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题之一在于提供一种具有反应去除甲醛功能的环保水性涂料，可有效抑制水性涂料中甲醛的释放。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题之一的：一种具有反应去除甲醛功能的环保水性涂料，包括下述各成分：1-10重量份的亚乙基亚胺酮、30-45重量份的聚合物乳液、0.5-2.0重量份的成膜助剂、0.1-0.5重量份的消泡剂、20-40重量份的填料、15-30重量份的蒸馏水和2-5重量份的其他助剂；

所述其他助剂为0.1-0.3重量份的润湿剂、0.2-0.4重量份的分散剂、0.1-0.3重量份的防霉剂、0.1-0.5重量份的流平剂、0.5-1.5重量份的增稠剂和1-2重量份的抗冻剂；

所述亚乙基亚胺酮的结构式如下：

进一步地，所述环保水性涂料的pH值为8.0-9.5。

进一步地，所述聚合物乳液为苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液、纯丙烯酸酯共聚乳液或醋酸乙烯酯-丙烯酸丁酯共聚乳液。

进一步地，所述填料为二氧化钛、方解石或高岭土。

进一步地，所述亚乙基亚胺酮的含量为2-5重量份。

本发明所要解决的技术问题之二在于提供一种所述的具有反应去除甲醛功能的环保水性涂料的制备方法，生产成本低，工艺简单，适宜推广。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题之二的：一种所述的具有反应去除甲醛功能的环保水性涂料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：在低速搅拌状态下，将0.1-0.3重量份的润湿剂、0.2-0.4重量份的分散剂、0.1-0.3重量份的消泡剂依次加至蒸馏水中，再投入20-40重量份的填料，然后高速搅拌以获得分散均匀的料浆，最后料浆通过研磨机研磨至料浆中的固体颗粒细度为30-50um，再过滤，备用；

步骤二：在搅拌状态下，将1-10重量份的亚乙基亚胺酮逐步加入至蒸馏水中，配置成质量分数为30%的亚乙基亚胺酮溶液，然后过滤除去不溶性杂质；

步骤三：在搅拌状态下，将步骤二所获得的亚乙基亚胺酮溶液缓慢加入至30-45重量份的聚合物乳液中，继续搅拌20min，所述搅拌的速率为为30rpm；

步骤四：往经过步骤三处理所得的溶液中，依次加入经步骤一处理所得的料浆、0.5-2.0重量份的成膜助剂、0-0.2重量份的消泡剂、再加入0.1-0.3重量份的防霉剂、1-2重量份的抗冻剂、0.1-0.5重量份的流平剂和0.5-1.5重量份的增稠剂，然后调节PH值至8.0-9.5，最后用蒸馏水定容，混合均匀即得产品。

本发明的有益效果在于：亚乙基亚胺酮对于水性涂料的游离甲醛具有显著的反应吸附能力，可有效抑制水性涂料中甲醛的释放；本发明的环保水性涂料均以常用化工产品为原料，生产成本低，且工艺简单易行。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。

图1为甲醛浓度标准曲线图。

【具体实施方式】

一种具有反应去除甲醛功能的环保水性涂料，包括下述各成分：1-10重量份的亚乙基亚胺酮、30-45重量份的聚合物乳液、0.5-2.0重量份的成膜助剂（伊斯曼Texanol成膜助剂）、0.1-0.5重量份的消泡剂（海名斯Dapro DF7015消泡剂）、20-40重量份的填料、15-30重量份的蒸馏水和2-5重量份的其他助剂；所述环保水性涂料的pH值为8.0-9.5。所述填料为超细粉料状，所述其他助剂为0.1-0.3重量份的润湿剂（德谦Disponer W-18）、0.2-0.4重量份的分散剂（德谦Disponer W-5012）、0.1-0.3重量份的防霉剂（THOR ACTICIDERS）、0.1-0.5重量份的流平剂（罗门哈斯RM2020）、0.5-1.5重量份的增稠剂（罗门哈斯TT-935）和1-2重量份的抗冻剂（辽宁润迪）。所述聚合物乳液为苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液、纯丙烯酸酯共聚乳液或醋酸乙烯酯-丙烯酸丁酯共聚乳液；所述填料为二氧化钛、方解石或高岭土；所述亚乙基亚胺酮的含量优选为2-5重量份。

