CN110157308B - 一种除甲醛木器漆的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种除甲醛木器漆的制备方法,包括如下步骤:1)将水性聚氨酯分散体、成膜助剂、消泡剂搅拌均匀;2)然后加入水、润湿剂、增稠剂、流平剂,搅拌均匀,即得;其中,所述水性聚氨酯分散体制备过程中加入了2‑氨基‑2‑甲基‑1‑丙醇和丙二酸二酰肼,最终制品除甲醛性能优异,并且净化效果持久,同时兼顾耐水性、耐溶剂性。
Description
技术领域
本发明涉及木器漆领域,特别涉及一种除甲醛木器漆及其制备方法。
背景技术
甲醛是室内最严重的污染物之一,在我国有毒化学品优先控制名单上高居第2位,并且己经被世界卫生组织(WHO)确定为致癌和致畸形物质。当人们接触一定量的甲醛时,会出现刺激眼睛和皮肤、呼吸困难、湿疹、头痛、恶心甚至昏迷等症状,游离甲醛严重地影响人们的身体健康和造成环境污染,因此人们要求室内甲醛含量越低越好。
新装修的室内环境往往甲醛浓度超标,这是由于刨花板、化纤地毯、劣质墙纸等装修材料会释放甲醛。而装修时,人们往往需要用到木器漆涂覆在木质板材上,一方面是为了保护家具,防水防霉防刮花,另一方面是为了装饰效果。目前,已经有少量科研人员开始尝试对装修所用的木器漆赋予除醛的能力,在装修时即能将甲醛净化,使其浓度大大降低,能达到除醛目的,保护人体健康,也能够降低装修成本。下面列举了一些现有技术中典型的做法。
中国专利CN103897567公开了一种净化甲醛的木器漆及其制备方法,该净化甲醛的木器漆由质量比为1:0.25 ~ 1:0.5 的组分 A 和组分 B 混合后搅拌均匀制得 ;组分A 的制备 :在氮气保护下,向反应釜中投入醇酸树脂和醇类溶剂,搅拌均匀,加热至 50℃~ 75℃ ;依次加入第一稀释剂、填充剂、催干剂、蜡粉、除醛剂、防沉剂,继续搅拌,保持温度40 ~ 70℃反应 15 ~ 60 分钟 ;恢复至室温后出料,即得组分 A ;组分 B 的制备 :在氮气保护下,向反应釜中投入第二稀释剂,搅拌,保温;向反应釜中投入固化剂、流平剂、消泡剂,保温,搅拌,待恢复至室温后出料,即得组分 B。该发明中除醛剂采用的是尿素、聚酰胺‐胺、2‐咪唑烷酮、巴比妥酸、间苯三酚、乙酰丙酮、乙酰乙酸乙酯、米氏酸、松油醇、表没食子儿茶素没食子酸酯、单宁和三聚氰胺中的一种或多种,由于除醛剂是单独加入的功能性助剂,没有与漆发生反应,小分子的除醛剂本身就不稳定,易挥发、迁移。
CN102775897公开了一种能分解甲醛的环保型聚氨酯面漆,其含有光触媒粉质半制品和光触媒粉质半制品,其中,所述光触媒粉质半制品为纳米TiO2光触媒与所述高固体分多元醇树脂按重量比1:0.5~1.5混合而得的光触媒混合物。所述负离子添加剂半制品为负离子粉末与所述高固体分多元醇树脂按重量比1:5~10混合后,再用研磨剂研磨而得的负离子混合物。基本原理是通过负离子添加剂对游离甲醛进行吸附,利用树脂的溶剂释放性,使游离甲醛迁移至涂料表面,再通过光触媒进行氧化还原分解,最终成为CO2和H2O排出,从而达到净化甲醛的效果。该发明需要用到特殊的负离子添加剂,还要结合光触媒,并且随着使用时间的增加,也无法避免功能性添加剂的迁移问题。
CN104592878公开了一种环保水性漆及其制备方法,水晶盐能够从空气中吸收水分子后再失水,此过程交替往复进行不断产生负离子,从而有效中和空气中过多的正离子,吸附空气中的浮尘和微粒,净化空气。纳米二氧化硅、纳米磷酸二氧化钛和纳米二氧化锌作为光触媒材料,在光照下可以有效降解空气中的甲醛等有害气体,产生超氧阴离子自由基,伴生负氧离子。总体属于光催化降解甲醛的思路。
CN103589327公开了一种光固化除甲醛环保涂料及其制备方法,其包括具有如下重量百分含量的组分 :聚氨酯丙烯酸树脂 15-25、环氧丙烯酸树脂20-30、甲基丙烯酸羟乙酯 1-10、三丙二醇二丙烯酸酯 20-30、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 10-20、光引发剂 6-12、除甲醛助剂 5-15、消泡助剂 2-5、以及填充粉 5-15。所述除甲醛助剂的成分为几丁聚醣。其中,几丁聚醣并不多见。
