CN106335116A - 一种防紫外抗老化处理剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防紫外抗老化处理剂，属于竹材表面处理技术领域，具体由下列物质制成：石蜡、三聚氰胺氰尿酸盐、十六烷基三甲基溴化铵、二甲基亚砜、新戊二醇、乙酸乙烯酯、苯并三唑、磷酸氢二钠、聚丙烯酸钠、钛白粉、丙烯酸丁酯、四硼酸钠、改性纳米氧化锆、成膜助剂、中草药提取物、水。本发明各成分搭配合理，能很好改善竹材表面的耐磨特性，可在其表面形成均匀致密的涂膜，且涂膜弹力好、抗裂性佳、耐磨性强、光泽度高，在低温下的固化速度快，并能有效防止紫外光带来的各种危害，竹材的抗老化、耐候性得到提升，有很好的使用价值。

Description

一种防紫外抗老化处理剂及其制备方法

技术领域

本发明属于竹材表面处理技术领域，具体涉及一种防紫外抗老化处理剂及其制备方法。

背景技术

近年来，木材资源日益紧张，国家为了缓解木材资源紧张这一局势，开始大力倡导采用竹材代替木材使用，现在人们的生活中充斥着各种竹材类家具、工艺品等物件。而竹材属于有机纤维质材料，耐候性差，容易发生降解老化，需要通过表面处理来对其进行保护，延长使用寿命，同时保留它的自然美。常用的油性处理剂给环境带来污染和危害且成本高，而水性处理剂的附着力、抗粘连性、耐水性、稳定性等性能较差。并且，这类处理剂在制品表面形成的涂层耐磨、耐刮擦性能较差，磨损后竹材制品的表面光洁度也会变差，同时其防紫外性能较弱，暴露于日光下易被老化，进而影响了产品的美观和使用寿命。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种防紫外抗老化处理剂，能很好的增强竹材的防紫外、抗老化性能，提升其对于不同使用环境的耐受度。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种防紫外抗老化处理剂，由如下重量份的物质制成：

6~10份石蜡、5~8份三聚氰胺氰尿酸盐、4~6份十六烷基三甲基溴化铵、2~5份二甲基亚砜、1~2份新戊二醇、4~8份乙酸乙烯酯、2~5份苯并三唑、1~4份磷酸氢二钠、2~5份聚丙烯酸钠、2~4份钛白粉、6~8份丙烯酸丁酯、1~2份四硼酸钠、11~15份改性纳米氧化锆、29~32份成膜助剂、5~7份中草药提取物、170~200份水；所述成膜助剂由如下重量份的物质制成：3~5份二丙二醇丁醚、1~3份邻苯二甲酸二丁酯、2~4份甲基卡必醇、1~3份对羟基苯甲酸甲酯、3~6份羧甲基纤维素钠、2~3份共轭亚油酸、5~7份乙酸酐、1.5~2.5份月桂酸甘油酯、1~2.5份硬脂酸锌、2~3份二苄基联苯酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚、120~140份水。

进一步的，所述的钛白粉的颗粒大小为1000~1200目。

进一步的，所述的中草药提取物由如下重量份的物质制成：2~5份红芩、3~4份麦冬、5~6份红景天、5~7份赤芍、4~8份苍术、8~10份黄连、7~9份杜仲叶；

其制备方法包括如下步骤：

（1）将红芩、麦冬、红景天、赤芍、苍术、黄连和杜仲叶共同洗净，干燥粉碎过100目后备用；

（2）将步骤（1）处理好的成分放入其总质量8~10倍的质量分数为75%的乙醇溶液中，不断回流浸提6~8h后，取浸提液备用；

（3）将步骤（2）所得的浸提液去醇后并浓缩至原体积的1/3，再调节溶液pH为中性，即得中草药提取物。

进一步的，所述的改性纳米氧化锆的制备方法包括如下步骤：

（1）将纳米氧化锆与无水乙醇按重量比2:5进行混合，再用超声波分散处理30~40min，得混合液备用；

（2）向步骤（1）所得的混合液中加入其总质量2~2.5%的对氨基苯甲酸，然后调节混合液pH值为6~7后备用；

（3）对步骤（2）制得的混合液加热至72~76℃，并以800~900转/分钟的转速搅拌反应2.5~3h后，滤出、干燥后即得改性纳米氧化锆。

进一步的，所述的成膜助剂的制备方法包括如下步骤：

（1）将二丙二醇丁醚、邻苯二甲酸二丁酯、甲基卡必醇和对羟基苯甲酸甲酯同羧甲基纤维素钠、共轭亚油酸、乙酸酐共同放入反应釜中，加热保持温度为80~83℃，以600~700转/分钟的转速搅拌25~30min后，再保温处理8~9min备用；