所述环保水性涂料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：在低速搅拌状态下，将0.1-0.3重量份的润湿剂、0.2-0.4重量份的分散剂、0.1-0.3重量份的消泡剂依次加至蒸馏水中，再投入20-40重量份的填料，然后高速搅拌以获得分散均匀的料浆，最后料浆通过研磨机研磨至料浆中的固体颗粒细度为30-50um，再过滤，备用；

步骤二：在搅拌状态下，将1-10重量份的亚乙基亚胺酮逐步加入至蒸馏水中，配置成质量分数为30%的亚乙基亚胺酮溶液，然后过滤除去不溶性杂质；

步骤三：在搅拌状态下，将步骤二所获得的亚乙基亚胺酮溶液缓慢加入至30-45重量份的聚合物乳液中，继续搅拌20min，所述搅拌的速率为为30rpm；

步骤四：往经过步骤三处理所得的溶液中，依次加入经步骤一处理所得的料浆、0.5-2.0重量份的成膜助剂、0-0.2重量份的消泡剂、再加入0.1-0.3重量份的防霉剂、1-2重量份的抗冻剂、0.1-0.5重量份的流平剂和0.5-1.5重量份的增稠剂，然后调节PH值至8.0-9.5，最后用蒸馏水定容，混合均匀即得产品。

本发明的环保水性涂料中的亚乙基亚胺酮，外观为白色晶体，室温下易溶于水和乙醇等极性溶剂，实验证明，亚乙基亚胺酮能有效去除水性涂料中的游离甲醛，当亚乙基亚胺酮与甲醛接触时会发生曼尼希反应和缩聚反应，生成缩聚物，从而不会再向空气中释放甲醛（如下式所示）：

以下提供了本发明的代表性实施例，这些实施例仅是示例性的，并不用于限制本文所述的本发明的范围，这些实施例仅用于说明本发明的实施方法：

实施例一

环保水性涂料的配方：

1重量份的亚乙基亚胺酮、45重量份的苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液、2重量份的伊斯曼Texanol成膜助剂、0.1重量份的海名斯Dapro DF7015消泡剂、20重量份的二氧化钛、15重量份的蒸馏水、0.1重量份的润湿剂、0.2重量份的分散剂、0.3重量份的防霉剂、0.5重量份的流平剂、1.5重量份的增稠剂和2重量份的抗冻剂；所述环保水性涂料的pH值为8.0。

依据上述配方准备各成分，上述配方的环保水性涂料可通过下述方法制备：

步骤一：在低速搅拌状态下，将润湿剂、分散剂、一部分的消泡剂依次加至蒸馏水中，再投入填料，然后高速搅拌以获得分散均匀的料浆，最后料浆通过研磨机研磨至料浆中的固体颗粒细度为30-50um，再过滤，备用；

步骤二：在搅拌状态下，将亚乙基亚胺酮逐步加入至蒸馏水中，配置成质量分数为30%的亚乙基亚胺酮溶液，然后过滤除去不溶性杂质；

步骤三：在搅拌状态下，将步骤二所获得的亚乙基亚胺酮溶液缓慢加入至聚合物乳液中，继续搅拌20min，所述搅拌的速率为为30rpm；

步骤四：往经过步骤三处理所得的溶液中，依次加入经步骤一处理所得的料浆、成膜助剂、剩余的消泡剂、再加入防霉剂、抗冻剂、流平剂和增稠剂，然后用碳酸氢钠调节PH值至8.0，最后用蒸馏水定容，混合均匀即得产品。

实施例二

本部份与实施例一不同之处在于：

环保水性涂料的配方：

10重量份的亚乙基亚胺酮、30重量份的纯丙烯酸酯共聚乳液、0.5重量份的伊斯曼Texanol成膜助剂、0.5重量份的海名斯Dapro DF7015消泡剂、40重量份的方解石、30重量份的蒸馏水、0.3重量份的润湿剂、0.4重量份的分散剂、0.1重量份的防霉剂、0.1重量份的流平剂、0.5重量份的增稠剂和1重量份的抗冻剂；所述环保水性涂料的pH值为9.5。

