CN104073162B - 一种水基化生漆乳液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水基化生漆乳液及其制备方法，采用复合乳化剂将天然生漆乳化成水包油型水基化生漆乳液。该乳液由生漆、占生漆质量8～12％的复合乳化剂及水组成。复合乳化剂由OP-10、SDS及PVA组成，其中，OP-10与SDS的质量比为1.5～3:1，(OP-10+SDS)与PVA的质量比为1～1.5:1，PVA的聚合度为1700～1800。乳化温度控制在20～40℃，乳化时间为5～20min。采用该方法制备的水基化生漆乳液具有较高的离心稳定性，乳液粒子分散均匀，平均粒径为0.5～2.0μm；水基化生漆漆膜保持了天然生漆漆膜优良的机械性能、耐污染、耐化学介质及耐热性能。

Description

一种水基化生漆乳液及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种水基化生漆乳液的制备方法，尤其涉及一种天然生漆的水基化改性方法。该方法采用一种复合乳化剂在室温下乳化生漆制备水基化生漆乳液。乳液漆膜保持了天然生漆漆膜优良的机械性能、耐污染、耐化学介质及耐热性能，可作为水性涂料使用。
背景技术
天然生漆素有“涂料之王”的美誉，是一种油包水型(W/O)的环保生态涂料，漆膜性能优越，在我国已有数千年的使用历史。生漆因漆膜光亮以及耐久性、抗腐蚀性、耐磨性能优异，被广泛应用与高档家具、日用品、艺术品及防腐涂料等领域。生漆由于存在漆液黏度大、成膜条件苛刻、易致敏等缺点，应用范围受到限制。漆酚是生漆的主要成膜物质，分子结构中含有不饱和侧链的邻苯二酚基团，具有多个反应活性中心，可发生酯化、醚化、烷基化、络合、缩聚、共聚等一系列反应。对漆酚进行改性是目前生漆化学利用的重要途径。由于从生漆中提取漆酚需要大量的有机溶剂，不仅会造成环境的污染，还会损失生漆中的其它有效成分，降低生漆的利用率，对于生漆资源短缺的地区更难以实现工业化生产。生漆是以漆酚为连续相，漆酶、漆多糖、水及灰分作为分散相的天然树脂漆。保持生漆的胶体分散体系是保持生漆原有优良性能、提高生漆利用率的重要途径。维持漆酶活性是生漆常温自干的保证。
水性涂料以水为分散介质，具有安全、无毒、不污染环境等优点，在涂料市场中具有广阔的发展前景。涂料的水性化方法有乳液聚合、亲水性单体参与共聚合成水溶性树脂及相反转技术等，其中相反转技术是目前生漆及其改性树脂的主要水性化方法。与反应性乳化剂相比，传统乳化剂具有来源广，成本低等特点。将多种乳化剂复配使用，可以充分发挥不同乳化剂间的协同作用，获得满意的乳化效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水基化生漆乳液及其制备方法。采用该方法制备的水基化生漆乳液稳定性好，并具有天然生漆优良的成膜性能。
本发明的技术方案如下：一种水基化生漆乳液，由生漆、占生漆质量8～12％的复合乳化剂及水组成。所述的复合乳化剂由聚氧乙烯辛基苯基醚(OP-10)、十二烷基硫酸钠(SDS)及聚乙烯醇(PVA)组成，其中，OP-10与SDS的质量比为1.5～3:1，(OP-10+SDS)与PVA质量比为1～1.5:1，PVA的聚合度为1700～1800。
所述的生漆为毛坝漆、安康漆、秦岭漆、恩施漆或其他地区所产的天然生漆，漆酚质量百分含量为50％以上，水分质量百分含量低于30％。
制备所述的水基化生漆乳液的方法，为保持漆酶活性，在20～40℃条件下，将生漆、复合乳化剂均匀分散于水中，充分乳化后以蒸馏水稀释，制备一定固含量的水基化生漆乳液。
在水基化生漆乳液制备过程中，乳化时间为5～20min。
所述的OP-10和SDS按比例溶于蒸馏水中混合均匀，调整混合溶液浓度为5～20％。
有益效果
1.本发明采用一种自制的复合乳化剂将天然生漆由油包水型转变成水包油型水基化生漆乳液。制备的水基化生漆乳液具有优良的分散稳定性；乳液粒子分散均匀，平均粒径为0.5～2.0μm；生漆乳液中的漆酚、糖蛋白、多糖等成膜物质得到有效利用，且保持了漆酶的催化活性，拓宽了生漆的应用范围。
2.本发明制备的生漆乳液以水为溶剂，挥发性有机物(VOC)含量低，是一类绿色环保的环境友好生态涂料，漆膜具有优良的机械力学、耐热、耐污染、耐化学介质等性能，可与天然生漆漆膜相媲美。
3.本发明所用的复合乳化剂极易获得且成本低廉，水基化生漆乳液制备工艺简便，易实现工业化生产。
附图说明
图1为实施例1制备的水基化生漆乳液的透射电镜照片。
图2水基化生漆乳液粒径分布图。
具体实施方式
一种水基化生漆乳液的制备方法：
