CN111592802A - 一种家具环保漆及其制备方法、喷漆工艺 - Google Patents

一种家具环保漆及其制备方法、喷漆工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种家具环保漆，属于家具漆的技术领域，其包括重量份数的以下组分，丙烯酸树脂75‑88，水11‑22份，颜料4‑8份，助剂6‑15份，白炭黑2‑7份，活性炭2‑8份，纳米二氧化钛1‑3份，银氨溶液0.5‑1.5份；一种家具环保漆的制备方法，将各组分搅拌均匀；一种家具环保漆的喷漆工艺，包括有以下步骤：S1：在打磨后的家具上喷涂家具环保漆2‑4次，每次喷涂后进行微波干燥，每干燥至家具表面温度到达50‑60度后暂停5‑8分钟，然后继续进行微波干燥，微波干燥3‑5次后，再进行下次喷涂，喷涂完成后在40‑50度下烘干3‑6小时，得到初步喷漆的家具；S2：在初步喷漆的家具外部喷涂罩光漆并干燥；本发明具有可以除去甲醛的效果。

Description

一种家具环保漆及其制备方法、喷漆工艺
技术领域
本发明涉及家具漆的技术领域，尤其是涉及一种家具环保漆及其制备方法、喷漆工艺。
背景技术
目前木质的家具越来越受欢迎，但目前，实木价格较贵，相对于实木，人造板由于装配和拆卸方便，具有多种贴面，外形设计多变化具有个性，在家具中较多的被使用，人造板是利用木材在加工过程中产生的边角废料，混合其他纤维制作成的板材，由于其包括一定的木质材质在使用过程中受环境影响，易虫蛀腐朽、受潮发霉，从而严重降低使用寿命和使用性能，因此，在实际生产过程中需要在产品表面喷涂油漆，以提高产品的寿命和使用性能。
现有的公告号为CN105860704B的一种环保漆，按重量份计，包括丙烯酸树脂22份～25份、钛白粉5份～9份、氧化钙9份～17份、芳烃溶剂油10份～16份、天然树脂6份～11份、异辛酸钴5份～6份、桐油9份～14份、水23份～29份、碳酰胺6.5份～12份、烷基苯磺酸钠0.5份～1.5份。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：对于使用大量粘结剂制造的人造板、三合板等制成的家具，粘接剂中含有的污染物，特别是甲醛，会逐渐向周围环境释放，释放期可以长达3-15年，该环保漆漆膜能够对甲醛起到轻微的封闭作用，但是其不能够对甲醛进行吸收等，但仍有大量甲醛释放到空气中，需要能够进一步除去甲醛的环保漆。
发明内容
本发明的目的一是提供一种可以除去甲醛的家具环保漆。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种家具环保漆，按重量份数计，包括以下组分，丙烯酸树脂75-88，水11-22份，颜料4-8份，助剂6-15份，白炭黑2-7份，活性炭2-8份，纳米二氧化钛1-3份，银氨溶液0.5-1.5份。
通过采用上述技术方案，环保漆进行使用时，银氨溶液首先渗入家具的材质内,一部分银氨溶液与家具材质内的游离甲醛进行反应，从源头上初步阻止了甲醛的释放；当甲醛渗入漆膜后，当有光时，纳米二氧化钛对甲醛起到催化分解的作用，使甲醛分解为无害的物质，当没有光时，白炭黑和活性炭为多孔材质，也能够将渗入漆膜的的甲醛吸附，避免其直接挥发到室内环境中，达到了使甲醛不易释放，且可以除去甲醛的效果。
本发明进一步设置为：所述银氨溶液通过以下步骤制得：将质量浓度为1-4％的氨水逐滴加入到质量浓度为为1-4％的硝酸银溶液中，边滴加边搅拌，产生沉淀后继续滴加至沉淀刚好溶解为止。
本发明进一步设置为：所述白炭黑与活性炭的质量比为1：(1-1.3)。
