CN107674544A - 一种外墙弹性涂层材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于涂料领域，尤其涉及一种外墙弹性涂层材料的制备方法。包括以下步骤：木质素基弹性体的制备；弹性涂层材料母液的制备弹性涂层材料母液的制备；外墙弹性涂层材料的制备。本发明制备的外墙弹性涂料采用环境友好、来源广泛具有刚性的醇化的木质素和具有柔性的丁二烯为原料制得木质素弹性体；所制备的木质素弹性体具有的酚羟基基团，可以使环氧树脂发生开环反应，与环氧树脂形成交联网状结构，提升了木质素弹性体与环氧树脂的相容性，从而使制备得到的涂层材料具有优异的弹性能够有效抵抗基材扭曲、裂纹等形变。
Description
技术领域
本发明属于涂料领域，尤其涉及一种外墙弹性涂层材料的制备方法。
背景技术
传统的外墙弹性涂料，多系丙烯酸乳液型，乳液的玻璃化转变温度在-10℃至-20℃之间，甚至更低，导致其成膜后在低温情况下弹性差。还有一些弹性涂料通过外加增塑剂来增加涂层材料的弹性，但是随着增塑剂的迁移，涂层的弹性会很快丧失，进而带来外墙涂层的开裂等缺陷。因此，现在的外墙涂料难以满足人们的需要，亟需开发出一种新型外墙弹性涂层材料。
热塑性弹性体，是一种在常温下显示橡胶的高弹性，高温下又能塑化成型的一种高分子材料；但是，目前国内外绝大多数弹性体在原料上都依赖于不可再生的石化衍生品，而且很多弹性体都是难以降解的高分子产品，其废弃物不可避免的会对环境造成一定的破坏。木质素，是地球上产量仅次于纤维素的天然高分子化合物，其不仅有良好的紫外光吸收性和很好的刚性，而且分子结构中含有众多能参与反应的官能团，还具备可降解、可再生、无毒等优点。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种外墙弹性涂层材料的制备方法，能有效提升涂层材料的弹性性能，并有效的遮盖被涂覆基体的细小裂纹。
为了实现上述目的，本发明提供一种外墙弹性涂层材料的制备方法，所述方法包括以下步骤。
步骤1、木质素基弹性体的制备：（1）按质量份数取50-100份溶剂（环己烷）、1-5份调节剂（十二烷基苯磺酸钠）和20-40份木质素，加入洗净烘干的三口烧瓶中，塞紧瓶塞，通入氮气，室温搅拌20-30min，转速为200-300r/min；（2）吸取质量份数5-10份的正丁基锂溶液；首先，向（1）中的三口烧瓶中缓慢注射质量份数1-3份的正丁基锂溶液，轻轻摇晃，消除体系中的残余杂质；然后，将剩余的正丁基锂溶液缓慢注入三口瓶中，室温搅拌2-4h，转速为200-300r/min，取质量份数30-50份丁二烯，缓慢注入到三口瓶中，室温搅拌4-5h后，转速为200-300r/min，再另取质量份数20-40份木质素缓慢注入三口瓶中，室温搅拌3-5h后，转速200-300r/min，体系逐渐变稠；最后，注入质量份数1-2份浓度70%-85%的乙醇溶液，室温静置0.5-1h，三口瓶内沉淀物质即为木质素基弹性体。
步骤2、弹性涂层材料母液的制备：按质量份数取50-100份木质素基弹性体，加入到质量份数50-80份水和150-300份水性环氧树脂的混合液中，室温下磁力搅拌30-60min，转速为200r/min，即得弹性涂层材料的母液。
步骤3、外墙弹性涂层材料的制备：取质量份数30-60份水性固化剂与质量份数80-120份水混合均匀后，再与步骤2的母液按1：4-5的质量比例混合均匀，即得。
所述的水性环氧树脂为H228A环氧树脂或Ar555环氧树脂。
所述的水性固化剂为Aq419或H228B。
与现有技术相比，本发明的有益效果。
本发明制备的外墙弹性涂料采用环境友好、来源广泛具有刚性的醇化的木质素和具有柔性的丁二烯为原料制得木质素弹性体；所制备的木质素弹性体具有的酚羟基基团，可以使环氧树脂发生开环反应，与环氧树脂形成交联网状结构，提升了木质素弹性体与环氧树脂的相容性，从而使制备得到的涂层材料具有优异的弹性能够有效抵抗基材扭曲、裂纹等形变。本发明将丰富的木质素资源用于制备生物基弹性体，不但可以使产品具备一定的降解性能，减小对环境的压力，而且还能够减少对不可再生资源的依赖，降低工业生产成本。
附图说明
图1为木质素弹性体的制备机理图。
图2为木质素弹性体与环氧树脂反应机理图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作详细说明。
实施例1。
外墙弹性涂层材料的制备方法，包括以下步骤。
