CN108059862A - 一种具有空气净化功能的环保颜料及其制备方法 - Google Patents

一种具有空气净化功能的环保颜料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种具有空气净化功能的环保颜料，其组分及质量份数配比为：低VOC丙烯酸乳液20‑35份、低VOC的丙烯酸酯增稠剂2‑5份、填充料5‑10份、功能助剂5‑10份、防腐剂1‑2份、水30‑50份、着色剂1‑3份、紫外线吸收剂1‑2份、纳米级电气石粉5‑8份和纳米天然中药香粉5‑8份；所述功能助剂包括中空玻璃微珠、碳纤维和聚乙酸乙烯酯，中空玻璃微珠、碳纤维和聚乙酸乙烯酯的质量份数比为（1‑2）:（1‑2）:1。通过在低挥发性有机物的环保颜料中添加具有负离子释放功能的电矿石粉及中药纳米组合香料等，使得本发明的颜料环保无毒、耐老化，且能够长久释放香气、净化空气。

Description

一种具有空气净化功能的环保颜料及其制备方法
技术领域
本发明属于绘画颜料技术领域，具体涉及一种具有空气净化功能的环保颜料及其制备方法。
背景技术
鉴于传统的颜料对环境和人体健康巨大的负面影响，近些年各种环保颜料新产品的研究倍受关注，环保颜料也成为颜料制造业发展的热点方向之一。环保颜料一般分为高固体分颜料、水基型颜料和粉尘颜料。高固体分颜料是通过提高颜料中固体分含量来减少有机溶剂，或利用其它非挥发性有机化合物(以下简称VOC)的有机溶剂如丙酮等最终达到减少VOC的目的，但是操作复杂，且须严格控制以防有机溶剂挥发引起火灾和爆炸；水基型颜料以水为分散介质，生产能耗大，运输储藏不便；粉尘颜料是粉末状物质，为95％以上固体含量，不含有机溶剂，但是粉尘容易造成空气污染，发生爆炸引起火灾。结合水基型颜料和粉尘颜料的优点制备新型颜料是颜料今后发展的方向。
此外，绘画时绘画人员一般需在房间内度过很长时间，传统的颜料的挥发物质或粉尘会对绘画人员产生头晕或刺鼻的感觉，而现有的颜料无香气、负离子释放性能，因此无净化空气的功能。此外，现有技术中尚无向颜料中掺入中药纳米香料的研究。
发明内容
基于以上现有技术，本发明的目的在于提供一种具有空气净化功能的环保颜料，通过在低挥发性有机物的环保颜料中添加具有负离子释放功能的电矿石粉及中药纳米组合香料等，使得本发明的颜料环保无毒、耐老化，且能够长久释放香气、净化空气。
为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种具有空气净化功能的环保颜料，其组分及质量份数配比为：低VOC丙烯酸乳液20-35份、低VOC的丙烯酸酯增稠剂2-5份、填充料5-10份、功能助剂5-10份、防腐剂1-2份、水30-50份、着色剂1-3份、紫外线吸收剂1-2份、纳米级电气石粉5-8份和纳米天然中药香粉5-8份；所述功能助剂包括中空玻璃微珠、碳纤维和聚乙酸乙烯酯，中空玻璃微珠、碳纤维和聚乙酸乙烯酯的质量份数比为(1-2): (1-2):1。
优选地，所述低VOC丙烯酸乳液为：低VOC纯丙烯酸乳液、低VOC改性丙烯酸乳液、低VOC纳米丙烯酸乳液中的一种或两种的混合物。
优选地，所述功能助剂还包括分散剂，用于调节颜料的流平性以及颜料的均匀性。
优选地，所述填充料为纳米二氧化硅，粒径为50-100nm。
优选地，所述着色剂为有机色粉或荧光色粉中任意一种或两种以上的混合物。
优选地，所述中空玻璃微珠的平均粒径为300目。
优选地，所述碳纤维的长度为12-15微米。
