CN111518439B - 一种生物基涂料乳液、其制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种生物基涂料乳液的制备方法，A)将松香熔融后与改性剂和浓硫酸混合，进行反应，并脱除反应生成的水，得到改性松香；B)在复合型乳化剂中，连续性加入所述改性松香，研磨乳化，得到改性松香基乳液；C)将5～20份所述改性松香基乳液、80～95份生物基橡胶乳液、0.5～5份成膜助剂和0.05～0.5份增稠剂混合，得到生物基涂料乳液；所述生物基橡胶乳液为衣康酸酯与丁二烯或异戊二烯通过乳液聚合合成的生物基康丁胶乳或生物基康戊胶乳。本发明中的生物基涂料乳液与木材具有良好的附着力、柔韧性和抗开裂性，同时以松香树脂为改性剂可提高木质的光泽度和耐腐蚀性，作为木器漆实现了可再生且更加绿色环保。
Description
技术领域
本发明属于涂料技术领域，尤其涉及一种生物基涂料乳液、其制备方法及其应用。
背景技术
上世纪80～90年代，木器漆主要采用油溶性涂料为主(油漆)，进入21世纪后，环境压力的不断增大，水性涂料进一步代替油性涂料，目前，木器漆所采用的水性涂料主要有以下三类：
一是以丙烯酸为主要成分的水性木器漆，主要特点是附着力好，不会加深木器的颜色，但耐磨及抗化学性较差，漆膜硬度较软，铅笔法测试为HB，丰满度较差，综合性能一般，施工易产生缺陷。因其成本较低且技术含量不高，是大部分水性漆企业推向市场的主要产品。这也是形成大多数人认为水性漆不好的原因所在。其优点是价格便宜。
二是以丙烯酸与聚氨酯的合成物为主要成分的水性木器漆，其特点除了秉承丙烯酸漆的特点外，又增加了耐磨及抗化学性强的特点，有些企业标为水性聚脂漆。漆膜硬度较好，铅笔法则试为1H，丰满度较好，综合性能接近油性漆。
三是聚氨酯水性漆，其综合性能优越，丰满度高，漆膜硬度可达到1.5-2H，耐磨性能甚至超过油性漆，使用寿命、色彩调配方面都有明显优势，为水性漆中的高级产品。
随着生活质量的提高，人们审美观念加强，为保证原有木料花纹美观性采用清漆为主，主要应用于木质家具、木门和地板等高档行业。国内对木器漆制备与生产也有不少研究，CN105400259A提供了一种防裂环保木器漆制备方法，采用水性丙烯酸乳液及相关助剂，提高与木材的附着力，同时防止木制品开裂。CN105273557B提供了一种水性木器漆及其制备方法，采用乳液聚合法制备硅烷偶联剂改性丙烯酸树脂乳液，加入润湿流平剂、消泡剂、增稠剂、成膜助剂、蜡乳液，制得具有核壳结构的水性木器漆，制备得到的水性木器漆具有优良的漆膜硬度和木材附着力。但是聚氨酯类、丙烯酸类涂料的合成原料大多来源于炼化行业，随着社会经济发展，石油炼化资源越来越紧缺，寻找石油炼化资源的替代材料，降低对石油炼化资源的依赖，是亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生物基涂料乳液、其制备方法及其应用，本发明中的生物基涂料乳液与木制材料具有良好附着力、柔韧性及抗开裂性，同时能够提高木质的光泽度和耐腐蚀性。
本发明提供一种生物基涂料乳液的制备方法，包括以下步骤：
A)将松香熔融后与改性剂和浓硫酸混合，进行反应，并脱除反应生成的水，得到改性松香；
所述改性剂为C8～C20的饱和醇和/或C10～C20的饱和胺；
B)在阴离子乳化剂和非离子乳化剂组成的复合型乳化剂中，连续性加入所述改性松香，研磨乳化，得到改性松香基乳液；
C)以重量份数计，将5～20份所述改性松香基乳液、80～95份生物基橡胶乳液、0.5～5份成膜助剂和0.05～0.5份增稠剂混合，得到生物基涂料乳液；
所述生物基橡胶乳液为衣康酸酯与丁二烯或异戊二烯通过乳液聚合合成的生物基康丁胶乳或生物基康戊胶乳。
优选的，以重量份数计，所述步骤A)中松香为30～40份，改性剂为0.5～10份，浓硫酸为0.02～0.08份；
