CN112029386A - 一种水性涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水性涂料及其制备方法，属于涂料技术领域，包括以下重量百分比的原料：酚醛树脂10‑50%、聚酯树脂10‑50%、乙酸乙酯1‑10%、乙酸丁酯1‑10%、二异丁基酮5‑20%、钛白粉3‑20%、水10‑15%、乳化剂1‑3%。其制备方法包括：S1:将酚醛树脂和聚酯树脂混合，搅拌35‑45min，得树脂混合物；S2:将乙酸乙酯、乙酸丁酯和二异丁基酮加入步骤S1中的树脂混合物中，搅拌15‑25min；S3:将钛白粉加入步骤S2的所得物中，搅拌35‑45min后，依次加入水、乳化剂和余料，搅拌25‑35min得到水性涂料。本申请的水性涂料具有减少挥发性有机物的含量，提高水性涂料的环保效果的优点；另外，本申请的制备方法操作简单。

Description

一种水性涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，特别涉及一种水性涂料及其制备方法。
背景技术
涂料，在中国传统名称为油漆，指涂布于物体表面在一定的条件下能形成薄膜而起保护、装饰或其他特殊功能(绝缘、防锈、防霉、耐热等)的一类液体或固体材料。早期的涂料大多以植物油为主要原料，故又称作油漆。现在合成树脂已取代了植物油，故称为涂料。按照涂料的溶剂使用类型作为划分标准，一般可以分为两大类：溶剂类涂料和水性涂料。溶剂类涂料是以有机溶剂为分散介质而制得的涂料，水性涂料是以水作溶剂或者作分散介质的涂料。
随着人们对环境保护意识的日益注重以及国家环保局制定的相关政策对挥发有机化合物排放标准的严厉限制，水性涂料以其有机溶剂含量少而受到人们更多的关注。目前，水性涂料一般是使溶剂型树脂溶在有机溶剂中，然后在乳化剂的帮助下靠强烈的机械搅拌使树脂分散在水中形成乳液而制成的涂料。
但是，虽然采用水性涂料大大降低了有机溶剂的用量，但涂料中仍会存在一定的有机溶剂、挥发性有机物等有害物质，并长时间散发出难闻的气味，影响环境，并对人们身体健康带来危害。
发明内容
为了减少水性涂料中挥发性有机物的含量，提高水性涂料的环保效果，本申请提供一种水性涂料及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种水性涂料，采用如下技术方案：
一种水性涂料，包括以下重量百分比的原料：酚醛树脂10-50％、聚酯树脂10-50％、乙酸乙酯1-10％、乙酸丁酯1-10％、二异丁基酮5-20％、钛白粉3-20％、水10-15％、乳化剂1-3％。
通过采用上述技术方案，本申请通过选用合理的原料配方和配比，制得的水性涂料具有较好的成膜性和附着力，并且大大降低了有机溶剂的用量，同时，本申请配方中选用低毒的乙酸乙酯和乙酸丁酯，对人们身体健康伤害较小，绿色环保。
优选的，所述原料中还包括重量百分比为1-3％改性海带粉；改性海带粉的制备方法包括以下步骤：
(1)将30-40份海带粉浸入质量分数为2-3％的盐酸溶液中浸泡1-3h后，清洗过滤；
(2)将步骤(1)中得到的海带粉浸入质量分数为5-10％的碳酸钠溶液中浸泡2-4h后，冷冻干燥得到多孔海带粉；
(3)将多孔海带粉20-30份多孔海带粉浸入水中，加入0.2-0.4份重铬酸钾搅拌20-30min，然后在搅拌状态下加入1-2份丙烯酸单体，继续搅拌1-2h后，过滤、干燥，得到改性海带粉。
通过采用上述技术方案，对海带粉进行处理得到多孔海带粉，使得海带粉内部含有大量的空隙，比表面积较大，具有较高的吸附强度，能够吸附甲醛或易挥发性有机物等有害物质，降低了释放的VOC，环保效果较好。另外，在多孔海带粉上接枝丙烯酸单体，经丙烯酸单体接枝在酚醛树脂、聚酯树脂上，增加了基料树脂的分子支化程度，可使酚醛树脂、聚酯树脂在固化过程中定向排列，提高形成的涂膜的致密性，从而提高防水性能，并且能够提高涂膜粘接强度，增加涂膜的附着力，不易脱落，提高使用寿命。