步骤四：用碳酸氢钠调节pH值至9.5。

实施例三

本部份与实施例一不同之处在于：

环保水性涂料的配方：

1.5重量份的亚乙基亚胺酮、35重量份的苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液、1.7重量份的伊斯曼Texanol成膜助剂、0.2重量份的海名斯Dapro DF7015消泡剂、35重量份的二氧化钛、23重量份的蒸馏水、0.1重量份的润湿剂、0.5重量份的分散剂、0.3重量份的防霉剂、0.4重量份的流平剂、0.8重量份的增稠剂和1.5重量份的抗冻剂；所述环保水性涂料的pH值为9.0。

步骤四：用碳酸氢钠调节pH值至9.0。

实施例四

本部份与实施例一不同之处在于：

环保水性涂料的配方：

1.5重量份的亚乙基亚胺酮、30重量份的纯丙烯酸酯共聚乳液、0.8重量份的伊斯曼Texanol成膜助剂、0.3重量份的海名斯Dapro DF7015消泡剂、20重量份的二氧化钛、15重量份的方解石CC-1000、28.5重量份的蒸馏水、0.1重量份的润湿剂、0.5重量份的分散剂、0.3重量份的防霉剂、0.5重量份的流平剂、1重量份的增稠剂和1.5重量份的抗冻剂；所述环保水性涂料的pH值为9.0。

实施例五

本部份与实施例一不同之处在于：

环保水性涂料的配方：

2重量份的亚乙基亚胺酮、38重量份的醋酸乙烯酯-丙烯酸丁酯共聚乳液、1.5重量份的伊斯曼Texanol成膜助剂、0.3重量份的海名斯Dapro DF7015消泡剂、25重量份的高岭土、25重量份的蒸馏水、0.2重量份的润湿剂、0.3重量份的分散剂、0.2重量份的防霉剂、0.3重量份的流平剂、1重量份的增稠剂和1.5重量份的抗冻剂；所述环保水性涂料的pH值为8.0。

实施例六

本部份与实施例一不同之处在于：

环保水性涂料的配方：

5重量份的亚乙基亚胺酮、37重量份的醋酸乙烯酯-丙烯酸丁酯共聚乳液、1重量份的伊斯曼Texanol成膜助剂、0.2重量份的海名斯Dapro DF7015消泡剂、30重量份的高岭土、28重量份的蒸馏水、0.2重量份的润湿剂、0.3重量份的分散剂、0.2重量份的防霉剂、0.3重量份的流平剂、1重量份的增稠剂和1.5重量份的抗冻剂；所述环保水性涂料的pH值为8.0。

将实施例三和实施例四制得的产品环保水性涂料采用下述方法测试其甲醛释放量：

1、涂布模板的制备

制作方法：裁切10cm*10cm*0.5cm玻璃板，洗净并在烘箱中105℃烘干60分钟，去除玻璃板上可能存在的可挥发有机物和水份；

2、涂布试样

取2个10L真空干燥器分别标识1#和2#，取6个试件，在每个试件的单面上均匀涂上2.0g本发明的环保水性涂料，室温放置3分钟后，放入1#真空干燥器中，室温（25℃）下放置24小时；另外取6个试件，在每个试件的单面上均匀涂上商品水性涂料，室温放置3分钟后，放入2#真空干燥器中，室温下放置相同时间，作为参比样。

所述商品水性涂料的制备方法为：在一搅拌釜中，保持搅拌速率为30rpm，加入聚合物乳液、成膜助剂、消泡剂、填料和其它助剂，加蒸馏水至设定值，搅拌均匀得到商品水性涂料，作为参比样；所述聚合物乳液、成膜助剂、消泡剂、填料和其它助剂的用量，分别与本发明的环保水性涂料中所含的聚合物乳液、成膜助剂、消泡剂、填料和其它助剂的用量相同。

3、涂料甲醛释放量的测定

将大气采样器与真空干燥器连接形成气路闭合回路采样系统，循环抽提真空干燥器中的空气，控制采样器流量1L/min，采样时间30min，用大泡采样管，取10mL超纯水作吸收液，分别抽取1#和2#真空干燥器中的空气，采用乙酰丙酮分光光度法测定所采样品中的甲醛浓度。将相同时间内环保水性涂料与商品水性涂料的甲醛释放量作对比，具体测试结果如下：

