CN103232775A - 一种水溶性防腐涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水溶性防腐涂料，以重量百分比计其原料部分配方由以下组分组成：水溶性丙烯酸树脂36-47%，低聚硅树脂0.5-0.9%，柠檬酸钠13%-20%，硫酸锌10-15%，经偶联剂缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷表面处理的增强剂8-10%，玻璃微珠与纳米氧化铝的质量比为1:5；涂料还包括由分散剂，润滑剂，消泡剂，表面活性剂，生物防腐剂组成的辅料部分。本发明的水溶性防腐涂料具的TVOC值为0g/l.，甲醛释放量为0g/l，其使用香精油和茶多酚的一种或几种作为生物防腐剂，均一性稳定性好，强度大，既环保，又具有良好的防腐效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂料，具体的说涉及一种水溶性防腐涂料及其制备方法，属于化工涂料技术领域。
背景技术
家庭装修污染是指装修过程中各种建筑物材料和装饰材料所释放出来的污染和杀虫剂、除臭剂、芳香剂等大量使用的化学品，对室内环境造成的污染。人们在室内学习、工作和生活的时间占到了全天的80～90%，"室内空气污染"已被越来越多的人们重视，而涂料污染是室内环境污染的罪魁祸首，涂敷于物体表面与其他材料很好黏合并形成整而坚韧的保护膜的物料称为涂料。在建筑上涂料和油漆是同一概念。目前市场上的涂料主要分为水性涂料和溶剂型涂料。刚刚涂刷涂料的房间空气中可检测出大量的苯、甲苯、乙苯、二甲苯、丙酮、醋酸丁酯、乙醛、丁醇、甲酸等50多种有机物，产生有机溶剂挥发物（voc）污染环境。传统的溶剂型涂料所含的上述有机挥发物会损害人的呼吸系统、造血机能、免疫系统，甚至导致某些遗传等方面的疾病。
由于对环保和居家健康的重视，水性涂料已经逐步取代了传统溶剂型涂料，由于水性涂料的技术含量较高，多数国内厂家生产困难较大，溶剂性涂料仍旧大行其道，占绝对主流。
为把外界侵害造成的损失降低到最低程度，确保喷涂涂料后的表面对外界侵袭的耐受，尽可能向涂料中添加防腐及是绝对必要。目前常用的加入涂料中的防腐剂包括有机汞、铅、有机锡、苯酚、甲醛或者重铬酸盐，但由于对人畜毒性大，对环境污染严重，部分发达国家已禁止其使用。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术的不足，提供一种水溶性防腐涂料及其制备方法，均一性稳定性好，附着力强，强度大，该水溶性防腐涂料无毒无味不含常规有毒化学有机溶剂，不添加有毒的涂料防腐剂，有利于环保要求。
本发明的水溶性防腐涂料是以如下技术方案实现的：
一种水溶性防腐涂料，其特征在于，以重量百分比计其原料部分配方由以下组分组成：水溶性丙烯酸树脂36-47%，低聚硅树脂0.5-0.9%，柠檬酸钠13%-20%，硫酸锌10-15%，经偶联剂缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷表面处理的增强剂8-10%，所述增强剂为玻璃微珠和纳米氧化铝的混合物，其中偶联剂缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷的添加量为增强剂质量的1-2%，玻璃微珠与纳米氧化铝的质量比为1:5；所述涂料还包括由分散剂，润滑剂，表面活性剂，消泡剂，生物防腐剂组成的辅料部分，其中消泡剂为有机硅油并且添加重量百分比为0.5-2.5%，表面活性剂为有机硅阴离子表面活性剂并且添加重量百分比为0.5-1.5%；所述水溶性环保型防腐性涂料的TVOC值为0 g/l.，甲醛释放量为0 g/l。
作为优选，所述的水溶性防腐涂料，所述分散剂为：石蜡和碳酸氢钙混合物，石蜡和碳酸氢钙的质量比为8：1。
作为优选，所述的水溶性防腐涂料，所述润滑剂为亚麻油。
作为优选，所述的水溶性防腐涂料，所述生物防腐剂选自为香精油和者茶多酚中的一种或其组合。
作为优选，所述的水溶性防腐涂料，香精油和茶多酚组合中，香精油和茶多酚的体积比为5：3。
本发明所述水溶性防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：
（1）将增强剂与其重量百分比1-2%偶联剂缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷，常温搅拌均匀至浸润后密闭静置2-4小时，其中增强剂为玻璃微珠和纳米氧化铝混合物，玻璃微珠和纳米氧化铝的质量比为1:5，再按照重量百分数称取如下的组分：丙烯酸树脂36-47%，低聚硅树脂0.5-0.9%，柠檬酸钠13%-20%，硫酸锌10-15%，经表面处理的增强剂8-10%均匀混合，得到原料配方混合物，向原料配方混合物中加入去离子水，使用搅拌器搅拌均匀，搅拌器转速为20转/分钟，常温搅拌30分钟，得到原料部分混合溶液；