通过采用上述技术方案，白炭黑的硬度和强度高于活性炭，活性炭的吸附性能强于白炭黑，在该比例下，使形成的漆膜能够有较高的强度和硬度，同时能够保持对甲醛较好的吸附性能，使得形成的漆膜能够对家具起到较好的防护作用。
本发明进一步设置为：所述活性炭进一步经过以下改性步骤：
A1：向四水乙酸锰中加入无水乙醇进行溶解，得到0.2-0.24mol/L的浸渍液；
A2：将活性炭加入浸渍液内，常温搅拌24-48h，然后78-85度烘干28-30h，最后在370-390度热处理8-15分钟，得到负载有MnOx的活性炭。
通过采用上述技术方案，负载在活性炭上的乙酸锰在高温作用下分解，如以下反应式表示：Mn(CH3COO)2·4H2O＝MnOx+CO2+H2O,得到负载有MnOx的改性活性炭，MnOx起到催化氧化作用，能够将甲醛氧化成水和二氧化碳，活性炭对甲醛有富集功能，使周围甲醛浓度增加而加速锰氧化物对甲醛的催化氧化速度，同时使未能及时催化氧化的甲醛物理吸附在活性炭上，附在活性炭孔容内的甲酵被氧化后，活性炭仍可继续进行吸附过程，大大提高了甲酸的持续吸附能力，并可对污染物进行彻底的去除；同时使得该漆膜在无光时，仍然能够对甲醛进行吸附去除，与纳米二氧化钛相配合，使得漆膜在有光和无光的条件下，均能够对甲醛起到较好的去除作用。
本发明进一步设置为：所述活性炭与四水乙酸锰的质量比为1：(0.010-0.11)。
通过采用上述技术方案，得到的改性活性炭负载MnOx的质量为活性炭的0.5-3％之间，在该范围内，改性活性炭对甲醛的去除率最高，是因为MnOx负载太多会使活性炭丧失较多的比表面积和孔体积，从而影响其对甲醛的吸附，进而影响改性活性炭的去除速度，当MnOx负载太少，其对甲醛的催化降解速度较慢，从而影响改性活性炭的去除速度。
本发明进一步设置为：所述白炭黑进一步经过以下改性步骤：
B1：将白炭黑与无水乙醇、水超声混匀，水与与无水乙醇的体积比为0.2-1，加入浓盐酸，调节pH在1.5-3，40-60度下匀速滴加钛酸丁酯搅拌均匀，钛酸丁酯与无水乙醇的体积比为0.1-5，反应4-5小时；
B2：过滤、用无水乙醇洗涤、干燥、500-600度煅烧2-3小时后，即得负载有TiO2的白炭黑。
通过采用上述技术方案，在该条件下得到的白炭黑负载纳米级且多为锐态型的二氧化钛，使得甲醛进入到漆膜后，在被活性炭吸附的同时，能够被白炭黑吸附，当白炭黑吸附甲醛后，在有光时，白炭黑负载的二氧化钛能够对甲醛进行催化氧化，使得甲醛能够被分解，从而白炭黑能够继续吸附甲醛，提高了其持续去除甲醛的能力，同时白炭黑对甲醛起到的富集作用，使得二氧化钛对甲醛的催化氧化效率提高，从而有助于提高甲醛的去除速度。
本发明进一步设置为：所述纳米二氧化钛为锐钛型二氧化钛，粒径为10-20nm。
通过采用上述技术方案，锐钛型的二氧化钛的光催化性能更优，使得在有光时，二氧化钛对甲醛的去除效率更高。
本发明进一步设置为：所述活性炭的粒径为2000-100目。
本发明进一步设置为：所述助剂为消泡剂、润湿剂、增稠剂、杀菌剂、流平剂中的一种或多种。
本发明的目的二是提供一种家具环保漆的制备方法，包括以下步骤：
将除丙烯酸树脂之外的各组分混合均匀，再边搅拌边逐渐加入丙烯酸树脂，继续搅拌均匀。
本发明的目的三是提供一种家具环保漆的喷漆工艺，包括有以下步骤：
S1：在打磨后的家具上喷涂家具环保漆2-4次，每次喷涂后进行微波干燥，每干燥至家具表面温度到达50-60度后暂停5-8分钟，然后继续进行微波干燥，微波干燥3-5次后，再进行下次喷涂，喷涂完成后在40-50度下烘干3-6小时，得到初步喷漆的家具；
S2：在初步喷漆的家具外部喷涂罩光漆并干燥。
