CN110591481A - 一种环保净味型水性仿古装饰漆及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种环保净味型水性仿古装饰漆及制备方法，所述水性仿古装饰漆是多孔海泡石吸附高锰酸钾，然后利用还原剂进行还原，得到负载纳米α‑MnO2的海泡石粉，再与马来酸酐接枝共聚物、水混合研磨得到功能填料，最后与消泡剂、碱溶胀增稠剂、分散剂、防沉剂、聚氨酯改性丙烯酸乳液、安巴色粉混合分散而制得。本发明提供的装饰漆中，功能填料的纳米α‑MnO2能持续有效地分解去除室内装潢材料里挥发出来的苯系污染物等各种有害气体，海泡石载体具有超强的吸附能力，可去除异味，同时自身不产生污染，可降低室内VOC含量，显著改善室内空气环境。

Description

一种环保净味型水性仿古装饰漆及制备方法
技术领域
本发明涉及装饰涂料技术领域，特别是涉及一种环保净味型水性仿古装饰漆及制备方法。
背景技术
新装修的房屋空气质量超标十分普遍，这主要是由于装修及家具材料释放大量的气态污染物造成的。室内空气的主要气态污染物有甲醛、苯系污染物(如苯、甲苯及二甲苯等)、氨、TVOC等，其中甲醛具有强烈的刺激性，是室内空气中最严重的污染物之一。现代人大约有90％以上的时间是在室内度过的。因此室内装修能带来美丽的环境同时，又因装饰材料排出的有害气体，会对人们的生活环境造成污染。
目前市场销售的涂料品种多、用途广，尤其门窗专用漆，各具多种功能，但是在使用各类合成原料时，一般都含有对人体有害的物质，并释放出异味，如甲醛、VOC(挥发性有机化合物)、重金属、苯等超标则对环境及人体健康产生大量毒害。深度催化氧化法是大气污染治理中最经济和最环保的研究方法之一，它可将苯系污染物深度催化氧化完全转化为二氧化碳和水。
水性仿古漆的研发及生产使水性木器涂料在涂装效果方面有了很大的拓展空间，水性仿古漆能使木材天然的纹理更加立体化地呈现，从而塑造木材自然的纹理和气质。因此，可赋予涂刷在家具、木器等表面的漆一定的净味、分解功能，可有效持续地分解室内污染物，提升空气质量，因此其发展和应用受到人们关注。
中国发明专利申请号201610182770.1公开了一种仿古漆及其制作工艺，涉及油漆涂料领域，由以下重量份的成分组成：按重量份数计，由以下组分制成：环氧树脂5-25份、邻苯二甲酸酐2-6份、聚丙烯酰胺10-15份、异丙醇8-20份、钛白粉4-10份、纳米氧化银2-5份、脂肪酸钠0.1-0.4份、轻质碳酸钙粉末5-8份、高岭土3-5份、偶联剂0.7-2份、分散剂0.5-6份、消泡剂4-8份、防沉剂3-10份、增稠剂3-8份、颜料1-3份、天那水5-25、金属粉5-15份、醇酸树脂5-8份、松节水55-75份。中国发明专利申请号201210542826.1公开了一种仿古修色装饰漆，以重量份数计，配方包括如下组份：长油醇酸树脂50-60份，棕色粉22-30份，分散剂1.5-3份，基材润湿剂1-2份，二甲苯15-16份，四甲苯8-10份，防沉粉1-3份，钴Co0.3-0.8份，锰Mn0.2-0.6份，防结皮助剂0.1-0.3份；该发明采用以长油度醇酸树脂为主料，可产生特殊的装饰效果，加之透明棕色粉及漆用钴、锰，使得该装饰漆具有极强的仿古效果，且其可常温固化，兼有耐热和防腐蚀性能，还耐水、耐潮湿、耐油及耐盐雾侵蚀。
为了有效控制室内装饰涂料的VOC含量，同时赋予装饰涂料净化空气的能力，有必要提出一种新型环保装饰涂料，进而有效降低了装饰涂料的VOC含量，并且具有良好的空气净化性能。
发明内容
