CN111171722A - 一种包含碱法制浆黑液的涂料、其制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种包含碱法制浆黑液的涂料、其制备方法及应用，包含碱法制浆黑液的涂料按照质量份数计算，包括以下组分：氧化聚乙烯蜡1‑10份、碱法制浆黑液固形物1‑30份、聚酰胺多胺环氧氯丙烷0.1‑10份。制备包含碱法制浆黑液的涂料的方法，包括：将氧化聚乙烯蜡乳液、碱法制浆黑液、聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液、分散剂、纤维素、水混合，得到包含碱法制浆黑液的涂料。该包含碱法制浆黑液的涂料、其制备方法及应用，将碱法制浆黑液作为涂料中的一种成分，实现对碱法制浆黑液的有效利用，并且制备得到的涂料粘度适宜、抗水性强、防尘效果好。
Description
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种包含碱法制浆黑液的涂料、其制备方法及应用。
背景技术
造纸工业的各工艺中，常会产生大量的废液，例如制浆过程。目前主要的制浆方法包括物理机械法制浆、化学制浆等，化学制浆中常用的碱法制浆是一种应用碱性溶液蒸煮植物纤维原料的制浆方法，包括硫酸盐法、烧碱法、石灰法、氧碱法和氨法制浆等方法，碱法制浆是将植物纤维原料与碱液混合后送入蒸煮器中进行蒸煮，再通过分离洗浆过程得到粗浆液，而蒸煮过程会产生废液，废液中含有大量的木素，呈黑褐色，因此也称为碱法制浆黑液，碱法制浆黑液中，有机物约占65％-70％，无机物占30％-35％，其中木素含量在20％-30％，有机酸含量为6％-10％，总钠含量为20％-26％。碱法制浆黑液若直接进行排放会对环境造成极大的污染，而对其进行回收可有效利用其中的木素或有机酸等物质。
目前对制浆黑液的处理方式主要是直接燃烧、用作肥料作物、利用膜分离等技术从制浆黑液中提取木素、用制浆黑液作为添加剂与水煤浆等复配制备黑液水煤浆或型煤等，例如中国专利文献CN106432750B公开了电容去离子法纯化制浆黑液制备木质素基分散剂的方法，利用制浆黑液制备木质素基分散剂；中国专利文献CN108457115A公开了一种从碱法制浆黑液中提取、分离木素的方法，从碱法制浆黑液中提取、分离木素再利用。碱回收工艺是目前最主要的碱法制浆黑液回收利用技术。但对于以海水作为制浆生产用水产生的制浆黑液，其中含有较多的硅元素，会导致碱回收困难，对碱法制浆黑液的回收利用率不高。
由于碱法制浆黑液中含有丰富的木素，具有较强的交联作用，可用于涂料用作成膜物质，而制浆黑液可作为涂料的溶剂，因此可将制浆黑液用于制备涂料。防尘涂料是涂刷后可使建筑表面不易吸附空气中颗粒物的涂料，而现有的防尘涂料存在着粘度过高，易堵塞喷头导致喷洒不均匀，固化层易被破坏、遇水易溶解等问题。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种包含碱法制浆黑液的涂料、其制备方法及应用，将碱法制浆黑液作为涂料中的一种成分，实现对碱法制浆黑液的有效利用，并且制备得到的涂料粘度适宜、抗水性强、防尘效果好。
为了解决上述问题，本发明提供一种包含碱法制浆黑液的涂料，按照质量份数计算，包括以下组分：
氧化聚乙烯蜡1-10份、碱法制浆黑液固形物1-30份、聚酰胺多胺环氧氯丙烷0.1-10份。
其中，氧化聚乙烯蜡又称OPE蜡，具有粘度低、软化点高、硬度好等特点，在涂料中作为成膜物质，并且起疏水作用；碱法制浆黑液固形物指碱法制浆黑液除去液体外的固形物，主要成分中有机物约占65％-70％，无机物占30％-35％，其中木素含量在20％-30％，有机酸含量为6％-10％，总钠含量为20％-26％，其中丰富的木素可作为涂料的成膜物质；聚酰胺多胺环氧氯丙烷又称PAE树脂，作为涂料的成膜物质，并且可自交联，起到疏水作用。
优选地，按照质量份数计算，包括以下组分：
氧化聚乙烯蜡3-5份、碱法制浆黑液固形物3-15份、聚酰胺多胺环氧氯丙烷0.8-3份。
优选地，按照质量份数计算，包括以下组分：
氧化聚乙烯蜡乳液10份、碱法制浆黑液20-50份、聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液10-20份、水70-150份；