（2）向上述原料部分水溶液中加入分散剂，润滑剂，消泡剂，表面活性剂生物防腐剂，其中消泡剂为有机硅油并且添加重量百分比为0.5-2.5%，表面活性剂为有机硅阴离子表面活性剂并且添加重量百分比为0.5-1.5%，调整转速为150转/分钟，常温搅拌60分钟，同时调节ph值为7.5，获得粗品混合液；
（3）将上述粗品混合液常温研磨至无颗粒，得到水溶性防腐涂料。
本发明的有益效果是：该水溶性防腐涂料以水为溶剂，无毒无味，均一性稳定性好，泡沫少，体系稳定性好，涂料附着能力强，涂料结合强度大，其中添加的防腐剂为生物防腐剂，选自为香精油和者茶多酚中的一种或其组合，经检测TVOC值小于0.0001mg/l。
下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明：
具体实施方式：
实施例1
1.1水溶性防腐涂料的制备
一种水溶性防腐涂料，以重量百分比计其原料部分配方由以下组分组成：水溶性丙烯酸树脂40%，柠檬酸钠14.5%，低聚硅树脂0.5%，硫酸锌10%，经偶联剂缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷表面处理的增强剂8%，其中偶联剂缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷的添加量为纳米氧化铝质量的1%，增强剂为玻璃微珠和纳米氧化铝混合物，玻璃微珠和纳米氧化铝的质量比为1:5；所述涂料还包括：质量分数为13%石蜡和碳酸氢钙混合物，石蜡和碳酸氢钙的质量比为8：1，5.92%亚麻油，0.5%有机硅油，0.5%有机硅阴离子表面活性剂，7.0%香精油组成的辅料部分。
所述水溶性防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将增强剂与其重量百分比1%偶联剂缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷，常温搅拌均匀至浸润后密闭静置2小时，再按照质量分数称取如下的组分：水溶性丙烯酸树脂40%，柠檬酸钠14.5%，硫酸锌10%，经表面处理的增强剂8%，其中增强剂为玻璃微珠和纳米氧化铝混合物，玻璃微珠和纳米氧化铝的质量比为1:5；均匀混合，得到原料配方混合物，向原料配方混合物中加入去离子水，使用搅拌器搅拌均匀，搅拌器转速为20转/分钟，常温搅拌30分钟，得到原料部分混合溶液；
（2）向上述原料部分水溶液中加入质量分数为13%石蜡和碳酸氢钙混合物，石蜡和碳酸氢钙的质量比为8：1，5.92%亚麻油，0.5%有机硅油，0.5%有机硅阴离子表面活性剂，7.0%香精油，调整转速为150转/分钟，常温搅拌60分钟，同时调节ph值为7.5，获得粗品混合液；
（3）将上述粗品混合液常温研磨至无颗粒，得到水溶性防腐涂料。
1.2测定水溶性防腐涂料的总挥发有机化合物（TVOC）和游离甲醛的含量
1．2．1制备参考标准混合溶液：
二乙二醇单丁醚
二乙二醇单丁醚乙酸酯
丁醇
丙烯酸丁酯
2- 乙基己基丙烯酸酯
苯乙烯
醋酸乙烯酯
上述参考物质要等质量称取, 每种称1 g, 精确确至0.001 mg, 置于隔膜密闭的瓶中，以PH为5的柠檬酸缓冲液1L作为溶剂，获得参考标准混合溶液。
1.2.2气象色谱法检测
以参考标准混合溶液为基准，将实施例1制备的水性环保型防腐型涂料1：1000稀释，进行色谱分析。
1.2.3测定结果
| 测定项目 | 国家标准 | 实施例1制备的水性环保型防腐型涂料 |
| TVOC g/l. | ≤200 | 0 |
| 游离甲醛 g/l | ≤0.1 | 0 |
1.3测定所述涂料的防腐效果
| 测试项目 | 实施例1制备的水性环保防腐涂料 | 国家标准 | 测试方法 |
| 浸水 | 符合国家标准 | 无起皱，气泡，失去附着力和其他明显变化 | 沸水煮8小时 |
| 耐湿热性 | 符合国家标准 | 30天后无腐蚀、起泡、起皱、或失去附着力 | 49±1℃，RH＞95 |
| 耐盐雾 | 符合国家标准 | 30天后无腐蚀、起泡、起皱、或失去附着力 | 连续喷雾35±1℃，5%NACL |
| 附着力 | 符合国家标准 | 无咬起和片状脱落 | 十字带交叉法 |
实施例2
本实施例中增强剂的表面处理方法和水溶性防腐涂料的制备方法均同实施例1，其中增强剂与偶联剂混匀后的静置时间为3小时，一种水溶性防腐涂料，以重量百分比计其原料部分配方由以下组分组成：水溶性丙烯酸树脂36%，低聚硅树脂0.7%，柠檬酸钠12.3%，硫酸锌15%，经偶联剂缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷表面处理的增强剂10%，其中偶联剂缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷的添加量为纳米氧化铝质量的1.5%，增强剂为玻璃微珠和纳米氧化铝混合物，玻璃微珠和纳米氧化铝的质量比为1:5；所述涂料还包括：质量分数为10%石蜡和碳酸氢钙混合物，石蜡和碳酸氢钙的质量比为8：1，5.85%亚麻油，1.75%有机硅油，有机硅阴离子表面活性剂1.0%，7.25%茶多酚组成的辅料部分。