优选的，所述步骤(3)中多孔海带粉与水的重量比为1：(30-40)。
通过采用上述技术方案，经试验发现，多孔海带粉与水的重量比在1：(30-40)的配比范围内时，得到的水性涂料的附着力较佳。分析原因，可能是在该范围时，多孔海带粉的分散效果较好，则能够与更多的丙烯酸单体接枝，从而使得酚醛树脂、聚酯树脂的支化程度更好，从而有助于提高水性涂料的附着力。
优选的，所述原料中还包括重量百分比为10-20％的水性硝化纤维素乳液；水性硝化纤维素乳液的制备方法包括以下步骤：
1)将12-14份异佛尔酮二异氰酸酯、8-10份聚乙二醇、15-20份丙酮混合，并于65-70℃下搅拌1-2h，得混合液；
2)将13-15份的硝化纤维素溶于40-50份的丁酮中得到硝化纤维素溶液；
3)将硝化纤维素溶液滴加至步骤1)中的混合液中，升温至70-80℃，搅拌2-3h；
4)将步骤3)得到的混合物减压蒸馏去除丁酮和丙酮后，加入100-130份的水，搅拌得到水性硝化纤维素乳液。
通过采用上述技术方案，硝化纤维素具有干燥速度快，易成膜，价格低廉等优势，本申请通过对硝化纤维素改性得到水性硝化纤维素，由于将亲水基团引入到硝化纤维素分子链中，使得水性硝化纤维素能够分散在水中形成一种稳定性及分散性较好的水性硝化纤维素乳液，并保持硝化纤维素干燥速度块，易成膜等优势。同时，通过减压蒸馏去除丁酮和丙酮，使得水性硝化纤维素乳液中几乎不含挥发性有机物，绿色环保。另外，水性硝化纤维素乳液的加入无需增加有机溶剂的用量，在增加水性涂料成膜性和附着力的情况下，并未增加有机溶剂的用量，达到绿色环保的效果。
优选的，所述步骤4)中的搅拌速度为300-400r/min，搅拌时间为20-30min。
通过采用上述技术方案，搅拌速度在300-400r/min，搅拌时间为20-30min时，水性硝化纤维素在水中的分散效果较好，得到的水性硝化纤维素乳液更加稳定，不易破乳。
优选的，所述原料中还包括重量百分比为5-10％的改性聚乙二醇，改性聚乙二醇的制备方法包括以下步骤：
①硅藻土氨基化：将15-20份硅藻土分散在200-300份无水乙醇中，然后加入80-90份氨基硅烷偶联剂，70-80℃下反应1-2h，然后洗涤、干燥，得到氨基化硅藻土；
②配制聚乙二醇：将45-50份聚乙二醇溶于150-200份无水乙醇中得到浓度为8-10g/L的聚乙二醇溶液；
③将步骤①得到的氨基化硅藻土浸入步骤②中的聚乙二醇溶液中，于50-60℃搅拌2-3h后，干燥得到改性聚乙二醇。
通过采用上述技术方案，聚乙二醇具有相变潜热量大，相变温度广，将聚乙二醇加入水性涂料中，通过聚乙二醇由固相变为液相，在相变过程中能够吸收热量，从而能够吸收涂覆层内存在的热量，将热量存储起来，从而有助于降低热量传递至涂覆物的表面，从而提高水性涂料隔热的效果。另外，通过硅藻土对聚乙二醇改性，硅藻土内部具有大量的空隙，具有较高的比表面积，有利于提高对聚乙二醇的吸附效果，有效防止了聚乙二醇的泄漏，达到固固相变，降低液体泄漏情况。
优选的，所述步骤③中硅藻土与聚乙二醇的重量比为1：(2.5-3)。
优选的，所述在硅藻土氨基化之前还包括硅藻土活化，具体包括以下步骤，首先，将硅藻土于950-1100℃下煅烧9-11h；然后，将煅烧后的硅藻土于质量浓度为4-5％的氢氧化钠溶液中浸泡4-6h；之后，将经氢氧化钠溶液浸泡后的硅藻土于摩尔浓度为3-5mol/L的苯甲酸溶液中浸泡2-3.5h后，清洗至清洗液呈中性。
通过采用上述技术方案，对硅藻土煅烧后，能够有效去除硅藻土中的杂质，并使的堵塞在硅藻土微孔中的黏土矿物，起到疏通孔结构的作用，提高硅藻土的吸附性能。另外，煅烧能够活化硅藻土表面的硅羟基，提高硅藻土的反应活性，从而进一步提高硅藻土与聚乙二醇的反应强度。硅藻土通过氢氧化钠溶液和苯甲酸溶液浸泡后，能够去除硅藻土的酸性杂质、碱金属和碱金属氧化物杂质，起到提纯的作用，进一步疏通硅藻土的孔结构，提高硅藻土的比表面积，并能够改变硅藻土的表面性质，提高对不同物质的吸附能力。