所述氧化聚乙烯蜡乳液的固含量为30％-50％；碱法制浆黑液的固含量为15％-30％；聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液的固含量为8％-15％。
氧化聚乙烯蜡乳液即氧化聚乙烯蜡分散于水中通过加入乳化剂等添加剂形成的稳定的乳化液，属于现有的市售可购买产品；碱法制浆黑液指碱法制浆蒸煮过程产生的废液，碱法制浆黑液可作为涂料的溶剂，其中的木素作为涂料的成膜物质，具有较强的成膜性，其中，碱法制浆黑液优选海水碱法制浆黑液，即以海水为生产用水的碱法制浆黑液；聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液指聚酰胺多胺环氧氯丙烷的水溶液。该涂料利用碱法制浆黑液作为涂料中的成分，既减少了碱法制浆黑液的排放，减少环境污染，又充分利用了碱法制浆黑液，可作为碱法制浆黑液的一种新的回收利用方式；按照该涂料配方得到涂料粘度适宜，抗水性强，且防尘性好。
优选地，还包括分散剂，所述分散剂的质量为氧化聚乙烯蜡乳液、碱法制浆黑液、聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液和水总质量的0.5％-3％。分散剂即可提高涂料中各成分分散性能的添加剂，例如可以是羧甲基纤维素钠、瓜尔胶、黄原胶、糊精等。
优选地，所述分散剂为羧甲基纤维素钠。羧甲基纤维素钠既可提高涂料中各成分的分散度，还可调节涂料的粘度，羧甲基纤维素钠按照上述质量百分比添加时，可使涂料整体粘度适宜。
优选地，还包括纤维素，所述纤维素的质量为氧化聚乙烯蜡乳液、碱法制浆黑液、聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液和水总质量的0.1％-1％。纤维素可进一步起到交联作用，促进涂料成膜。
优选地，纤维素可以是纳米纤维素、阔叶木纤维、针叶木纤维中的一种或多种的混合。
优选地，还包括染料，所述染料的质量为氧化聚乙烯蜡乳液、碱法制浆黑液、聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液和水总质量的0.5％-1％。染料可使涂料显色，从而改变喷涂后建筑的外观。优选地，染料为有机荧光染料直接墨绿BE。
本发明的另一目的是提供一种制备上述的包含碱法制浆黑液的涂料的方法，包括：
将氧化聚乙烯蜡乳液、碱法制浆黑液、聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液、分散剂、纤维素、水混合，得到所述的包含碱法制浆黑液的涂料。
优选地，具体包括：
S1.将氧化聚乙烯蜡乳液、碱法制浆黑液、聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液、水混合并搅拌，得到混合液；
S2.向所述混合液中加入所述分散剂、所述纤维素混合并搅拌，得到所述包含碱法制浆黑液的涂料。
该涂料的制备方法简单，将涂料原料各成分混合分散于水中即可得到该液体涂料。
本发明的又一目的是提供一种碱法制浆黑液用于制备涂料的应用。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明的包含碱法制浆黑液的涂料将碱法制浆产生的黑液用作涂料中的成分，碱法制浆黑液可作为涂料的溶剂，而黑液中丰富的木素可作为涂料的成膜物质，对其进行利用，既减少了碱法制浆黑液的排放，减少环境污染，又充分利用了碱法制浆黑液，可作为碱法制浆黑液的一种新的回收利用方式，实现了造纸废水中有用成分的再利用；该涂料中氧化聚乙烯蜡在涂料中作为成膜物质，并且起疏水作用，聚酰胺多胺环氧氯丙烷作为涂料的成膜物质，并且可自交联，起到疏水作用，羧甲基纤维素钠既可提高涂料中各成分的分散度，还可调节涂料的粘度，纤维素可进一步起到交联作用，促进成膜，该涂料通过上述各组分的相互配合，并按照一定的配方设计，获得的涂料粘度适宜，耐水性强，且防尘性好。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明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。