实施例3
本实施例中增强剂的表面处理方法和水溶性防腐剂的制备方法均同实施例1，其中增强剂与偶联剂混匀后的静置时间为4小时，一种水溶性防腐涂料，以重量百分比计其原料部分配方由以下组分组成：水溶性丙烯酸树脂38%，柠檬酸钠14.1%，低聚硅树脂0.9%，硫酸锌12%，经偶联剂缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷表面处理的增强剂10%，其中偶联剂缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷的添加量为纳米氧化铝质量的2%，增强剂为玻璃微珠和纳米氧化铝混合物，玻璃微珠和纳米氧化铝的质量比为1:5；所述涂料还包括：质量分数为8%石蜡和碳酸氢钙混合物，石蜡和碳酸氢钙的质量比为8：1，7. 8%亚麻油，2.5%有机硅油，1.5%有机硅阴离子表面活性剂，5.0%香精油和茶多酚组合物，其中香精油和茶多酚的体积比为5：3，组成的辅料部分。
实施例4
本实施例中增强剂的表面处理方法和水溶性防腐剂的制备方法均同实施例1，其中增强剂与偶联剂混匀后的静置时间为4小时，一种水溶性防腐涂料，以重量百分比计其原料部分配方由以下组分组成：水溶性丙烯酸树脂38%，柠檬酸钠14.1%，低聚硅树脂0.5%，硫酸锌12%，经偶联剂缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷表面处理的增强剂10%，其中偶联剂缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷的添加量为纳米氧化铝质量的0.5%，增强剂为玻璃微珠和纳米氧化铝混合物，玻璃微珠和纳米氧化铝的质量比为1:5；所述涂料还包括：质量分数为8%石蜡和碳酸氢钙混合物，石蜡和碳酸氢钙的质量比为8：1，7. 8%亚麻油，2.5%有机硅油，1.2%有机硅阴离子表面活性剂，5.0%香精油和茶多酚组合物，其中香精油和茶多酚的体积比为5：3，组成的辅料部分。
实施例5
本实施例中增强剂的表面处理方法和水溶性防腐剂的制备方法均同实施例1，其中增强剂与偶联剂混匀后的静置时间为4小时，一种水溶性防腐涂料，以重量百分比计其原料部分配方由以下组分组成：水溶性丙烯酸树脂38%，柠檬酸钠14.1%，低聚硅树脂0.7%，硫酸锌12%，经偶联剂缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷表面处理的增强剂10%，其中偶联剂缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷的添加量为纳米氧化铝质量的2.5%，增强剂为玻璃微珠和纳米氧化铝混合物，玻璃微珠和纳米氧化铝的质量比为1:5；所述涂料还包括：质量分数为8%石蜡和碳酸氢钙混合物，石蜡和碳酸氢钙的质量比为8：1，7. 8%亚麻油，2.5%有机硅油，1.0%有机硅阴离子表面活性剂，5.0%香精油和茶多酚组合物，其中香精油和茶多酚的体积比为5：3，组成的辅料部分。
实施例6
本实施例中增强剂的表面处理方法和水溶性防腐剂的制备方法均同实施例1，其中增强剂与偶联剂混匀后的静置时间为4小时，一种水溶性防腐涂料，以重量百分比计其原料部分配方由以下组分组成：水溶性丙烯酸树脂38%，柠檬酸钠14.1%，低聚硅树脂0.8%，硫酸锌12%，经偶联剂缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷表面处理的增强剂10%，其中偶联剂缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷的添加量为纳米氧化铝质量的1.5%，增强剂为玻璃微珠和纳米氧化铝混合物，玻璃微珠和纳米氧化铝的质量比为1:5；所述涂料还包括：质量分数为8%石蜡和碳酸氢钙混合物，石蜡和碳酸氢钙的质量比为8：1，7. 8%亚麻油，2.5%有机硅油，0.7%有机硅阴离子表面活性剂，5.0%香精油和茶多酚组合物，其中香精油和茶多酚的体积比为5：3，组成的辅料部分。
实施例7