所述步骤B)中的阴离子乳化剂为0.1～3份，非离子乳化剂为0.1～4份。
优选的，所述步骤A)反应的温度为140～220℃；
所述步骤A)反应的时间为6～12小时。
优选的，所述步骤A)中抽真空至-0.06～-0.09MPa，脱除反应生成的水。
优选的，所述饱和醇为碳十醇、十二醇、十四醇、十六醇、十八醇及其同分异构体；饱和胺为十二胺、十四胺、十六胺、十八胺及其同分异构体。
优选的，所述步骤B)具体为：
在55～65℃的阴离子乳化剂和非离子乳化剂组成的复合型乳化剂中，以200～400g/min的速度连续性加入120～135℃的改性松香，研磨乳化，得到改性松香基乳液。
优选的，所述步骤B)得到的改性松香基乳液的固含量为40～50％，固体粒径为0.1～0.3μm，粘度为0～100cp，pH值为7～9；
优选的，所述生物基橡胶乳液的玻璃化转变温度为-5℃，固含量为45～50％，粘度为200～800cp，pH值7～9；衣康酸酯接枝量为71±0.5％，羧基含量为25～26％。
如上文所述的制备方法制得的生物基涂料乳液。
如上文所述的生物基涂料乳液作为木器漆的应用。
本发明提供了一种生物基涂料乳液的制备方法，包括以下步骤：A)将松香熔融后与改性剂和浓硫酸混合，进行反应，并脱除反应生成的水，得到改性松香；所述改性剂为C8～C20的饱和醇和/或C10～C20的饱和胺；B)在阴离子乳化剂和非离子乳化剂组成的复合型乳化剂中，连续性加入所述改性松香，研磨乳化，得到改性松香基乳液；C)以重量份数计，将5～20份所述改性松香基乳液、80～95份生物基橡胶乳液、0.5～5份成膜助剂和0.05～0.5份增稠剂混合，得到生物基涂料乳液；所述生物基橡胶乳液为衣康酸酯与丁二烯或异戊二烯通过乳液聚合合成的生物基康丁胶乳或生物基康戊胶乳。本发明首先对使用具有长碳链的醇和/或胺对松香进行接枝改性，将碳链引入松香结构，能够提高涂料的耐水性和耐老化性，然后通过加入复合型乳化剂，制备得到稳定的改性松香乳液，最后再以生物基橡胶乳液为基础成分，改性松香乳液为改性剂，制备得到生物基涂料乳液。本发明中的生物基涂料乳液与木材具有良好的附着力、柔韧性和抗开裂性，同时以松香树脂为改性剂可提高木质的光泽度和耐腐蚀性，作为木器漆实现了可再生且更加绿色环保。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明生物基涂料乳液的照片；
图2为本发明实施例1中的生物基涂料乳液在木器表面形成的漆膜的附着力测试结果。
具体实施方式
本发明提供了一种生物基涂料乳液的制备方法，包括以下步骤：
A)将松香熔融后与改性剂和浓硫酸混合，进行反应，并脱除反应生成的水，得到改性松香；
所述改性剂为C8～C20的饱和醇和/或C10～C20的饱和胺；
B)在阴离子乳化剂和非离子乳化剂组成的复合型乳化剂中，连续性加入所述改性松香，研磨乳化，得到改性松香基乳液；
C)以重量份数计，将5～20份所述改性松香基乳液、80～95份生物基橡胶乳液、0.5～5份成膜助剂和0.05～0.5份增稠剂混合，得到生物基涂料乳液；
所述生物基橡胶乳液为衣康酸酯与丁二烯或异戊二烯通过乳液聚合合成的生物基康丁胶乳或生物基康戊胶乳。
本发明中的工艺为先将松香进行改性和乳化，改性和乳化的原料及用量如下：
松香30～40份；改性剂0.5～10份；浓硫酸0.02～0.08份；阴离子乳化剂0～3份；非离子乳化剂0～4份；水45～65份。
(1)松香改性
取松香30～40份，加热至熔融，加入改性剂0.5～10份，浓硫酸0.02～0.08份，升温至140～220℃，进行酯化或酰胺化反应，反应完成之后梯度抽真空，真空度至-0.06--0.09Mpa脱水反应6～12h，反应结束后通入氮气，维持反应釜压力至常压，反应结束维持物料温度120-135℃；