通过采用上述技术方案，多次喷涂，使每次所涂漆膜较薄，避免了环保漆产生流挂现象，间歇微波干燥对漆膜进行初步干燥，且进行初步干燥时，微波干燥使得水分子以及银氨溶液会发生极化并沿着微波电场的方向整齐排列，而后迅速随高频交变电场方向的交互变化而转动，并产生剧烈的碰撞和摩擦，有利于银氨溶液分子快速渗入家具内，之后进一步将漆膜烘干后，喷涂罩光漆并干燥，罩光漆使家具的表面光泽度更好，并且能够对其漆膜按表面进行进一步的封闭，使甲醛不易释放到室内。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1.本环保漆在没有光时，白炭黑和活性炭为多孔材质，也能够将渗入漆膜的甲醛吸附，有光时，纳米二氧化钛对甲醛起到催化分解的作用，使甲醛分解为无害的物质，达到了可以除去甲醛的效果，同时使漆膜有较高的强度和硬度；
2.通过设置负载有MnOx的活性炭、负载有TiO2的白炭黑，使得活性炭和白炭黑能够对甲醛进行吸附，同时，有光时，TiO2能够对甲醛催化分解，无光时，MnOx能够继续对甲醛催化分解，使得漆膜能够持续对甲醛进行去除，同时活性炭和白炭黑内的甲醛被分解后，能够继续吸附甲醛，提高了其持续去除甲醛的能力；
3.通过设置该喷漆工艺，有助于银氨溶液渗入家具内，使银氨溶液能够较多的与家具材质内的游离甲醛进行反应，从源头上初步阻止了甲醛的释放。
具体实施方式
以下对实施例做进一步说明：
丙烯酸树脂型号为AA-8662S，购自苏州青田新材料有限公司；
锐钛型纳米二氧化钛，型号为DK-TiO2-A10，尺寸10nm，购自北京德科岛金科技有限公司；
活性炭，粒度200目通过率≥90％，购自江苏祺盛炭业科技有限公司；
白炭黑，型号为W-200，粒径为14nm，购自博爱县京金达新材料有限公司；
防腐剂，型号为DL-T201，购自德蓝化工；
消泡剂，型号为B-220，购自中联邦；
湿润剂，型号为ZY-8131，购自上海梓意化工有限公司；
增稠剂，型号为CO-0065，购自广东南辉新材料有限公司。
实施例1
一种家具环保漆，按重量份数计，包括以下组分，丙烯酸树脂75，水22份，颜料4份，助剂15份，白炭黑2份，活性炭8份，纳米二氧化钛1份，银氨溶液1.5份。
其中，纳米二氧化钛为锐钛型二氧化钛；助剂包括质量比为1:3：8:15的防腐剂、消泡剂、湿润剂、增稠剂。
银氨溶液通过以下步骤制得：将质量浓度为1％的氨水逐滴加入到质量浓度为为4％的硝酸银溶液中，边滴加边搅拌，产生沉淀后继续滴加至沉淀刚好溶解为止。
一种家具环保漆的制备方法，包括以下步骤：将除丙烯酸树脂之外的各组分混合均匀，再边搅拌边逐渐加入丙烯酸树脂，继续搅拌均匀。
一种家具环保漆的喷漆工艺，包括有以下步骤：
S1：在打磨后的家具上喷涂家具环保漆3次，每次喷涂后进行微波干燥，每干燥至家具表面温度到达55度后暂停7分钟，然后继续进行微波干燥，微波干燥4次后，再进行下次喷涂，喷涂完成后在45度下烘干4小时，得到初步喷漆的家具；
S2：在初步喷漆的家具外部喷涂罩光漆并干燥。
实施例2
与实施例1的不同之处在于：
一种家具环保漆，按重量份数计，包括以下组分，丙烯酸树脂80，水15份，颜料5份，助剂10份，白炭黑3.5份，活性炭4.2份，纳米二氧化钛2份，银氨溶液1份。
银氨溶液通过以下步骤制得：将质量浓度为2％的氨水逐滴加入到质量浓度为为2％的硝酸银溶液中，边滴加边搅拌，产生沉淀后继续滴加至沉淀刚好溶解为止。
实施例3
与实施例1的不同之处在于：
一种家具环保漆，按重量份数计，包括以下组分，丙烯酸树脂88，水11份，颜料8份，助剂6份，白炭黑7份，活性炭2份，纳米二氧化钛3份，银氨溶液0.5份。
银氨溶液通过以下步骤制得：将质量浓度为4％的氨水逐滴加入到质量浓度为为1％的硝酸银溶液中，边滴加边搅拌，产生沉淀后继续滴加至沉淀刚好溶解为止.