针对目前室内装潢材料，包括装饰漆等，存在VOC含量高的缺点，导致空气质量差，气味大，不利于健康的问题，本发明提出一种环保净味型水性仿古装饰漆及制备方法，从而不仅实现了自身不产生污染，还可降低室内的VOC含量。
为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
本发明还提供了一种环保净味型水性仿古装饰漆的制备方法，所述水性仿古装饰漆是先用处理的多孔海泡石吸附高锰酸钾，然后利用还原剂进行还原，得到负载纳米α-MnO2的海泡石粉，再与马来酸酐接枝共聚物、水混合研磨得到功能填料，最后与消泡剂、碱溶胀增稠剂、分散剂、防沉剂、聚氨酯改性丙烯酸乳液混合分散而制得，具体制备方法如下：
(1)将多孔海泡石粉加入去离子水中，洗涤、干燥，制得处理的海泡石粉；
(2)将处理的海泡石粉加入高锰酸钾的水溶液，混合搅拌，使得多孔海泡石粉充分吸附高锰酸钾，然后加入还原剂，将多孔海泡石吸附的高锰酸钾还原成纳米α-MnO2颗粒，过滤、洗涤、干燥，制得负载纳米α-MnO2的海泡石粉；
(3)将负载纳米α-MnO2的海泡石粉与马来酸酐接枝共聚物、水混合，进行共混研磨，改善海泡石粉的相容性，收集，得到可净化空气的功能填料；
(4)在搅拌釜中加入水，辅以消泡剂、碱溶胀增稠剂、分散剂、防沉剂，然后加入可净化空气的功能填料、安巴色粉，搅拌形成均匀稠度的体系，分散至细度为50μm以下，再添加固含量为40-60％的聚氨酯改性丙烯酸乳液，最后加入增稠剂调节粘度，即得环保净味型水性仿古装饰漆。
优选的，所述还原剂为二价锰盐，具体为硫酸锰、氯化锰、硝酸锰中的一种或两种以上的组合。
优选的，步骤(2)中所述负载纳米α-MnO2的海泡石粉制备中，水、高锰酸钾、处理的海泡石粉、还原剂的质量比例为100:15-25:50-60:5-8。
优选的，所述马来酸酐接枝共聚物中，共聚物为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯中的一种。
优选的，步骤(3)中所述可净化空气的功能填料制备中，水、负载纳米α-MnO2的海泡石粉、马来酸酐接枝共聚物的质量比例为100:40-60:10-15。
优选的，所述消泡剂为豆油、玉米油、二甲基硅油、磷酸三丁酯中的一种或两种以上的组合。
优选的，所述碱溶胀增稠剂为丙烯酸碱溶胀增稠剂。
优选的，所述分散剂为道康宁DC-3，为市售颜料分散剂。
优选的，所述防沉剂为有机膨润土、蓖麻油衍生物、气相二氧化硅中的一种或两种以上的组合。
优选的，所述增稠剂为羟乙基纤维素。
优选的，步骤(4)中所述水性仿古装饰漆制备中，聚氨酯改性丙烯酸乳液、水、可净化空气的功能填料、消泡剂、碱溶胀增稠剂、分散剂、防沉剂、增稠剂、安巴色粉的质量比例为100:40-50:20-30:1-3:1-3:2-4:1-3:3-6：1-2。
现有的室内装潢材料里VOC含量高，导致空气质量差，气味大，不利于健康的问题，限制了其应用。鉴于此，本发明提出一种环保净味型水性仿古装饰漆及制备方法，先对多孔海泡石粉处理，再将处理的多孔海泡石粉充分吸附高锰酸钾溶液，然后加入二价锰盐为还原剂，将多孔海泡石吸附的高锰酸钾还原成纳米α-MnO2颗粒进行负载，进一步用马来酸酐接枝共聚物、水混合，对纳米海泡石粉进行共混研磨，改善其相容性，得到可净化空气的功能填料；在搅拌釜中加入水，辅以消泡剂、碱溶胀增稠剂、分散剂、防沉剂等，继续加入可净化空气的功能填料、安巴色粉，搅拌成均匀稠度的体系，分散细度至50μm以下，进一步添加聚氨酯改性丙烯酸乳液，最后用增稠剂调节粘度，即得环保净味型水性仿古装饰漆。本发明提供的装饰漆中，功能填料的纳米α-MnO2能持续有效地分解去除室内装潢材料里挥发出来的苯系污染物等各种有害气体，海泡石载体具有超强的吸附能力，可去除异味，同时自身不产生污染，可降低室内VOC含量，显著改善室内空气环境。