在本发明中，所述原料松香指代松香类原料，可以是脂松香、木松香和浮油松香中的一种或几种，还可以是马来松香，所述马来松香优选为马来松香103#、马来松香107#、马来松香115#、马来松香119#。马来酸松香和富马酸松香中的一种或几种。松香具有极性基团，能够与木材产生良好的结合性。所述松香的重量份数优选为30～40份，更优选为30～35份。本发明优选将所述松香加热至100～140℃使其熔融。
本发明优选在搅拌的条件下加入改性剂和浓硫酸，并在持续搅拌的条件下进行酯化或酰胺化反应。
在本发明中，所述改性剂优选为饱和醇和/或饱和胺，所述饱和醇优选为碳十醇、十二醇、十四醇、十六醇和十八醇及其各自的同分异构体中的一种或几种；饱和胺优选为为十二胺、十四胺、十六胺和十八胺及其各自的同分异构体中的一种或几种；所述改性剂的重量份数优选为0.5～10份，更优选为1～8份，最优选为2～6份，最优选为3～5份，具体的，在本发明的实施例中，可以是1～8份。碳链的引入，能够提高涂料的耐水性和耐老化性。
所述浓硫酸的重量份数优选为0.02～0.08份，更优选为0.03～0.07份，最优选为0.04～0.06份，还可以是0.05份。
所述搅拌的速率优选为50～70rpm，更优选为55～65rpm，最优选为55～60rpm，具体的，在本发明的实施例中，可以是55rpm。在本发明限定的搅拌速度下，能够避免搅拌太快，在强烈搅拌及高真空度下，物料进入冷凝器，影响物料反应平衡。本发明优选在带有搅拌装置的高温反应釜内进行所述酯化或酰胺化反应。且所述的高温真空反应釜为夹套加热，串联冷凝器、废液吸收罐、缓冲罐、真空泵的一整套高温真空反应设备。
在本发明中，所述酯化的聚合温度优选为180～220℃，更优选为190～210℃，最优选为200℃，具体的，在本发明的实施例中，可以是200℃或210℃；所述酯化的聚合时间优选为6～12小时，更优选为7～11小时，最优选为8～10小时；所述酰胺化的聚合温度优选为140～180℃，更优选为150～170℃，最优选为160～165℃，具体的，在本发明的实施例中可以是150℃、155℃或160℃。
上述酯化反应或酰胺化的反应过程中会生成水，本发明通过真空泵进行梯度抽真空，从0MPa抽真空至-0.06～-0.09MPa，避免物料抽出，脱除反应生成的水，然后经过冷凝器进行回收。在本发明中，所述抽真空的速率优选为0.1MPa/5min～0.1MPa/10min。
抽真空之后，向反应釜中通入氮气，避免氧气进入反应釜氧化松香，通氮气维持反应釜压力至常压，最终维持反应产物物料的温度为120～135℃，该温度下可保证得到的改性松香具有一定的流动性和较低的粘度，有利于后续的乳化。
(2)松香研磨乳化
得到改性松香后，本发明先将阴离子乳化剂、非离子乳化剂和水混合，搅拌溶解后，加热至55～60℃，配制得到复合型乳化剂，然后将所述复合型乳化剂倒入胶体磨中，开动胶体磨，连续性的加入120～135℃的改性松香，加入完成后，继续研磨乳化3～5min，冷却至室温，得到改性松香基乳液。
在本发明中，所述阴离子乳化剂优选为歧化松香酸钾和/或硬脂酸钠；以有效含量的加入量计算，所述阴离子乳化剂的加入量优选为0.1～3份，更优选为0.5～2.5份，最优选为1～2份，如歧化松香酸钾的有效含量为50％。所述非离子乳化剂优选为OP-10(聚氧乙烯辛基苯酚醚-10)和/或OP-20(聚氧乙烯辛基苯酚醚-20)；所述非离子乳化剂的加入量优选为0.1～4份，更优选为0.5～3.5份，最优选为1.0～3份，最优选为1.5～2.5份。所述水的重量份数优选为45～65份，更优选为50～60份。本发明中的复合型乳化剂能够将改性松香乳化，并分散形成稳定的乳液。
在本发明中，所述搅拌的速度优选为50～70rpm，更优选为55～65rpm，最优选为60rpm。
在本发明中，所述改性松香的加入速度优选为200～400g/min，更优选为250～350g/min，最优选为300g/min；该加料速率保证乳化速率，及乳液稳定性。所述改性松香的加入量优选为40～60重量份，更优选为45～55份，最优选为50份。