（2）将月桂酸甘油酯、硬脂酸锌、二苄基联苯酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚和水共同加入到步骤（1）所得的混合物中，加热提升温度至88~92℃，以1000~1100转/分钟的转速转速搅拌45~55min后，再保温处理10~15min即得成膜助剂。

一种防紫外抗老化处理剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）按重量份先将二甲基亚砜、新戊二醇、苯并三唑、磷酸氢二钠、四硼酸钠、中草药提取物和水共同混合，然后加热保持溶液温度为65~70℃，以920~1000转/分钟的转速搅拌均匀后备用；

（2）将石蜡、三聚氰胺氰尿酸盐、十六烷基三甲基溴化铵、乙酸乙烯酯、聚丙烯酸钠、丙烯酸丁酯、和成膜助剂共同加入到步骤（1）所得的溶液中，加热保持溶液的温度为75~80℃，以1800~2000转/分钟的转速搅拌均匀后备用；

（3）将改性纳米氧化锆、钛白粉加入到步骤（2）所得的乳液中，加热保持溶液温度为48~53℃，以2800~3000转/分钟的转速搅拌均匀后，再用超声波分散处理8~10 min即得防紫外抗老化处理剂。

本发明具有如下有益效果：

本发明合理搭配了二丙二醇丁醚、邻苯二甲酸二丁酯和甲基卡必醇作为成膜助剂底物，然后用羧甲基纤维素钠、共轭亚油酸、乙酸酐搭配其余成分对其进行改性处理，制成成膜助剂，可提升处理剂的低温成膜性和高温稳定性；用石蜡、三聚氰胺氰尿酸盐和乙酸乙烯酯等成分配制成的混合乳液有很好的成膜性，与竹材木质纤维的结合力强，又具有良好的耐水性及透气透湿性；改性后的纳米氧化锆与竹材木质纤维、混合乳液的融合性更好，增强了成膜的耐温、耐磨性能，以及对紫外线的吸收能力；添加的中草药提取物能提升竹材整体的抗腐性能，并能改善成膜的抗裂性能；最终在各成分的配合作用下，本发明处理剂能很好改善竹材表面的耐磨特性，可在其表面形成均匀致密的涂膜，且涂膜弹力好、抗裂性佳、耐磨性强、光泽度高，在低温下的固化速度快，并能有效防止紫外光带来的各种危害，竹材的抗老化、耐候性得到提升，有很好的使用价值。

具体实施方式

实施例1

一种防紫外抗老化处理剂，由如下重量份的物质制成：

8份石蜡、6份三聚氰胺氰尿酸盐、5份十六烷基三甲基溴化铵、3份二甲基亚砜、1份新戊二醇、4份乙酸乙烯酯、3份苯并三唑、2份磷酸氢二钠、3份聚丙烯酸钠、2份钛白粉、6份丙烯酸丁酯、2份四硼酸钠、13份改性纳米氧化锆、30份成膜助剂、6份中草药提取物、180份水；所述成膜助剂由如下重量份的物质制成：4份二丙二醇丁醚、2份邻苯二甲酸二丁酯、4份甲基卡必醇、2份对羟基苯甲酸甲酯、4份羧甲基纤维素钠、2份共轭亚油酸、6份乙酸酐、2份月桂酸甘油酯、1.5份硬脂酸锌、2份二苄基联苯酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚、130份水。