第二方面，本申请提供一种水性涂料的制备方法，采用如下技术方案：
一种水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1:将酚醛树脂和聚酯树脂混合，搅拌35-45min，得树脂混合物；
S2:将乙酸乙酯、乙酸丁酯和二异丁基酮加入步骤S1中的树脂混合物中，搅拌15-25min；
S3:将钛白粉加入步骤S2的所得物中，搅拌35-45min后，依次加入水、乳化剂和余料，搅拌25-35min得到水性涂料。
优选的，所述步骤S3之后还包括真空汽提，将步骤S3得到的水性涂料于0.1MPa的真空度下汽提20-30min得到水性涂料。
通过采用上述技术方案，通过真空汽提，去除水性涂料中的挥发性有机物，从而能够降低释放的VOC，绿色环保。
本发明具有以下有益效果：
1、本申请配方中选取特定的原料及配比搭配使用，利用各原料之间的相互协调效果，并采用特定的制备方法进行制备，大大降低水性涂料的有机溶剂的含量，对人们身体健康的危害较小，符合绿色环保的要求。
2、改性海带粉的加入，能够吸附甲醛或易挥发性有机物等有害物质，降低了释放的VOC，环保效果较好；另外，改性海带粉上的丙烯酸单体与基料树脂接枝，增加水性涂料的粘接强度，并提高涂膜的致密性。
3、水性硝化纤维素乳液本身不含挥发性有机物，且能够保持硝化纤维素的干燥速度快，易成膜的优势，在提高水性涂料高速速度和成膜性的同时，无需增加有机溶剂的用量，达到绿色环保的效果。
4、改性聚乙二醇的加入，能够吸附涂覆层内存在的热量，降低热量传递至涂覆物的表面，从而提高水性涂料隔热的效果。
5、通过硅藻土对聚乙二醇改性，硅藻土内部具有大量的空隙，具有较高的比表面积，有利于提高对聚乙二醇的吸附效果，有效防止了聚乙二醇的泄漏，达到固固相变，降低液体泄漏情况。
具体实施方式
以下结合实施例和对比例对本发明作进一步详细说明。
制备例
制备例1
改性海带粉的制备方法包括以下步骤：
(1)将30g海带粉浸入50mL质量分数为3％的盐酸溶液中浸泡1h后，用去离子水清洗后过滤；
(2)将步骤(1)中得到的海带粉浸入50mL质量分数为5％的碳酸钠溶液中浸泡2h后，于真空度为2Pa、温度为-60℃下真空冷冻干燥，得到多孔海带粉；
(3)将20g多孔海带粉浸入600g去离子水中，加入0.2g重铬酸钾搅拌20min，然后在搅拌状态下加入2g丙烯酸单体，继续搅拌1h后，过滤、干燥，得到改性海带粉；
其中，海带粉购自江苏振亚生物科技有限公司。
制备例2
改性海带粉的制备方法包括以下步骤：
(1)将35g海带粉浸入50mL质量分数为2.5％的盐酸溶液中浸泡2h后，用去离子水清洗后过滤；
(2)将步骤(1)中得到的海带粉浸入50mL质量分数为7％的碳酸钠溶液中浸泡3h后，于真空度为2Pa、温度为-60℃下真空冷冻干燥，得到多孔海带粉；
(3)将25g多孔海带粉浸入875g去离子水中，加入0.3g重铬酸钾搅拌25min，然后在搅拌状态下加入1.5g丙烯酸单体，继续搅拌1.5h后，过滤、干燥，得到改性海带粉；
其中，海带粉购自江苏振亚生物科技有限公司。
制备例3
改性海带粉的制备方法包括以下步骤：
(1)将40g海带粉浸入50mL质量分数为2％的盐酸溶液中浸泡3h后，用去离子水清洗后过滤；
(2)将步骤(1)中得到的海带粉浸入50mL质量分数为10％的碳酸钠溶液中浸泡4h后，于真空度为2Pa、温度为-60℃下真空冷冻干燥，得到多孔海带粉；
(3)将30g多孔海带粉浸入1200g去离子水中，加入0.4g重铬酸钾搅拌30min，然后在搅拌状态下加入1g丙烯酸单体，继续搅拌2h后，过滤、干燥，得到改性海带粉；
其中，海带粉购自江苏振亚生物科技有限公司。