优选地，所述纳米天然中药香粉为丁香、广藿香、金银花和薄荷纳米粉的混合物，平均粒径为50-100nm。
优选地，所述防腐剂为卡松，增强颜料涂层的耐老化性。
本发明的纳米改性环氧富锌涂料的组分作用原理为：
本发明的环保颜料采用低挥发性有机化合物丙烯酸乳液为原料，无毒害气体产生，不会危害使用者的健康，不会造成环境污染；组分中的纳米电矿石粉能够长久释放负离子，从而缓解疲劳、心情舒畅、驱除各种异味、净化空气；通过将中药组合物丁香、广藿香、金银花和薄荷纳米细化处理后加入颜料中，能够利用丁香、广藿香、金银花和薄荷的天然清香改善室内空气，对人们起到醒脑、提神、舒缓身心的作用。组分中的功能助剂为中空玻璃微珠、聚乙酸乙烯酯和碳纤维，中空玻璃微珠颗粒通过碳纤维连接在一起，颜料及纳米电矿石粉、纳米天然中药香粉能够填充在中空玻璃微珠的空腔内，一方面起到负离子及天然中药清香均匀分散且缓慢释放的作用，另一方面通过上述功能助剂和颜料、纳米电矿石粉、纳米天然中药香粉的结合，使得在颜料涂层状结构中形成交叉网状节点，从而提高颜料涂层的耐磨性，与纸张或画板的粘接力强，使颜料涂层的寿命大大延长。组分中的紫外线吸收剂能够提高颜料涂层的耐老化性能，在长时间日晒后仍能保持原有色彩。
本发明还提供了一种上述的具有空气净化功能的环保颜料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1):将丁香、广藿香、金银花和薄荷烘干处理后置于高能纳米冲击磨进行超细粉碎，至粒径达到50-100nm，得到纳米天然中药香粉；
步骤2):按照质量份数配比将低VOC丙烯酸乳液20-35份、低VOC的丙烯酸酯增稠剂和水混合均匀，得到混合物；
步骤3):向步骤2)得到的混合物中依次加入填充料、功能助剂、紫外线吸收剂、纳米级电气石粉和纳米天然中药香粉，在加入的过程中不停的搅拌，搅拌均匀后再依次加入着色剂和防腐剂，并搅拌均匀；之后进行磨料、灌装及包装即可。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
本发明的颜料环保无毒、低挥发性，且颜料涂层具有长久释放负离子及清香气味的性能，从而帮助人们缓解疲劳、心情舒畅、驱除各种异味、净化空气；并且本发明的颜料涂层耐磨性强，耐老化性强，与纸张或画板的粘接力强，颜料涂层的寿命长。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
一种具有空气净化功能的环保颜料，其组分及质量份数配比为：低VOC纯丙烯酸乳液30份、低VOC的丙烯酸酯增稠剂4份、纳米二氧化硅10份、中空玻璃微珠2份、碳纤维2 份、聚乙酸乙烯酯2份、分散剂2份、卡松1.5份、水50份、着色剂2份、紫外线吸收剂1.5 份、纳米级电气石粉6份和纳米天然中药香粉6份；所述纳米二氧化硅的粒径为60nm。所述中空玻璃微珠的平均粒径为300目。所述碳纤维的长度为12微米。所述纳米天然中药香粉为丁香、广藿香、金银花和薄荷纳米粉的混合物，平均粒径为50-100nm。
上述的具有空气净化功能的环保颜料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1):将丁香、广藿香、金银花和薄荷烘干处理后置于高能纳米冲击磨进行超细粉碎，至粒径达到50-100nm，得到纳米天然中药香粉；
步骤2):按照质量份数配比将低VOC纯丙烯酸乳液、低VOC的丙烯酸酯增稠剂和水混合均匀，得到混合物；
