CN108559380A - 一种具备吸附净化功能的环保型水性涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具备吸附净化功能的环保型水性涂料，所述水性涂料由以下重量份数的原料制成：去离子水500‑600份、改性竹制活性炭粉末80‑120份、聚氨酯树脂100‑200份、甘油环氧树脂50‑80份、消泡剂20‑30份，本发明还公开了其制备方法：(1)改性竹制活性炭粉末的制备；(2)、混合液制备：按照原料的比例，将聚氨酯树脂、甘油环氧树脂、消泡剂和去离子水放入反应容器中进行混合，温度控制在70℃，搅拌均匀后，进行超声波分散，得到混合液A；(3)混合。本发明，以改性后的竹制活性炭粉末作为原料，可以有效的吸附空气中含有的甲醛和甲苯等有毒气体，并且竹材具有生长周期短、可再生等特点，原材料廉价易得，生产成本低，是一种新型的环保型水性涂料。

Description

一种具备吸附净化功能的环保型水性涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及水性涂料技术领域，具体是一种具备吸附净化功能的环保型水性涂料及其制备方法。
背景技术
水性涂料是用水作溶剂或者作分散介质的涂料。水性涂料包括水溶性涂料、水稀释性涂料、水分散性涂料三种。水溶性涂料是以水溶性树脂为成膜物的涂料；水稀释性涂料是溶剂型树脂溶在有机溶剂中，然后在乳化剂的帮助下靠强烈的机械搅拌使树脂分散在水中形成乳液，称为后乳化乳液，制成的涂料在施工中可用水来稀释；水分散涂料主要是指以合成树脂乳液为成膜物配制的涂料。
水性涂料是采用水作为溶剂，溶剂型涂料采用有机溶剂作为溶剂，使得溶剂型涂料中含有较多的有毒有害物质；但是水比有机溶剂的溶解性能较有机溶剂差，在制备涂料时有机溶剂的选择性更强；为了能够水性涂料形成乳液状，多需要在水性涂料中加入少量乳化剂才能够完成乳化。
然而目前用于装饰建筑内墙和外墙的涂料都不同程度地含有甲苯和甲醛有害物质，而且所含塑化剂严重超标，这些有害物质不仅会污染环境，而且会危害人们的健康，同时在装修过程中，其他装修木材本身在加工过程中也会散发着有害物质，因此，我们需要设计一种环保水性涂料，其本身就具备着吸附净化有毒气体的功能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具备吸附净化功能的环保型水性涂料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种具备吸附净化功能的环保型水性涂料，所述水性涂料由以下重量份数的原料制成：去离子水500-600份、改性竹制活性炭粉末80-120份、聚氨酯树脂100-200份、甘油环氧树脂50-80份、消泡剂20-30份。
作为本发明进一步的方案：所述水性涂料由以下重量份数的原料制成：去离子水520-580份、改性竹制活性炭粉末90-110份、聚氨酯树脂120-180份、甘油环氧树脂60-70份、消泡剂22-28份。
作为本发明进一步的方案：所述水性涂料由以下重量份数的原料制成：去离子水550份、改性竹制活性炭粉末100份、聚氨酯树脂150份、甘油环氧树脂65份、消泡剂25份。
作为本发明进一步的方案：所述聚氨酯树脂、甘油环氧树脂的重量比为56-57：21-22。
作为本发明进一步的方案：所述消泡剂为脂肪醇、聚二甲基硅氧烷、环氧丙烷中的一种或者两种以上的混合物。
一种具备吸附净化功能的环保型水性涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)、改性竹制活性炭粉末的制备：将竹屑与磷酸溶液混合并进行捏合10-30min，将捏合后的物料与400－650℃的烟气进行逆流直接接触3.5－4.5h，以使所述物料炭化并活化后得到活化料，所述活化料通过洗涤、干燥和粉碎研磨后，即得所述改性竹质活性炭粉末；
(2)、混合液制备：按照原料的比例，将聚氨酯树脂、甘油环氧树脂、消泡剂和去离子水放入反应容器中进行混合，温度控制在70℃，搅拌均匀后，进行超声波分散，得到混合液A；
(3)、混合：将步骤(1)中所制备的改性竹制活性炭粉末投入到步骤(2)中制备的混合液A中，并不断搅拌均匀，并保持温度在100-120℃，保温2-3h，静置冷却至室温，即制得所述水性涂料。
作为本发明进一步的方案：步骤(1)中，所述竹屑与所述磷酸溶液的浸渍比为1：1.4－1.6；所述竹屑的粒度为6－35目，所述竹屑的含水量为12－20％；所述磷酸溶液的浓度为50－55％。
作为本发明再进一步的方案：步骤(2)中，超声分散时间2-3h，超声分散频率15-18KHz，超声分散功率800-1000W。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