制备例4
水性硝化纤维素乳液的制备方法包括以下步骤：
1)将12g异佛尔酮二异氰酸酯、10g聚乙二醇、15g丙酮混合，并于65℃下搅拌1h，得混合液；
2)将15g的硝化纤维素溶于40g的丁酮中得到硝化纤维素溶液；
3)将硝化纤维素溶液滴加至步骤1)中的混合液中，升温至70℃，搅拌2h；
4)将步骤3)得到的混合物减压蒸馏去除丁酮和丙酮后，加入100g的去离子水，在300r/min的搅拌速度下搅拌时间为20min，得到水性硝化纤维素乳液。
其中，异佛尔酮二异氰酸酯购自拜耳公司；硝化纤维素购自北方硝化棉股份有限公司；聚乙二醇采用聚乙二醇400。
制备例5
水性硝化纤维素乳液的制备方法包括以下步骤：
1)将13g异佛尔酮二异氰酸酯、9g聚乙二醇、17g丙酮混合，并于67℃下搅拌1.5h，得混合液；
2)将14g的硝化纤维素溶于45g的丁酮中得到硝化纤维素溶液；
3)将硝化纤维素溶液滴加至步骤1)中的混合液中，升温至75℃，搅拌2.5h；
4)将步骤3)得到的混合物减压蒸馏去除丁酮和丙酮后，加入115g的去离子水，在350r/min的搅拌速度下搅拌时间为25min，得到水性硝化纤维素乳液。
其中，异佛尔酮二异氰酸酯购自拜耳公司；硝化纤维素购自北方硝化棉股份有限公司；聚乙二醇采用聚乙二醇400。
制备例6
水性硝化纤维素乳液的制备方法包括以下步骤：
1)将14g异佛尔酮二异氰酸酯、8g聚乙二醇、20g丙酮混合，并于70℃下搅拌2h，得混合液；
2)将15g的硝化纤维素溶于50g的丁酮中得到硝化纤维素溶液；
3)将硝化纤维素溶液滴加至步骤1)中的混合液中，升温至80℃，搅拌3h；
4)将步骤3)得到的混合物减压蒸馏去除丁酮和丙酮后，加入130g的去离子水，在400r/min的搅拌速度下搅拌时间为30min，得到水性硝化纤维素乳液。
其中，异佛尔酮二异氰酸酯购自拜耳公司；硝化纤维素购自北方硝化棉股份有限公司；聚乙二醇采用聚乙二醇400。
制备例7
改性聚乙二醇的制备方法包括以下步骤：
①硅藻土活化：将硅藻土于950℃下煅烧9h后，将煅烧后的硅藻土于质量浓度为4％的氢氧化钠溶液中浸泡4h；然后，将经氢氧化钠溶液浸泡后的硅藻土于摩尔浓度为3mol/L的苯甲酸溶液中浸泡2h后，清洗至清洗液呈中性，得到活化硅藻土；
②硅藻土氨基化：将15g活化硅藻土分散在300g无水乙醇中，然后加入80gγ-氨丙基三乙氧基硅烷，在70℃下反应1h后，过滤，并用无水乙醇洗涤活化硅藻土，干燥后得到氨基化硅藻土；
③配制聚乙二醇：将45g聚乙二醇溶于200g无水乙醇中得到聚乙二醇溶液；
④将步骤②得到的氨基化硅藻土浸入步骤③中的聚乙二醇溶液中，于50℃搅拌2h后，干燥得到改性聚乙二醇。
其中，聚乙二醇采用聚乙二醇400。
制备例8
改性聚乙二醇的制备方法包括以下步骤：
①硅藻土活化：将硅藻土于1000℃下煅烧10h后，将煅烧后的硅藻土于质量浓度为4.5％的氢氧化钠溶液中浸泡5h；然后，将经氢氧化钠溶液浸泡后的硅藻土于摩尔浓度为4mol/L的苯甲酸溶液中浸泡2.5h后，清洗至清洗液呈中性，得到活化硅藻土；
②硅藻土氨基化：将17g活化硅藻土分散在250g无水乙醇中，然后加入85gN-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，在75℃下反应1.5h后，过滤，并用无水乙醇洗涤活化硅藻土，干燥后得到氨基化硅藻土；
③配制聚乙二醇：将47g聚乙二醇溶于175g无水乙醇中得到聚乙二醇溶液；
④将步骤②得到的氨基化硅藻土浸入步骤③中的聚乙二醇溶液中，于55℃搅拌2.5h后，干燥得到改性聚乙二醇。
其中，聚乙二醇采用聚乙二醇400。
制备例9
改性聚乙二醇的制备方法包括以下步骤：
①硅藻土活化：将硅藻土于1100℃下煅烧11h后，将煅烧后的硅藻土于质量浓度为5％的氢氧化钠溶液中浸泡6h；然后，将经氢氧化钠溶液浸泡后的硅藻土于摩尔浓度为5mol/L的苯甲酸溶液中浸泡3.5h后，清洗至清洗液呈中性，得到活化硅藻土；