进一步的，所述的钛白粉的颗粒大小为1000目。

进一步的，所述的中草药提取物由如下重量份的物质制成：5份红芩、3份麦冬、5份红景天、6份赤芍、7份苍术、8份黄连、8份杜仲叶；

其制备方法包括如下步骤：

（1）将红芩、麦冬、红景天、赤芍、苍术、黄连和杜仲叶共同洗净，干燥粉碎过100目后备用；

（2）将步骤（1）处理好的成分放入其总质量9倍的质量分数为75%的乙醇溶液中，不断回流浸提6h后，取浸提液备用；

（3）将步骤（2）所得的浸提液去醇后并浓缩至原体积的1/3，再调节溶液pH为中性，即得中草药提取物。

进一步的，所述的改性纳米氧化锆的制备方法包括如下步骤：

（1）将纳米氧化锆与无水乙醇按重量比2:5进行混合，再用超声波分散处理38min，得混合液备用；

（2）向步骤（1）所得的混合液中加入其总质量2%的对氨基苯甲酸，然后调节混合液pH值为6~7后备用；

（3）对步骤（2）制得的混合液加热至75℃，并以860转/分钟的转速搅拌反应3h后，滤出、干燥后即得改性纳米氧化锆。

进一步的，所述的成膜助剂的制备方法包括如下步骤：

（1）将二丙二醇丁醚、邻苯二甲酸二丁酯、甲基卡必醇和对羟基苯甲酸甲酯同羧甲基纤维素钠、共轭亚油酸、乙酸酐共同放入反应釜中，加热保持温度为82℃，以650转/分钟的转速搅拌27min后，再保温处理8min备用；

（2）将月桂酸甘油酯、硬脂酸锌、二苄基联苯酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚和水共同加入到步骤（1）所得的混合物中，加热提升温度至90℃，以1100转/分钟的转速转速搅拌48min后，再保温处理13min即得成膜助剂。

一种防紫外抗老化处理剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）按重量份先将二甲基亚砜、新戊二醇、苯并三唑、磷酸氢二钠、四硼酸钠、中草药提取物和水共同混合，然后加热保持溶液温度为69℃，以950转/分钟的转速搅拌均匀后备用；

（2）将石蜡、三聚氰胺氰尿酸盐、十六烷基三甲基溴化铵、乙酸乙烯酯、聚丙烯酸钠、丙烯酸丁酯、和成膜助剂共同加入到步骤（1）所得的溶液中，加热保持溶液的温度为78℃，以2000转/分钟的转速搅拌均匀后备用；

（3）将改性纳米氧化锆、钛白粉加入到步骤（2）所得的乳液中，加热保持溶液温度为49℃，以2900转/分钟的转速搅拌均匀后，再用超声波分散处理8 min即得防紫外抗老化处理剂。

对比实施例1

本对比实施例1与实施例1相比，不对纳米氧化锆进行改性处理，除此外的方法步骤均相同。

对比实施例2

本对比实施例2与实施例1相比，采用市售普通的成膜助剂取代实施例1中特殊配制的成膜助剂，除此外的方法步骤均相同。

对照组

现有的竹材用防紫外漆。

根据相关标准对上述四种方法对应的竹材处理剂分别进行性能测试，对比数据如下：

	硬度	耐燃时间（min）	光泽（60°）	耐水性（24h）
					实施例1	3H	61	92	无异常
对比实施例1	2H	57	89	无异常
					对比实施例2	3H	55	88	无异常
对照组	2H	50	85	无异常

为对比本发明处理剂的防紫外性能，将上述四种方法处理后的竹材放入密闭环境中，用波长为300nm的紫外线对其照射，控制光照强度为50W/m²，温度为52℃，空气相对湿度为55%，持续照射48h后，下表为相应的对比数据：

	老化程度	表面开裂率（%）	光泽度变化
				实施例1	无	2.3	无明显变化
对比实施例1	轻微	3.2	轻微黯淡
				对比实施例2	轻微	3.9	轻微黯淡
对照组	明显	6.1	明显黯淡

在用上述四种处理剂进行涂膜时发现，实施例1的处理剂即使在2℃的低温环境下仍能很好成膜，而其余三种处理剂只能在高于7℃的条件下良好成膜。

Claims (6)

