CN109796860A - 一种绘画用水性聚氨酯美术颜料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绘画用水性聚氨酯美术颜料及其制备方法，涉及美术颜料领域，包括以下重量份的原料组成：水性聚氨酯56‑80份、水性丙烯酸酯37‑55份、季戊四醇1.5‑3.2份、增稠剂2.0‑3.5份、表面活性剂1.2‑2.5份、水溶性有机溶剂5‑20份、分散剂0.1‑2.0份、成膜助剂1.0‑1.5份、消泡剂0.1‑0.5份、天然色素15‑30份、纳米二氧化锆3‑7份；本发明制备得到的美术颜料具有良好附着力、耐磨性、耐腐蚀性以及耐水性的性能；本发明的制备方法简单，便于生产制备，对生产设备要求低，且生产过程中无任何污染物排放，绿色环保，具有广泛应用前景。

Description

一种绘画用水性聚氨酯美术颜料及其制备方法

技术领域

本发明涉及美术颜料领域，具体涉及一种绘画用水性聚氨酯美术颜料及其制备方法。

背景技术

绘画是一门艺术素养很高的学问，从古至今，绘画艺术可以勾勒出一条历史发展的轨迹。绘画要用到画笔、颜料，颜料质量的好坏直接影响到画卷品质的高低。如现有水彩，水分牢固度不足，干后遇水即浣化褪色。油画颜料只能与专用调和油调和使用，局限性大。丙烯颜料则价格昂贵，成本高。与其他非绘画类材料混合使用有局限性。而本产品可以综合兼容运用于各种材料的调和，可以极大的开拓艺术创作中的综合材料运用。目前通用的美术颜料分有机颜料和无机颜料两种。颜料特性包括耐晒、耐水浸、耐酸、耐碱、耐有机溶剂、耐热、晶型稳定、分散性和遮盖力等。而有机颜料与染料的差异在于它与被着色物体没有亲和力，只有通过胶粘剂或成膜物质将有机颜料附着在物体表面，或混在物体内部，使物体着色。现有的美术颜料在着色，亮度，持久性，与着色物体贴合度等方面已经远远不能满足使用要求。申请号为CN201810704979.9的发明，公开了一种环保美术颜料及其制备方法，发明制备得到的美术颜料其附着性能、耐磨性能较差，且制备操作方法不便。为此，本发明提出了一种绘画用水性聚氨酯美术颜料及其制备方法，以解决现有技术中存在的不足和缺点。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提出了一种绘画用水性聚氨酯美术颜料及其制备方法。

为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：

一种绘画用水性聚氨酯美术颜料，包括以下重量份的原料组成：水性聚氨酯56-80份、水性丙烯酸酯37-55份、季戊四醇1.5-3.2份、增稠剂2.0-3.5份、表面活性剂1.2-2.5份、水溶性有机溶剂5-20份、分散剂0.1-2.0份、成膜助剂1.0-1.5份、消泡剂0.1-0.5份、天然色素15-30份、纳米二氧化锆3-7份。

优选的，包括以下重量份的原料组成：水性聚氨酯64-73份、水性丙烯酸酯41-50份、季戊四醇1.8-2.3份、增稠剂2.3-3.0份、表面活性剂1.6-2.0份、水溶性有机溶剂5-10份、分散剂0.1-1.0份、成膜助剂1.1-1.3份、消泡剂0.1-0.3份、天然色素19-26份、纳米二氧化锆3-5份。

优选的，包括以下重量份的原料组成：水性聚氨酯69份、水性丙烯酸酯47份、季戊四醇2.0份、增稠剂3.0份、表面活性剂1.5份、水溶性有机溶剂8份、分散剂0.5份、成膜助剂1.8份、消泡剂0.2份、天然色素22份、纳米二氧化锆4份。

优选的，所述增稠剂为羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、乙基-2-羟乙基纤维素中的一种，所述表面活性剂为丁基萘磺酸钠。

优选的，所述水溶性有机溶剂包括乙二醇、乙二醇醚、丙三醇、1,3-丙二醇、1,4-二氧六环中的一种。

优选的，所述分散剂为萘磺酸甲醛缩合物、双甘油聚丙二烯醚、烷基苯磺酸钙盐、萘磺酸甲醛缩合物钠盐中的一种。

优选的，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷，所述成膜助剂为丙二醇丁醚，所述消泡剂为C8-10脂肪醇类。

