CN107868560A - 一种防水抗脱落木材用漆及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防水抗脱落木材用漆及制备方法,所述漆包括如下原料:硅溶胶、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、改性石墨烯、高粘凹凸棒石粘土、壳聚糖、羧甲基纤维素、纳米氧化铝、纳米二氧化钛、填充剂、消泡剂。制备方法包括:首先将聚丙烯酰胺、聚乙烯醇和改性石墨烯进行改性反应,然后再与剩余有机物反应,最后再与剩余组分进行混合分散均匀,即可。本发明所述漆不仅具有易涂覆、抗裂抗脱落的涂覆效果,还具有较好的防水性能,且具有安全无污染的环保性能,具有较好的应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域,具体涉及一种防水抗脱落木材用漆及制备方法。
背景技术
木材是一种结构材料,广泛应用于家具制造和建筑工业。为了美化木材制品,延长使用寿命,需要对其进行必要的保护。同时,木材不同于其它结构材料,具有比其它材料更大的含水量及吸水性;涂料还会向木材内部渗透。所有这些都会对涂层效果产生不利影响。
专利号为ZL 201310303118.7公布了一种环保型木材单板染色剂及其染色方法,首先利用CH3COOOH的无毒性的特点,先对单板进行漂白处理,其次以漂后的单板为基材,采用铁红、铁黄两种颜料对基材进行染色处理。本工艺方法所得染色单板的颜色艳丽饱满、颜料的水牢度高、疏水性强,并且对木材的破坏性极小;本工艺过程对设备要求低、易于操作且可控性强,可用于大规模的工业生产,具有极好的实际应用前景。但是,所述方法制备得到的木材染色剂性能不佳,涂装后效果不好,且环保型较差的缺点。
因此,研究开发一种既具有较好的涂覆效果,又具有一定的环保性的木材用涂料具有重要意义,也符合目前市场的需求,具有较好的应用前景。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种防水抗脱落木材用漆及制备方法,所述涂料不仅具有易涂覆、抗裂抗脱落的涂覆效果,还具有较好的防水性能,且具有安全无污染的环保性能,具有较好的应用价值。
本发明解决技术问题采用如下技术方案:
本发明涉及一种防水抗脱落木材用漆,包括如下重量份的各组分:硅溶胶10~22份、聚丙烯酰胺18~35份、聚乙烯醇10~17份、改性石墨烯0.3~1.2份、高粘凹凸棒石粘土12~20份、壳聚糖6~10份、羧甲基纤维素3~12份、纳米氧化铝5~13份、纳米二氧化钛5~9份、填充剂8~15份、消泡剂1~5份,还包括适量的水。
优选地,所述木材用漆包括如下重量分数的各组分:硅溶胶16份、聚丙烯酰胺30份、聚乙烯醇15份、改性石墨烯0.8份、高粘凹凸棒石粘土15份、壳聚糖7份、羧甲基纤维素8份、纳米氧化铝7份、纳米二氧化钛6份、填充剂12份、消泡剂3份,还包括适量的水。
优选地,所述改性石墨烯为采用改性剂对石墨稀进行改性后得到的产物。
进一步地,所述改性剂为含有大π键共轭结构的有机分子。
优选地,所述高粘凹凸棒石粘土为天然凹凸棒石粘土经提纯、除杂之后的产物。
优选地,所述填充剂为硅灰石粉、超细滑石粉、白炭黑中的一种或多种的混合。
本发明还涉及一种制备防水抗脱落木材用漆的方法,包括如下步骤:
(1)按照配比称取聚丙烯酰胺、聚乙烯醇加入反应釜中,加入适量的水,充分混合均匀,升温至60~80℃,向反应釜中加入配比量的改性石墨烯,搅拌反应2~3h,得到反应产物a1;
(2)向反应产物a1中加入配比量的硅溶胶、壳聚糖和羧甲基纤维素,搅拌反应0.5~1h,冷却,得到产物a2;
(3)将步骤(2)得到的产物a2与配比量的高粘凹凸棒石粘土、纳米氧化铝、纳米二氧化钛、填充剂、消泡剂混合并搅拌均匀,然后将混合物转移至剪切速度为1000~2000转/min的剪切机中剪切分散10~30min,即得所述木材用漆。
优选地,所述步骤(1)中加入水的量为聚合物质量的10~20倍。
优选地,所述步骤(1)中改性石墨烯的加入方法为首先将石墨烯与水混合,制备得到浓度为0.3~0.6g/L的混合液,然后再将混合液加入到反应釜中,即可。