CN105482667公开了一种除甲醛固体粉末涂料及其制备方法。其是将有机组分、无机填料、纳米填料、流平剂、消泡剂、分散剂及成膜助剂按比例置于高速混合机中混合8-10min后,送入螺杆挤出机,通过螺杆挤出机熔融挤出。该发明中除甲醛用的是含有的烯醇-酮结构聚合物和光催化剂、金属催化剂纳米填料,但是纳米填料制作复杂,不利于实现大规模使用。
CN103509461公开了一种具有除甲醛功能的聚氨酯木地板漆及其制备方法,其由羟基组分和NCO组分按1:0 .8-1 .2的质量比混合而成,其中羟基组分由除甲醛醇酸树脂,50-60份,蓖麻油醇酸树脂10-20份,环己酮4-5份,乙酸正丁酯等组成;NCO组分由二甲苯5-12份,TDI-TMP30-40份,HDI三聚体5-15份,潮固化剂15-20份,脱水剂等组成。除醛剂采用除甲醛醇酸树脂,效果一般。
CN104087150公开了一种除甲醛PU封闭底漆及其制备方法,它由主漆与固化剂以及稀释剂按1:1:0 .1-1:0 .8:0 .3的重量配比平配置而成;其中,所述主漆由以下原料按以下重量配比配置而成:大豆油改性短油醇酸树脂60-70份、醋酸丁酯10-20份、丙二醇甲醚醋酸酯5-10份、醋酸乙酯5-10份、消泡剂0 .5-1份、催干剂0 .2-1份、甲醛中和助剂0 .5-2份等。该发明中采用了特殊的大豆油改性短油醇酸树脂。
CN103232801公开了采用除醛树脂的聚氨酯木器漆及其制备方法,由A组份和B组份按照2:1的比例混合制成;所述A组份包括:醇酸树脂、助剂、颜填料、防沉剂、除醛树脂、溶剂。该发明中通过原位转相工艺与树脂制备工艺耦合,形成具有催化功能的活性钛,以活性官能团接枝反应,清除室内空气中甲醛和家具胶水中残留的甲醛,但是最终可以看出除醛效果一般。
CN103173004公开了一种具有甲醛反应性的水性聚氨酯分散体组合物,其也提及可以用于木器领域,该发明的产品无毒、环保,且结合了化学合成和物理混合两方面除甲醛的效果,除醛效果较为长久,但是总体合成较为复杂,成本也较高。
从上述内容可以发现,当前的一些有益尝试,要么使用了特殊的功能材料,要么除醛效果一般,要么采用的除醛剂易迁移、易扩散到环境中,要么合成、制备路线长,工艺较为复杂,因此,仍然有很大的改善空间。
发明内容
本发明的目的主要在于避免现有技术中的不足,提供一种除甲醛性能优异,并且净化效果持久,同时兼顾耐水性、耐溶剂性的木器漆。
本发明的除甲醛木器漆通过以下技术方案实现:
一种除甲醛木器漆,主要由以下质量配比的原料制成:
水性聚氨酯分散体80-100质量份,消泡剂0.2-1质量份,流平剂0.1-1质量份,润湿剂0.5-5质量份,增稠剂1-3质量份,成膜助剂2-5质量份,水10-15质量份。
其中,所述水性聚氨酯分散体由如下组分按照质量份配置而成:
聚碳酸酯二醇80-90质量份,HDI三聚体70-100质量份,亲水扩链剂5-15质量份,交联剂2-5质量份,二月桂酸二丁基锡0.1-0.5质量份,环氧树脂5-15质量份,2-氨基-2-甲基-1-丙醇5-10质量份,丙二酸二酰肼10-15质量份,三乙胺5-10质量份,水400-600质量份。
所述的流平剂为BYK430 或BYK346,优选BYK430;所述的润湿剂为美国陶氏公司的NP-100;所述的增稠剂为罗门哈斯有限公司的RM 825或RM-2050D,优选RM 825; 所述的消泡剂为Foamstar A34、BYK 024或Nopco NXZ,优选Foamstar A34;所述的成膜助剂为二丙二醇丁醚。
所述亲水扩链剂为二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸,交联剂为三羟甲基丙烷。
所述HDI三聚体为拜耳公司的Desmodur N3300。
所述聚碳酸酯二醇数均分子量为1000-5000,优选2000-4000。