步骤1、按质量份数取80份环己烷、3份十二烷基苯磺酸钠和20份木质素，加入洗净烘干的三口烧瓶中，塞紧瓶塞，通入氮气室温搅拌30min，转速为200r/min；用注射器吸取7份的正丁基锂溶液，向三口瓶中先缓慢注射2份的正丁基锂溶液，轻轻摇晃，消除体系中的残余杂质，然后将剩余的5份正丁基锂溶液缓慢注入三口瓶中，室温搅拌2h，转速为200 r/min；用注射器取40份丁二烯，缓慢注入到三口瓶中，室温转速为200 r/min搅拌4h后，在用注射器另取20份木质素缓慢注入三口瓶中，室温转速为200 r/min搅拌3h后，体系逐渐变稠；用注射器注入1份乙醇溶液，室温静置1h，三口瓶内沉淀后物质即是木质素基弹性体。木质素弹性体的制备机理图，见图1。
步骤2、按质量份数取80份木质素基弹性体，加入到50份水和300份H228A环氧树脂的混合液中，室温下磁力搅拌30min，转速为200r/min，即得弹性涂层材料的母液。木质素弹性体与环氧树脂反应机理图，见图2。
步骤3、取30份H228B水性固化剂与100份水混合均匀后，再与所述弹性涂层材料的母液按1：4的质量比例混合制成。
通过本发明制备得到的外墙弹性涂料的性能测试，分为三组，第一组为丙烯酸乳液型涂层材料，第二组为添加增塑剂的涂层材料，第三组为通过本发明制备得到的弹性涂层材料。根据涂层材料的检测标准，主要考察拉伸强度和断裂伸长率，具体结果参见表1。
表1 不同涂层材料在不同环境下的性能对照表。
由表1可知，通过本发明制备得到的外墙弹性涂料在初始状态下拉伸强度和断裂伸长率均优于丙烯酸乳液型涂层材料和添加增塑剂的涂层材料，在经历不同环境测试后，测试结果表明本发明制备得到的外墙弹性涂料相比于丙烯酸乳液型涂层材料和添加增塑剂的涂层材料在低温和人工加速老化后拉伸强度和断裂伸长率最高，弹性能能最佳。
Claims (5)
1.一种外墙弹性涂层材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、木质素基弹性体的制备：（1）按份数取50-100份溶剂、1-5份调节剂和20-40份木质素，加入洗净烘干的三口烧瓶中，塞紧瓶塞，通入氮气，室温搅拌20-30min，转速为200-300r/min；（2）吸取5-10份的正丁基锂溶液；首先，向（1）中的三口烧瓶中缓慢注射1-3份的正丁基锂溶液，轻轻摇晃，消除体系中的残余杂质；然后，将剩余的正丁基锂溶液缓慢注入三口瓶中，室温搅拌2-4h，转速为200-300r/min，取30-50份丁二烯，缓慢注入到三口瓶中，室温搅拌4-5h后，转速为200-300r/min，再用注射器另取20-40份木质素缓慢注入三口瓶中，室温搅拌3-5h后，转速为200-300r/min，体系逐渐变稠；最后，注入1-2份浓度70%-85%的乙醇溶液，室温静置0.5-1h，三口瓶内沉淀物质即为木质素基弹性体；
步骤2、弹性涂层材料母液的制备：按质量份数取50-100份木质素基弹性体，加入到50-80份水和150-300份水性环氧树脂的混合液中，室温下磁力搅拌30-60min，转速为200r/min，即得弹性涂层材料的母液；
步骤3、外墙弹性涂层材料的制备：取30-60份水性固化剂与80-120份水混合均匀后，再与步骤2的母液按1：4-5的质量比例混合均匀，即得。
2.如权利要求1所述的外墙弹性涂层材料的制备方法，其特征在于，所述的溶剂为环己烷；所述的溶剂调节剂为十二烷基苯磺酸钠。
3.如权利要求1所述的外墙弹性涂层材料的制备方法，其特征在于，所述的水性环氧树脂为H228A环氧树脂和Ar555环氧树脂。
4.如权利要求1所述的外墙弹性涂层材料的制备方法，其特征在于，所述的水性固化剂为Aq419或H228B。
5.如权利要求1所述的外墙弹性涂层材料的制备方法，其特征在于，所述的外墙弹性涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、按质量份数取80份环己烷、3份十二烷基苯磺酸钠和20份木质素，加入洗净烘干的三口烧瓶中，塞紧瓶塞，通入氮气室温搅拌30min，转速为200r/min；用注射器吸取7份的正丁基锂溶液，向三口瓶中先缓慢注射2份的正丁基锂溶液，轻轻摇晃，消除体系中的残余杂质，然后将剩余的5份正丁基锂溶液缓慢注入三口瓶中，室温搅拌2h，转速为200 r/min；用注射器取40份丁二烯，缓慢注入到三口瓶中，室温转速为200 r/min搅拌4h后，在用注射器另取20份木质素缓慢注入三口瓶中，室温转速为200 r/min搅拌3h后，体系逐渐变稠；用注射器注入1份乙醇溶液，室温静置1h，三口瓶内沉淀后物质即是木质素基弹性体；
步骤2、按质量份数取80份木质素基弹性体，加入到50份水和300份H228A环氧树脂的混合液中，室温下磁力搅拌30min，转速为200r/min，即得弹性涂层材料的母液；
步骤3、取30份H228B水性固化剂与100份水混合均匀后，再与所述弹性涂层材料的母液按1：4的质量比例混合制成。
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