甲醛浓度标准曲线如表1和图1所示：

表1甲醛标准稀释液浓度与吸光度的关系

表2涂料在不同的反应时间下甲醛的释放量

表2中的商品水性涂料1是：商品涂料为市售的苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液配制而成的商品水性涂料；而环保水性涂料1为本发明的实施例三制得的产品环保水性涂料。表2中所述甲醛释放量是将商品水性涂料1和环保水性涂料1所测得的吸光度值依据甲醛浓度标准曲线（见表1或图1）换算的。

表3涂料在不同的反应时间下甲醛的释放量（纯丙涂料）

表3中的商品水性涂料2是：商品涂料为市售的纯丙烯酸酯共聚乳液配制而成的商品水性涂料；而环保水性涂料2为本发明的实施例四制得的产品环保水性涂料。表3中所述甲醛释放量是将商品水性涂料2和环保水性涂料2所测得的吸光度值依据甲醛浓度标准曲线换算的。

由表2和表3可见，在反应27小时后，本发明制得的产品环保水性涂料比由市售的商品涂料制得的商品水性涂料的甲醛释放量显著减少，甲醛释放量减少率达97%以上。

本发明的亚乙基亚胺酮对于水性涂料中的游离甲醛具有显著的反应吸附能力，亚乙基亚胺酮与被吸附的甲醛发生曼尼希反应和缩聚反应，生成缩聚物，可有效抑制水性涂料中甲醛的释放；本发明的环保水性涂料均以常用化工产品为原料，生产成本较低，且工艺简单易行，适宜推广。

Claims (6)

1.一种具有反应去除甲醛功能的环保水性涂料，其特征在于：包括下述各成分：1-10重量份的亚乙基亚胺酮、30-45重量份的聚合物乳液、0.5-2.0重量份的成膜助剂、0.1-0.5重量份的消泡剂、20-40重量份的填料、15-30重量份的蒸馏水和2-5重量份的其他助剂；

所述其他助剂为0.1-0.3重量份的润湿剂、0.2-0.4重量份的分散剂、0.1-0.3重量份的防霉剂、0.1-0.5重量份的流平剂、0.5-1.5重量份的增稠剂和1-2重量份的抗冻剂；

所述亚乙基亚胺酮的结构式如下：

2.如权利要求1所述的具有反应去除甲醛功能的环保水性涂料，其特征在于：所述环保水性涂料的pH值为8.0-9.5。

3.如权利要求1所述的具有反应去除甲醛功能的环保水性涂料，其特征在于：所述聚合物乳液为苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液、纯丙烯酸酯共聚乳液或醋酸乙烯酯-丙烯酸丁酯共聚乳液。

4.如权利要求1所述的具有反应去除甲醛功能的环保水性涂料，其特征在于：所述填料为二氧化钛、方解石或高岭土。

5.如权利要求1所述的具有反应去除甲醛功能的环保水性涂料，其特征在于：所述亚乙基亚胺酮的含量为2-5重量份。

6.一种如权利要求1所述的具有反应去除甲醛功能的环保水性涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：在低速搅拌状态下，将0.1-0.3重量份的润湿剂、0.2-0.4重量份的分散剂、0.1-0.3重量份的消泡剂依次加至蒸馏水中，再投入20-40重量份的填料，然后高速搅拌以获得分散均匀的料浆，最后料浆通过研磨机研磨至料浆中的固体颗粒细度为30-50um，再过滤，备用；

步骤二：在搅拌状态下，将1-10重量份的亚乙基亚胺酮逐步加入至蒸馏水中，配置成质量分数为30%的亚乙基亚胺酮溶液，然后过滤除去不溶性杂质；

步骤三：在搅拌状态下，将步骤二所获得的亚乙基亚胺酮溶液缓慢加入至30-45重量份的聚合物乳液中，继续搅拌20min，所述搅拌的速率为为30rpm；

步骤四：往经过步骤三处理所得的溶液中，依次加入经步骤一处理所得的料浆、0.5-2.0重量份的成膜助剂、0-0.2重量份的消泡剂、再加入0.1-0.3重量份的防霉剂、1-2重量份的抗冻剂、0.1-0.5重量份的流平剂和0.5-1.5重量份的增稠剂，然后调节PH值至8.0-9.5，最后用蒸馏水定容，混合均匀即得产品。

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