优选的，所述天然色素为胭脂树橙色素、红曲色素、辣椒红色素、姜黄色素、焦糖色素、栀子黄色素、红曲红、萝卜红中的一种。

优选的，上述绘画用水性聚氨酯美术颜料的制备方法，包括如下制备步骤：

第一步：按组分配比称取各原料，将水溶性有机溶剂加入反应容器中，水性聚氨酯、水性丙烯酸酯溶于水溶性有机溶剂中，溶解完全后加入季戊四醇，升温到105-115℃，并用搅拌机匀速搅拌进行0.5-1.0h的反应；

第二步：待反应结束后，调节搅拌机转速至200-300rpm，每隔5-8min依次加入消泡剂、增稠剂、天然色素、纳米二氧化锆、表面活性剂、分散剂、成膜助剂，再调节搅拌速度为700-900rpm，持续搅拌30-60min，过滤后即得到绘画用水性聚氨酯美术颜料。

由于采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：

（1）本发明将具有良好硬度、光泽、耐化学性以及耐候性的水性丙烯酸酯与具有优秀的黏合性、柔性以及耐磨性的水性聚氨酯相结合，使得颜料间的分子骨架在添加的增稠剂下，增强了对颜料的包裹，防止颜料颗粒团聚而出现絮凝现象；

（2）本发明通过添加的成膜助剂、消泡剂与水性丙烯酸酯、水性聚氨酯结合作用，能将颜料间聚合物粒子表面软化、增大聚氨酯分子疏水基团的附着力和吸附力，使得颜料具有良好的流平性、遮盖力，且疏水性适宜；

（3）本发明的制备方法简单，便于生产制备，对生产设备要求低，且生产过程中无任何污染物排放，绿色环保，具有广泛应用前景。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

实施例1：

一种绘画用水性聚氨酯美术颜料，包括以下重量份的原料组成：水性聚氨酯56份、水性丙烯酸酯37份、季戊四醇1.5份、羧甲基纤维素2.0份、丁基萘磺酸钠1.2份、乙二醇5份、萘磺酸甲醛缩合物0.1份、丙二醇丁醚1.0份、C8-10脂肪醇类0.1份、胭脂树橙色素15份、纳米二氧化锆3份。

上述绘画用水性聚氨酯美术颜料的制备方法，包括如下制备步骤：

第一步：按组分配比称取各原料，将水溶性有机溶剂加入反应容器中，水性聚氨酯、水性丙烯酸酯溶于乙二醇中，溶解完全后加入季戊四醇，升温到110℃，并用搅拌机匀速搅拌进行1.0h的反应；

第二步：待反应结束后，调节搅拌机转速至200rpm，每隔5min依次加入C8-10脂肪醇类、羧甲基纤维素、胭脂树橙色素、纳米二氧化锆、丁基萘磺酸钠、萘磺酸甲醛缩合物、丙二醇丁醚，再调节搅拌速度为700rpm，持续搅拌30min，过滤后即得到绘画用水性聚氨酯美术颜料。

实施例2：

一种绘画用水性聚氨酯美术颜料，包括以下重量份的原料组成：水性聚氨酯80份、水性丙烯酸酯55份、季戊四醇3.2份、羟乙基纤维素3.5份、丁基萘磺酸钠2.5份、乙二醇醚20份、双甘油聚丙二烯醚2.0份、丙二醇丁醚1.5份、C8-10脂肪醇类0.5份、红曲色素30份、纳米二氧化锆7份。

上述绘画用水性聚氨酯美术颜料的制备方法，包括如下制备步骤：

第一步：按组分配比称取各原料，将水溶性有机溶剂加入反应容器中，水性聚氨酯、水性丙烯酸酯溶于乙二醇醚中，溶解完全后加入季戊四醇，升温到105℃，并用搅拌机匀速搅拌进行0.5h的反应；

