CN112210296B - 浅色水性生漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生漆技术领域，公开了一种浅色水性生漆及其制备方法，各组分按重量份数计，包括生漆12份～83份、减色剂2份～15份、活性稀释剂0份～25份、乳化剂0.1份～1份和水15份～85份；所述减色剂为丙烯基苯酚类化合物。其制备方法为油相制备、水相制备、转相、高速剪切。本发明得到的浅色水性生漆漆膜颜色浅，具备在较宽湿度范围内均可快速干燥，绿色环保，低VOC排放的优良特性，并且保留了生物酶催化固化的特性，可广泛应用于家具地板涂饰、工艺美术、建筑装饰等领域。
Description
技术领域
本发明属于生漆技术领域，具体地说，涉及浅色水性生漆及其制备方法。
背景技术
生漆，又名天然漆、大漆、土漆、国漆，为一种天然树脂涂料，是漆树韧皮内流出的一种白色粘性油包水乳液，经加工而制成的涂料，属于纯天然的涂料产品。天然生漆是我国的特产资源，是用人工从漆树割取的天然漆树液，漆液内主要含有漆酚(55～75％)、漆酶(约0.1％)、多糖(5～7％)、水分(20～40％)及不溶性含氮化合物(3～5％)等，生漆是人类使用的唯一具有生物酶催化固化特性的天然涂料。
生漆因其独特的优异性能，被誉为“涂料之王”，但生漆也存在不足之处，如粘度大不易施工，低湿环境中无法干燥，涂膜颜色深，致敏性，耐碱性差等。尤其生漆漆膜的本色为深褐色至黑色，涂以漆器、家具颜色单调，严重制约了生漆的应用范围，进而影响市场的竞争能力。
因此，生漆浅色化技术是整个行业的重要研发方向，但长期以来该难题仍没有得到很好的解决。生漆成膜后颜色较深的原因主要是烷基邻苯二酚类化合物经漆酶催化产生醌，醌在可见光波长范围具有较强吸收。虽然通过添加一些天然稀释剂(如松香、藤黄等)，或是将生漆进行预聚合精制，亦能够一定程度降低色度，但漆膜的颜色仍偏深色，无法满足制备透明漆及色漆的要求。
目前，浅色化生漆制备技术主要集中于化学改性方面，主要通过引入其他活性基团，抑制苯醌的生成，从而达到减色的目的。然而，化学改性生漆已经脱离了生漆特有的生物酶催化机制，本质上就是利用烷基邻苯二酚为分子基础通过化学修饰而得到的合成涂料，需要使用高VOC稀释溶剂和固化剂，无论是对于环境保护还是人类健康，都无法和天然生漆相比拟。
国内学者对生漆水性化技术已有一些研究，但漆膜颜色较深的问题始终没有得到解决，例如：
公开号为CN102757710A的专利公开了一种水性涂料的制备方法。在该方案中，将白水泥、钛白粉、漆酚基乳化剂、漆酚甲醛缩聚物乳化液混匀制备得到。由于水性涂料中加有生漆，充分保持了生漆漆膜硬度、光亮、耐磨、耐腐蚀等性能。该专利涉及的技术为生漆的化学改性，已经不具备生漆特有的酶催化特性；另外该工艺中所需的漆酚基乳化剂制备成本高，且在提取漆酚过程中需消耗大量的有机溶剂，对环境会产生污染。
公开号为CN104073162A的专利公开了一种水基化生漆乳液及其制备方法。在该技术方案中，采用OP-10、SDS以及PVA组成的复合乳化剂将生漆乳液乳化为水包油型的水基化生漆乳液。该水基化生漆漆膜仍呈红棕色，与原生漆的颜色相同。
公开号为CN109868061A的专利公开了一种水包油型生漆乳液及其制备方法。在该技术方案中，水包油型生漆乳液是由油包水型天然生漆乳液与水以及反应性乳化剂混合后分散制得的，得到的漆膜颜色较深，为黄褐色不透明至半透明，不能满足清漆及调制色漆的要求。
近年来，传统化学涂料对环境与人体健康的影响备受关注，因而绿色涂料成为开发的热点，具备广阔的市场前景。绿色涂料是指节能、低污染的水性涂料、粉末涂料、高固体含量涂料(或无溶剂涂料)和辐射固化涂料等，具有总有机挥发量(VOC)低、低溶剂或无溶剂的特点。而天然生漆是由漆酚、漆酶、树胶质、水分等组成的油包水乳液，固含量高达60％～70％，有机挥发量极低，可以说是天然的绿色涂料。
因此，寻求一种浅色水性生漆，使得其能够保留天然环保、低VOC排放、漆膜色浅的优点，能够满足各种色漆的制作要求，对于扩宽生漆的应用领域有着重大的意义，同时还能顺应可持续发展的时代要求。
发明内容
针对当前存在的水性生漆漆膜颜色深以及制备过程中易对环境造成污染等缺陷，本发明的目的在于提供一种浅色水性生漆，其漆膜颜色浅，绿色环保，低VOC排放的优良特性，并且保留了生物酶催化固化的特性，可广泛应用于家具地板涂饰、工艺美术、建筑装饰等领域。