实施例4
与实施例2的不同之处在于：
一种家具环保漆的喷漆工艺，包括有以下步骤：
S1：在打磨后的家具上喷涂家具环保漆2次，每次喷涂后进行微波干燥，每干燥至家具表面温度到达60度后暂停5分钟，然后继续进行微波干燥，微波干燥5次后，再进行下次喷涂，喷涂完成后在40度下烘干6小时，得到初步喷漆的家具；
S2：在初步喷漆的家具外部喷涂罩光漆并干燥。
实施例5
与实施例2的不同之处在于：
一种家具环保漆的喷漆工艺，包括有以下步骤：
S1：在打磨后的家具上喷涂家具环保漆4次，每次喷涂后进行微波干燥，每干燥至家具表面温度到达50度后暂停8分钟，然后继续进行微波干燥，微波干燥3次后，再进行下次喷涂，喷涂完成后在50度下烘干3小时，得到初步喷漆的家具；
S2：在初步喷漆的家具外部喷涂罩光漆并干燥。
实施例6
与实施例2的不同之处在于：
活性炭进一步经过以下改性步骤：
A1：向四水乙酸锰中加入无水乙醇进行溶解，得到0.2mol/L的浸渍液；
A2：将活性炭加入浸渍液内，活性炭与四水乙酸锰的质量比为1：0.010，常温搅拌24h，然后78烘干28h，最后在370度热处理8分钟，得到负载有MnOx的活性炭。
实施例7
与实施例2的不同之处在于：
活性炭进一步经过以下改性步骤：
A1：向四水乙酸锰中加入无水乙醇进行溶解，得到0.22mol/L的浸渍液；
A2：将活性炭加入浸渍液内，活性炭与四水乙酸锰的质量比为1：0.070，常温搅拌36h，然后79度烘干29h，最后在380度热处理10分钟，得到负载有MnOx的活性炭。
实施例8
与实施例2的不同之处在于：
活性炭进一步经过以下改性步骤：
A1：向四水乙酸锰中加入无水乙醇进行溶解，得到0.24mol/L的浸渍液；
A2：将活性炭加入浸渍液内，活性炭与四水乙酸锰的质量比为1：0.11，常温搅拌48h，然后85度烘干30h，最后在390度热处理15分钟，得到负载有MnOx的活性炭。
实施例9
与实施例7的不同之处在于：
白炭黑进一步经过以下改性步骤：
B1：将白炭黑与无水乙醇、水超声混匀，水与与无水乙醇的体积比为0.2-1，加入浓盐酸，调节pH在1.5-3，40-60度下匀速滴加钛酸丁酯搅拌均匀，钛酸丁酯与无水乙醇的体积比为0.1-5，反应4-5小时；
B2：过滤、用无水乙醇洗涤、干燥、500-600度煅烧2-3小时后，即得负载有TiO2的白炭黑。
实施例10
与实施例7的不同之处在于：
白炭黑进一步经过以下改性步骤：
B1：将白炭黑与无水乙醇、水超声混匀，水与与无水乙醇的体积比为0.2-1，加入浓盐酸，调节pH在1.5-3，40-60度下匀速滴加钛酸丁酯搅拌均匀，钛酸丁酯与无水乙醇的体积比为0.1-5，反应4-5小时；
B2：过滤、用无水乙醇洗涤、干燥、500-600度煅烧2-3小时后，即得负载有TiO2的白炭黑。
实施例11
与实施例7的不同之处在于：
白炭黑进一步经过以下改性步骤：
B1：将白炭黑与无水乙醇、水超声混匀，水与与无水乙醇的体积比为0.2-1，加入浓盐酸，调节pH在1.5-3，40-60度下匀速滴加钛酸丁酯搅拌均匀，钛酸丁酯与无水乙醇的体积比为0.1-5，反应4-5小时；
B2：过滤、用无水乙醇洗涤、干燥、500-600度煅烧2-3小时后，即得负载有TiO2的白炭黑。
实施例12
与实施例10的不同之处在于：
活性炭3.5份，此时，白炭黑与活性炭的质量比为1：1。
实施例13
与实施例10的不同之处在于：
