CN116478580A - 一种长效型树木防护涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种长效型树木防护涂料，其原料包括如下重量份的组分：乙烯‑醋酸乙烯乳液5‑25份，杀虫灭菌微胶囊乳液1‑4份，分散剂0.4‑0.8份，润湿剂0.1‑0.2份，消泡剂0.1‑0.2份，钛白粉0‑5份，氢氧化钙5‑25份，碳酸钙10‑50份，增稠剂0.1‑0.5份，水20‑50份；杀虫灭菌微胶囊乳液是使用除虫菊酯、三唑酮、多异氰酸酯、有机胺在水中做成的微胶囊乳液。与现有技术相比，本发明将除虫菊酯、三唑酮的组合使用，能够很好灭杀虫卵和病菌，且低毒高效，而微胶囊乳液能很好的分散于涂料中，并可缓慢释放药效，使涂料具有长效防护效果。该涂料无需使用成膜助剂、防冻剂、甲醛等，且制备简单，施工方便。
Description
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种长效型树木防护涂料及其制备方法。
背景技术
科学研究表明：树木每生长1立方米的蓄积，平均吸收1.83吨二氧化碳，释放1.62吨氧气。为了控制二氧化碳排放，治理温室气体效应，对树木的保护就显得尤为重要。树木的栽培、养护中需要进行防虫处理，刷白是目前使用较多的方式，即每到冬季，采用石灰水对树木的根部进行刷白，在灭杀藏匿在树皮里的病菌、幼虫和虫卵的同时，还起到一定的保温作用。
目前市场上刷白主要使用的是石灰水，防虫杀菌效果有限，而且容易受雨水冲淋剥落流失，造成对土壤和地下水的危害。现有技术中也有一些关于树木防护涂料的介绍，例如，公开号为CN106883695A的中国发明专利公开了一种行道树涂料，将拟驱虫菊酯溶解在乙醇中制备成驱虫菊酯溶液后直接添加在涂料中制备而成，这种借乙醇溶解驱虫菊酯的方法，虽然解决了驱虫菊酯在水性涂料中的使用问题，但在应用过程中，随着酒精的挥发，驱虫菊酯与水性涂料的相容性会出现问题，使得水性乳液不能很好的包裹药剂，不能起到长效防护作用，而且涂料中使用的酒精属于有机挥发物VOC，不利于环保。
因此，迫切需要研究开发一种易于生产的、低毒高效的、可防止雨水冲淋流失的、具有长效防虫抗菌效果的树木防护涂料。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术存在的问题，提供一种长效型树木防护涂料，该涂料中杀虫灭菌活性成分能很好的分散于涂料中，与乳液结合性良好，防止雨水冲失，具有长效防护效果，减少土壤和地下水的污染。
本发明的另一目的是提供一种工艺简易可行的制备上述长效型树木防护涂料的方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种长效型树木防护涂料，其原料包括如下重量份的组分：乙烯-醋酸乙烯乳液5-25份，杀虫灭菌微胶囊乳液1-4份，分散剂0.4-0.8份，润湿剂0.1-0.2份，消泡剂0.1-0.2份，钛白粉0-5份，氢氧化钙5-25份，碳酸钙10-50份，增稠剂0.1-0.5份，水20-50份。
所述杀虫灭菌微胶囊乳液的制备方法：将除虫菊酯、三唑酮溶于醋酸丁酯中，再加入多异氰酸酯，混合均匀得到油相；将C12-15仲醇聚氧乙烯醚、烷基二苯醚二磺酸盐加入到去离子水中，混合均匀得到水相；以(0.8-1):1的质量比将油相加入到水相中，高速乳化后，滴加交联剂溶液，然后持续搅拌2-4h，得到杀虫灭菌微胶囊乳液。