本发明优选将上述复合型乳化剂先升温至55～65℃，再加入改性松香，保证较高的溶解度及良好的溶解性，且在乳化过程中，保证皂液与松香之间有较小的温度差，同时保证制备的松香乳液不沸腾，以免影响稳定性。
在本发明中，所述胶体磨的磨头的定子和转子间隙设定为0.1～0.3μm，制备的乳化松香粒径0.1～0.3μm，乳化时间3～5min，提高分散效果。
得到的改性松香基乳液中，固体物质量含量优选为40～50％，粘度优选为0～100cp，pH值为7～9。
(3)改性胶乳制备
得到改性松香基乳液后，本发明优选将80～95份生物基橡胶乳液、0.5～5份成膜助剂和0.05～0.5份增稠剂在搅拌的条件下混合，然后将得到的混合乳液加入均质机中，开动均质机，以200～400mL/min的速度加入5～20份所述改性松香基乳液，在均质机中混合3～10min，出料，得到生物基涂料乳液。
在本发明中，所述生物基橡胶乳液为衣康酸酯与丁二烯或异戊二烯通过乳液聚合合成的生物基康丁胶乳或生物基康戊胶乳，所述生物基橡胶乳液的玻璃化转变温度为-5℃，固含量为45～50％，粘度为200～800cp，pH值7～9；衣康酸酯接枝量为71±0.5％，羧基含量为25～26％。具体的，所述生物基橡胶乳液的制备方法可参见公开号为CN201110440385或CN104945817的中国专利。
在本发明中，所述成膜助剂优选为醇醚类成膜助剂和/或醇醚酯类成膜助剂，更优选为乙二醇丁醚、丙二醇苯醚和十二碳醇酯中的一种或几种；所述成膜助剂的重量份数优选为0.5～5份，更优选为1～4份，最优选为2～3份。本发明中的成膜助剂能够保证在兴城涂膜时具有良好的成膜效果。
在本发明中，所述增稠剂优选为甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素和聚丙烯酸盐中的一种或几种；所述增稠剂的重量份数优选为0.05～0.5份，更优选为0.1～0.4份，最优选为0.2～0.3份。本发明中的增稠剂能够保证涂料喷涂或刷涂过程中一定的成膜厚度。
在本发明中，所述改性松香基乳液的加入速率优选为200～400mL/min，更优选为250～350mL/min，最优选为300mL/min，以保证均匀混合及乳液稳定性。
本发明还提供一种生物基涂料乳液，按照上文所述的制备方法制备得到。
本发明还提供了一种上文所述的生物基涂料乳液作为木器漆尤其是木器清漆在木器领域的应用。
本发明提供了一种生物基涂料乳液的制备方法，包括以下步骤：A)将松香熔融后与改性剂和浓硫酸混合，进行反应，并脱除反应生成的水，得到改性松香；所述改性剂为C8～C20的饱和醇和/或C10～C20的饱和胺；B)在阴离子乳化剂和非离子乳化剂组成的复合型乳化剂中，连续性加入所述改性松香，研磨乳化，得到改性松香基乳液；C)以重量份数计，将5～20份所述改性松香基乳液、80～95份生物基橡胶乳液、0.5～5份成膜助剂和0.05～0.5份增稠剂混合，得到生物基涂料乳液；所述生物基橡胶乳液为衣康酸酯与丁二烯或异戊二烯通过乳液聚合合成的生物基康丁胶乳或生物基康戊胶乳。本发明首先对使用具有长碳链的醇和/或胺对松香进行接枝改性，将碳链引入松香结构，能够提高涂料的耐水性和耐老化性，然后通过加入复合型乳化剂，制备得到稳定的改性松香乳液，最后再以生物基橡胶乳液为基础成分，改性松香乳液为改性剂，制备得到生物基涂料乳液。本发明中的生物基涂料乳液与木材具有良好的附着力、柔韧性和抗开裂性，同时以松香树脂为改性剂可提高木质的光泽度和耐腐蚀性，作为木器漆实现了可再生且更加绿色环保。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种生物基涂料乳液、其制备方法及其应用进行详细描述，但不能将其理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1：生物基康丁-松香木器漆涂料
