CN107141964A - 一种纳米水性封闭甲醛涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纳米水性封闭甲醛涂料及其制备方法，纳米水性封闭甲醛涂料包括下列重量百分比的组分：纳米纤维素2.0~10.0%，超细微蜡粉0.5~3.0%，其余为水性环氧树脂、水性分散剂、功能助剂、去离子水、水性环氧固化剂。该纳米水性封闭甲醛涂料具有出色的紧密性、附着性，耐磨性，涂抹或喷涂在家具表面，可在家具漆层表面形成一层保护封膜，该保护封膜能够把甲醛牢牢封闭，阻止家具板材及漆层的甲醛气体挥发；制备方法条件温和，工艺简单，更加环保。解决现有室内装修造成室内甲醛含量超标，常规通风和物理吸附去除耗费时间长，以及现有封闭涂料对甲醛的封闭作用有限的问题。

Description

一种纳米水性封闭甲醛涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及纳米水性涂料技术领域，尤其涉及一种纳米水性封闭甲醛涂料及其制备方法。

背景技术

目前，家庭装修污染问题日益受到人们重视，室内污染包括苯、甲苯、甲醛等等，其中危害较大的物质就是甲醛。甲醛对人体健康有重要影响，对眼睛、呼吸道、人体粘膜和皮肤有强烈的刺激作用；急性中毒可导致流泪、流涕、咳嗽等症状，引发多种呼吸道疾病；慢性吸入低浓度可导致持续头痛、无力、失眠等；长期皮肤接触会导致皮炎，对人体的呼吸系统、消化系统和中枢神经系统产生不良影响，造成肺和肝免疫功能异常；尤其具有强致癌性，可导致鼻癌、血癌、淋巴癌等癌症。新装修的房间甲醛含量较高，是众多疾病的主要诱因。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，向空气中释放，导致严重的室内空气污染。

常规的方式是采用通风或者物理方法吸附以祛除甲醛，其问题是，一方面花费的时间较长，新房装修后长时间不能入住，且活性炭对甲醛单纯的物理吸附是可逆的，伴随着吸附的饱和还会脱附出一部分甲醛；另一方面，甲醛作为粘合剂、涂料等家装材料中的必要成分，不可能也不能够完全去除。

目前，也有采用封膜涂料包裹在板材表面，以封闭甲醛，降低甲醛的释放量，但其封闭作用十分有限，存在涂膜结构不紧密，附着性不理想，长期使用易磨损或脱落等缺陷，效果并不理想。

发明内容

本发明为解决现有室内装修造成室内甲醛含量超标，常规通风和物理吸附去除耗费时间长，并且现有封闭涂料对甲醛的封闭作用有限的问题，提供一种纳米水性封闭甲醛涂料及其制备方法，本发明提供的纳米水性封闭甲醛涂料具有出色的紧密性、附着性，耐磨性，涂抹或喷涂在家具表面，在家具漆层表面形成一层保护封膜，该保护封膜能够把甲醛牢牢封闭，阻止家具板材及漆层的甲醛气体挥发；制备方法条件温和，工艺简单，更加环保。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种纳米水性封闭甲醛涂料，所述纳米水性封闭甲醛涂料包括下列重量百分比的组分：

纳米纤维素 2.0~10.0%

超细微蜡粉 0.5~3.0%

其余为水性环氧树脂、水性分散剂、功能助剂、去离子水、水性环氧固化剂的混合体。

进一步地，所述水性环氧树脂重量百分比为40.0~50.0%。

进一步地，所述水性环氧固化剂重量百分比为15.0~20.0%。

进一步地，所述纳米纤维素的粒径≤90nm。

进一步地，所述功能助剂为消泡剂、增稠剂、成膜助剂、PH调节剂、防腐剂、流平剂的混合物。

进一步地，所述成膜助剂为丙二醇醚类。

进一步地，所述增稠剂为改性聚丙烯酸钠或改性聚丙烯酸胺。

进一步地，所述PH调节剂为水性有机硅化合物。

所述纳米水性封闭甲醛涂料的制备方法，包括如下步骤：

第一步：称取纳米纤维素、超细微蜡粉、水性环氧树脂、水性分散剂、功能助剂、乳化剂、去离子水、水性环氧固化剂；

第二步：将去离子水加入到乳化釜中，加入乳化剂，高速搅拌至乳化剂溶解，将超细微蜡粉加入，乳化30±10min，制得预乳化的超细微蜡粉混合物；

第三步：取水性环氧树脂和水性分散剂加入到反应釜，300~400rpm分散20~30min，制得水性环氧树脂体系；

第四步：取预乳化的超细微蜡粉混合物，滴加到水性环氧树脂体系，搅拌均匀后加入纳米纤维素材料，按400-550rpm分散40±10min；

第五步：将去离子水和功能助剂缓慢加入到反应釜内，低速搅拌20～25min，最后将流平剂和消泡剂加入到反应釜内，低速搅拌60~90min，过滤出料，与固化剂混合均匀，得纳米水性封闭甲醛涂料。