②硅藻土氨基化：将20g活化硅藻土分散在200g无水乙醇中，然后加入90gγ-氨丙基三甲氧基硅烷，在80℃下反应2h后，过滤，并用无水乙醇洗涤活化硅藻土，干燥后得到氨基化硅藻土；
③配制聚乙二醇：将50g聚乙二醇溶于150g无水乙醇中得到聚乙二醇溶液；
④将步骤②得到的氨基化硅藻土浸入步骤③中的聚乙二醇溶液中，于60℃搅拌3h后，干燥得到改性聚乙二醇。
其中，聚乙二醇采用聚乙二醇400。
制备例10
改性聚乙二醇的制备方法，与制备例8的不同之处在于，硅藻土18g，聚乙二醇45g。
制备例11
改性聚乙二醇的制备方法，与制备例8的不同之处在于，硅藻土18g，聚乙二醇48.6g。
制备例12
改性聚乙二醇的制备方法，与制备例8的不同之处在于，硅藻土16g，聚乙二醇48g。
实施例
实施例1
一种水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1:将10g酚醛树脂和41g聚酯树脂依次加入反应釜中，并搅拌35min后，得树脂混合物；
S2:将1g乙酸乙酯、10g乙酸丁酯和5g二异丁基酮依次加入步骤S1中的树脂混合物中，并搅拌15min；
S3:将20g钛白粉加入步骤S2的所得物中，搅拌35min后，依次加入10g去离子水、3g十二烷基苯磺酸钠，搅拌25min得到初级水性涂料；
S4:将步骤S3中的初级水性涂料于0.1MPa的真空度下汽提20min得到水性涂料。
酚醛树脂购自山东德英菲新型材料科技有限公司。
聚酯树脂购自常州捷宇玻纤制品有限公司，型号为DC191。
钛白粉购自海协庆实业有限公司，粒径为0.8μm。
实施例2
一种水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1:将20g酚醛树脂和23g聚酯树脂依次加入反应釜中，并搅拌40min后，得树脂混合物；
S2:将4g乙酸乙酯、4g乙酸丁酯和20g二异丁基酮依次加入步骤S1中的树脂混合物中，并搅拌20min；
S3:将15g钛白粉加入步骤S2的所得物中，搅拌40min后，依次加入12g去离子水、2g十二烷基硫酸钠，搅拌30min得到初级水性涂料；
S4:将步骤S3中的初级水性涂料于0.15MPa的真空度下汽提25min得到水性涂料。
酚醛树脂购自山东德英菲新型材料科技有限公司。
聚酯树脂购自常州捷宇玻纤制品有限公司，型号为DC191。
钛白粉购自海协庆实业有限公司，粒径为0.8μm。
实施例3
一种水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1:将50g酚醛树脂和10g聚酯树脂依次加入反应釜中，并搅拌45min后，得树脂混合物；
S2:将10g乙酸乙酯、1g乙酸丁酯和10g二异丁基酮依次加入步骤S1中的树脂混合物中，并搅拌25min；
S3:将3g钛白粉加入步骤S2的所得物中，搅拌45min后，依次加入15g去离子水、1g十二烷基硫酸钠，搅拌35min得到初级水性涂料；
S4:将步骤S3中的初级水性涂料于0.2MPa的真空度下汽提30min得到水性涂料。
酚醛树脂购自山东德英菲新型材料科技有限公司。
聚酯树脂购自常州捷宇玻纤制品有限公司，型号为DC191。
钛白粉购自海协庆实业有限公司，粒径为0.8μm。
实施例4
一种水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1:将10g酚醛树脂和50g聚酯树脂依次加入反应釜中，并搅拌45min后，得树脂混合物；
S2:将7g乙酸乙酯、7g乙酸丁酯和5g二异丁基酮依次加入步骤S1中的树脂混合物中，并搅拌25min；
S3:将10g钛白粉加入步骤S2的所得物中，搅拌45min后，依次加入10g去离子水、1g十二烷基硫酸钠，搅拌35min得到初级水性涂料；