称取脂松香700g，在高温釜内，加热至120℃熔融，开启搅拌，搅拌转速55rpm，加入正十二醇100g，浓硫酸0.6g，升温至210℃，进行酯化反应，反应过程会生成水，通过真空泵，梯度抽真空，速率为0.1Mpa/5min，从0Mpa抽真空至-0.06Mpa，在-0.06Mpa真空度下，脱除反应生成的水，经过冷凝器进行回收，反应时间为10h。反应结束后通入氮气，维持反应釜压力至常压，反应结束维持物料温度130℃。
称取50％歧化松香酸钾30g，硬脂酸钠7.5g，加入OP-10 15g，加入去离子水900g，加热至60℃搅拌溶解，搅拌速度60rpm，配制成复合型乳化剂皂液。将皂液倒入胶体磨中，开动胶体磨，以300g/min的加入速度，连续性加入130℃改性松香800g，加入完成后，继续乳化5min，放出冷却至室温，制备成松香基乳液。
称取46％生物基康丁乳液4250g，加入容器中在搅拌状态下混合，加入成膜助剂50g，增稠剂15g；将混合乳液加入至均质机后，开动均质机，以300mL/min速度加入750g松香基乳液，充分混合8min，出料。
外观：乳白色，固体物含量：47.3％，pH值8.2，粘度：18s(涂4号杯)。
实施例2：生物基康丁-松香木器漆涂料
称取103#马来松香600g，在高温釜内，加热至135℃熔融，开启搅拌，搅拌转速55rpm，加入正十六醇130g，浓硫酸0.6g，升温至210℃，进行酯化反应，反应过程会生成水，通过真空泵，梯度抽真空，速率为0.1Mpa/5min，从0Mpa抽真空至-0.06Mpa，在-0.06Mpa真空度下，脱除反应生成的水，经过冷凝器进行回收，反应时间为12h。反应结束后通入氮气，维持反应釜压力至常压，反应结束维持物料温度130℃。
称取50％歧化松香酸钾30g，硬脂酸钠7.5g，加入OP-10 10g，加入去离子水900g，加热至65℃搅拌溶解，搅拌速度60rpm，配制成复合型乳化剂皂液。将皂液倒入胶体磨中，开动胶体磨，以300g/min的加入速度，连续性加入130℃改性马来松香730g，加入完成后，继续乳化5min，放出冷却至室温，制备成马来松香基乳液。
称取46％生物基康丁乳液4100g，加入容器中在搅拌状态下混合，加入成膜助剂100g，增稠剂15g；将混合乳液加入至均质机后，开动均质机，以300mL/min速度加入900g松香基乳液，充分混合8min，出料。
外观：乳白色，固体物含量：47.8％，pH值8.5，粘度：18s(涂4号杯)。
实施例3生物基康丁-松香木器漆涂料
称取115#马来松香700g，在高温釜内，加热至135℃熔融，开启搅拌，搅拌转速55rpm，加入十八胺120g，浓硫酸0.8g，升温至150℃，进行酰胺化反应，反应过程会生成水，通过真空泵，梯度抽真空，速率为0.1Mpa/5min，从0Mpa抽真空至-0.08Mpa，在-0.08Mpa真空度下，脱除反应生成的水，经过冷凝器进行回收，反应时间为6h。反应结束后通入氮气，维持反应釜压力至常压，反应结束维持物料温度130℃。
称取50％歧化松香酸钾24g，硬脂酸钠12g，加入OP-10 15g，加入去离子水1000g，加热至60℃搅拌溶解，搅拌速度60rpm，配制成复合型乳化剂皂液。将皂液倒入胶体磨中，开动胶体磨，以300g/min的加入速度，连续性加入130℃改性马来松香820g，加入完成后，继续乳化5min，放出冷却至室温，制备成马来松香基乳液。
称取46％生物基康丁乳液4250g，加入容器中在搅拌状态下混合，加入成膜助剂80g，增稠剂12g；将混合乳液加入至均质机后，开动均质机，以300mL/min速度加入750g松香基乳液，充分混合8min，出料。