本发明的特点为：

1、选用水性环氧树脂：粘结能力强，耐化学药品、耐热、电气绝缘性能良好，收缩率小，有较好的力学性能，作为涂层可给家具提供较好的保护；水性涂料以水取代溶剂稀释，由于本身不需要使用甲醛、苯等稀释，VOC极低，使用更为环保，同时也改善了制备环境条件；水性涂料施工简单方便，涂装工具可用水清洗，大大减少了清洗溶剂的消耗。

2、将本发明纳米水性封闭甲醛涂料粉刷或喷涂在需要封闭甲醛释放的家具表面，形成一层紧密的纳米水性封闭甲醛保护封膜，该保护封膜能够把甲醛牢牢封闭，阻止家具板材及漆层的甲醛气体挥发。

3、加入纳米纤维素：纳米纤维素具有巨大的比表面积、超强的分子搭建，运用于涂层中可使涂层结构紧密，有效封闭家具中的甲醛；增强涂料和底材之间的附着力，长期附着于家具表面不易脱落；同时作为生物基材料，相对于石油基材料，具有生物可降解性和可再生性，更环保。

4、应用超细微蜡粉：具有狭窄的粒度分布、细度均匀，提高涂料的抗磨擦性，提供极佳的抗刮伤性能，增强附着力、消光性、透明性和手感，长期使用不易磨损刮伤，避免甲醛逸出，还具有延长家具使用时间的作用。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面通过具体的实施例对本发明作进一步说明。但本发明并不仅限于以下实施方式。

实施例1

一种纳米水性封闭甲醛涂料，按照以下重量百分比称取原料：

水性环氧树脂 48.0%

水性分散剂 0.6%

纳米纤维素 8.0%

超细微蜡粉 2.0%

乳化剂 0.2%

水性环氧固化剂 17.0%

消泡剂 0.3%

增稠剂 1.4%

成膜助剂 2.6%

PH调节剂 0.5%

防腐剂 0.2%

流平剂 0.2%

余量为去离子水

将去离子水加入到乳化釜中，加入乳化剂，高速搅拌至乳化剂溶解，将超细微蜡粉加入，乳化25min，制得预乳化的超细微蜡粉混合物；

取水性环氧树脂和水性分散剂加入到反应釜，400rpm分散20min，制得水性环氧树脂体系；

取预乳化的超细微蜡粉混合物，滴加到水性环氧树脂体系，搅拌均匀后加入纳米纤维素材料，按450rpm分散45min；

将去离子水、增稠剂、成膜助剂、PH调节剂、防腐剂缓慢加入到反应釜内，低速搅拌25min，最后将流平剂和消泡剂加入到反应釜内，低速搅拌75min，过滤出料，与固化剂混合均匀，得纳米水性封闭甲醛涂料。

实施例2

一种纳米水性封闭甲醛涂料，按照以下重量百分比称取原料：

水性环氧树脂 50.0%

水性分散剂 0.8%

纳米纤维素 3.0%

超细微蜡粉 3.0%

乳化剂 0.5%

水性环氧固化剂 19.0%

消泡剂 0.2%

增稠剂 0.7%

成膜助剂 3.5%

PH调节剂 0.7%

防腐剂 0.3%

流平剂 0.1%

余量为去离子水

将去离子水加入到乳化釜中，加入乳化剂，高速搅拌至乳化剂溶解，将超细微蜡粉加入，乳化40min，制得预乳化的超细微蜡粉混合物；

取水性环氧树脂和水性分散剂加入到反应釜，300rpm分散25min，制得水性环氧树脂体系；

取预乳化的超细微蜡粉混合物，滴加到水性环氧树脂体系，搅拌均匀后加入纳米纤维素材料，按550rpm分散30min；

将去离子水、增稠剂、成膜助剂、PH调节剂、防腐剂缓慢加入到反应釜内，低速搅拌20min，最后将流平剂和消泡剂加入到反应釜内，低速搅拌85min，过滤出料，与固化剂混合均匀，得纳米水性封闭甲醛涂料。

实施例3

一种纳米水性封闭甲醛涂料，按照以下重量百分比称取原料：

水性环氧树脂 40.0%

水性分散剂 0.4%

纳米纤维素 10.0%

超细微蜡粉 2.5%

乳化剂 0.3%

水性环氧固化剂 16.0%

消泡剂 0.2%

增稠剂 2.8%

成膜助剂 4.7%

PH调节剂 0.7%

防腐剂 0.7%

流平剂 0.3%

余量为去离子水

将去离子水加入到乳化釜中，加入乳化剂，高速搅拌至乳化剂溶解，将超细微蜡粉加入，乳化35min，制得预乳化的超细微蜡粉混合物；

取水性环氧树脂和水性分散剂加入到反应釜，400rpm分散30min，制得水性环氧树脂体系；

取预乳化的超细微蜡粉混合物，滴加到水性环氧树脂体系，搅拌均匀后加入纳米纤维素材料，按500rpm分散40min；

将去离子水、增稠剂、成膜助剂、PH调节剂、防腐剂缓慢加入到反应釜内，低速搅拌25min，最后将流平剂和消泡剂加入到反应釜内，低速搅拌60min，过滤出料，与固化剂混合均匀，得纳米水性封闭甲醛涂料。