本发明提出一种环保净味型水性仿古装饰漆及制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：
1、本发明通过先将高锰酸钾吸附于海泡石，还原后得到负载纳米α-MnO2的海泡石粉，进一步进行相容改性，可均匀分散在水性仿古装饰漆中，所用锰氧化物具有价格低廉等特点。
2、本发明制得的装饰漆中，功能填料的纳米α-MnO2能持续有效地分解去除室内装潢材料里挥发出来的苯系污染物等各种有害气体，海泡石载体具有超强的吸附能力，可去除异味，同时使污染物与纳米α-MnO2接触充分，提高净化效率，可降低室内VOC含量，显著改善室内空气环境。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。
实施例1
(1)将多孔海泡石粉加入去离子水中，洗涤、干燥，制得处理的海泡石粉；
(2)将处理的海泡石粉加入高锰酸钾的水溶液，混合搅拌，使得多孔海泡石粉充分吸附高锰酸钾，然后加入还原剂，将多孔海泡石吸附的高锰酸钾还原成纳米α-MnO2颗粒，过滤、洗涤、干燥，制得负载纳米α-MnO2的海泡石粉；还原剂为硫酸锰；负载纳米α-MnO2的海泡石粉制备中，水、高锰酸钾、处理的海泡石粉、还原剂的质量比例为100:20:55:6；
(3)将负载纳米α-MnO2的海泡石粉与马来酸酐接枝共聚物、水混合，进行共混研磨，改善海泡石粉的相容性，收集，得到可净化空气的功能填料；马来酸酐接枝共聚物为市售接枝聚乙烯900E；可净化空气的功能填料制备中，水、负载纳米α-MnO2的海泡石粉、马来酸酐接枝共聚物的质量比例为100:50:12；
(4)在搅拌釜中加入水，辅以消泡剂、碱溶胀增稠剂、分散剂、防沉剂，然后加入可净化空气的功能填料、安巴色粉，搅拌形成均匀稠度的体系，分散至细度为40μm，再添加固含量为50％的聚氨酯改性丙烯酸乳液，最后加入增稠剂调节粘度，即得环保净味型水性仿古装饰漆；消泡剂为豆油；碱溶胀增稠剂为丙烯酸碱溶胀增稠剂；分散剂为道康宁DC-3；防沉剂为有机膨润土；所述增稠剂为羟乙基纤维素；水性仿古装饰漆制备中，聚氨酯改性丙烯酸乳液、水、可净化空气的功能填料、消泡剂、碱溶胀增稠剂、分散剂、防沉剂、增稠剂、安巴色粉的质量比例为100:45:25:2:2:3:2:4：1。
测试方法：
将本实施例制备获得的装饰漆在50cm×50cm干燥的松木板进行涂敷，涂覆厚度为200μm，涂敷后立即放置于1m3的封闭玻璃试验箱内，试验环境温度为50℃，相对湿度为55％，试验箱内装置TVOC浓度测试仪，3d后，测试箱内TVOC释放浓度，得到结果如表1所示；
将上述放置3d的测试样密闭箱打开，敞开放置1h，然后通入甲苯，至浓度为10mg/m3，然后密闭容器，放置在环境温度为20-24℃的室外，24h后，测试甲苯浓度，以此衡量该涂层对甲苯的分解净化功能。测得的结果如表1所示。
实施例2
(1)将多孔海泡石粉加入去离子水中洗涤、干燥，制得处理的海泡石粉；
(2)将处理的海泡石粉加入高锰酸钾的水溶液，混合搅拌，使得多孔海泡石粉充分吸附高锰酸钾，然后加入还原剂，将多孔海泡石吸附的高锰酸钾还原成纳米α-MnO2颗粒，过滤、洗涤、干燥，制得负载纳米α-MnO2的海泡石粉；还原剂为氯化锰；负载纳米α-MnO2的海泡石粉制备中，水、高锰酸钾、处理的海泡石粉、还原剂的质量比例为100:15:50:5；
(3)将负载纳米α-MnO2的海泡石粉与马来酸酐接枝共聚物、水混合，进行共混研磨，改善海泡石粉的相容性，收集，得到可净化空气的功能填料；马来酸酐接枝共聚物为900E；可净化空气的功能填料制备中，水、负载纳米α-MnO2的海泡石粉、马来酸酐接枝共聚物的质量比例为100:40:10；