所述一种具备吸附净化功能的环保型水性涂料，以改性后的竹制活性炭粉末作为原料，可以有效的吸附空气中含有的甲醛和甲苯等有毒气体，由于竹材系生长成型，炭化及活化后，炭微粒化学键联在一起，因而强度高，不会脱落，制备过程未添加无机粘合剂，故不会降低防水性，并且竹材具有生长周期短、可再生等特点，原材料廉价易得，生产成本低，是一种新型的环保型水性涂料。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明中，一种具备吸附净化功能的环保型水性涂料，所述水性涂料由以下成分的原料制成：去离子水、改性竹制活性炭粉末、聚氨酯树脂、甘油环氧树脂、消泡剂，所述聚氨酯树脂、甘油环氧树脂的重量比为56-57：21-22，所述消泡剂为脂肪醇、聚二甲基硅氧烷、环氧丙烷中的一种或者两种以上的混合物。
实施例1
本实施例1中，一种具备吸附净化功能的环保型水性涂料，所述水性涂料由以下重量份数的原料制成：去离子水500份、改性竹制活性炭粉末80份、聚氨酯树脂100份、甘油环氧树脂50份、消泡剂20份。
上述水性涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)、改性竹制活性炭粉末的制备：将竹屑与磷酸溶液混合并进行捏合10min，将捏合后的物料与400℃的烟气进行逆流直接接触3.5h，以使所述物料炭化并活化后得到活化料，所述活化料通过洗涤、干燥和粉碎研磨后，即得所述改性竹质活性炭粉末，述竹屑与所述磷酸溶液的浸渍比为1：1.4；所述竹屑的粒度为6目，所述竹屑的含水量为12％；所述磷酸溶液的浓度为50％；
(2)、混合液制备：按照原料的比例，将聚氨酯树脂、甘油环氧树脂、消泡剂和去离子水放入反应容器中进行混合，温度控制在70℃，搅拌均匀后，进行超声波分散，得到混合液A，所述超声分散时间2h，超声分散频率15KHz，超声分散功率800W；
(3)、混合：将步骤(1)中所制备的改性竹制活性炭粉末投入到步骤(2)中制备的混合液A中，并不断搅拌均匀，并保持温度在100℃，保温2h，静置冷却至室温，即制得所述水性涂料。
实施例2
本实施例2中，一种具备吸附净化功能的环保型水性涂料，所述水性涂料由以下重量份数的原料制成：去离子水600份、改性竹制活性炭粉末120份、聚氨酯树脂200份、甘油环氧树脂80份、消泡剂30份。
上述水性涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)、改性竹制活性炭粉末的制备：将竹屑与磷酸溶液混合并进行捏合30min，将捏合后的物料与650℃的烟气进行逆流直接接触4.5h，以使所述物料炭化并活化后得到活化料，所述活化料通过洗涤、干燥和粉碎研磨后，即得所述改性竹质活性炭粉末，述竹屑与所述磷酸溶液的浸渍比为1：1.6；所述竹屑的粒度为35目，所述竹屑的含水量为20％；所述磷酸溶液的浓度为55％；
(2)、混合液制备：按照原料的比例，将聚氨酯树脂、甘油环氧树脂、消泡剂和去离子水放入反应容器中进行混合，温度控制在70℃，搅拌均匀后，进行超声波分散，得到混合液A，所述超声分散时间3h，超声分散频率18KHz，超声分散功率1000W；
(3)、混合：将步骤(1)中所制备的改性竹制活性炭粉末投入到步骤(2)中制备的混合液A中，并不断搅拌均匀，并保持温度在120℃，保温3h，静置冷却至室温，即制得所述水性涂料。
实施例3
本实施例3中，一种具备吸附净化功能的环保型水性涂料，所述水性涂料由以下重量份数的原料制成：去离子水520份、改性竹制活性炭粉末90份、聚氨酯树脂120份、甘油环氧树脂60份、消泡剂22份。
上述水性涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)、改性竹制活性炭粉末的制备：将竹屑与磷酸溶液混合并进行捏合20min，将捏合后的物料与525℃的烟气进行逆流直接接触4h，以使所述物料炭化并活化后得到活化料，所述活化料通过洗涤、干燥和粉碎研磨后，即得所述改性竹质活性炭粉末，述竹屑与所述磷酸溶液的浸渍比为1：1.5；所述竹屑的粒度为20目，所述竹屑的含水量为16％；所述磷酸溶液的浓度为52.5％；
(2)、混合液制备：按照原料的比例，将聚氨酯树脂、甘油环氧树脂、消泡剂和去离子水放入反应容器中进行混合，温度控制在70℃，搅拌均匀后，进行超声波分散，得到混合液A，所述超声分散时间2.5h，超声分散频率16.5KHz，超声分散功率900W；
(3)、混合：将步骤(1)中所制备的改性竹制活性炭粉末投入到步骤(2)中制备的混合液A中，并不断搅拌均匀，并保持温度在110℃，保温2.5h，静置冷却至室温，即制得所述水性涂料。