因此，本发明的第一目的在于，提供一种浅色水性生漆，各组分按重量份数计，包括生漆12份～83份、减色剂2份～15份，乳化剂0.1份～1份，稳定剂0.1份～1份和水15份～85份；所述减色剂为丙烯基苯酚类化合物，其结构如式I所示，
其中，R1和R2各自独立地代表丙烯基、丙烯基衍生物、氢或C1～C3烷氧基；
在R1和R2中，有且仅有一个基团为丙烯基，丙烯基为1-丙烯基或2-丙烯基。
本发明的第二目的在于，提供一种浅色水性生漆的制备方法，包括如下步骤：
S1将生漆、减色剂进行混合，并鼓吹保护气体，搅拌均匀，加入活性稀释剂继续搅拌，得到油相；
S2将乳化剂与水混合形成混合液，搅拌混合液至均匀分散或澄清，得到水相；
S3在保护气体下，将油相加入水相中并持续搅拌，得到水包油乳液；
S4将水包油乳液经剪切匀浆处理，在保护气体下过滤，得到水性生漆。
现对减色剂-丙烯基苯酚类化合物应用于制备浅色水性生漆的技术机理，进行具体阐述：
<水性生漆的化学成膜机理>
生漆的化学成膜过程是一个生物化学反应过程，漆酶是生物催化剂，漆酚既是漆酶的反应底物，又是成膜聚合的反应介质，生漆是利用生物酶催化聚合反应的唯一有实用性的生物聚合物。无论是油包水型生漆还是水包油型生漆，其化学成膜机制是相同的。
在有氧条件下，生漆中的漆酚在漆酶的作用下，形成漆酚自由基，随后发生非酶促的自由基氧化聚合反应，从漆酚单体形成漆酚二聚体、三聚体、高聚体，最后再通过超分子相互作用自组装并聚集形成连续的漆膜。
生漆的聚合过程可分为酶促自由基反应和自动氧化反应两个阶段。
酶促自由基反应阶段
生漆的酶促自由基反应，是在漆酶的催化下，漆酚被氧化为半醌自由基而进行的反应，主要为自由基取代反应和自由基加成反应，具体的聚合路径如图1所示。
首先，漆酶作用于漆酚发生氧化反应而形成漆酚半醌自由基，漆酶被还原，被还原了的漆酶在空气中被氧化，再恢复成有氧化活性的漆酶。
自由基取代反应路径：半醌自由基的苯环上具有一个活性氢，分子间偶联生成联苯型二聚体；漆酶将漆酚中的联苯型二聚体再氧化成为二苯并呋喃类。
自由基加成反应路径：漆酚半醌之间发生自由基歧化反应生成漆酚醌，漆酚醌发生分子转移且与漆酚中的不饱和侧链反应，生成-C-C-偶合和-C-O-C-偶合的产物。这样的酶促和自由基反应反复进行，最后使漆膜完全干燥。
在生漆的酶促自由基反应过程中，无论是自由基取代反应还是自由基加成反应，-C-C-偶合的产物仍然存在邻苯二酚结构，会被漆酶或自由基转移再次氧化成半醌及漆酚醌，随着高聚物和超分子的形成，由于分子移动和空间效应，半醌及漆酚醌很难反应完全，这就是生漆漆膜颜色较深的主要原因，尤其是漆酚醌对颜色的影响是最显著的。而在自由基加成反应路径中，由于-C-O-C-偶合，2个漆酚分子中会有1个生成醚键，其残留的单酚无法再氧化成醌，而生成的醚键结构聚合物在可见光范围内吸收较弱。
自动氧化反应阶段
生漆的酶促自由基反应之后，在漆酚的不饱和侧链上发生缓慢的自动氧化聚合反应，使得漆膜能够完全干燥硬化，该阶段的反应对漆膜的颜色影响非常小。
<丙烯基苯酚类化合物作用原理>
本发明通过向水性生漆中添加丙烯基苯酚类化合物，能够显著促进-C-O-C-聚合反应，同时可以与残留的漆酚醌进一步反应完全，实现了生漆在酶催化聚合反应中的浅色化。添加丙烯基苯酚类化合物后，原有的聚合机制未发生改变，同时由于引入具有聚合活性的新分子，聚合变得更加复杂，具体的聚合路径如图2。
首先，漆酶作用于漆酚而发生氧化反应而形成漆酚半醌自由基，漆酶被还原，自由基取代反应路径与原机理一致，生成联苯型及二苯并呋喃类聚合物。
自由基加成反应阶段：漆酚醌发生转移，一方面与漆酚中的不饱和侧链反应，生成-C-C-偶合和-C-O-C-偶合的产物；另一方面也和丙烯基苯酚分子中的侧链双键发生-C-O-C-偶合，重排生成类似于对苯醌的结构，该结构不稳定，极易和漆酚侧链双键反应，最终生成-C-O-C-偶合的产物；-C-C-偶合的产物上存在邻苯二酚结构，会被漆酶再次氧化成半醌及漆酚醌，由于分子量较小，未参与反应的丙烯基苯酚能够在立体网络状高聚体中缓慢扩散，和生成的漆酚醌反应形成-C-O-C-偶合产物，最终干燥的漆膜中漆酚醌较少。