进一步，所述除虫菊酯、三唑酮、醋酸丁酯和多异氰酸酯的质量比为(2-5)：(1-2)：2:2。
进一步，所述除虫菊酯选自氰戊菊酯、氯菊酯、甲氰菊酯中的一种或两种以上任意比例的组合物。
进一步，所述C12-15仲醇聚氧乙烯醚占杀虫灭菌微胶囊乳液总质量的3-5％，烷基二苯醚二磺酸盐占杀虫灭菌微胶囊乳液总质量的2-4％。
进一步，所述交联剂选自乙二胺、二乙烯三胺和三乙烯四胺中的一种或两种以上任意比例的组合物。所述交联剂与多异氰酸酯的质量比为(0.2-0.5)：1。
进一步，所述分散剂为聚羧酸钠盐分散剂。
进一步，所述高速乳化的转速为15000-20000rpm，时间为5-10min。
进一步，所述乙烯-醋酸乙烯乳液优选成膜温度为0℃的乙烯-醋酸乙烯乳液。
进一步，所述增稠剂选自羟乙基纤维素醚、乙基羟乙基纤维素醚、羟乙基甲基纤维素醚或黄原胶中的一种或两种以上任意比例的组合物。
上述长效型树木防护涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将水、分散润湿剂和消泡剂加入到搅拌釜中，搅拌混合均匀，然后加入氢氧化钙、碳酸钙，高速分散至细度≤80μm，再加入乙烯-醋酸乙烯乳液，搅拌均匀，得到混合液；
(2)往混合液中加入杀虫灭菌微胶囊乳液，搅拌均匀，最后加入增稠剂，调节粘度为80-120KU，得到长效型树木防护涂料。
本发明的有益效果：
1)本发明使用除虫菊酯、三唑酮，多异氰酸酯、有机胺在水中制成了杀虫灭菌微胶囊乳液，该乳液中，除虫菊酯对昆虫具有强烈的触杀作用，人畜较安全，对环境的污染很小；三唑酮是一种高效、低毒、低残留、持效期长、内吸性强的三唑类杀菌剂，对多种病害有效，对鱼类及鸟类较安全，对蜜蜂和天敌无害。本发明将除虫菊酯、三唑酮组合使用，能够很好灭杀虫卵和病菌，起到保护树木的作用，并且低毒高效。
2)本发明将杀虫灭菌组分制备成微胶囊乳液，其与成膜物质都是乳液状态，相容性好，能更好的分散于涂料中，乳液包裹性更强，不容易流失，而且将杀虫灭菌组分制成微胶囊状态，可以缓慢释放药效，防止活性成分流失，使涂料具有更长久的杀虫灭菌效用。
3)本发明的树木防护涂料中使用了氢氧化钙，氢氧化钙使涂料初期具有较强的碱性，可以有效杀灭虫卵和病菌，而且涂料在涂装后，氢氧化钙会与空气中的二氧化碳反应成膜，一方面可以减少乳液的加量降低成本，一方面可以消耗二氧化碳，理论计算每公斤涂料可以消除100克的二氧化碳，有效减少温室气体的排放。
4)本发明的树木防护涂料中使用了乙烯-醋酸乙烯(VAE)乳液，具有很好的成膜效果和附着力，可以极大的防止杀虫灭菌微胶囊活性成分和氢氧化钙等填料的流失，使涂料防护效果更持久，也避免了由于药剂的流失导致的土壤和地下水污染的危害。
5)本发明的树木防护涂料未使用成膜助剂、防冻剂等有机溶剂、未添加甲醛、重金属和APEO的有害物质，低VOC的绿色环保型产品。
6)本发明的长效型树木防护涂料可滚涂、刷涂、喷涂施工，生产制造工艺简单，只需要简单的物理分散搅拌工艺就可以制备而成，具有很好的应用前景。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的方法进行说明，但本发明并不局限于此。