本实施例中增强剂的表面处理方法和水溶性防腐剂的制备方法均同实施例1，其中增强剂与偶联剂混匀后的静置时间为4小时，一种水溶性防腐涂料，以重量百分比计其原料部分配方由以下组分组成：水溶性丙烯酸树脂38%，柠檬酸钠14.1%，低聚硅树脂0.8%，硫酸锌12%，经偶联剂缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷表面处理的增强剂10%，其中偶联剂缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷的添加量为纳米氧化铝质量的1.8%，增强剂为玻璃微珠和纳米氧化铝混合物，玻璃微珠和纳米氧化铝的质量比为1:5；所述涂料还包括：质量分数为8%石蜡和碳酸氢钙混合物，石蜡和碳酸氢钙的质量比为8：1，7. 8%亚麻油，2.5%有机硅油，1.3%有机硅阴离子表面活性剂，5.0%香精油和茶多酚组合物，其中香精油和茶多酚的体积比为5：3，组成的辅料部分。
实施例8
本实施例中增强剂的表面处理方法和水溶性防腐剂的制备方法均同实施例1，其中增强剂与偶联剂混匀后的静置时间为4小时，一种水溶性防腐涂料，以重量百分比计其原料部分配方由以下组分组成：水溶性丙烯酸树脂38%，柠檬酸钠14.1%，低聚硅树脂0.8%，硫酸锌12%，经偶联剂缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷表面处理的增强剂10%，其中偶联剂缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷的添加量为纳米氧化铝质量的2.2%，增强剂为玻璃微珠和纳米氧化铝混合物，玻璃微珠和纳米氧化铝的质量比为1:5；所述涂料还包括：质量分数为8%石蜡和碳酸氢钙混合物，石蜡和碳酸氢钙的质量比为8：1，7. 8%亚麻油，2.5%有机硅油，0.9%有机硅阴离子表面活性剂，5.0%香精油和茶多酚组合物，其中香精油和茶多酚的体积比为5：3，组成的辅料部分。
以上所述，仅仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为同等变化的等效实施例，凡是脱离本发明方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与改型，均落在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种水溶性防腐涂料，其特征在于，以重量百分比计其原料部分配方由以下组分组成：水溶性丙烯酸树脂36-47%，低聚硅树脂0.5-0.9%，柠檬酸钠13%-20%，硫酸锌10-15%，经偶联剂缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷表面处理的增强剂8-10%，所述增强剂为玻璃微珠和纳米氧化铝的混合物，其中偶联剂缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷的添加量为增强剂质量的1-2%，玻璃微珠与纳米氧化铝的质量比为1:5；所述涂料还包括由分散剂，润滑剂，表面活性剂，消泡剂，生物防腐剂组成的辅料部分，其中消泡剂为有机硅油并且添加重量百分比为0.5-2.5%，表面活性剂为有机硅阴离子表面活性剂并且添加重量百分比为0.5-1.5%；所述水溶性环保型防腐性涂料的TVOC值为0 g/l.，甲醛释放量为0 g/l。
2.根据权利要求1所述的水溶性防腐涂料，所述分散剂为：石蜡和碳酸氢钙混合物，石蜡和碳酸氢钙的质量比为8：1。
3.根据权利要求1所述的水溶性防腐涂料，所述润滑剂为亚麻油。
4.根据权利要求1所述的水溶性防腐涂料，所述生物防腐剂选自为香精油和者茶多酚中的一种或其组合。
5.根据权利要求4所述的水溶性防腐涂料，香精油和茶多酚组合中，香精油和茶多酚的体积比为5：3。
6.根据权利要求1-5所述水溶性防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将增强剂与其重量百分比1-2%偶联剂缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷，常温搅拌均匀至浸润后密闭静置2-4小时，其中增强剂为玻璃微珠和纳米氧化铝混合物，玻璃微珠和纳米氧化铝的质量比为1:5，再按照重量百分数称取如下的组分：丙烯酸树脂36-47%，低聚硅树脂0.5-0.9%，柠檬酸钠13%-20%，硫酸锌10-15%，经表面处理的增强剂8-10%均匀混合，得到原料配方混合物，向原料配方混合物中加入去离子水，使用搅拌器搅拌均匀，搅拌器转速为20转/分钟，常温搅拌30分钟，得到原料部分混合溶液；
（2）向上述原料部分水溶液中加入分散剂，润滑剂，消泡剂，表面活性剂生物防腐剂，其中消泡剂为有机硅油并且添加重量百分比为0.5-2.5%，表面活性剂为有机硅阴离子表面活性剂并且添加重量百分比为0.5-1.5%，调整转速为150转/分钟，常温搅拌60分钟，同时调节ph值为7.5，获得粗品混合液；
（3）将上述粗品混合液常温研磨至无颗粒，得到水溶性防腐涂料。
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