除甲醛木器漆的制备方法包括如下步骤:1)将水性聚氨酯分散体、成膜助剂、消泡剂搅拌均匀;2)然后加入水、润湿剂、增稠剂、流平剂,搅拌均匀,即得。
其中,水性聚氨酯分散体的制备方法如下:
将聚碳酸酯二醇80-90质量份、HDI三聚体70-100质量份、环氧树脂5-15质量份真空脱水,混合后加入二月桂酸二丁基锡0.1-0.5质量份,升温至75-85℃下反应2-3h;之后加入亲水扩链剂5-15质量份、交联剂2-5质量份在80-90℃下反应1-2h;然后再加入2-氨基-2-甲基-1-丙醇5-10质量份,丙二酸二酰肼10-15质量份,反应1-2h;降温至室温,加入三乙胺5-10质量份进行中和,最后搅拌下加入水400-600质量份进行分散,得到水性聚氨酯分散体。
有益效果:
1、2-氨基-2-甲基-1-丙醇和丙二酸二酰肼的加入可以赋予漆膜除甲醛的能力,并且两者配合使用效果优于单一的一种。
2、2-氨基-2-甲基-1-丙醇和丙二酸二酰肼的加入顺序对除甲醛效果有影响,经试验验证,如果与多元醇一起加入或者与亲水扩链剂一起加入,2-氨基-2-甲基-1-丙醇以及酰肼上的活泼氢过多的与异氰酸酯基团反应,消耗了除醛基团,也容易导致最终的产品成膜性能不佳。
3、环氧树脂的引入可以提高涂层的耐水性和耐溶剂性。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。应理解,这些实施例是用于说明本发明的基本原理、主要特征和优点,而本发明不受以下实施例的范围限制。实施例中采用的实施条件可以根据具体要求做进一步调整,未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
实施例1
一种除甲醛木器漆,制备工艺如下:1)将水性聚氨酯分散体80质量份、二丙二醇丁醚2质量份、Foamstar A34 0.5质量份搅拌均匀;2)然后加入水15质量份、NP-100 0.5质量份、RM 825 1质量份、BYK430 0.5质量份,搅拌均匀,即得。
其中,水性聚氨酯分散体的制备方法如下:
将聚碳酸酯二醇(数均分子量2000)80质量份、Desmodur N3300 70质量份、环氧树脂5质量份真空脱水,混合后加入二月桂酸二丁基锡0.1质量份,升温至75℃下反应2h;之后加入二羟甲基丙酸10质量份、三羟甲基丙烷2质量份在80下反应2h;然后再加入2-氨基-2-甲基-1-丙醇5质量份,丙二酸二酰肼10质量份,反应2h;降温至室温,加入三乙胺5质量份进行中和,最后搅拌下加入水600质量份进行分散,得到水性聚氨酯分散体。
实施例2
一种除甲醛木器漆,制备工艺如下:1)将水性聚氨酯分散体100质量份、二丙二醇丁醚5质量份、Foamstar A34 1质量份搅拌均匀;2)然后加入水10质量份、NP-100 5质量份、RM 825 1质量份、BYK430 1质量份,搅拌均匀,即得。
其中,水性聚氨酯分散体的制备方法如下:
将聚碳酸酯二醇(数均分子量4000)90质量份、Desmodur N3300 100质量份、环氧树脂15质量份真空脱水,混合后加入二月桂酸二丁基锡0.3质量份,升温至85℃下反应3h;之后加入二羟甲基丙酸15质量份、三羟甲基丙烷5质量份在90℃下反应2h;然后再加入2-氨基-2-甲基-1-丙醇10质量份,丙二酸二酰肼15质量份,反应2h;降温至室温,加入三乙胺10质量份进行中和,最后搅拌下加入水400质量份进行分散,得到水性聚氨酯分散体。
实施例3
一种除甲醛木器漆,制备工艺如下:1)将水性聚氨酯分散体90质量份、二丙二醇丁醚2质量份、Foamstar A34 0.5质量份搅拌均匀;2)然后加入水10质量份、NP-100 0.5质量份、RM 825 1质量份、BYK430 0.5质量份,搅拌均匀,即得。
其中,水性聚氨酯分散体的制备方法如下:
将聚碳酸酯二醇(数均分子量3000)85质量份、Desmodur N3300 85质量份、环氧树脂10质量份真空脱水,混合后加入二月桂酸二丁基锡0.2质量份,升温至85℃下反应3h;之后加入二羟甲基丙酸10质量份、三羟甲基丙烷4质量份在85℃下反应2h;然后再加入2-氨基-2-甲基-1-丙醇8质量份,丙二酸二酰肼12质量份,反应2h;降温至室温,加入三乙胺10质量份进行中和,最后搅拌下加入水500质量份进行分散,得到水性聚氨酯分散体。