以下各实施例中，氧化聚乙烯蜡乳液购自于南京天诗新材料科技有限公司；聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液购自于潍坊天方圣鸿化学有限公司；其余原料均购自于市售。
海水碱法制浆黑液的获取来源为实验室自制，海水制浆方法具体为：采用碱浓度为18％的NaOH与Na2CO3混合碱液，以取自青岛胶州湾的海水为制浆用水，制浆纤维为小麦秸秆，蒸煮温度为120℃，蒸煮完过滤固形物得到制浆黑液。
实施例一
本实施例所述的包含碱法制浆黑液的涂料，包括：氧化聚乙烯蜡乳液10g、海水碱法制浆黑液20g、聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液10g、羧甲基纤维素钠0.55g、纳米纤维素0.11g、有机荧光染料直接墨绿BE 0.55g、水70g。氧化聚乙烯蜡乳液的固含量为30％；海水碱法制浆黑液的固含量为15％；聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液的固含量为8％。
本实施例所述的包含碱法制浆黑液的涂料的制备方法具体为：将氧化聚乙烯蜡乳液、海水碱法制浆黑液、聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液、水进行充分混合，搅拌30分钟；然后加入羧甲基纤维素钠，搅拌10分钟后，加入纳米纤维素，搅拌10分钟后，加入有机荧光染料直接墨绿BE，搅拌20分钟后，得到所述包含碱法制浆黑液的涂料。
实施例二
本实施例所述的包含碱法制浆黑液的涂料，包括：氧化聚乙烯蜡乳液10g、海水碱法制浆黑液35g、聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液15g、羧甲基纤维素钠1.6g、纳米纤维素0.8g、有机荧光染料直接墨绿BE 1.28g、水100g。氧化聚乙烯蜡乳液的固含量为40％；海水碱法制浆黑液的固含量为20％；聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液的固含量为10％。本实施例的包含碱法制浆黑液的涂料的制备方法与实施例一相同。
实施例三
本实施例所述的包含碱法制浆黑液的涂料，包括：氧化聚乙烯蜡乳液10g、海水碱法制浆黑液50g、聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液20g、羧甲基纤维素钠6.9g、纳米纤维素2.3g、有机荧光染料直接墨绿BE 2.3g、水150g。氧化聚乙烯蜡乳液的固含量为50％；海水碱法制浆黑液的固含量为30％；聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液的固含量为15％。本实施例的包含碱法制浆黑液的涂料的制备方法与实施例一相同。
实施例四
本实施例所述的包含碱法制浆黑液的涂料，包括：氧化聚乙烯蜡乳液10g、海水碱法制浆黑液20g、聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液30g、羧甲基纤维素钠0.65g、纳米纤维素0.13g、有机荧光染料直接墨绿BE 0.65g、水70g。氧化聚乙烯蜡乳液的固含量为30％；海水碱法制浆黑液的固含量为15％；聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液的固含量为10％。本实施例的包含碱法制浆黑液的涂料的制备方法与实施例一相同。
实施例五
本实施例所述的包含碱法制浆黑液的涂料，包括：氧化聚乙烯蜡乳液10g、海水碱法制浆黑液100g、聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液10g、羧甲基纤维素钠0.65g、纳米纤维素0.13g、有机荧光染料直接墨绿BE 0.65g、水70g。氧化聚乙烯蜡乳液的固含量为50％；海水碱法制浆黑液的固含量为15％；聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液的固含量为8％。本实施例的包含碱法制浆黑液的涂料的制备方法与实施例一相同。