活性炭4.55份，此时，白炭黑与活性炭的质量比为1：1.3。
对比例1
与实施例10的不同之处在于：
白炭黑1份，活性炭10份。
对比例2
与实施例10的不同之处在于：
白炭黑8份，活性炭1份。
对比例3
与实施例10的不同之处在于：
纳米二氧化钛为金红石型。
对比例4
与实施例10的不同之处在于：
一种家具环保漆的喷漆工艺，包括有以下步骤：
S1：在打磨后的家具上喷涂家具环保漆3次，在45度下烘干4小时，得到初步喷漆的家具；
S2：在初步喷漆的家具外部喷涂罩光漆并干燥。
对比例5
参照与本发明配方相近的授权公告号CN103555110B的一种吸收并分解甲醛的内墙涂料制得。
其喷漆工艺与实施例8相同。
性能检测
室内温度25度，25cm×25cm的基本相同的人造板(厚七厘板)，将实施例1-13以及对比例1-5的环保漆按照其对应的喷漆工艺在人造板上喷漆完毕后，放入20升密闭容器中，密闭24小时后再用4160型甲醛检测仪测出密闭容器中的甲醛浓度值，并记录这一数值，密闭容器内每11个小时使用紫外灯照射一小时；同时将未喷漆的人造板放入20升的密闭容器中，24小时后用4160型甲醛检测仪测出各密闭容器中的甲醛浓度值，并记录这一数值(空白组)，密闭容器内每11个小时使用紫外灯照射一小时。
检测仪器：检测仪器为国家标准计量认定的美国进口4160型甲醛检测仪，检测的同时显示浓度值数字。4160型甲醛检测仪测定的数值与实验室化学方法检测值的偏差，一般在5％以内。
甲醛去除率＝(空白组检测浓度-实验组甲醛浓度)/空白组检测浓度×100％
按照GB/T《色漆和清漆铅笔法测定漆膜硬度》对实施例1-13的环保漆和对比例1-5所得家具漆进行检测，9B-8B-7B-6B-5B-4B-3B-2B-B-HB-F-H-2H-3H-4H-5H-6H-7H-8H-9H，越向右越硬越硬。
检测结果见表1。
表1性能检测结果
Figure BDA0002522596540000061
Figure BDA0002522596540000071
E1级人造板甲醛释放量标准为1.5毫克/升，按照实施例1-13中的最低甲醛去除率来看，即80.29％，使用本发明的环保漆后，E1级人造板甲醛释放量降低至0.296毫克/升，低于E0级的0.5毫克/升，可直接用于室内板。
根据表1可以看出，实施例1-13、对比例5中，实施例1-13的甲醛去除率和漆膜硬度均高于对比例5，说明本发明的分配比和方法更优。
实施例1-3、对比例4中，实施例1-3的得到的环保漆的甲醛去除率和漆膜硬度均优于对比例4，说明该方法得到的环保漆的性能更优，实施例1-3中，实施例2得到的环保漆的甲醛去除率和漆膜硬度最高，说明实施例2的组分配比和方法最优，实施例2、4-5中，实施例2的甲醛去除率和漆膜硬度最高，说明实施例2中的喷漆方法参数最优。
实施例2、6-8中，其得到的环保漆漆膜硬度变化不大，但实施例6-8的甲醛去除率明显提高，说明负载有MnOx的活性炭提高了漆膜的甲醛去除率。
实施例7、9-11中，其得到的环保漆漆膜硬度变化不大，但实施例7-11的甲醛去除率明显提高，说明负载有纳米二氧化钛的白炭黑进一步极高了漆膜的甲醛去除率。