下述实施例和对比例中，采用的乙烯-醋酸乙烯乳液为塞拉尼斯VAE乳液，成膜温度为0℃，分散剂为聚羧酸钠盐分散剂KUAIYI，润湿剂为陶氏润湿剂BD-109，但均不限于此。其它试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1
一种长效型树木防护涂料，其原料包括如下重量份的组分：乙烯-醋酸乙烯乳液10份，杀虫灭菌微胶囊乳液1.5份，分散剂0.6份，润湿剂0.2份，消泡剂0.2份，钛白粉1份，氢氧化钙20份，碳酸钙29份，增稠剂(羟乙基纤维素醚)0.3份，水37.2份。
所述杀虫灭菌微胶囊乳液的制备方法：将4重量份除虫菊酯(氰戊菊酯)、2重量份三唑酮溶于2重量份醋酸丁酯中，再加入2重量份多异氰酸酯(CORONATE HXLV)，混合均匀得到油相；将C12仲醇聚氧乙烯醚、烷基二苯醚二磺酸盐加入到去离子水中，混合均匀得到水相；以1:1的质量比将油相加入到水相中，18000rpm高速乳化8min，滴加乙二胺溶液，乙二胺的质量是多异氰酸酯的0.4倍，然后持续搅拌3h，得到杀虫灭菌微胶囊乳液；所述C12仲醇聚氧乙烯醚占杀虫灭菌微胶囊乳液总质量的4％，烷基二苯醚二磺酸盐占杀虫灭菌微胶囊乳液总质量的3％。
上述长效型树木防护涂料的制备方法：
(1)将水、分散剂、润湿剂和消泡剂加入到搅拌釜中，搅拌混合均匀，然后加入氢氧化钙、碳酸钙，高速分散至细度≤80μm，再加入乙烯-醋酸乙烯乳液，搅拌均匀，得到混合液；
(2)往混合液中加入杀虫灭菌微胶囊乳液，搅拌均匀，最后加入增稠剂，混合均匀，得到长效型树木防护涂料。
实施例2
一种长效型树木防护涂料，其原料包括如下重量份的组分：乙烯-醋酸乙烯乳液15份，杀虫灭菌微胶囊乳液2.5份，分散剂0.6份，润湿剂0.2份，消泡剂0.2份，钛白粉3份，氢氧化钙20份，碳酸钙27份，增稠剂(羟乙基纤维素醚)0.25份，水31.25份。
所述杀虫灭菌微胶囊乳液的制备方法：将4重量份除虫菊酯(氰戊菊酯)、2重量份三唑酮溶于2重量份醋酸丁酯中，再加入2重量份多异氰酸酯(CORONATE HXLV)，混合均匀得到油相；将C12仲醇聚氧乙烯醚、烷基二苯醚二磺酸盐加入到去离子水中，混合均匀得到水相；以1:1的质量比将油相加入到水相中，18000rpm高速乳化8min，滴加乙二胺溶液，乙二胺的质量是多异氰酸酯的0.4倍，然后持续搅拌3h，得到杀虫灭菌微胶囊乳液；所述C12仲醇聚氧乙烯醚占杀虫灭菌微胶囊乳液总质量的4％，烷基二苯醚二磺酸盐占杀虫灭菌微胶囊乳液总质量的3％。
上述长效型树木防护涂料的制备方法：
(1)将水、分散剂、润湿剂和消泡剂加入到搅拌釜中，搅拌混合均匀，然后加入氢氧化钙、碳酸钙，高速分散至细度≤80μm，再加入乙烯-醋酸乙烯乳液，搅拌均匀，得到混合液；
(2)往混合液中加入杀虫灭菌微胶囊乳液，搅拌均匀，最后加入增稠剂，混合均匀，得到长效型树木防护涂料。
实施例3
一种长效型树木防护涂料，其原料包括如下重量份的组分：乙烯-醋酸乙烯乳液20份，杀虫灭菌微胶囊乳液3.5份，分散剂0.6份，润湿剂0.2份，消泡剂0.2份，钛白粉5份，氢氧化钙20份，碳酸钙25份，增稠剂(羟乙基纤维素醚)0.2份，水25.3份。