外观：乳白色，固体物含量：45.8％，pH值8.1，粘度：16s(涂4号杯)。
实施例4生物基康丁-松香木器漆涂料
称取富马酸松香700g，在高温釜内，加热至130℃熔融，开启搅拌，搅拌转速55rpm，加入十六胺100g，浓硫酸0.6g，升温至160℃，进行酰胺化反应，反应过程会生成水，通过真空泵，梯度抽真空，速率为0.1Mpa/5min，从0Mpa抽真空至-0.08Mpa，在-0.08Mpa真空度下，脱除反应生成的水，经过冷凝器进行回收，反应时间为8h。反应结束后通入氮气，维持反应釜压力至常压，反应结束维持物料温度135℃。
称取50％歧化松香酸钾25g，硬脂酸钠6g，加入OP-10 20g，加入去离子水950g，加热至60℃搅拌溶解，搅拌速度60rpm，配制成复合型乳化剂皂液。将皂液倒入胶体磨中，开动胶体磨，以300g/min的加入速度，连续性加入135℃改性富马酸松香800g，加入完成后，继续乳化3min，放出冷却至室温，制备成富马酸松香基乳液。
称取46％生物基康丁乳液4000g，加入容器中在搅拌状态下混合，加入成膜助剂120g，增稠剂15g；将混合乳液加入至均质机后，开动均质机，以300mL/min速度加入1000g富马酸松香基乳液，充分混合10min，出料。
外观：乳白色，固体物含量：45.5％，pH值8.6，粘度：19s(涂4号杯)。
实施例5生物基康戊-松香木器漆涂料
称取115#马来松香650g，在高温釜内，加热至135℃熔融，开启搅拌，搅拌转速55rpm，加入十六胺150g，浓硫酸1g，升温至155℃，进行酰胺化反应，反应过程会生成水，通过真空泵，梯度抽真空，速率为0.1Mpa/5min，从0Mpa抽真空至-0.08Mpa，在-0.08Mpa真空度下，脱除反应生成的水，经过冷凝器进行回收，反应时间为8h。反应结束后通入氮气，维持反应釜压力至常压，反应结束维持物料温度130℃。
称取50％歧化松香酸钾12g，硬脂酸钠20g，加入OP-10 20g，加入去离子水950g，加热至60℃搅拌溶解，搅拌速度60rpm，配制成复合型乳化剂皂液。将皂液倒入胶体磨中，开动胶体磨，以300g/min的加入速度，连续性加入130℃改性马来松香800g，加入完成后，继续乳化5min，放出冷却至室温，制备成马来松香基乳液。
称取45％生物基康戊乳液4200g，加入容器中在搅拌状态下混合，加入成膜助剂100g，增稠剂15g；将混合乳液加入至均质机后，开动均质机，以300mL/min速度加入800g马来松香基乳液，充分混合5min，出料。
外观：乳白色，固体物含量：45.2％，pH值8.2，粘度：18s(涂4号杯)。
实施例6生物基康戊-松香木器漆涂料
称取脂松香700g，在高温釜内，加热至120℃熔融，开启搅拌，搅拌转速55rpm，加入正十八醇150g，浓硫酸0.8g，升温至200℃，进行酯化反应，反应过程会生成水，通过真空泵，梯度抽真空，速率为0.1Mpa/5min，从0Mpa抽真空至-0.06Mpa，在-0.06Mpa真空度下，脱除反应生成的水，经过冷凝器进行回收，反应时间为12h。反应结束后通入氮气，维持反应釜压力至常压，反应结束维持物料温度130℃。
称取50％歧化松香酸钾25g，硬脂酸钠18g，加入OP-10 15g，加入去离子水1000g，加热至60℃搅拌溶解，搅拌速度60rpm，配制成复合型乳化剂皂液。将皂液倒入胶体磨中，开动胶体磨，以300g/min的加入速度，连续性加入130℃改性松香850g，加入完成后，继续乳化3min，放出冷却至室温，制备成松香基乳液。
称取45％生物基康戊乳液4100g，加入容器中在搅拌状态下混合，加入成膜助剂100g，增稠剂20g；将混合乳液加入至均质机后，开动均质机，以300mL/min速度加入900g松香基乳液，充分混合10min，出料。
外观：乳白色，固体物含量：45.5％，pH值8.2，粘度：22s(涂4号杯)。