1.一种防紫外抗老化处理剂，其特征在于，由如下重量份的物质制成：

6~10份石蜡、5~8份三聚氰胺氰尿酸盐、4~6份十六烷基三甲基溴化铵、2~5份二甲基亚砜、1~2份新戊二醇、4~8份乙酸乙烯酯、2~5份苯并三唑、1~4份磷酸氢二钠、2~5份聚丙烯酸钠、2~4份钛白粉、6~8份丙烯酸丁酯、1~2份四硼酸钠、11~15份改性纳米氧化锆、29~32份成膜助剂、5~7份中草药提取物、170~200份水；所述成膜助剂由如下重量份的物质制成：3~5份二丙二醇丁醚、1~3份邻苯二甲酸二丁酯、2~4份甲基卡必醇、1~3份对羟基苯甲酸甲酯、3~6份羧甲基纤维素钠、2~3份共轭亚油酸、5~7份乙酸酐、1.5~2.5份月桂酸甘油酯、1~2.5份硬脂酸锌、2~3份二苄基联苯酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚、120~140份水。

2.根据权利要求1所述的一种防紫外抗老化处理剂，其特征在于，所述的钛白粉的颗粒大小为1000~1200目。

3.根据权利要求1所述的一种防紫外抗老化处理剂，其特征在于，所述的中草药提取物由如下重量份的物质制成：2~5份红芩、3~4份麦冬、5~6份红景天、5~7份赤芍、4~8份苍术、8~10份黄连、7~9份杜仲叶；

其制备方法包括如下步骤：

（1）将红芩、麦冬、红景天、赤芍、苍术、黄连和杜仲叶共同洗净，干燥粉碎过100目后备用；

（2）将步骤（1）处理好的成分放入其总质量8~10倍的质量分数为75%的乙醇溶液中，不断回流浸提6~8h后，取浸提液备用；

（3）将步骤（2）所得的浸提液去醇后并浓缩至原体积的1/3，再调节溶液pH为中性，即得中草药提取物。

4.根据权利要求1所述的一种防紫外抗老化处理剂，其特征在于，所述的改性纳米氧化锆的制备方法包括如下步骤：

（1）将纳米氧化锆与无水乙醇按重量比2:5进行混合，再用超声波分散处理30~40min，得混合液备用；

（2）向步骤（1）所得的混合液中加入其总质量2~2.5%的对氨基苯甲酸，然后调节混合液pH值为6~7后备用；

（3）对步骤（2）制得的混合液加热至72~76℃，并以800~900转/分钟的转速搅拌反应2.5~3h后，滤出、干燥后即得改性纳米氧化锆。

5.根据权利要求1所述的一种防紫外抗老化处理剂，其特征在于，所述的成膜助剂的制备方法包括如下步骤：

（1）将二丙二醇丁醚、邻苯二甲酸二丁酯、甲基卡必醇和对羟基苯甲酸甲酯同羧甲基纤维素钠、共轭亚油酸、乙酸酐共同放入反应釜中，加热保持温度为80~83℃，以600~700转/分钟的转速搅拌25~30min后，再保温处理8~9min备用；

（2）将月桂酸甘油酯、硬脂酸锌、二苄基联苯酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚和水共同加入到步骤（1）所得的混合物中，加热提升温度至88~92℃，以1000~1100转/分钟的转速转速搅拌45~55min后，再保温处理10~15min即得成膜助剂。

6.一种如权利要求1所述的防紫外抗老化处理剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）按重量份先将二甲基亚砜、新戊二醇、苯并三唑、磷酸氢二钠、四硼酸钠、中草药提取物和水共同混合，然后加热保持溶液温度为65~70℃，以920~1000转/分钟的转速搅拌均匀后备用；

（2）将石蜡、三聚氰胺氰尿酸盐、十六烷基三甲基溴化铵、乙酸乙烯酯、聚丙烯酸钠、丙烯酸丁酯、和成膜助剂共同加入到步骤（1）所得的溶液中，加热保持溶液的温度为75~80℃，以1800~2000转/分钟的转速搅拌均匀后备用；

（3）将改性纳米氧化锆、钛白粉加入到步骤（2）所得的乳液中，加热保持溶液温度为48~53℃，以2800~3000转/分钟的转速搅拌均匀后，再用超声波分散处理8~10 min即得防紫外抗老化处理剂。