丙烯基苯酚类化合物，沸点在230℃以上，其本身亦作为活性分子参与成膜反应，成膜过程以及成膜后其挥发量极低。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明采用丙烯基苯酚类化合物作为减色剂用于制备浅色水性生漆，制得的浅色水性生漆漆膜具备颜色浅、透明度高、柔韧性强、燥性好、绿色环保等特点，并且保留了生物酶催化固化的特性；
(2)本发明将生漆乳液从W/O型转变为稳定的O/W型，采用水作为稀释剂显著降低了生漆乳液粘度，在较宽湿度范围内都能快速干燥，完全保留了天然生漆极低VOC排放的绿色环保特性，并且可采用常规设备进行喷涂，施工高效便捷。
附图说明
图1为发明内容中生漆的化学成膜机理示意图；
图2为发明内容中丙烯基苯酚类化合物与漆酚的机理示意图；
图3为具体实施方式中生漆的油包水体系和水性生漆的水包油体系的结构示意图；
图4为具体实施方式中漆膜表干试验结果数据图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
第一，本发明提供了一种浅色水性生漆，各组分按重量份数计，包括生漆12份～83份、减色剂2份～15份、活性稀释剂0份～25份、乳化剂0.1份～1份和水15份～85份；所述减色剂为丙烯基苯酚类化合物，其结构如式I所示，
其中，R1和R2各自独立地代表丙烯基、丙烯基衍生物、氢或C1～C3烷氧基；
在R1和R2中，有且仅有一个基团为丙烯基，丙烯基为1-丙烯基或2-丙烯基。
R1或R2为丙烯基或丙烯基衍生物时，可以在该基团上的任意位点进行取代。
具体地：R1为1-丙烯基或2-丙烯基时，R2为H、甲氧基、乙氧基或丙氧基；或者
R1为H、甲氧基、乙氧基或丙氧基时，R2为1-丙烯基或2-丙烯基。
本发明中，所述丙烯基苯酚类化合物包括阿魏酸或其酯、丁香酚、异丁香酚、香草醛缩丙酮、4-羟基-3-甲氧基肉桂醛、4-异丙烯基苯酚、4-烯丙基苯酚、2-烯丙基苯酚、对羟基亚苄基丙酮、对羟基肉桂酸或其酯中的至少一种。
本发明中，生漆的原料可以是中国、日本和韩国的漆树(Rhus vernicifera)、或者越南和中国台湾的漆树(Rhus succedanea)、或者泰国、缅甸和斯里兰卡的漆树(Melanorrhoea usitata)种源的生漆或其精制生漆。
Rhus vernicifera主要含有3-十五烷烃三烯漆酚，Rhus succedanea主要含有3-十七烷烃三烯漆酚，Melanorrhoea usitata主要含有4-C17～C18烷烃双烯漆酚，尽管分子结构有一定差异，但其成膜聚合机理大致相似。
本发明中精制生漆是由生漆经过精滤、氧化聚合、脱水等工艺精制加工而成，也可以现有技术中采用的常规的以生漆为原料制备得到的精制生漆，在此不作赘述。
本发明中，所述乳化剂为非离子表面活性剂，所述非离子表面活性剂为天然的非离子表面活性剂或合成的非离子表面活性剂。
合成的非离子表面活性剂选自聚氧乙烯脂肪醇醚、烷基糖苷或聚乙二醇中的至少一种。
天然的非离子表面活性剂的天然来源为含有五环三萜类皂苷的提取物，含有五环三萜类皂苷的提取物可以是茶皂素、无患子皂苷或皂荚皂苷，或者是它们的至少两者的组合物。
本发明所选用的表面活性剂为五环三萜类皂苷，是天然的非离子表面活性剂，其化学结构中，苷元具有不同程度的亲脂性，糖链具有较强的亲水性，对生漆油包水乳液起到较好转相及乳化作用。
本发明中，所述稳定剂为纤维素类化合物、聚丙烯酸类化合物、聚乙烯吡咯烷酮类化合物、或多糖中的至少一种。上述中的稳定剂可以是人工合成稳定剂，也可以是天然稳定剂。本发明中的稳定剂选用常规水性涂料中的稳定剂即可，稳定剂的作用在于提高体系的粘稠度。
本发明中，多糖可以是海藻酸钠、阿拉伯胶、罗望子胶、黄原胶、果胶或甘露聚糖中的至少一种。
本发明中，所述活性稀释剂包括桐油、亚麻油、梓油、或腰果油中的至少一种。
本发明中，水为去离子水或无菌水。
第二，本发明提供了提供一种浅色水性生漆的制备方法，包括如下步骤：
S1将生漆、减色剂进行混合，并鼓吹保护气体，搅拌均匀，加入活性稀释剂继续搅拌，得到油相；
S2将乳化剂与水混合形成混合液，搅拌混合液至均匀分散或澄清状态，得到水相；
S3在保护气体下，将油相加入水相中并持续搅拌，得到水包油乳液；
S4将水包油乳液经高速剪切匀浆处理，在保护气体下过滤，得到水性生漆。
本发明中，在S1之前，以生漆为原料之一时，测定生漆中的漆酚含量和加热减量；以精制生漆为原料之一时，测定精制生漆的加热减量。测定方法参照《GB/T 14703-2008》。