实施例六
本实施例所述的包含碱法制浆黑液的涂料，包括：氧化聚乙烯蜡乳液2g、海水碱法制浆黑液5g、聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液100g、羧甲基纤维素钠1.45g、纳米纤维素0.294g、有机荧光染料直接墨绿BE 1.45g、水187g。氧化聚乙烯蜡乳液的固含量为50％；海水碱法制浆黑液的固含量为20％；聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液的固含量为10％。本实施例的包含碱法制浆黑液的涂料的制备方法与实施例一相同。
实施例七
本实施例所述的包含碱法制浆黑液的涂料，包括：氧化聚乙烯蜡乳液20g、海水碱法制浆黑液100g、聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液1g、羧甲基纤维素钠1.66g、纳米纤维素0.332g、有机荧光染料直接墨绿BE 1.66g、水211g。氧化聚乙烯蜡乳液的固含量为50％；海水碱法制浆黑液的固含量为30％；聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液的固含量为10％。本实施例的包含碱法制浆黑液的涂料的制备方法与实施例一相同。
实施例八
本实施例所述的包含碱法制浆黑液的涂料，包括：氧化聚乙烯蜡乳液10g、海水碱法制浆黑液20g、聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液10g、羧甲基纤维素钠0.33g、纳米纤维素0.11g、有机荧光染料直接墨绿BE 0.55g、水70g。氧化聚乙烯蜡乳液的固含量为30％；海水碱法制浆黑液的固含量为15％；聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液的固含量为8％。本实施例的包含碱法制浆黑液的涂料的制备方法与实施例一相同。
实施例九
本实施例所述的包含碱法制浆黑液的涂料，包括：氧化聚乙烯蜡乳液10g、海水碱法制浆黑液20g、聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液10g、羧甲基纤维素钠5.5g、纳米纤维素0.11g、有机荧光染料直接墨绿BE 0.55g、水70g。氧化聚乙烯蜡乳液的固含量为30％；海水碱法制浆黑液的固含量为15％；聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液的固含量为8％。本实施例的包含碱法制浆黑液的涂料的制备方法与实施例一相同。
实施例十
本实施例所述的包含碱法制浆黑液的涂料，包括：氧化聚乙烯蜡乳液10g、海水碱法制浆黑液20g、聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液10g、羧甲基纤维素钠0.55g、纳米纤维素0.055g、有机荧光染料直接墨绿BE 0.55g、水70g。氧化聚乙烯蜡乳液的固含量为30％；海水碱法制浆黑液的固含量为15％；聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液的固含量为8％。本实施例的包含碱法制浆黑液的涂料的制备方法与实施例一相同。
实施例十一
本实施例所述的包含碱法制浆黑液的涂料，包括：氧化聚乙烯蜡乳液10g、海水碱法制浆黑液20g、聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液10g、羧甲基纤维素钠0.55g、纳米纤维素2.2g、有机荧光染料直接墨绿BE 0.55g、水70g。氧化聚乙烯蜡乳液的固含量为30％；海水碱法制浆黑液的固含量为15％；聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液的固含量为8％。本实施例的包含碱法制浆黑液的涂料的制备方法与实施例一相同。
涂料性质及性能测试