对比例1
一种除甲醛木器漆,制备工艺如下:1)将水性聚氨酯分散体100质量份、二丙二醇丁醚5质量份、Foamstar A34 1质量份搅拌均匀;2)然后加入水10质量份、NP-100 5质量份、RM 825 1质量份、BYK430 1质量份,搅拌均匀,即得。
其中,水性聚氨酯分散体的制备方法如下:
将聚碳酸酯二醇(数均分子量4000)90质量份、Desmodur N3300 100质量份、环氧树脂15质量份真空脱水,混合后加入二月桂酸二丁基锡0.3质量份,升温至85℃下反应3h;之后加入二羟甲基丙酸15质量份、三羟甲基丙烷5质量份在90℃下反应2h;然后再加入2-氨基-2-甲基-1-丙醇25质量份,反应2h;降温至室温,加入三乙胺10质量份进行中和,最后搅拌下加入水400质量份进行分散,得到水性聚氨酯分散体。
对比例2
一种除甲醛木器漆,制备工艺如下:1)将水性聚氨酯分散体100质量份、二丙二醇丁醚5质量份、Foamstar A34 1质量份搅拌均匀;2)然后加入水10质量份、NP-100 5质量份、RM 825 1质量份、BYK430 1质量份,搅拌均匀,即得。
其中,水性聚氨酯分散体的制备方法如下:
将聚碳酸酯二醇(数均分子量4000)90质量份、Desmodur N3300 100质量份、环氧树脂15质量份真空脱水,混合后加入二月桂酸二丁基锡0.3质量份,升温至85℃下反应3h;之后加入二羟甲基丙酸15质量份、三羟甲基丙烷5质量份在90℃下反应2h;然后再加入丙二酸二酰肼25质量份,反应2h;降温至室温,加入三乙胺10质量份进行中和,最后搅拌下加入水400质量份进行分散,得到水性聚氨酯分散体。
对比例3
一种除甲醛木器漆,制备工艺如下:1)将水性聚氨酯分散体100质量份、二丙二醇丁醚5质量份、Foamstar A34 1质量份搅拌均匀;2)然后加入水10质量份、NP-100 5质量份、RM 825 1质量份、BYK430 1质量份,搅拌均匀,即得。
其中,水性聚氨酯分散体的制备方法如下:
将聚碳酸酯二醇(数均分子量4000)90质量份、Desmodur N3300 100质量份、环氧树脂15质量份真空脱水,混合后加入二月桂酸二丁基锡0.3质量份,升温至85℃下反应3h;之后加入二羟甲基丙酸15质量份、三羟甲基丙烷5质量份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇10质量份、丙二酸二酰肼15质量份在90℃下反应4h;降温至室温,加入三乙胺10质量份进行中和,最后搅拌下加入水400质量份进行分散,得到水性聚氨酯分散体。
对比例4
一种除甲醛木器漆,制备工艺如下:1)将水性聚氨酯分散体100质量份、二丙二醇丁醚5质量份、Foamstar A34 1质量份搅拌均匀;2)然后加入水10质量份、NP-100 5质量份、RM 825 1质量份、BYK430 1质量份,搅拌均匀,即得。
其中,水性聚氨酯分散体的制备方法如下:
将聚碳酸酯二醇(数均分子量4000)90质量份、Desmodur N3300 100质量份真空脱水,混合后加入二月桂酸二丁基锡0.3质量份,升温至85℃下反应3h;之后加入二羟甲基丙酸15质量份、三羟甲基丙烷5质量份在90℃下反应2h;然后再加入2-氨基-2-甲基-1-丙醇10质量份,丙二酸二酰肼15质量份,反应2h;降温至室温,加入三乙胺10质量份进行中和,最后搅拌下加入水400质量份进行分散,得到水性聚氨酯分散体。
性能测试
(1)甲醛清除效果的测试
按照JC/T1074-2008《室内空气净化功能涂覆材料净化性能》对本发明进行测试。
(2)漆膜耐水性的测试
取一定量的乳液倒在玻璃片上,等漆膜实干后,在室温条件下,将漆膜片放入去离子水中浸泡24h后取出,观察漆膜表面有无起皮,或者是否出现气泡。
(3)耐醇性能的测试