步骤3):向步骤2)得到的混合物中依次加入填充料、功能助剂、紫外线吸收剂、纳米级电气石粉和纳米天然中药香粉，在加入的过程中不停的搅拌，搅拌均匀后再依次加入着色剂和防腐剂，并搅拌均匀；之后进行磨料、灌装及包装即可。
实施例2
一种具有空气净化功能的环保颜料，其组分及质量份数配比为：低VOC改性丙烯酸乳液35份、低VOC的丙烯酸酯增稠剂5份、纳米二氧化硅5份、中空玻璃微珠3份、碳纤维 1.5份、聚乙酸乙烯酯1.5份、分散剂2份、卡松2份、水30份、着色剂3份、紫外线吸收剂1份、纳米级电气石粉8份和纳米天然中药香粉8份；所述纳米二氧化硅的粒径为60nm。所述中空玻璃微珠的平均粒径为300目。所述碳纤维的长度为15微米。所述纳米天然中药香粉为丁香、广藿香、金银花和薄荷纳米粉的混合物，平均粒径为50-100nm。
上述的具有空气净化功能的环保颜料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1):将丁香、广藿香、金银花和薄荷烘干处理后置于高能纳米冲击磨进行超细粉碎，至粒径达到50-100nm，得到纳米天然中药香粉；
步骤2):按照质量份数配比将低VOC改性丙烯酸乳液、低VOC的丙烯酸酯增稠剂和水混合均匀，得到混合物；
步骤3):向步骤2)得到的混合物中依次加入填充料、功能助剂、紫外线吸收剂、纳米级电气石粉和纳米天然中药香粉，在加入的过程中不停的搅拌，搅拌均匀后再依次加入着色剂和防腐剂，并搅拌均匀；之后进行磨料、灌装及包装即可。
实施例3
一种具有空气净化功能的环保颜料，其组分及质量份数配比为：低VOC纳米丙烯酸乳液20份、低VOC的丙烯酸酯增稠剂2份、纳米二氧化硅6份、中空玻璃微珠2份、碳纤维 1.5份、聚乙酸乙烯酯1.2份、分散剂1.5份、卡松1份、水35份、着色剂1份、紫外线吸收剂1份、纳米级电气石粉5份和纳米天然中药香粉5份；所述纳米二氧化硅的粒径为80nm。所述中空玻璃微珠的平均粒径为300目。所述碳纤维的长度为12微米。所述纳米天然中药香粉为丁香、广藿香、金银花和薄荷纳米粉的混合物，平均粒径为50-100nm。
上述的具有空气净化功能的环保颜料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1):将丁香、广藿香、金银花和薄荷烘干处理后置于高能纳米冲击磨进行超细粉碎，至粒径达到50-100nm，得到纳米天然中药香粉；
步骤2):按照质量份数配比将低VOC纳米丙烯酸乳液、低VOC的丙烯酸酯增稠剂和水混合均匀，得到混合物；
步骤3):向步骤2)得到的混合物中依次加入填充料、功能助剂、紫外线吸收剂、纳米级电气石粉和纳米天然中药香粉，在加入的过程中不停的搅拌，搅拌均匀后再依次加入着色剂和防腐剂，并搅拌均匀；之后进行磨料、灌装及包装即可。
对上述实施例1至3制得的环保颜料的耐晒性、耐湿热性以及负离子释放量进行测试。其中耐晒性测试的测试方法为：将实施例1至3的颜料分别涂覆于测试纸张上，通过Q-SUN耐候性测试仪及X-RITE色密度仪测量上述涂鸦纸张在Q-SUN照射1000小时前后的色密度变化。评价标准：A为小于10％；B为10-30％；C为大于30％；测试结果如下表1所示。
表1颜料耐晒性测试结果
实施例1 实施例2 实施例3
色密度变化评价 A A A
耐湿热性能测试的测试方法为：将实施例1至3的颜料分别涂覆于测试纸张上，将干燥后的涂鸦纸张置于湿热环境(相对湿度90％及温度60℃的环境中)，检测不同颜料涂覆的涂鸦纸张的颜色变化，测试结果如下表2所示。
表2颜料耐湿热性测试结果
实施例1 实施例2 实施例3
5天湿热环境 无变化 无变化 无变化