对上述各实施例中生物基木器漆涂料，其中性能测试方法采用现有技术，测试木器漆涂料漆膜性能如下：
固含量测试按照涂料固体含量测定法GB 1725-79；
细度测试按照涂料细度测定法GB/T1724-2019；
硬度按照色漆清漆铅笔法测试涂膜硬度GB/T6739-2006；
附着力按照漆膜附着力测定法GB/T1720-1989；
柔韧性按照漆膜柔韧性测定法GB/T1731-1993；
耐磨性按照色漆和清漆耐磨性的测定旋转橡胶砂轮法GB/T1768-2006；
耐水性测试按照漆膜耐水性测定法GB/T1733-1993；
耐老化性按照色漆和清漆人工气候老化和人工辐射曝露滤过的氙弧辐射GB/T1865-2009；老化评级方法按照色漆和清漆涂层老化的评级方法GB/T1766-2008；
耐腐蚀性按照色漆和清漆耐液体介质的测定GB/T9274-1988。
表1本发明实施例1～6中涂料漆膜的性能
根据上述结果可得：采用本发明制备的生物基木器漆涂料，固体物含量45-50％，pH值7-9，粘度15-25s。
经过生物基木器漆涂料制备，涂膜在硬度、附着力、柔韧性、耐磨性等指标上均能满足木器漆使用要求，涂料制备中助剂加量少，对环境的影响较小。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种生物基涂料乳液的制备方法，包括以下步骤：
A)将松香熔融后与改性剂和浓硫酸混合，进行反应，并脱除反应生成的水，得到改性松香；
所述改性剂为C8～C20的饱和醇和/或C10～C20的饱和胺；所述饱和醇为碳十醇、十二醇、十四醇、十六醇、十八醇及其同分异构体；饱和胺为十二胺、十四胺、十六胺、十八胺及其同分异构体；
B)在55～65℃的阴离子乳化剂和非离子乳化剂组成的复合型乳化剂中，以200～400g/min的速度连续性加入120～135℃的改性松香，研磨乳化，得到改性松香基乳液；
C)以重量份数计，将5～20份所述改性松香基乳液、80～95份生物基橡胶乳液、0.5～5份成膜助剂和0.05～0.5份增稠剂混合，得到生物基涂料乳液；
所述生物基橡胶乳液为衣康酸酯与丁二烯或异戊二烯通过乳液聚合合成的生物基康丁胶乳或生物基康戊胶乳；
该制备方法能够提高生物基涂料乳液与木材的附着力、柔韧性和耐磨性。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以重量份数计，所述步骤A)中松香为30～40份，改性剂为0.5～10份，浓硫酸为0.02～0.08份；
所述步骤B)中的阴离子乳化剂为0.1～3份，非离子乳化剂为0.1～4份。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A)反应的温度为140～220℃；
所述步骤A)反应的时间为6～12小时。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A)中抽真空至-0.06～-0.09MPa，脱除反应生成的水。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤B)得到的改性松香基乳液的固含量为40～50％，固体粒径为0.1～0.3μm，粘度为0～100cp，pH值为7～9。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述生物基橡胶乳液的玻璃化转变温度为-5℃，固含量为45～50％，粘度为200～800cp，pH值7～9；衣康酸酯接枝量为71±0.5％，羧基含量为25～26％。
7.如权利要求1～6任意一项所述的制备方法制得的生物基涂料乳液。
8.如权利要求7所述的生物基涂料乳液作为木器漆的应用。
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