实施例4
本实施例4中，一种具备吸附净化功能的环保型水性涂料，所述水性涂料由以下重量份数的原料制成：去离子水580份、改性竹制活性炭粉末110份、聚氨酯树脂180份、甘油环氧树脂70份、消泡剂28份。
上述水性涂料的制备过程与实施例3相同。
实施例5
本实施例5中，一种具备吸附净化功能的环保型水性涂料，所述水性涂料由以下重量份数的原料制成：去离子水550份、改性竹制活性炭粉末100份、聚氨酯树脂150份、甘油环氧树脂65份、消泡剂25份。
对比例1
除原料中不含有改性竹质活性炭粉末外，其余配方原料和制备过程均与实施例5相同。
对比例2
仅制备过程缺少超声波分散的工艺，其余制备过程和配方原料均与实施例5相同。
吸附净化性能实验
首先制作实验木箱，取6块50*50cm的木板，通过胶接的方式形成一个敞口的木箱，共制作成8个，所述每个木箱内侧6个面上，分别涂上实施例1-5和对比例1-2中所制备的防水涂料，同时在分别在木箱内部通入相同体积的甲醛和甲苯的混合气体，然后进行密封，并设置1空白对照组，空白对照组的木箱内部不进行任何涂料的涂抹，30d后，通过专业的甲醛甲苯测量仪器，对上述8个木箱内部的气体进行测量,得到如下表格：
从上表可以看出，本发明是在各组分的共同作用下，特别是改性竹质活性炭粉末的存在，使得水性涂料有着吸附甲醛和甲苯的能力，同时本发明中在制备过程中采用超声波进行分散有利于增加着水性涂料的吸附甲醛和甲苯的能力。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种具备吸附净化功能的环保型水性涂料，其特征在于，所述水性涂料由以下重量份数的原料制成：去离子水500-600份、改性竹制活性炭粉末80-120份、聚氨酯树脂100-200份、甘油环氧树脂50-80份、消泡剂20-30份。
2.根据权利要求1所述的一种具备吸附净化功能的环保型水性涂料，其特征在于，所述水性涂料由以下重量份数的原料制成：去离子水520-580份、改性竹制活性炭粉末90-110份、聚氨酯树脂120-180份、甘油环氧树脂60-70份、消泡剂22-28份。
3.根据权利要求1所述的一种具备吸附净化功能的环保型水性涂料，其特征在于，所述水性涂料由以下重量份数的原料制成：去离子水550份、改性竹制活性炭粉末100份、聚氨酯树脂150份、甘油环氧树脂65份、消泡剂25份。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种具备吸附净化功能的环保型水性涂料，其特征在于，所述聚氨酯树脂、甘油环氧树脂的重量比为56-57：21-22。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的一种具备吸附净化功能的环保型水性涂料，其特征在于，所述消泡剂为脂肪醇、聚二甲基硅氧烷、环氧丙烷中的一种或者两种以上的混合物。
6.一种如权利要求1-5任意一项所述的具备吸附净化功能的环保型水性涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)、改性竹制活性炭粉末的制备：将竹屑与磷酸溶液混合并进行捏合10-30min，将捏合后的物料与400－650℃的烟气进行逆流直接接触3.5－4.5h，以使所述物料炭化并活化后得到活化料，所述活化料通过洗涤、干燥和粉碎研磨后，即得所述改性竹质活性炭粉末；
(2)、混合液制备：按照原料的比例，将聚氨酯树脂、甘油环氧树脂、消泡剂和去离子水放入反应容器中进行混合，温度控制在70℃，搅拌均匀后，进行超声波分散，得到混合液A；
(3)、混合：将步骤(1)中所制备的改性竹制活性炭粉末投入到步骤(2)中制备的混合液A中，并不断搅拌均匀，并保持温度在100-120℃，保温2-3h，静置冷却至室温，即制得所述水性涂料。
7.根据权利要求6所述的一种具备吸附净化功能的环保型水性涂料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述竹屑与所述磷酸溶液的浸渍比为1：1.4－1.6；所述竹屑的粒度为6－35目，所述竹屑的含水量为12－20％；所述磷酸溶液的浓度为50－55％。
8.根据权利要求6所述的一种具备吸附净化功能的环保型水性涂料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，超声分散时间2-3h，超声分散频率15-18KHz，超声分散功率800-1000W。
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