10天湿热环境 无变化 无变化 无变化
负离子释放量测定：对将实施例1至3的颜料分别涂覆于测试纸张上，在同一空间内测试不同涂鸦纸张的负离子释放量，测试结果如下表3所示。
表3颜料负离子释放量测试结果
实施例1 实施例2 实施例3
环境中负离子数 1200个/cm3 1100个/cm3 1150个/cm3
30天后环境中负离子数 1000个/cm3 950个/cm3 900个/cm3
100天后环境中负离子数 800个/cm3 850个/cm3 700个/cm3
由上述测试结果可知，本发明的实施例1至3制得的颜料具有优异的耐晒性及耐湿热性，在长时间的光照下或湿热环境中色变小，说明本发明的颜料涂层耐老化性能强、稳定性好。并且实施例1至3的颜料都具有长效的负离子释放功能，能够净化空气，改善室内环境。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有空气净化功能的环保颜料，其特征在于，其组分及质量份数配比为：低VOC丙烯酸乳液20-35份、低VOC的丙烯酸酯增稠剂2-5份、填充料5-10份、功能助剂5-10份、防腐剂1-2份、水30-50份、着色剂1-3份、紫外线吸收剂1-2份、纳米级电气石粉5-8份和纳米天然中药香粉5-8份；
所述功能助剂包括中空玻璃微珠、碳纤维和聚乙酸乙烯酯，中空玻璃微珠、碳纤维和聚乙酸乙烯酯的质量份数比为（1-2）:（1-2）:1。
2.根据权利要求1所述的具有空气净化功能的环保颜料，其特征在于：所述低VOC丙烯酸乳液为低VOC纯丙烯酸乳液、低VOC改性丙烯酸乳液、低VOC纳米丙烯酸乳液中的一种或两种的混合物。
3.根据权利要求1所述的具有空气净化功能的环保颜料，其特征在于：所述功能助剂还包括分散剂。
4.根据权利要求1所述的具有空气净化功能的环保颜料，其特征在于：所述填充料为纳米二氧化硅，粒径为50-100nm。
5.根据权利要求1所述的具有空气净化功能的环保颜料，其特征在于：所述着色剂为有机色粉或荧光色粉中任意一种或两种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的具有空气净化功能的环保颜料，其特征在于：所述中空玻璃微珠的平均粒径为300目。
7.根据权利要求1所述的具有空气净化功能的环保颜料，其特征在于：所述碳纤维的长度为12-15微米。
8.根据权利要求1所述的具有空气净化功能的环保颜料，其特征在于：所述纳米天然中药香粉为丁香、广藿香、金银花和薄荷纳米粉的混合物，平均粒径为50-100nm。
9.根据权利要求1所述的具有空气净化功能的环保颜料，其特征在于：所述防腐剂为卡松。
10.一种权利要求8所述的具有空气净化功能的环保颜料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1): 将丁香、广藿香、金银花和薄荷烘干处理后置于高能纳米冲击磨进行超细粉碎，至平均粒径达到50-100nm，得到纳米天然中药香粉；
步骤2): 按照质量份数配比将低VOC丙烯酸乳液20-35份、低VOC的丙烯酸酯增稠剂和水混合均匀，得到混合物；
步骤3): 按照质量份数配比向步骤2）得到的混合物中依次加入填充料、功能助剂、紫外线吸收剂、纳米级电气石粉和步骤1）制得的纳米天然中药香粉，在加入的过程中不停的搅拌，搅拌均匀后再依次加入着色剂和防腐剂，并搅拌均匀；搅拌均匀后对混合颜料依次进行磨料、灌装及包装。
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