本发明具有如下特点：

选用水性环氧树脂：粘结能力强，耐化学药品、耐热、电气绝缘性能良好，收缩率小，有较好的力学性能，作为涂层可给家具提供较好的保护；水性涂料以水取代溶剂稀释，由于本身不需要使用甲醛、苯等稀释，VOC极低，使用更为环保，同时也改善了制备环境条件；水性涂料施工简单方便，涂装工具可用水清洗，大大减少了清洗溶剂的消耗。

将本发明纳米水性封闭甲醛涂料粉刷或喷涂在需要封闭甲醛释放的家具表面，形成一层紧密的纳米水性封闭甲醛保护封膜，该保护封膜能够把甲醛牢牢封闭，阻止家具板材及漆层的甲醛气体挥发。

加入纳米纤维素：纳米纤维素具有巨大的比表面积、超强的分子搭建，运用于涂层中可使涂层结构紧密，有效封闭家具中的甲醛；增强涂料和底材之间的附着力，长期附着于家具表面不易脱落；同时作为生物基材料，相对于石油基材料，具有生物可降解性和可再生性，更环保。

应用超细微蜡粉：具有狭窄的粒度分布、细度均匀，提高涂料的抗磨擦性，提供极佳的抗刮伤性能，增强附着力、消光性、透明性和手感，长期使用不易磨损刮伤，避免甲醛逸出，还具有延长家具使用时间的作用。

在装修面积为100 m³的室内，采用一级板材制造的家具，在室温19-25℃下，采用实施例3与未使用本发明纳米水性封闭甲醛涂料进行对比实验：《居室空气中甲醛的卫生标准》规定的甲醛标准值为0.08mg/m³，未使用本发明纳米水性封闭甲醛涂料的室内封闭24小时后，使用专业的甲醛测试仪对室内的甲醛进行检测，甲醛测试值为0.14-0.17mg/m³，超过国家标准；相同条件下，使用本发明的纳米水性封闭甲醛涂料，24小时密闭后，甲醛测试仪对室内的甲醛进行检测，甲醛测试值仅为0.02-0.04mg/m³，有效封闭甲醛，低于国家标准；同时，实施例1至3制得的涂料，对其性能进行检测，结果均可以很好地符合国标要求，搅拌均匀后无硬块，漆膜外观平整，附着力（拉开法MPa）达9.1，耐磨性（750g/500R）达0.022，施工性能喷涂无不良现象。

最后应当说明的是:虽然已经用优选实施例详述了本发明，然而其并非用于限定本发明。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，应当可以作出各种修改与变更。因此本发明的保护范围应当视为所附的权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.一种纳米水性封闭甲醛涂料，其特征在于：所述纳米水性封闭甲醛涂料包括下列重量百分比的组分：

纳米纤维素 2.0~10.0%

超细微蜡粉 0.5~3.0%

其余为水性环氧树脂、水性分散剂、功能助剂、去离子水、水性环氧固化剂的混合体。

2.根据权利要求1所述的纳米水性封闭甲醛涂料，其特征在于：所述水性环氧树脂重量百分比为40.0~50.0%。

3.根据权利要求1所述的纳米水性封闭甲醛涂料，其特征在于：所述水性环氧固化剂重量百分比为15.0~20.0%。

4.根据权利要求1所述的纳米水性封闭甲醛涂料，其特征在于：所述纳米纤维素的粒径≤90nm。

5.根据权利要求1所述的纳米水性封闭甲醛涂料，其特征在于：所述功能助剂为消泡剂、增稠剂、成膜助剂、PH调节剂、防腐剂、流平剂的混合物。

6.根据权利要求5所述的纳米水性封闭甲醛涂料，其特征在于：所述成膜助剂为丙二醇醚类。

7.根据权利要求5所述的纳米水性封闭甲醛涂料，其特征在于：所述增稠剂为改性聚丙烯酸钠或改性聚丙烯酸胺。

8.根据权利要求5所述的纳米水性封闭甲醛涂料，其特征在于：所述PH调节剂为水性有机硅化合物。

9.根据权利要求1-8任一项所述纳米水性封闭甲醛涂料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

第一步：称取纳米纤维素、超细微蜡粉、水性环氧树脂、水性分散剂、功能助剂、乳化剂、去离子水、水性环氧固化剂；

第二步：将去离子水加入到乳化釜中，加入乳化剂，高速搅拌至乳化剂溶解，将超细微蜡粉加入，乳化30±10min，制得预乳化的超细微蜡粉混合物；

第三步：取水性环氧树脂和水性分散剂加入到反应釜，300~400rpm分散20~30min，制得水性环氧树脂体系；

第四步：取预乳化的超细微蜡粉混合物，滴加到水性环氧树脂体系，搅拌均匀后加入纳米纤维素材料，按400-550rpm分散40±10min；

第五步：将去离子水和功能助剂缓慢加入到反应釜内，低速搅拌20～25min，最后将流平剂和消泡剂加入到反应釜内，低速搅拌60~90min，过滤出料，与固化剂混合均匀，得纳米水性封闭甲醛涂料。