本发明中，S2中，搅拌时间为30min～60min，缓慢搅拌处理。
本发明中，S3之后进行酸碱调节，将酸碱调节剂配置成浓度为5％～10％的水溶液，搅拌条件下加入水包油乳液中，调节pH至6.0～7.2，有利于漆酶达到最佳的催化条件，从而避免漆酶在强酸或强碱条件下失去催化活性。进一步地，优选pH为6.5～7.0。酸碱调节剂为天然酸碱调节剂，天然酸碱调节剂的来源包括单宁酸、葡萄糖内酯、柠檬酸、或甜菜碱中的至少一种。除了天然酸碱调节剂之外，还可以选用合成酸碱调节剂，如碳酸氢钠等。
本发明中，S4中，剪切匀浆处理的工艺参数为，转速为6000r/min～12000r/min，时间3min～8min，乳液温度不高于60℃。
本发明中，S4中，过滤采用正压过滤，过滤采用的过滤孔的孔径为10μm～120μm。
本发明中，S4中，经剪切匀浆处理后的水包油乳液的油滴粒径为0.4μm～5μm。
本发明中，保护气体为氮气。
<水性生漆的物理成膜机理>
在生漆的油包水体系中，水是分散相，油不仅是连续相同时也是反应相。在水性生漆的水包油体系中，油是分散相也是反应相，水是连续相。生漆的油包水体系和水性生漆的水包油体系的结构示意图如图3所示。
水性生漆成膜大致可分为以下三个阶段：
第一阶段，水性生漆吸收氧气后，漆酶催化漆酚聚合，油相微粒内部快速交联固化，漆酚的分子量逐渐增大。
第二阶段，在第一阶段进行的同时，随着水分的挥发，油相微粒相互靠近进而达到密集的充填状态，从而发生挤压变形，油相颗粒间的界面逐渐消失，聚合物链段进一步扩散并在酶催化作用下聚合形成高聚物，进而逐渐形成连续均匀的涂膜。
第三阶段，酶促反应完成之后在漆酚的不饱和侧链上发生缓慢的自动氧化反应，使得漆膜能够完全干燥硬化。
生漆中的漆酶分子量约为120KDa～140KDa，含糖量为45％，不溶于水也不溶于有机溶剂，但溶于漆酚。漆酶的催化反应主要集中于水/油界面附近的油相中，其分子结构中的亲油部分镶嵌于漆酚的油相，亲水部分暴露于水相。漆酶催化需要氧气的参与，如果水/油界面面积越大，漆酶越易获取氧分子，则更易促进反应的发生。发明人通过对生漆进行高速剪切处理，将生漆中水的粒径剪切处理得到更小的粒径，剪切后的生漆与原生漆分别进行涂膜处理，在一定的温湿度环境中进行实验，实验结果表明经剪切处理的生漆表干时间短于原生漆的表干时间。实验结果表明，酶催化漆酚聚合速率与水/油界面(即微粒比表面积)具有显著关系，微粒粒径越小，比表面积越大，则聚合速度越大，表干时间越短。
<生漆剪切试验>
对生漆进行高速剪切处理，将生漆中水的粒径从8μm～12μm减小到2μm～4μm，剪切后立即与原生漆分别涂膜处理，涂抹处理采用50μm线棒涂膜器，在温度23℃～25℃、湿度75％～80％的环境中，进行漆膜表干时间的测定，结果表明，原生漆表干时间为6h，经剪切处理的生漆表干时间为2.5h。结果表明，酶催化漆酚聚合速率与水/油界面(即微粒比表面积)具有显著关系，微粒粒径越小，比表面积越大，则聚合速度越快。
<漆膜表干试验>
采用卡尔·费休法测定生漆及水性生漆的水分含量。
试验方法：在密闭室内，调节温度至25±1℃及相应相对湿度(±2％)，温湿度稳定3h后，将生漆和水性生漆在已称量的玻璃板上分别用线棒涂膜器涂膜50μm，涂膜后立即进行称重，同时平行制备一个参照样，用于判断表干时间。分别记录各时间点漆膜重量的变化数据，将重量数据换算为漆膜水分含量数据，并绘制变化曲线，见图4。
酶促自由基反应是生漆干燥成膜的主要反应，其反应速率很大程度上决定了漆膜干燥速度。一方面，漆酶催化氧化还原的反应过程中，涉及质子转移及氢键缔合，质子溶剂(如水)可以显著促进反应速率，所以水分含量与漆酶的催化活性呈正相关；另一方面，在乳液体系中，微粒比表面积是由分散相决定的，当分散相挥发性相对较强时，比表面积会随着挥发逐渐变小，而连续相挥发性相对较强时，比表面积的变化与挥发过程无关，与微粒间相互融合有关。生漆中含有约20％～40％水分，涂膜后通常需要在湿度大于70％的环境中才能干燥成膜，当湿度低于65％时干燥极慢，低于55％时漆膜无法自然干燥，另外环境中空气流动的速度也与漆膜干燥时间呈反比，空气流动越快干燥时间越慢。当环境中的湿度越低或空气流动速度越快时，漆膜中的水分挥发越快，酶促自由基反应越慢。