实施例10、12-13和对比例1-2中，实施例10、12-13中，实施例12白炭黑较多而活性炭较少，使其漆膜硬度较高，而甲醛去除率较低，实施例13，白炭黑较少而活性炭较多，使其漆膜硬度较低，而甲醛去除率也较低；相对于实施例10，对比例2中白炭黑过多而活性炭过少，使得对比例2得到的环保漆的漆膜硬度更高，但甲醛去除率降低较多，对比例1中白炭黑过少而活性炭过多，使得对比例1得到的环保漆的甲醛去除率降低较多，漆膜硬度也降低，是因为负载有纳米二样化钛的白炭黑在紫外光下有更高的甲醛去除能力，白炭黑过少时，对比例1的环保漆的漆膜的整体甲醛去除率降低，而活性炭的强度和硬度低于白炭黑，所以对比例1的环保漆的漆膜硬度降低。
实施例10、对比例3中，实施例10和对比例3得到的环保漆的漆膜硬度变化不大，但实施例10得到的环保漆的甲醛去除率明显高于对比例3，说明实施例10的甲醛去除效果更好。
上述具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种家具环保漆，其特征在于：按重量份数计，包括以下组分，丙烯酸树脂75-88，水11-22份，颜料4-8份，助剂6-15份，白炭黑2-7份，活性炭2-8份，纳米二氧化钛1-3份，银氨溶液0.5-1.5份。
2.根据权利要求1所述的一种家具环保漆，其特征在于：所述银氨溶液通过以下步骤制得：将质量浓度为1-4%的氨水逐滴加入到质量浓度为为1-4%的硝酸银溶液中，边滴加边搅拌，产生沉淀后继续滴加至沉淀刚好溶解为止。
3.根据权利要求1所述的一种家具环保漆，其特征在于：所述白炭黑与活性炭的质量比为1：（1-1.3）。
4.根据权利要求1所述的一种家具环保漆，其特征在于：所述活性炭进一步经过以下改性步骤：
A1：向四水乙酸锰中加入无水乙醇进行溶解，得到0.2-0.24mol/L的浸渍液；
A2：将活性炭加入浸渍液内，常温搅拌24-48h，然后78-85度烘干28-30h，最后在370-390度热处理8-15分钟，得到负载有MnOx的活性炭。
5.根据权利要求4所述的一种家具环保漆，其特征在于：所述活性炭与四水乙酸锰的质量比为1：（0.010-0.11）。
6.根据权利要求1所述的一种家具环保漆，其特征在于：所述白炭黑进一步经过以下改性步骤：
B1：将白炭黑与无水乙醇、水超声混匀，水与与无水乙醇的体积比为0.2-1，加入浓盐酸，调节pH在1.5-3，40-60度下匀速滴加钛酸丁酯搅拌均匀，钛酸丁酯与无水乙醇的体积比为0.1-5，反应4-5小时；
B2：过滤、用无水乙醇洗涤、干燥、500-600度煅烧2-3小时后，即得负载有TiO2的白炭黑。
7.根据权利要求1所述的一种家具环保漆，其特征在于：所述纳米二氧化钛为锐钛型二氧化钛。
8.根据权利要求1所述的一种家具环保漆，其特征在于：所述活性炭的粒径为2000-100目。
9.根据权利要求1-8所述的一种家具环保漆的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将除丙烯酸树脂之外的各组分混合均匀，再边搅拌边逐渐加入丙烯酸树脂，继续搅拌均匀。
10.根据权利要求1-8任意一项所述的一种家具环保漆的喷漆工艺，其特征在于：包括有以下步骤：
S1：在打磨后的家具上喷涂家具环保漆2-4次，每次喷涂后进行微波干燥，每干燥至家具表面温度到达50-60度后暂停5-8分钟，然后继续进行微波干燥，微波干燥3-5次后，再进行下次喷涂，喷涂完成后在40-50度下烘干3-6小时，得到初步喷漆的家具；
S2：在初步喷漆的家具外部喷涂罩光漆并干燥。
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