优选地,所述步骤(3)中高粘凹凸棒石粘土的制备方法包括:
取天然凹凸棒土进行粉碎并过200目筛,加入凹凸棒土质量10~20倍的水,搅拌形成悬浮泥浆,取上层悬浊液于2000~3000转/min的离心机中离心处理8~15min,真空抽滤;将滤饼置于乙醇中,然后置于超声波条件下,40~50℃下超声分散5~10min,过滤;再将滤饼烘干,然后置于马弗炉中于800~900℃条件焙烧2~4h,冷却,即得。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
(1)本发明所述的防水抗脱落木材用漆,不仅具有较好的易涂覆、抗裂、抗脱落的涂覆效果,还具有较好的防水、防腐蚀性能,且所述木材用漆具有安全无污染的环保性能,符合环境友好型材料,具有较好的应用价值。
(2)本发明所述的防水抗脱落木材用漆中添加有高粘凹凸棒石粘土,一方面大大提高木材用漆的粘度,提高了漆的附着性能,另一方面,由于凹凸棒石粘土独特的链层状结构及较大的比表面积,使其具有较好的吸附性能,将其应用于油漆中,涂覆于木材表面能够对周围环境中的粉尘及不良气味进行有效吸附,起到较好的净化空气的作用,此外,凹凸棒石粘土本身具有较好的悬浮性、流平性及增稠性,可以代替原有的悬浮剂、增稠剂及稳定剂,大大降低了原料消耗,降低了使用成本。
(3)本发明所述的防水抗脱落木材用漆添加有改性石墨烯,由于石墨烯本身具有独特的片层状结构,层层叠加形成致密的物理隔绝层,使得添加改性石墨烯后得到的油漆具有较好的物理隔绝防水、防腐蚀作用,再加上石墨烯具有优异的力学性能,为涂层的力学强度提供了保障,使得涂层具有较好的耐刮擦、抗剥落的性能;采用改性后的石墨烯在继承石墨烯原有的性能的基础上,大大提高了材料的附着力、耐冲击性能,有效防止木材浸水导致的漆面翘起、脱落的现象,延长了木材的使用寿命。
(4)本发明所述防水抗脱落木材用漆的制备工艺简单、条件温和,制备过程无污染物产生,安全环保,适合工业化推广生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件,例如Sambrook等分子克隆:实验室手册(New York:Cold Spring Harbor Laboratory Press,1989)中所述的条件,或按照制造厂商所建议的条件。
实施例1:
本发明优选实施例的一种防水抗脱落木材用漆及制备方法;
所述防水抗脱落木材用漆,由如下重量份的各组分制备而成:
硅溶胶16份、聚丙烯酰胺30份、聚乙烯醇15份、改性石墨烯0.8份、高粘凹凸棒石粘土15份、壳聚糖7份、羧甲基纤维素8份、纳米氧化铝7份、纳米二氧化钛6份、填充剂12份、消泡剂3份,还包括适量的水。
其中,所述改性石墨烯为采用改性剂对石墨稀进行改性后得到的产物,采用改性后的石墨烯在继承石墨烯原有的性能的基础上,大大提高了材料的附着力、耐冲击性能,有效防止木材浸水导致的漆面翘起、脱落的现象,延长了木材的使用寿命。
进一步地,所述改性剂为含有大π键共轭结构的有机分子。
其中,所述高粘凹凸棒石粘土为天然凹凸棒石粘土经提纯、除杂之后的产物,一方面大大提高木材用漆的粘度,提高了漆的附着性能,另一方面,由于凹凸棒石粘土独特的链层状结构及较大的比表面积,使其具有较好的吸附性能,将其应用于油漆中,涂覆于木材表面能够对周围环境中的粉尘及不良气味进行有效吸附,起到较好的净化空气的作用,此外,凹凸棒石粘土本身具有较好的悬浮性、流平性及增稠性,可以代替原有的悬浮剂、增稠剂及稳定剂,大大降低了原料消耗,降低了使用成本。
其中,所述填充剂为硅灰石粉,具有较好的耐化学腐蚀性及热稳定性,将其作为填充剂应用于本发明中,可以有效提高油漆涂层的强度,且具有无毒、无危害的特点。
本发明制备防水抗脱落木材用漆的方法,包括如下步骤:
(1)按照配比称取聚丙烯酰胺、聚乙烯醇加入反应釜中,加入适量的水,充分混合均匀,升温至70℃,向反应釜中加入配比量的改性石墨烯,搅拌反应3h,得到反应产物a1;
(2)向反应产物a1中加入配比量的硅溶胶、壳聚糖和羧甲基纤维素,搅拌反应1h,冷却,得到产物a2;
(3)将步骤(2)得到的产物a2与配比量的高粘凹凸棒石粘土、纳米氧化铝、纳米二氧化钛、填充剂、消泡剂混合并搅拌均匀,然后将混合物转移至剪切速度为2000转/min的剪切机中剪切分散20min,即得所述木材用漆。