对上述各实施例所得的包含碱法制浆黑液的涂料的粘度、耐水性能、防尘性能进行测试。耐水性能判断通过测定涂料涂膜接触角进行测试；防尘性能测试方法为，在平面上堆沙，然后在平面喷洒涂料后采用小风扇模拟吹风向喷洒涂料的表面吹砂，看是否会扬起尘土。测试结果如下表1。由测试结果可以看出，本发明的包含碱法制浆黑液的涂料具有适宜的粘度，且耐水性较好，防尘性能较好，其中，实施例一、二、三、四、五的涂料配方为最佳配方范围，涂料配方在该范围中时，获得的产品的粘度最适宜，耐水性最佳，防尘效果最佳。
表1
| 实施例 | 粘度/mPa·s | 接触角 | 防尘性能 |
| 实施例一 | 1200 | 98° | 无明显扬尘 |
| 实施例二 | 2560 | 102° | 无明显扬尘 |
| 实施例三 | 3210 | 96° | 无明显扬尘 |
| 实施例四 | 1350 | 92° | 无明显扬尘 |
| 实施例五 | 1560 | 110° | 无明显扬尘 |
| 实施例六 | 2250 | 75° | 有少量扬尘 |
| 实施例七 | 2450 | 79° | 有少量扬尘 |
| 实施例八 | 630 | 115° | 有少量扬尘 |
| 实施例九 | 4120 | 86° | 有少量扬尘 |
| 实施例十 | 985 | 108° | 有少量扬尘 |
| 实施例十一 | 1030 | 88° | 有少量扬尘 |
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种包含碱法制浆黑液的涂料，其特征在于，按照质量份数计算，包括以下组分：
氧化聚乙烯蜡1-10份、碱法制浆黑液固形物1-30份、聚酰胺多胺环氧氯丙烷0.1-10份。
2.根据权利要求1所述的包含碱法制浆黑液的涂料，其特征在于，按照质量份数计算，包括以下组分：
氧化聚乙烯蜡3-5份、碱法制浆黑液固形物3-15份、聚酰胺多胺环氧氯丙烷0.8-3份。
3.根据权利要求2所述的包含碱法制浆黑液的涂料，其特征在于，按照质量份数计算，包括以下组分：
氧化聚乙烯蜡乳液10份、碱法制浆黑液20-50份、聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液10-20份、水70-150份；
所述氧化聚乙烯蜡乳液的固含量为30％-50％；碱法制浆黑液的固含量为15％-30％；聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液的固含量为8％-15％。
4.根据权利要求3所述的包含碱法制浆黑液的涂料，其特征在于：
还包括分散剂，所述分散剂的质量为氧化聚乙烯蜡乳液、碱法制浆黑液、聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液和水总质量的0.5％-3％。
5.根据权利要求4所述的包含碱法制浆黑液的涂料，其特征在于：
所述分散剂为羧甲基纤维素钠。
6.根据权利要求3所述的包含碱法制浆黑液的涂料，其特征在于：
还包括纤维素，所述纤维素的质量为氧化聚乙烯蜡乳液、碱法制浆黑液、聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液和水总质量的0.1％-1％。
7.根据权利要求3所述的包含碱法制浆黑液的涂料，其特征在于：
还包括染料，所述染料的质量为氧化聚乙烯蜡乳液、碱法制浆黑液、聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液和水总质量的0.5％-1％。
8.一种制备如权利要求1-7任一所述的包含碱法制浆黑液的涂料的方法，其特征在于，包括：
将氧化聚乙烯蜡乳液、碱法制浆黑液、聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液、分散剂、纤维素、水混合，得到所述的包含碱法制浆黑液的涂料。
9.根据权利要求8所述的制备包含碱法制浆黑液的涂料的方法，其特征在于，具体包括：
S1.将氧化聚乙烯蜡乳液、碱法制浆黑液、聚酰胺多胺环氧氯丙烷溶液、水混合并搅拌，得到混合液；
S2.向所述混合液中加入所述分散剂、所述纤维素，混合并搅拌，得到所述包含碱法制浆黑液的涂料。
10.一种碱法制浆黑液用于制备涂料的应用。
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