第二步：待反应结束后，调节搅拌机转速至300rpm，每隔8min依次加入C8-10脂肪醇类、羟乙基纤维素、红曲色素、纳米二氧化锆、丁基萘磺酸钠、双甘油聚丙二烯醚、丙二醇丁醚，再调节搅拌速度为900rpm，持续搅拌60min，过滤后即得到绘画用水性聚氨酯美术颜料。

实施例3：

一种绘画用水性聚氨酯美术颜料，包括以下重量份的原料组成：水性聚氨酯64份、水性丙烯酸酯41份、季戊四醇1.8份、乙基-2-羟乙基纤维素2.3份、丁基萘磺酸钠1.6份、丙三醇5份、烷基苯磺酸钙盐0.1份、丙二醇丁醚1.1份、C8-10脂肪醇类0.1份、辣椒红色素19份、纳米二氧化锆3份。

上述绘画用水性聚氨酯美术颜料的制备方法，包括如下制备步骤：

第一步：按组分配比称取各原料，将水溶性有机溶剂加入反应容器中，水性聚氨酯、水性丙烯酸酯溶于丙三醇中，溶解完全后加入季戊四醇，升温到115℃，并用搅拌机匀速搅拌进行0.6h的反应；

第二步：待反应结束后，调节搅拌机转速至250rpm，每隔6min依次加入C8-10脂肪醇类、乙基-2-羟乙基纤维素、辣椒红色素、纳米二氧化锆、丁基萘磺酸钠、烷基苯磺酸钙盐、丙二醇丁醚，再调节搅拌速度为800rpm，持续搅拌40min，过滤后即得到绘画用水性聚氨酯美术颜料。

实施例4：

一种绘画用水性聚氨酯美术颜料，包括以下重量份的原料组成：水性聚氨酯73份、水性丙烯酸酯50份、季戊四醇1.8份、羟乙基纤维素3.0份、丁基萘磺酸钠2.0份、1,3-丙二醇10份、萘磺酸甲醛缩合物钠盐1.0份、丙二醇丁醚1.3份、C8-10脂肪醇类0.3份、姜黄色素26份、纳米二氧化锆5份。

上述绘画用水性聚氨酯美术颜料的制备方法，包括如下制备步骤：

第一步：按组分配比称取各原料，将水溶性有机溶剂加入反应容器中，水性聚氨酯、水性丙烯酸酯溶于1,3-丙二醇中，溶解完全后加入季戊四醇，升温到105℃，并用搅拌机匀速搅拌进行0.8h的反应；

第二步：待C8-10脂肪醇类、羟乙基纤维素、姜黄色素、纳米二氧化锆、丁基萘磺酸钠、萘磺酸甲醛缩合物钠盐、丙二醇丁醚，再调节搅拌速度为750rpm，持续搅拌50min，过滤后即得到绘画用水性聚氨酯美术颜料。

实施例5：

一种绘画用水性聚氨酯美术颜料，包括以下重量份的原料组成：水性聚氨酯69份、水性丙烯酸酯47份、季戊四醇2.0份、乙基-2-羟乙基纤维素3.0份、丁基萘磺酸钠1.5份、1,4-二氧六环8份、萘磺酸甲醛缩合物钠盐0.5份、丙二醇丁醚1.8份、C8-10脂肪醇类0.2份、焦糖色素22份、纳米二氧化锆4份。

上述绘画用水性聚氨酯美术颜料的制备方法，包括如下制备步骤：

第一步：按组分配比称取各原料，将水溶性有机溶剂加入反应容器中，水性聚氨酯、水性丙烯酸酯溶于1,4-二氧六环中，溶解完全后加入季戊四醇，升温到115℃，并用搅拌机匀速搅拌进行0.9h的反应；

第二步：待反应结束后，调节搅拌机转速至250rpm，每隔8min依次加入C8-10脂肪醇类、乙基-2-羟乙基纤维素、焦糖色素、纳米二氧化锆、丁基萘磺酸钠、萘磺酸甲醛缩合物钠盐、丙二醇丁醚，再调节搅拌速度为850rpm，持续搅拌45min，过滤后即得到绘画用水性聚氨酯美术颜料。