(4)在搅拌釜中加入水，辅以消泡剂、碱溶胀增稠剂、分散剂、防沉剂，然后加入可净化空气的功能填料、安巴色粉，搅拌形成均匀稠度的体系，分散至细度为30μm，再添加固含量为40％的聚氨酯改性丙烯酸乳液，最后加入增稠剂调节粘度，即得环保净味型水性仿古装饰漆；消泡剂为玉米油；碱溶胀增稠剂为丙烯酸碱溶胀增稠剂；分散剂为道康宁DC-3；防沉剂为蓖麻油衍生物；所述增稠剂为羟乙基纤维素；水性仿古装饰漆制备中，聚氨酯改性丙烯酸乳液、水、可净化空气的功能填料、消泡剂、碱溶胀增稠剂、分散剂、防沉剂、增稠剂、安巴色粉的质量比例为100:40:20:1:1:2:1:3：1。
采用实施例1的方法进行测试，测试结果如表1所示。
实施例3
(1)将多孔海泡石粉加入去离子水中，洗涤、干燥，制得处理的海泡石粉；
(2)将处理的海泡石粉加入高锰酸钾的水溶液，混合搅拌，使得多孔海泡石粉充分吸附高锰酸钾，然后加入还原剂，将多孔海泡石吸附的高锰酸钾还原成纳米α-MnO2颗粒，过滤、洗涤、干燥，制得负载纳米α-MnO2的海泡石粉；还原剂为硝酸锰；负载纳米α-MnO2的海泡石粉制备中，水、高锰酸钾、处理的海泡石粉、还原剂的质量比例为100:25:60:8；
(3)将负载纳米α-MnO2的海泡石粉与马来酸酐接枝共聚物、水混合，进行共混研磨，改善海泡石粉的相容性，收集，得到可净化空气的功能填料；马来酸酐接枝共聚物为900E；可净化空气的功能填料制备中，水、负载纳米α-MnO2的海泡石粉、马来酸酐接枝共聚物的质量比例为100:60:15；
(4)在搅拌釜中加入水，辅以消泡剂、碱溶胀增稠剂、分散剂、防沉剂，然后加入可净化空气的功能填料、安巴色粉，搅拌形成均匀稠度的体系，分散至细度为45μm，再添加固含量为60％的聚氨酯改性丙烯酸乳液，最后加入增稠剂调节粘度，即得环保净味型水性仿古装饰漆；消泡剂为二甲基硅油；碱溶胀增稠剂为丙烯酸碱溶胀增稠剂；分散剂为道康宁DC-3；防沉剂为气相二氧化硅；所述增稠剂为羟乙基纤维素；水性仿古装饰漆制备中，聚氨酯改性丙烯酸乳液、水、可净化空气的功能填料、消泡剂、碱溶胀增稠剂、分散剂、防沉剂、增稠剂、安巴色粉的质量比例为100:50:30:3:3:4:3:5：1。
采用实施例1的方法进行测试，测试结果如表1所示。
实施例4
(1)将多孔海泡石粉加入去离子水中，洗涤、干燥，制得处理的海泡石粉；
(2)将表面处理的海泡石粉加入高锰酸钾的水溶液，混合搅拌，使得多孔海泡石粉充分吸附高锰酸钾，然后加入还原剂，将多孔海泡石吸附的高锰酸钾还原成纳米α-MnO2颗粒，过滤、洗涤、干燥，制得负载纳米α-MnO2的海泡石粉；还原剂为氯化锰；负载纳米α-MnO2的海泡石粉制备中，水、高锰酸钾、处理的海泡石粉、还原剂的质量比例为100:19:56:7；
(3)将负载纳米α-MnO2的海泡石粉与马来酸酐接枝共聚物、水混合，进行共混研磨，改善海泡石粉的相容性，收集，得到可净化空气的功能填料；马来酸酐接枝共聚物为900E；可净化空气的功能填料制备中，水、负载纳米α-MnO2的海泡石粉、马来酸酐接枝共聚物的质量比例为100:48:13；
(4)在搅拌釜中加入水，辅以消泡剂、碱溶胀增稠剂、分散剂、防沉剂，然后加入可净化空气的功能填料、安巴色粉，搅拌形成均匀稠度的体系，分散至细度为30μm，再添加固含量为50％的聚氨酯改性丙烯酸乳液，最后加入增稠剂调节粘度，即得环保净味型水性仿古装饰漆；消泡剂为磷酸三丁酯；碱溶胀增稠剂为丙烯酸碱溶胀增稠剂；分散剂为道康宁DC-3；防沉剂为有机膨润土；所述增稠剂为羟乙基纤维素；水性仿古装饰漆制备中，聚氨酯改性丙烯酸乳液、水、可净化空气的功能填料、消泡剂、碱溶胀增稠剂、分散剂、防沉剂、增稠剂、安巴色粉的质量比例为100:44:26:2:2:3:2:6：1。