S4:将步骤S3中的初级水性涂料于0.2MPa的真空度下汽提30min得到水性涂料。
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聚酯树脂购自常州捷宇玻纤制品有限公司，型号为DC191。
钛白粉购自海协庆实业有限公司，粒径为0.8μm。
实施例5
一种水性涂料的制备方法，与实施例2的不同之处在于，酚醛树脂20g、聚酯树脂23g、乙酸乙酯4g、乙酸丁酯4g、二异丁基酮19g、钛白粉15g、去离子水12g、十二烷基硫酸钠2g，且在步骤S3中加入十二烷基硫酸钠后，还加入1g制备例1制得的改性海带粉。
实施例6
一种水性涂料的制备方法，与实施例2的不同之处在于，酚醛树脂20g、聚酯树脂23g、乙酸乙酯4g、乙酸丁酯4g、二异丁基酮18g、钛白粉15g、去离子水12g、十二烷基硫酸钠2g，且在步骤S3中加入十二烷基硫酸钠后，还加入2g制备例2制得的改性海带粉。
实施例7
一种水性涂料的制备方法，与实施例2的不同之处在于，酚醛树脂20g、聚酯树脂23g、乙酸乙酯4g、乙酸丁酯4g、二异丁基酮17g、钛白粉15g、去离子水12g、十二烷基硫酸钠2g，且在步骤S3中加入十二烷基硫酸钠后，还加入3g制备例3制得的改性海带粉。
实施例8
一种水性涂料的制备方法，与实施例2的不同之处在于，酚醛树脂18g、聚酯树脂20g、乙酸乙酯2g、乙酸丁酯3g、二异丁基酮18g、钛白粉15g、去离子水12g、十二烷基硫酸钠2g，且在步骤S3中加入十二烷基硫酸钠后，还加入10g制备例4制得的水性硝化纤维素乳液。
实施例9
一种水性涂料的制备方法，与实施例2的不同之处在于，酚醛树脂18g、聚酯树脂20g、乙酸乙酯2g、乙酸丁酯3g、二异丁基酮13g、钛白粉15g、去离子水12g、十二烷基硫酸钠2g，且在步骤S3中加入十二烷基硫酸钠后，还加入15g制备例5制得的水性硝化纤维素乳液。
实施例10
一种水性涂料的制备方法，与实施例2的不同之处在于，酚醛树脂18g、聚酯树脂20g、乙酸乙酯2g、乙酸丁酯3g、二异丁基酮10g、钛白粉13g、去离子水12g、十二烷基硫酸钠2g，且在步骤S3中加入十二烷基硫酸钠后，还加入20g制备例6制得的水性硝化纤维素乳液。
实施例11
一种水性涂料的制备方法，与实施例2的不同之处在于，酚醛树脂18g、聚酯树脂23g、乙酸乙酯4g、乙酸丁酯4g、二异丁基酮18g、钛白粉12g、去离子水12g、十二烷基硫酸钠2g，且在步骤S3中加入十二烷基硫酸钠后，还加入5g制备例7制得的改性聚乙二醇。
实施例12
一种水性涂料的制备方法，与实施例2的不同之处在于，酚醛树脂20g、聚酯树脂23g、乙酸乙酯4g、乙酸丁酯4g、二异丁基酮18g、钛白粉12g、去离子水10g、十二烷基硫酸钠2g，且在步骤S3中加入十二烷基硫酸钠后，还加入7g制备例8制得的改性聚乙二醇。
实施例13
一种水性涂料的制备方法，与实施例2的不同之处在于，酚醛树脂20g、聚酯树脂20g、乙酸乙酯4g、乙酸丁酯4g、二异丁基酮18g、钛白粉12g、去离子水10g、十二烷基硫酸钠2g，且在步骤S3中加入十二烷基硫酸钠后，还加入10g制备例9制得的改性聚乙二醇。
实施例14
一种水性涂料的制备方法，与实施例12的不同之处在于，改性聚乙二醇采用制备例10制得的改性聚乙二醇。
实施例15
一种水性涂料的制备方法，与实施例12的不同之处在于，改性聚乙二醇采用制备例11制得的改性聚乙二醇。
实施例16
一种水性涂料的制备方法，与实施例12的不同之处在于，改性聚乙二醇采用制备例12制得的改性聚乙二醇。
对比例
对比例1
一种水性涂料的制备方法，与实施例2的不同之处在于，酚醛树脂8g、聚酯树脂55g、乙酸乙酯0.5g、乙酸丁酯17.5g、二异丁基酮4g、钛白粉2g、去离子水8g、十二烷基硫酸钠5g。
对比例2