所述杀虫灭菌微胶囊乳液的制备方法：将4重量份除虫菊酯(氰戊菊酯)、2重量份三唑酮溶于2重量份醋酸丁酯中，再加入2重量份多异氰酸酯(CORONATE HXLV)，混合均匀得到油相；将C12仲醇聚氧乙烯醚、烷基二苯醚二磺酸盐加入到去离子水中，混合均匀得到水相；以1:1的质量比将油相加入到水相中，18000rpm高速乳化8min，滴加乙二胺溶液，乙二胺的质量是多异氰酸酯的0.4倍，然后持续搅拌3h，得到杀虫灭菌微胶囊乳液；所述C12仲醇聚氧乙烯醚占杀虫灭菌微胶囊乳液总质量的4％，烷基二苯醚二磺酸盐占杀虫灭菌微胶囊乳液总质量的3％。
上述长效型树木防护涂料的制备方法：
(1)将水、分散剂、润湿剂和消泡剂加入到搅拌釜中，搅拌混合均匀，然后加入氢氧化钙、碳酸钙，高速分散至细度≤80μm，再加入乙烯-醋酸乙烯乳液，搅拌均匀，得到混合液；
(2)往混合液中加入杀虫灭菌微胶囊乳液，搅拌均匀，最后加入增稠剂，混合均匀，得到长效型树木防护涂料。
对比例1
一种树木防护涂料，其原料包括如下重量份的组分：
乙烯-醋酸乙烯乳液10份，杀虫灭菌溶液1.5份，分散剂0.6份，润湿剂0.2份，消泡剂0.2份，钛白粉1份，氢氧化钙20份，碳酸钙29份，增稠剂(羟乙基纤维素醚)0.3份，水37.2份。
所述杀虫灭菌溶液的制备方法：将4重量份的除虫菊酯(氰戊菊酯)与2重量份的三唑酮溶于14重量份的乙醇中制备成杀虫灭菌醇溶液。
上述树木防护涂料的制备方法：
(1)将水、分散剂、润湿剂和消泡剂加入到搅拌釜中，搅拌混合均匀，然后加入氢氧化钙、碳酸钙，高速分散至细度≤80μm，再加入杀虫灭菌溶液搅拌均匀，得到混合液；
(2)往混合液中加入乙烯-醋酸乙烯乳液，搅拌均匀，最后加入增稠剂，混合均匀，得到树木防护涂料。
对比例2
一种树木防护涂料，其原料包括如下重量份的组分：
乙烯-醋酸乙烯乳液15份，杀虫灭菌溶液2.5份，分散剂0.6份，润湿剂0.2份，消泡剂0.2份，钛白粉3份，氢氧化钙20份，碳酸钙27份，增稠剂(羟乙基纤维素醚)0.25份，水31.25份。
所述杀虫灭菌溶液的制备方法：将4重量份的除虫菊酯(氰戊菊酯)与2重量份的三唑酮溶于14重量份的乙醇中制备成杀虫灭菌醇溶液。
上述树木防护涂料的制备方法：
(1)将水、分散剂、润湿剂和消泡剂加入到搅拌釜中，搅拌混合均匀，然后加入氢氧化钙、碳酸钙，高速分散至细度≤80μm，再加入杀虫灭菌溶液搅拌均匀，得到混合液；
(2)往混合液中加入乙烯-醋酸乙烯乳液，搅拌均匀，最后加入增稠剂，混合均匀，得到树木防护涂料。
对比例3
一种树木防护涂料，其原料包括如下重量份的组分：
乙烯-醋酸乙烯乳液20份，杀虫灭菌溶液3.5份，分散剂0.6份，润湿剂0.2份，消泡剂0.2份，钛白粉5份，氢氧化钙20份，碳酸钙25份，增稠剂(羟乙基纤维素醚)0.2份，水25.3份。
所述杀虫灭菌溶液的制备方法：将4重量份的除虫菊酯(氰戊菊酯)与2重量份的三唑酮溶于14重量份的乙醇中制备成杀虫灭菌醇溶液。
上述树木防护涂料的制备方法：
(1)将水、分散剂、润湿剂和消泡剂加入到搅拌釜中，搅拌混合均匀，然后加入氢氧化钙、碳酸钙，高速分散至细度≤80μm，再加入杀虫灭菌溶液搅拌均匀，得到混合液；
(2)往混合液中加入乙烯-醋酸乙烯乳液，搅拌均匀，最后加入增稠剂，混合均匀，得到树木防护涂料。
性能测试：