采用实施例1的方法进行测试，测试结果如表1所示。
对比例1
对比例1与实施例1相比，未添加海泡石，未能形成负载纳米α-MnO2的海泡石粉，纳米α-MnO2的海泡石粉直接分散在涂层中，由于缺少了海泡石的吸附，因此，污染物与纳米α-MnO2的接触不充分，污染物除去能力降低。采用实施例1的方法进行测试，测试结果如表1所示。
表1：

Claims (8)

1.一种环保净味型水性仿古装饰漆的制备方法，其特征在于，具体制备方法如下：
(1)将多孔海泡石粉加入去离子水中，洗涤、干燥，制得处理的海泡石粉；
(2)将处理的海泡石粉加入高锰酸钾的水溶液，混合搅拌，使得多孔海泡石粉充分吸附高锰酸钾，然后加入还原剂，将多孔海泡石吸附的高锰酸钾还原成纳米α-MnO2颗粒，过滤、洗涤、干燥，制得负载纳米α-MnO2的海泡石粉；
(3)将负载纳米α-MnO2的海泡石粉与马来酸酐接枝共聚物、水混合，进行共混研磨，改善海泡石粉的相容性，收集，得到可净化空气的功能填料；
(4)在搅拌釜中加入水，辅以消泡剂、碱溶胀增稠剂、分散剂、防沉剂，然后加入可净化空气的功能填料、安巴色粉，搅拌形成均匀稠度的体系，分散至细度为50μm以下，再添加固含量为40-60％的聚氨酯改性丙烯酸乳液，最后加入增稠剂调节粘度，即得环保净味型水性仿古装饰漆。
2.根据权利要求1所述的一种环保净味型水性仿古装饰漆的制备方法，其特征在于，所述还原剂为二价锰盐，选用硫酸锰、氯化锰、硝酸锰中的一种或两种以上的组合。
3.根据权利要求1所述的一种环保净味型水性仿古装饰漆的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述负载纳米α-MnO2的海泡石粉制备中，水、高锰酸钾、处理的海泡石粉、还原剂的质量比例为100:15-25:50-60:5-8。
4.根据权利要求1所述的一种环保净味型水性仿古装饰漆的制备方法，其特征在于，所述马来酸酐接枝共聚物中，共聚物为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种环保净味型水性仿古装饰漆的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述可净化空气的功能填料制备中，水、负载纳米α-MnO2的海泡石粉、马来酸酐接枝共聚物的质量比例为100:40-60:10-15。
6.根据权利要求1所述的一种环保净味型水性仿古装饰漆的制备方法，其特征在于，所述消泡剂为豆油、玉米油、二甲基硅油、磷酸三丁酯中的一种或两种以上的组合；所述碱溶胀增稠剂为丙烯酸碱溶胀增稠剂，所述分散剂为道康宁DC-3；所述防沉剂为有机膨润土、蓖麻油衍生物、气相二氧化硅中的一种或两种以上的组合；所述增稠剂为羟乙基纤维素。
7.根据权利要求1所述的一种环保净味型水性仿古装饰漆的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述水性仿古装饰漆制备中，聚氨酯改性丙烯酸乳液、水、可净化空气的功能填料、消泡剂、碱溶胀增稠剂、分散剂、防沉剂、增稠剂、安巴色粉的质量比例为100:40-50:20-30:1-3:1-3:2-4:1-3:3-6：1-2。
8.权利要求1-7任一权项所述的制备方法制备得到的一种环保净味型水性仿古装饰漆。
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