如图4所示，生漆在RH90％、80％、70％、60％、50％条件下表干时间分别为2h、4h、8h、24h、96h不干，环境湿度对漆膜水分的挥发影响非常显著，降低到10％以下水分含量的时间分别为180min、120min、80min、50min、30min，之后漆膜水分含量缓慢下降并趋于稳定；而水性生漆在各湿度条件下，表面水分挥发后，即表干，降低到10％以下水分含量的时间分别为540min、420min、330min、270min、180min。
从图4可以看出，水性生漆中水分挥发速率明显低于生漆，这是由于：其一，生漆的挥发界面为微粒表面，水性生漆的挥发界面为膜表面，上述样品在50μm厚度时，按水滴粒径10μm计算，生漆中微粒比表面积约为水性生漆膜表面的5.5倍，造成了水分更容易挥发；其二，水性生漆漆膜表面容易形成液-气界面的饱和蒸气压，从而减缓膜内水分挥发。
综上试验数据，生漆在相对湿度较低的环境中很难干燥甚至无法干燥，而水性生漆的干燥受相对湿度影响较小，在相对湿度较低的环境仍能正常干燥。因而水性生漆的表干时间短于生漆的表干时间。
<实施例>
实施例1
一种浅色水性生漆，漆酚含量约10％，固含量约23％，其制备方法，包括如下步骤：
(1)参照《GB/T 14703-2008》，测得生漆(Rhus vernicifera)样品中漆酚含量为65.3％，加热减量为24.7％；
(2)称取上述生漆30.6g至烧杯中，液面上方鼓吹氮气，缓慢加入丁香酚7.5g，在60r/min下搅拌2min，再缓慢加入9.3g桐油，加入完毕后，持续搅拌5min，即得油相；
(3)称取3.0g司盘80和1.0g吐温80至烧杯，加入1.3g羧甲基纤维素钠，搅拌分散，先加入纯净水10g搅拌至无白色固体，在100r/min下搅拌下缓慢加入纯净水140g，加入完毕后，搅拌至溶液分散均匀，再持续搅拌1h，即得水相；
(4)水相上方鼓吹氮气，在100r/min搅拌速度下缓慢加入油相，搅拌1min后，再持续搅拌5min，用精密试纸测得pH为6.8；
(5)经外切式匀浆机8000r/min，高速剪切2次，2min/次，间隔5min，乳液温度控制在50℃，得到稳定的水包油型乳液；
(6)用快速滤纸正向压力过滤，即得浅色水性生漆。
实施例2
一种浅色水性生漆，漆酚含量约20％，固含量约35％，其制备方法，包括如下步骤：
(1)参照《GB/T 14703-2008》，测得生漆(Rhus vernicifera)样品中漆酚含量为58.1％，加热减量为30.6％；
(2)称取上述生漆68.9g至烧杯中，液面上方鼓吹氮气，缓慢加入异丁香酚7.0g，60r/min搅拌5min，再缓慢加入亚麻油11.5g，加入完毕后，持续搅拌10min，即得油相；
(3)称取聚乙二醇2.5g至烧杯，加入1.5g聚维酮K60，先加入10g纯净水至固体全部分散，100r/min搅拌下缓慢加入纯净水100g，加入完毕再持续搅拌1h，即得水相；
(4)水相上方鼓吹氮气，在100r/min搅拌速度下缓慢加入油相，2min后，再持续搅拌5min，用精密试纸测得pH为7.4，用10％柠檬酸水溶液调节pH至6.6；
(5)经外切式匀浆机10000r/min，高速剪切2次，3min/次，间隔5min，乳液温度控制在50℃，得到稳定的水包油型乳液；
(6)用200目尼龙滤布正向压力过滤，即得浅色水性生漆。
实施例3
一种浅色水性生漆，漆酚含量约30％，固含量约51％，其制备方法，包括如下步骤：
(1)参照《GB/T 14703-2008》，测得生漆(Rhus vernicifera)样品中漆酚含量为65.3％，加热减量为24.7％；
(2)称取上述生漆91.7g至烧杯，液面上方鼓吹氮气，缓慢加入阿魏酸甲酯5.0g，60r/min搅拌5min，再缓慢加入桐油21.9g，加入完毕，持续搅拌10min，即得油相；
(3)称取十二烷基葡萄糖苷4.6g至烧杯，加入聚丙烯酸钠(固含量≥40％)2.1g，100r/min搅拌下缓慢加入纯净水80g，加入完毕，搅拌至溶液分散均匀，再持续搅拌1h，即得水相；
(4)水相上方鼓吹氮气，在100r/min搅拌速度下缓慢加入油相，2min加入完毕，再持续搅拌10min，用精密试纸测得pH为6.2；
(5)经外切式匀浆机10000r/min，高速剪切3次，3min/次，间隔5min，乳液温度控制在50℃，得到稳定的水包油型乳液；