下表为采用实施例1~5的制备方法制得的绘画用水性聚氨酯美术颜料与普通市售的水性聚氨酯美术颜料在附着力、耐磨性、耐腐蚀性以及耐水性的性能上的对比统计。

其中，耐磨性测试通过采用砂纸对使用后的美术颜料进行表面刮擦测试，刮擦表现为耐磨性优、耐磨性好、耐磨性较好、耐磨性一般和耐磨性差；

耐腐蚀性测试通过使用对美术颜料表面喷洒浓度为0.1mol/L稀盐酸进行测试，测试表现为正常、轻微腐蚀、严重腐蚀；

耐水性测试通过在颜料表面喷洒一层清水，并在一周后观察颜料表面腐蚀和褪色情况，测试表现为颜料优、正常、轻微褪色、严重褪色，数据统计如表1所示。

表1 数据统计

由上述可得，本发明过的方法制得的水性聚氨酯美术颜料具有良好的附着力、耐磨性能、耐腐蚀性能以及耐水性能。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种绘画用水性聚氨酯美术颜料，其特征在于，包括以下重量份的原料组成：水性聚氨酯56-80份、水性丙烯酸酯37-55份、季戊四醇1.5-3.2份、增稠剂2.0-3.5份、表面活性剂1.2-2.5份、水溶性有机溶剂5-20份、分散剂0.1-2.0份、成膜助剂1.0-1.5份、消泡剂0.1-0.5份、天然色素15-30份、纳米二氧化锆3-7份。

2.根据权利要求1所述的一种绘画用水性聚氨酯美术颜料，其特征在于，包括以下重量份的原料组成：水性聚氨酯64-73份、水性丙烯酸酯41-50份、季戊四醇1.8-2.3份、增稠剂2.3-3.0份、表面活性剂1.6-2.0份、水溶性有机溶剂5-10份、分散剂0.1-1.0份、成膜助剂1.1-1.3份、消泡剂0.1-0.3份、天然色素19-26份、纳米二氧化锆3-5份。

3.根据权利要求2所述的一种绘画用水性聚氨酯美术颜料，其特征在于，包括以下重量份的原料组成：水性聚氨酯69份、水性丙烯酸酯47份、季戊四醇2.0份、增稠剂3.0份、表面活性剂1.5份、水溶性有机溶剂8份、分散剂0.5份、成膜助剂1.8份、消泡剂0.2份、天然色素22份、纳米二氧化锆4份。

4.根据权利要求1所述的一种绘画用水性聚氨酯美术颜料，其特征在于，所述增稠剂为羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、乙基-2-羟乙基纤维素中的一种，所述表面活性剂为丁基萘磺酸钠。

5.根据权利要求1所述的一种绘画用水性聚氨酯美术颜料，其特征在于，所述水溶性有机溶剂包括乙二醇、乙二醇醚、丙三醇、1,3-丙二醇、1,4-二氧六环中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种绘画用水性聚氨酯美术颜料，其特征在于，所述分散剂为萘磺酸甲醛缩合物、双甘油聚丙二烯醚、烷基苯磺酸钙盐、萘磺酸甲醛缩合物钠盐中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种绘画用水性聚氨酯美术颜料，其特征在于，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷，所述成膜助剂为丙二醇丁醚，所述消泡剂为C8-10脂肪醇类。

8.根据权利要求1所述的一种绘画用水性聚氨酯美术颜料，其特征在于，所述天然色素为胭脂树橙色素、红曲色素、辣椒红色素、姜黄色素、焦糖色素、栀子黄色素、红曲红、萝卜红中的一种。

9.根据权利要求1-8任一所述的绘画用水性聚氨酯美术颜料的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：

第一步：按组分配比称取各原料，将水溶性有机溶剂加入反应容器中，水性聚氨酯、水性丙烯酸酯溶于水溶性有机溶剂中，溶解完全后加入季戊四醇，升温到105-115℃，并用搅拌机匀速搅拌进行0.5-1.0h的反应；

第二步：待反应结束后，调节搅拌机转速至200-300rpm，每隔5-8min依次加入消泡剂、增稠剂、天然色素、纳米二氧化锆、表面活性剂、分散剂、成膜助剂，再调节搅拌速度为700-900rpm，持续搅拌30-60min，过滤后即得到绘画用水性聚氨酯美术颜料。