将实施例1-3和对比例1-3的树木防护涂料在同等加量的条件下进行防护效果及持久性测试，防护效果主要测试涂膜的对害虫的触杀毒力和抗菌能力，其中涂膜触杀毒力的测定使用药膜法，以2kg/㎡的涂布量将涂料涂布在直径9cm的椴木板上，干燥后放置在培养皿中，在培养皿中放入10条鳞翅目幼虫，观察幼虫击倒时间；抗菌性测试采用《HG/T3950-2007抗菌涂料》对涂料的抗菌性能、抗菌耐候性能试验，测试菌种为金黄色葡萄球菌。持久性测试是将涂膜以30W，253.7nm的紫外线照射5h，去离子水喷淋1h为1个循环，经过20个循环人工老化后再对涂膜进行毒杀能力和抗菌能力的测试。测试结果见表1：
表1
从表1的测试结果可以看出，对比例1-3的防护涂料应用后初始杀虫灭菌效率很高，但经过人工老化后，涂膜已经不能全部灭杀虫菌；而本发明实施例1-3制得的防护涂料，无论是初始阶段还是经过人工老化后的涂膜都保持着很高的防护效率。
Claims (10)
1.一种长效型树木防护涂料，其特征在于，其原料包括如下重量份的组分：乙烯-醋酸乙烯乳液5-25份，杀虫灭菌微胶囊乳液1-4份，分散剂0.4-0.8份，润湿剂0.1-0.2份，消泡剂0.1-0.2份，钛白粉0-5份，氢氧化钙5-25份，碳酸钙10-50份，增稠剂0.1-0.5份，水20-50份；
所述杀虫灭菌微胶囊乳液的制备方法：将除虫菊酯、三唑酮溶于醋酸丁酯中，再加入多异氰酸酯，混合均匀得到油相；将C12-15仲醇聚氧乙烯醚、烷基二苯醚二磺酸盐加入到去离子水中，混合均匀得到水相；以(0.8-1):1的质量比将油相加入到水相中，高速乳化后，滴加交联剂溶液，然后持续搅拌2-4h，得到杀虫灭菌微胶囊乳液。
2.如权利要求1所述的长效型树木防护涂料，其特征在于，所述除虫菊酯、三唑酮、醋酸丁酯和多异氰酸酯的质量比为(2-5)：(1-2)：2:2。
3.如权利要求1所述的长效型树木防护涂料，其特征在于，所述除虫菊酯选自氰戊菊酯、氯菊酯、甲氰菊酯中的一种或两种以上任意比例的组合物。
4.如权利要求1所述的长效型树木防护涂料，其特征在于，所述C12-15仲醇聚氧乙烯醚占杀虫灭菌微胶囊乳液总质量的3-5％，烷基二苯醚二磺酸盐占杀虫灭菌微胶囊乳液总质量的2-4％。
5.如权利要求1所述的长效型树木防护涂料，其特征在于，所述交联剂选自乙二胺、二乙烯三胺和三乙烯四胺中的一种或两种以上任意比例的组合物。
6.如权利要求1所述的长效型树木防护涂料，其特征在于，所述交联剂与多异氰酸酯的质量比为(0.2-0.5)：1。
7.如权利要求1所述的长效型树木防护涂料，其特征在于，所述高速乳化的转速为15000-20000rpm，时间为5-10min。
8.如权利要求1所述的长效型树木防护涂料，其特征在于，所述乙烯-醋酸乙烯乳液的成膜温度为0℃。
9.如权利要求1至8任一项所述的长效型树木防护涂料，其特征在于，所述增稠剂选自羟乙基纤维素醚、乙基羟乙基纤维素醚、羟乙基甲基纤维素醚或黄原胶中的一种或两种以上任意比例的组合物。
10.权利要求1至9任一项所述的长效型树木防护涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将水、分散剂、润湿剂和消泡剂加入到搅拌釜中，搅拌混合均匀，然后加入氢氧化钙、碳酸钙，高速分散至细度≤80μm，再加入乙烯-醋酸乙烯乳液，搅拌均匀，得到混合液；
(2)往混合液中加入杀虫灭菌微胶囊乳液，搅拌均匀，最后加入增稠剂，混合均匀，得到长效型树木防护涂料。
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