(6)用200目尼龙滤布正向压力过滤，即得浅色水性生漆。
实施例4
一种浅色水性生漆，漆酚含量约30％，固含量约47％，其制备方法，包括如下步骤：
(1)参照《GB/T 14703-2008》，测得生漆(Rhus vernicifera)样品中漆酚含量为65.3％，加热减量为24.7％；
(2)称取上述生漆91.8g至烧杯，液面上方鼓吹氮气，缓慢加入4-异丙烯基苯酚11.5g，60r/min搅拌5min，再缓慢加入梓油10.0g，加入完毕，持续搅拌10min，即得油相；
(3)称取茶皂素3.0g至烧杯，加入海藻酸钠0.5g，100r/min搅拌下缓慢加入纯净水84g，加入完毕，搅拌至溶液分散均匀，再持续搅拌1h，即得水相；
(4)水相上方鼓吹氮气，在100r/min搅拌速度下缓慢加入油相，2min加入完毕，再持续搅拌10min，用精密试纸测得pH为5.9，用10％柠檬酸钠水溶液调节pH至6.8；
(5)经外切式匀浆机12000r/min高速剪切2次，2min/次，间隔5min，乳液温度控制在50℃，得到稳定的水包油型乳液；
(6)用200目尼龙滤布正向压力过滤，即得浅色水性生漆。
实施例5
一种浅色水性精制生漆，固含量约49％，其制备方法，包括如下步骤：
(1)参照《GB/T 14703-2008》，测得精制生漆(Rhus vernicifera)样品的加热减量为5.6％；
(2)称取上述精制生漆70.2g至烧杯，液面上方鼓吹氮气，缓慢加入香草醛缩丙酮16.7g，60r/min搅拌10min，再缓慢加入桐油10.5g，加入完毕，持续搅拌15min，即得油相；
(3)称取无患子皂苷4.5g至烧杯，加入阿拉伯胶0.6g，100r/min搅拌下缓慢加入纯净水70g，加入完毕，加热至微沸后立即停止加热，阿拉伯胶已完全溶解，持续搅拌并冷却至室温，即得水相；
(4)水相上方鼓吹氮气，在100r/min搅拌速度下缓慢加入油相，约2.5min加入完毕，再持续搅拌10min，用精密试纸测得pH为6.5；
(5)经外切式匀浆机12000r/min高速剪切2次，2min/次，间隔5min，乳液温度控制在50℃，得到稳定的水包油型乳液；
(6)用200目尼龙滤布正向压力过滤，即得浅色水性精制生漆。
实施例6
一种浅色水性生漆，漆酚含量约35％，固含量约50％，其制备方法，包括如下步骤：
(1)参照《GB/T 14703-2008》，测得生漆(Rhus vernicifera)样品中漆酚含量为68.5％，加热减量为23.1％；
(2)称取上述生漆102.3g至烧杯，液面上方鼓吹氮气，缓慢加入异丁香酚10.3g，60r/min搅拌5min，再缓慢加入桐油8.2g，加入完毕，持续搅拌10min，即得油相；
(3)称取茶皂素1.5g和皂荚皂苷0.6g至烧杯，加入阿拉伯胶0.5g和甘露聚糖0.1g，100r/min搅拌下缓慢加入纯净水80g，加入完毕，加热至微沸后立即停止加热，胶粉已完全溶解，持续搅拌并冷却至室温，即得水相；
(4)水相上方鼓吹氮气，在100r/min搅拌速度下缓慢加入油相，2.5min加入完毕，再持续搅拌10min，用精密试纸测得pH为6.7；
(5)经外切式匀浆机10000r/min高速剪切3次，2min/次，间隔5min，乳液温度控制在50℃，得到稳定的水包油型乳液；
(6)用200目尼龙滤布正向压力过滤，即得浅色水性生漆。
实施例7
一种浅色水性生漆，漆酚含量约35％，固含量约46％，其制备方法，包括如下步骤：
(1)参照《GB/T 14703-2008》，测得生漆(Rhus vernicifera)样品中漆酚含量为68.5％，加热减量为23.1％；
(2)称取上述生漆102.5g至烧杯，液面上方鼓吹氮气，缓慢加入异丁香酚10.2g，60r/min搅拌5min，加入完毕，持续搅拌10min，即得油相；
(3)称取茶皂素1.5g和皂荚皂苷0.6g至烧杯，加入阿拉伯胶0.5g和甘露聚糖0.1g，100r/min搅拌下缓慢加入纯净水90g，加入完毕，加热至微沸后立即停止加热，胶粉已完全溶解，持续搅拌并冷却至室温，即得水相；
(4)水相上方鼓吹氮气，在100r/min搅拌速度下缓慢加入油相，2.5min加入完毕，再持续搅拌10min，用精密试纸测得pH为6.8；
(5)经外切式匀浆机10000r/min高速剪切3次，2min/次，间隔5min，乳液温度控制在50℃，得到稳定的水包油型乳液；