其中,所述步骤(1)中加入水的量为聚合物质量的16倍。
其中,所述步骤(1)中改性石墨烯的加入方法为首先将石墨烯与水混合,制备得到浓度为0.5g/L的混合液,然后再将混合液加入到反应釜中,即可。
其中,所述步骤(3)中高粘凹凸棒石粘土的制备方法包括:
取天然凹凸棒土进行粉碎并过200目筛,加入凹凸棒土质量16倍的水,搅拌形成悬浮泥浆,取上层悬浊液于2000转/min的离心机中离心处理10min,真空抽滤;将滤饼置于乙醇中,然后置于超声波条件下, 50℃下超声分散10min,过滤;再将滤饼烘干,然后置于马弗炉中于800℃条件焙烧4h,冷却,即得。
实施例2:
本发明优选实施例的一种防水抗脱落木材用漆及制备方法;
所述防水抗脱落木材用漆,由如下重量份的各组分制备而成:
硅溶胶10份、聚丙烯酰胺18份、聚乙烯醇10份、改性石墨烯0.3份、高粘凹凸棒石粘土12份、壳聚糖6份、羧甲基纤维素3份、纳米氧化铝5份、纳米二氧化钛5份、填充剂8份、消泡剂1份,还包括适量的水。
其中,所述改性石墨烯为采用改性剂对石墨稀进行改性后得到的产物。
进一步地,所述改性剂为含有大π键共轭结构的有机分子。
其中,所述高粘凹凸棒石粘土为天然凹凸棒石粘土经提纯、除杂之后的产物。
其中,所述填充剂为超细滑石粉。
本发明制备防水抗脱落木材用漆的方法,包括如下步骤:
(1)按照配比称取聚丙烯酰胺、聚乙烯醇加入反应釜中,加入适量的水,充分混合均匀,升温至60℃,向反应釜中加入配比量的改性石墨烯,搅拌反应3h,得到反应产物a1;
(2)向反应产物a1中加入配比量的硅溶胶、壳聚糖和羧甲基纤维素,搅拌反应0.5h,冷却,得到产物a2;
(3)将步骤(2)得到的产物a2与配比量的高粘凹凸棒石粘土、纳米氧化铝、纳米二氧化钛、填充剂、消泡剂混合并搅拌均匀,然后将混合物转移至剪切速度为1000转/min的剪切机中剪切分散30min,即得所述木材用漆。
其中,所述步骤(1)中加入水的量为聚合物质量的10倍。
其中,所述步骤(1)中改性石墨烯的加入方法为首先将石墨烯与水混合,制备得到浓度为0.3g/L的混合液,然后再将混合液加入到反应釜中,即可。
其中,所述步骤(3)中高粘凹凸棒石粘土的制备方法包括:
取天然凹凸棒土进行粉碎并过200目筛,加入凹凸棒土质量10倍的水,搅拌形成悬浮泥浆,取上层悬浊液于2000转/min的离心机中离心处理15min,真空抽滤;将滤饼置于乙醇中,然后置于超声波条件下,40℃下超声分散10min,过滤;再将滤饼烘干,然后置于马弗炉中于800℃条件焙烧4h,冷却,即得。
实施例3:
本发明优选实施例的一种防水抗脱落木材用漆及制备方法;
所述防水抗脱落木材用漆,由如下重量份的各组分制备而成:
硅溶胶22份、聚丙烯酰胺35份、聚乙烯醇17份、改性石墨烯1.2份、高粘凹凸棒石粘土20份、壳聚糖10份、羧甲基纤维素12份、纳米氧化铝13份、纳米二氧化钛9份、填充剂15份、消泡剂5份,还包括适量的水。
其中,所述改性石墨烯为采用改性剂对石墨稀进行改性后得到的产物。
进一步地,所述改性剂为含有大π键共轭结构的有机分子。
其中,所述高粘凹凸棒石粘土为天然凹凸棒石粘土经提纯、除杂之后的产物。
其中,所述填充剂为白炭黑。
本发明制备防水抗脱落木材用漆的方法,包括如下步骤:
(1)按照配比称取聚丙烯酰胺、聚乙烯醇加入反应釜中,加入适量的水,充分混合均匀,升温至80℃,向反应釜中加入配比量的改性石墨烯,搅拌反应2h,得到反应产物a1;
(2)向反应产物a1中加入配比量的硅溶胶、壳聚糖和羧甲基纤维素,搅拌反应1h,冷却,得到产物a2;
(3)将步骤(2)得到的产物a2与配比量的高粘凹凸棒石粘土、纳米氧化铝、纳米二氧化钛、填充剂、消泡剂混合并搅拌均匀,然后将混合物转移至剪切速度为2000转/min的剪切机中剪切分散10min,即得所述木材用漆。
其中,所述步骤(1)中加入水的量为聚合物质量的20倍。
其中,所述步骤(1)中改性石墨烯的加入方法为首先将石墨烯与水混合,制备得到浓度为0.6g/L的混合液,然后再将混合液加入到反应釜中,即可。
其中,所述步骤(3)中高粘凹凸棒石粘土的制备方法包括:
取天然凹凸棒土进行粉碎并过200目筛,加入凹凸棒土质量20倍的水,搅拌形成悬浮泥浆,取上层悬浊液于3000转/min的离心机中离心处理8min,真空抽滤;将滤饼置于乙醇中,然后置于超声波条件下, 50℃下超声分散5min,过滤;再将滤饼烘干,然后置于马弗炉中于8900℃条件焙烧2h,冷却,即得。
综上所述,本发明所述的防水抗脱落木材用漆,不仅具有较好的易涂覆、抗裂、抗脱落的涂覆效果,还具有较好的防水、防腐蚀性能,且所述木材用漆具有安全无污染的环保性能,符合环境友好型材料,具有较好的应用价值。所述木材用漆制备工艺简单、条件温和,制备过程无污染物产生,安全环保,适合工业化推广生产。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本发明的实质内容。
Claims (10)
1.一种防水抗脱落木材用漆,其特征在于,包括如下重量份的各组分:硅溶胶10~22份、聚丙烯酰胺18~35份、聚乙烯醇10~17份、改性石墨烯0.3~1.2份、高粘凹凸棒石粘土12~20份、壳聚糖6~10份、羧甲基纤维素3~12份、纳米氧化铝5~13份、纳米二氧化钛5~9份、填充剂8~15份、消泡剂1~5份,还包括适量的水。
2.根据权利要求1所述的防水抗脱落木材用漆,其特征在于,所述木材用漆包括如下重量分数的各组分:硅溶胶16份、聚丙烯酰胺30份、聚乙烯醇15份、改性石墨烯0.8份、高粘凹凸棒石粘土15份、壳聚糖7份、羧甲基纤维素8份、纳米氧化铝7份、纳米二氧化钛6份、填充剂12份、消泡剂3份,还包括适量的水。
3.根据权利要求1所述的防水抗脱落木材用漆,其特征在于,所述改性石墨烯为采用改性剂对石墨稀进行改性后得到的产物。
4.根据权利要求3所述的防水抗脱落木材用漆,其特征在于,所述改性剂为含有大π键共轭结构的有机分子。
5.根据权利要求1所述的防水抗脱落木材用漆,其特征在于,所述高粘凹凸棒石粘土为天然凹凸棒石粘土经提纯、除杂之后的产物。
6.根据权利要求1所述的防水抗脱落木材用漆,其特征在于,所述填充剂为硅灰石粉、超细滑石粉、白炭黑中的一种或多种的混合。
7.一种制备如权利要求1~6任一项所述的防水抗脱落木材用漆的方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)按照配比称取聚丙烯酰胺、聚乙烯醇加入反应釜中,加入适量的水,充分混合均匀,升温至60~80℃,向反应釜中加入配比量的改性石墨烯,搅拌反应2~3h,得到反应产物a1;
(2)向反应产物a1中加入配比量的硅溶胶、壳聚糖和羧甲基纤维素,搅拌反应0.5~1h,冷却,得到产物a2;
(3)将步骤(2)得到的产物a2与配比量的高粘凹凸棒石粘土、纳米氧化铝、纳米二氧化钛、填充剂、消泡剂混合并搅拌均匀,然后将混合物转移至剪切速度为1000~2000转/min的剪切机中剪切分散10~30min,即得所述木材用漆。
8.根据权利要求7所述的防水抗脱落木材用漆的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中加入水的量为聚合物质量的10~20倍。
9.根据权利要求7所述的防水抗脱落木材用漆的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中改性石墨烯的加入方法为首先将石墨烯与水混合,制备得到浓度为0.3~0.6g/L的混合液,然后再将混合液加入到反应釜中,即可。
10.根据权利要求7所述的防水抗脱落木材用漆的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中高粘凹凸棒石粘土的制备方法包括:
取天然凹凸棒土进行粉碎并过200目筛,加入凹凸棒土质量10~20倍的水,搅拌形成悬浮泥浆,取上层悬浊液于2000~3000转/min的离心机中离心处理8~15min,真空抽滤;将滤饼置于乙醇中,然后置于超声波条件下,40~50℃下超声分散5~10min,过滤;再将滤饼烘干,然后置于马弗炉中于800~900℃条件焙烧2~4h,冷却,即得。
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