一种水性涂料的制备方法，与实施例2的不同之处在于，酚醛树脂33g、聚酯树脂7g、乙酸乙酯15g、乙酸丁酯0.5g、二异丁基酮25g、钛白粉1g、去离子水18g、十二烷基硫酸钠0.5g。
对比例3
一种水性涂料的制备方法，与实施例6的不同之处在于，采用等量的未改性的海带粉替换改性海带粉。
性能检测
对实施例1-16和对比例1-3中制备的水性涂料进行附着力、挥发性有机化合物(VOC)含量及隔热性进行测试，测试结果列于表1中。
(1)附着力：采用GB/T9286-1998中的方法测定附着力。
(2)挥发性有机物(VOC)含量测定：采用GB24408-2009中的方法测定。
(3)隔热性：采用直接测试法(热箱测试法)，具体方法如下：
①取19个规格为150mm×70mm×5mm的水泥石棉板作为试板，将实施例1-16和对比例1-3中制得的水性涂料涂分别刷于19个试板上并编号，膜厚度为300μm。
②涂刷有涂料的试板放在热箱上指定位置，涂膜的一面朝下，其几何中心在灯泡中心下。
③调节灯与板之间的距离为200mm，打开稳压电源，每隔5min记录试板两面温度，直到试板背面温度基本不变为止。
④取下试板，冷却至室温后，重新测试一次，取两次的平均值，记录为试板两侧的温差。
表1水性涂料测试结果
Figure BDA0002674126560000121
Figure BDA0002674126560000131
结合实施例1-15和对比例1-2，并结合表1可以看出，实施例1-15中的水性涂料的附着力和温度差均大于对比例1-2中水性涂料的附着力和温度差，且实施例1-15中的水性涂料的有VOC含量低于对比例1-2，说明本申请配方中选取的原料及配比科学合理，各原料之间相互协调，并结合特定的制备方法，制得的水性涂料中有机溶剂的含量大大降低，从而降低水性涂料对人们身体健康的危害，符合绿色环保的要求。
结合实施例5-7与实施例2，并结合表1可以看出，实施例5-7中水性涂料的VOC含量明显低于实施例2，并且，实施例5-7中水性涂料的附着力由于实施例2，说明改性海带粉的加入，能够吸附易挥发性有机物等有害物质，降低了释放的VOC，环保效果较好；另外，改性海带粉上的丙烯酸单体与基料树脂接枝，增加水性涂料的粘接强度，并提高涂膜的致密性。
结合实施例6与对比例3，并结合表1可以看出，对比例3中水性涂料的VOC含量明显高于实施例6，说明通过对海带粉改性能够有效增加吸附性能，从而降低VOC含量的释放。
结合实施例11-13和实施例2，并结合表1可以看出，实施例11-13中水性涂料的隔热性明显优于实施例2，说明改性聚乙二醇的加入，能够吸附涂覆层内存在的热量，降低热量传递至涂覆物的表面，从而提高水性涂料隔热的效果。另外，实施例11-13中水性涂料的VOC含量低于优于实施例2，说明采用硅藻土对聚乙二醇改性，不仅能够条对聚乙二醇的吸附，防止聚乙二醇泄漏，并且能够吸附挥发性有机物，降低VOC的释放。
结合实施例14-16和实施例12，并结合表1可以看出，实施例14-16中水性涂料的隔热性优于实施例12，且实施例14-16中水性涂料的VOC释放含量低于实施例12，说明硅藻土与聚乙二醇的重量比在1：(2.5-3)范围时，对水性涂料的改善效果更佳。
本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)

1.一种水性涂料，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：酚醛树脂10-50%、聚酯树脂10-50%、乙酸乙酯1-10%、乙酸丁酯1-10%、二异丁基酮5-20%、钛白粉3-20%、水10-15%、乳化剂1-3%。
2.根据权利要求1所述的一种水性涂料，其特征在于：所述原料中还包括重量百分比为1-3%的改性海带粉；改性海带粉的制备方法包括以下步骤： （1）将30-40份海带粉浸入质量分数为2-3%的盐酸溶液中浸泡1-3h后，清洗过滤；