(6)用200目尼龙滤布正向压力过滤，即得浅色水性生漆。
实施例8
一种浅色水性生漆，漆酚含量约30％，固含量约45％，其制备方法，包括如下步骤：
(1)参照《GB/T 14703-2008》测定生漆中的漆酚总量，测得生漆(Rhussuccedanea)样品中漆酚含量为49.3％，加热减量为37.4％；
(2)称取上述生漆121.5g至烧杯，液面上方鼓吹氮气，缓慢加入异丁香酚8.5g，60r/min搅拌8min，再缓慢加入桐油3.1g，加入完毕，持续搅拌15min，即得油相；
(3)称取茶皂素1.5g和皂荚皂苷0.6g至烧杯，加入阿拉伯胶0.4g和甘露聚糖0.1g，100r/min搅拌下缓慢加入纯净水70g，加入完毕，加热至微沸后立即停止加热，胶粉已完全溶解，持续搅拌并冷却至室温，即得水相；
(4)水相上方鼓吹氮气，在100r/min搅拌速度下缓慢加入油相，2.5min加入完毕，再持续搅拌10min，用精密试纸测得pH为5.6，用5％碳酸氢钠水溶液调节pH至6.6；
(5)经外切式匀浆机10000r/min高速剪切3次，2min/次，间隔5min，乳液温度控制在50℃，得到稳定的水包油型乳液；
(6)用200目尼龙滤布正向压力过滤，即得浅色水性生漆。
实施例9
一种浅色水性生漆，漆酚含量约30％，固含量约58.6％，其制备方法，包括如下步骤：
(1)参照《GB/T 14703-2008》测定生漆中的漆酚总量，测得生漆(Melanorrhoeausitata)样品中漆酚含量为51.7％，加热减量为10.2％；
(2)称取上述生漆116.3g至烧杯，液面上方鼓吹氮气，缓慢加入异丁香酚10.2g，100r/min搅拌15min，即得油相；
(3)称取茶皂素1.5g和皂荚皂苷0.6g至烧杯，加入阿拉伯胶0.4g和甘露聚糖0.1g，100r/min搅拌下缓慢加入纯净水75g，加入完毕，加热至微沸后立即停止加热，胶粉已完全溶解，持续搅拌并冷却至室温，即得水相；
(4)水相上方鼓吹氮气，在100r/min搅拌速度下缓慢加入油相，约2.5min加入完毕，再持续搅拌10min，用精密试纸测得pH为6.5；
(5)经外切式匀浆机10000r/min高速剪切3次，2min/次，间隔5min，乳液温度控制在50℃，得到稳定的水包油型乳液；
(6)用200目尼龙滤布正向压力过滤，即得浅色水性生漆。
实施例10
本实施例与实施例1的区别在于，将(1)中的丁香酚替换为4-羟基-3-甲氧基肉桂醛。
实施例11
本实施例与实施例1的区别在于，将(1)中的丁香酚替换为4-烯丙基苯酚。
实施例12
本实施例与实施例1的区别在于，将(1)中的丁香酚替换为对羟基亚苄基丙酮。
实施例13
本实施例与实施例1的区别在于，将(1)中的丁香酚替换为对羟基肉桂酸。
实施例14
本实施例与实施例1的区别在于，将(1)中的丁香酚替换为对羟基肉桂甲酯或对羟基肉桂乙酯。
实施例15
本实施例与实施例1的区别在于，将(1)中的桐油替换为腰果油。
实施例16
本实施例与实施例1的区别在于，将(1)中的桐油替换为桐油和亚麻油的混合物，其中桐油和亚麻油的添加质量比为1:1。或者桐油可以替换为桐油、亚麻油、梓油、腰果油中的至少一种组合，其比例可根据实际工况进行调整，在此不作限定。
<对比例>
对比例1
一种水性生漆，漆酚含量约35％，固含量约41％，其制备方法，包括如下步骤：
(1)参照《GB/T 14703-2008》，测得生漆(Rhus vernicifera)样品中漆酚含量为68.5％，加热减量为23.1％；
(2)称取茶皂素0.8g和皂荚皂苷0.3g至烧杯，加入阿拉伯胶0.3g和甘露聚糖0.05g，100r/min搅拌下缓慢加入纯净水55g，加入完毕，加热至微沸后立即停止加热，胶粉已完全溶解，持续搅拌并冷却至室温，即得水相；
(3)水相上方鼓吹氮气，在100r/min搅拌速度下缓慢加入51.2g上述生漆，约1min加入完毕，再持续搅拌10min，用精密试纸测得pH为6.8；
(4)经外切式匀浆机10000r/min高速剪切3次，2min/次，间隔5min，得到稳定的水包油型乳液；
(5)用200目尼龙滤布正向压力过滤，即得水性生漆。
对比例2
一种水性精制生漆，固含量约40％，其制备方法，包括如下步骤：