第一步：原料准备。生漆：采用孔径约38μm的滤布过滤生漆除杂，水分质量百分含量为18～25％；高分子乳化剂聚乙烯醇(PVA)：将PVA在蒸馏水中充分溶胀，于95℃水浴锅中加热搅拌2～3h溶解，质量百分浓度为5～10％。聚氧乙烯辛基苯基醚(OP-10)与十二烷基硫酸钠(SDS)按质量比为1.5～3:1于蒸馏水中混合均匀，质量百分浓度为5～20％。
第二步：在20～40℃下，采用分散乳化机将天然生漆、复合乳化剂均匀分散于水中，以蒸馏水稀释，制备一定固含量的水基化生漆乳液。乳化剂用量为天然生漆质量的8～12％。
所述的生漆为毛坝漆、安康漆、秦岭漆、恩施漆及其他地区所产的天然生漆，漆酚质量百分含量为50％以上，水分质量百分含量低于30％。
所述的复合乳化剂由OP-10、SDS及PVA组成。OP-10与SDS质量比为1.5～3:1，(OP-10+SDS)与PVA质量比为1～1.5:1，PVA聚合度为1700～1800。
所述的乳化温度为20～40℃，乳化时间为5～20min。
实施例1
将26.0g生漆、26.0g质量百分浓度为5％的PVA溶液、13.0g质量百分浓度为10％的OP-10与SDS的混合液(OP-10与SDS质量比为7:3)室温下用分散乳化机均匀分散于水中，分散时间为10min。然后加13.0g蒸馏水稀释，再分散5min，制备固体质量百分含量为30％的水基化生漆乳液。制备的水基化生漆乳液粒径分布均匀，Z均粒径为0.836μm，在3000r/min×10min的离心作用下不分层。
将上述水基化生漆乳液及天然生漆在马口铁上涂膜，在室温下成膜，待漆膜完全固化后测定漆膜性能如表1所示。
实施例2
将25.0g生漆、20.0g质量百分浓度为5％的PVA溶液、15.0g质量百分浓度为10％的OP-10与SDS的混合液(OP-10与SDS质量比为7:3)室温下用分散乳化机均匀分散于水中，分散时间为10min。然后加4.28g蒸馏水稀释，再分散10min，制备固体质量百分含量为35％的水基化生漆乳液。制备的水基化生漆乳液粒径分布均匀，Z均粒径为0.692μm，在3000r/min×10min的离心作用下不分层。
实施例3
将30.0g生漆、18.75g质量百分浓度为8％的PVA溶液、7.5g质量百分浓度为20％的OP-10与SDS的混合液(OP-10与SDS质量比为7:3)室温下用分散乳化机均匀分散于水中，分散时间为5min。然后加20.9g蒸馏水稀释，再分散10min，制备固体质量百分含量为35％的水基化生漆乳液。制备的水基化生漆乳液粒径分布均匀，Z均粒径为0.863μm，在3000r/min×10min的离心作用下不分层。
实施例4
将30.0g生漆、16.87g质量百分浓度为8％的PVA溶液、9.0g浓度质量百分为15％的OP-10与SDS的混合液(OP-10与SDS质量比为7:3)室温下用分散乳化机均匀分散于水中，分散时间为5min。然后加33.13g蒸馏水稀释，再分散5min，制备固体质量百分含量为30％的水基化生漆乳液。制备的水基化生漆乳液粒径分布均匀，Z均粒径为1.106μm，在2000r/min×10min的离心作用下不分层。
实施例5
将28.4g生漆、17.04g质量百分浓度为10％的PVA溶液、17.04g质量百分浓度为10％的OP-10与SDS的混合液(OP-10与SDS质量比为7.5:2.5)室温下用分散乳化机均匀分散于水中，分散时间为10min。然后加22.75g蒸馏水稀释，再分散10min，制备固体质量百分含量为30％的水基化生漆乳液。制备的水基化生漆乳液粒径分布均匀，Z均粒径为0.833μm，在3000r/min×10min的离心作用下不分层。
表1实施例1制备的水基化生漆乳液漆膜与天然生漆漆膜性能比较

Claims (5)

1.一种水基化生漆乳液，其特征在于：由生漆、占生漆质量8～12％的复合乳化剂及水组成；所述的复合乳化剂由OP-10、SDS及PVA组成，其中，OP-10与SDS的质量比为1.5～3:1，(OP-10+SDS)与PVA质量比为1～1.5:1，PVA的聚合度为1700～1800。
2.如权利要求1所述的水基化生漆乳液，其特征在于，所述的生漆为毛坝漆、安康漆、秦岭漆、恩施漆或其他地区所产的天然生漆，漆酚质量百分含量为50％以上，水分质量百分含量低于30％。
3.制备权利要求1所述的水基化生漆乳液的方法，其特征在于，在20～40℃条件下，将生漆、复合乳化剂均匀分散于水中，乳化充分后以蒸馏水稀释，制备一定固含量的水基化生漆乳液。
4.如权利要求3所述的制备水基化生漆乳液的方法，其特征在于，在水基化生漆乳液制备过程中，乳化时间为5～20min。
5.如权利要求3所述的制备水基化生漆乳液的方法，其特征在于，所述的OP-10和SDS按比例溶于蒸馏水中混合均匀，调整混合溶液质量百分浓度为5～20％。
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