（2）将步骤（1）中得到的海带粉浸入质量分数为5-10%的碳酸钠溶液中浸泡2-4h后，冷冻干燥得到多孔海带粉；
（3）将20-30份多孔海带粉浸入水中，加入0.2-0.4份重铬酸钾搅拌20-30min，然后在搅拌状态下加入1-2份丙烯酸单体，继续搅拌1-2h后，过滤、干燥，得到改性海带粉。
3.根据权利要求2所述的一种水性涂料，其特征在于：所述步骤（3）中多孔海带粉与水的重量比为1：（30-40）。
4.根据权利要求1所述的一种水性涂料，其特征在于：所述原料中还包括重量百分比为10-20%的水性硝化纤维素乳液；水性硝化纤维素乳液的制备方法包括以下步骤：
1）将12-14份异佛尔酮二异氰酸酯、8-10份聚乙二醇、15-20份丙酮混合，并于65-70℃下搅拌1-2h，得混合液；
2）将13-15份的硝化纤维素溶于40-50份的丁酮中得到硝化纤维素溶液；
3）将硝化纤维素溶液滴加至步骤1）中的混合液中，升温至70-80℃，搅拌2-3h；
4）将步骤3）得到的混合物减压蒸馏去除丁酮和丙酮后，加入100-130份的水，搅拌得到水性硝化纤维素乳液。
5.根据权利要求4所述的一种水性涂料，其特征在于：所述步骤4）中的搅拌速度为300-400r/min，搅拌时间为20-30min。
6.根据权利要求1所述的一种水性涂料，其特征在于：所述原料中还包括重量百分比为5-10%的改性聚乙二醇，改性聚乙二醇的制备方法包括以下步骤：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
硅藻土氨基化：将15-20份硅藻土分散在200-300份无水乙醇中，然后加入80-90份氨基硅烷偶联剂，70-80℃下反应1-2h，然后洗涤、干燥，得到氨基化硅藻土；
Figure 813974DEST_PATH_IMAGE002
配制聚乙二醇：将45-50份聚乙二醇溶于150-200份无水乙醇中得到聚乙二醇溶液；
Figure DEST_PATH_IMAGE003
将步骤
Figure 224227DEST_PATH_IMAGE001
得到的氨基化硅藻土浸入步骤
Figure 508315DEST_PATH_IMAGE002
中的聚乙二醇溶液中，于50-60℃搅拌2-3h后，干燥得到改性聚乙二醇。
7.根据权利要求6所述的一种水性涂料，其特征在于：所述步骤
Figure 964705DEST_PATH_IMAGE003
中硅藻土与聚乙二醇的重量比为1：（2.5-3）。
8.根据权利要求6所述的一种水性涂料，其特征在于：所述在硅藻土氨基化之前还包括硅藻土活化，具体包括以下步骤，首先，将硅藻土于950-1100℃下煅烧9-11h；然后，将煅烧后的硅藻土于质量浓度为4-5%的氢氧化钠溶液中浸泡4-6h；之后，将经氢氧化钠溶液浸泡后的硅藻土于摩尔浓度为3-5mol/L的苯甲酸溶液中浸泡2-3.5h后，清洗至清洗液呈中性。
9.一种权利要求1-8任一项所述水性涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1:将酚醛树脂和聚酯树脂混合，搅拌35-45min，得树脂混合物；
S2:将乙酸乙酯、乙酸丁酯和二异丁基酮加入步骤S1中的树脂混合物中，搅拌15-25min；
S3:将钛白粉加入步骤S2的所得物中，搅拌35-45min后，依次加入水、乳化剂和余料，搅拌25-35min得到水性涂料。
10.根据权利要求9所述的水性涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤S3之后还包括真空汽提，将步骤S3得到的水性涂料于0.1-0.2MPa的真空度下汽提20-30min得到水性涂料。
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