(1)参照《GB/T 14703-2008》，测得精制生漆(Rhus vernicifera)样品的加热减量为5.6％；
(2)称取茶皂素0.8g和皂荚皂苷0.3g至烧杯，加入阿拉伯胶0.3g和甘露聚糖0.05g，100r/min搅拌下缓慢加入纯净水65g，加入完毕，加热至微沸后立即停止加热，胶粉已完全溶解，持续搅拌并冷却至室温，即得水相；
(3)水相上方鼓吹氮气，在100r/min搅拌速度下缓慢加入38.6g上述精制生漆，约2min加入完毕，再持续搅拌10min，用精密试纸测得pH为6.5；
(4)经外切式匀浆机10000r/min高速剪切3次，2min/次，间隔5min，得到稳定的水包油型乳液；
(5)用200目尼龙滤布正向压力过滤，即得水性精制生漆。
<漆膜试验性能测定>
将实施例1至9以及对比例1和2采用常规高压喷涂机进行喷涂，自然环境下干燥，根据干燥后的漆膜厚度，在表干24h后进行再次喷涂，直至干膜为50±5μm，置于温度25℃±1℃/湿度75％±2％的恒温恒湿箱内，30天后取出，测定各项性能指标。性能指标如表1所示。
由表1的实验结果可知，实施例得到的漆膜的各方面性能优于对比例得到的漆膜。实施例得到的漆膜颜色为半透明状的黄棕色或浅黄棕色，而对比例得到的漆膜颜色呈不透明的黑色，表明向生漆或精制生漆中加入减色剂(丙烯基苯酚类化合物)能够实现水性生漆的浅色化。相比对比例，实施例得到的漆膜在硬度，光泽度，柔韧性，耐冲击性方面均有显著改善，表明向生漆或精制生漆中加入减色剂(丙烯基苯酚类化合物)能够提升水性生漆漆膜的综合性能。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种浅色水性生漆，其特征在于，各组分按重量份数计，包括生漆12份～83份、减色剂2份～15份、活性稀释剂0份～25份、乳化剂0.1份～1份和水15份～85份；所述减色剂为丙烯基苯酚类化合物，其结构如式I所示，
其中，R1和R2各自独立地代表丙烯基、丙烯基衍生物、氢或C1～C3烷氧基，
在R1和R2中，有且仅有一个基团为丙烯基，丙烯基为1-丙烯基或2-丙烯基。
2.根据权利要求1所述的浅色水性生漆，其特征在于，所述丙烯基苯酚类化合物包括丁香酚、异丁香酚、4-异丙烯基苯酚、4-烯丙基苯酚、2-烯丙基苯酚中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的浅色水性生漆，其特征在于，所述活性稀释剂包括桐油、亚麻油、梓油、或腰果油中的至少一种；或者活性稀释剂是由以桐油、亚麻油、梓油或腰果油为原料制备得到的脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯。
4.根据权利要求1所述的浅色水性生漆，其特征在于，所述乳化剂为非离子表面活性剂。
5.根据权利要求4所述的浅色水性生漆，其特征在于，所述非离子表面活性剂为天然的非离子表面活性剂或合成的非离子表面活性剂；所述天然的非离子表面活性剂的来源为含有五环三萜类皂苷的提取物。
6.根据权利要求1所述的浅色水性生漆，其特征在于，还包括0.1份～1份稳定剂，所述稳定剂为聚丙烯酸类化合物、聚乙烯吡咯烷酮类化合物、或多糖中的至少一种。
7.一种如权利要求1至6中任意一项所述的浅色水性生漆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1将生漆、减色剂进行混合，并鼓吹保护气体，搅拌均匀，加入活性稀释剂继续搅拌，得到油相；
S2将乳化剂与水混合形成混合液，搅拌混合液至均匀分散或澄清状态，得到水相；
S3在保护气体下，将油相加入水相中并持续搅拌，得到水包油乳液；
S4将水包油乳液经剪切匀浆处理，在保护气体下过滤，得到浅色水性生漆。
8.根据权利要求7所述的浅色水性生漆的制备方法，其特征在于，S4中，剪切匀浆处理的工艺参数为，转速为6000r/min～12000r/min，时间为3min～8min，乳液温度不高于60℃。
9.根据权利要求7或8所述的浅色水性生漆的制备方法，其特征在于，S4中，经剪切匀浆处理后的水包油乳液的油滴粒径为0.4μm～5μm。
10.根据权利要求7所述的浅色水性生漆的制备方法，其特征在于，S3中，调节pH至6.0～7.2。
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