配制体积分数为50%的乙醇试液,室温条件下,将漆膜片放入试液中浸泡1h后取出,观察漆膜表面有无起皮发白或者起泡。
所有实施例和对比例的性能记录于表1。
表1 除甲醛木器漆性能测试结果
性能测试 | 乳液成膜性能 | 甲醛净化性能(%) | 甲醛净化效果持久性(%) | 耐水性(24h) | 耐醇性(50%,1h) |
实施例1 | 涂膜光滑无开裂 | 88% | 85% | 无变化 | 无变化 |
实施例2 | 涂膜光滑无开裂 | 94% | 91% | 无变化 | 无变化 |
实施例3 | 涂膜光滑无开裂 | 92% | 91% | 无变化 | 无变化 |
对比例1 | 涂膜光滑无开裂 | 77% | 74% | 无变化 | 无变化 |
对比例2 | 涂膜光滑无开裂 | 83% | 79% | 无变化 | 无变化 |
对比例3 | 涂膜有开裂现象 | 75% | 67% | 无变化 | 无变化 |
对比例4 | 涂膜光滑无开裂 | 92% | 89% | 有少许起皮 | 有少许起皮 |
以上对本发明做了详尽的描述,实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想,其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
本发明涉及一种除甲醛木器漆的制备方法,包括如下步骤:1)将水性聚氨酯分散体、成膜助剂、消泡剂搅拌均匀;2)然后加入水、润湿剂、增稠剂、流平剂,搅拌均匀,即得;其中,所述水性聚氨酯分散体制备过程中加入了2-氨基-2-甲基-1-丙醇和丙二酸二酰肼,最终制品除甲醛性能优异,并且净化效果持久,同时兼顾耐水性、耐溶剂性。
Claims (10)
1.一种除甲醛木器漆的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:1)将水性聚氨酯分散体、成膜助剂、消泡剂搅拌均匀;2)然后加入水、润湿剂、增稠剂、流平剂,搅拌均匀,即得;
其中,水性聚氨酯分散体的制备方法如下:
将聚碳酸酯二醇80-90质量份、HDI三聚体70-100质量份、环氧树脂5-15质量份真空脱水,混合后加入二月桂酸二丁基锡0.1-0.5质量份,升温至75-85℃下反应2-3h;之后加入亲水扩链剂5-15质量份、交联剂2-5质量份在80-90℃下反应1-2h;然后再加入2-氨基-2-甲基-1-丙醇5-10质量份,丙二酸二酰肼10-15质量份,反应1-2h;降温至室温,加入三乙胺5-10质量份进行中和,最后搅拌下加入水400-600质量份进行分散,得到水性聚氨酯分散体。
2.根据权利要求1所述的除甲醛木器漆的制备方法,其特征在于:原料配比如下:水性聚氨酯分散体80-100质量份,消泡剂0.2-1质量份,流平剂0.1-1质量份,润湿剂0.5-5质量份,增稠剂1-3质量份,成膜助剂2-5质量份,水10-15质量份。
3.根据权利要求1所述的除甲醛木器漆的制备方法,其特征在于:所述亲水扩链剂为二羟甲基丙酸或二羟甲基丁酸,交联剂为三羟甲基丙烷。
4.根据权利要求1所述的除甲醛木器漆的制备方法,其特征在于:所述HDI三聚体为拜耳公司的Desmodur N3300。
5.根据权利要求1所述的除甲醛木器漆的制备方法,其特征在于:所述聚碳酸酯二醇数均分子量为1000-5000。
6.根据权利要求1所述的除甲醛木器漆的制备方法,其特征在于:所述流平剂为BYK430或BYK346。
7.根据权利要求1所述的除甲醛木器漆的制备方法,其特征在于:所述润湿剂为美国陶氏公司的NP-100。
8.根据权利要求1所述的除甲醛木器漆的制备方法,其特征在于:所述增稠剂为罗门哈斯有限公司的RM 825或RM-2050D。
9.根据权利要求1所述的除甲醛木器漆的制备方法,其特征在于:所述消泡剂为Foamstar A34、BYK 024或Nopco NXZ。
10.根据权利要求1所述的除甲醛木器漆的制备方法,其特征在于:所述成膜助剂为二丙二醇丁醚。
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