专利名称：复合变性淀粉环保内墙涂料及其制备方法
技术领域：
本发明属于内墙涂料技术领域，具体地说涉及一种单组份的复合变性淀粉环保内墙涂料及其制备方法
背景技术：
目前，在我国建筑涂料科学技术工作的发展方向为一是向着水性化、环保化方向发展，涂料的品种结构以减少VOC含量，向着环保化的产品发展；二是向功能化发展；三是向高性能，高档次发展；四是提高涂料的配制技术，主要包括优质填料的生产和选用，各类助剂的配套应用和色浆的配制，纳米材料及超细粉料在涂料配制中的应用技术，从而提高建筑涂料的质量和水平。发展绿色环保型、保健型涂料已成涂料行业发展的趋势，除广泛用于工业外，环保型、保健型涂料在民用建筑领域的用途也日趋广阔。淀粉是自然界中存在最广泛的天然高分子材料之一，是天然可食性原料，具有良好的粘结性和成膜特性，原料来源广泛，且价格低廉。但是，原淀粉乳液性能不甚稳定，不能直接制备内墙涂料。只有通过对原淀粉进行改性，才能使其成为优良的内墙涂料基料，并兼备涂膜的基本物理性能和化学性能，符合绿色环保内墙涂料的要求和发展趋势。多孔淀粉是指具有生淀粉酶活力的酶在糊化温度以下作用于生淀粉而形成的多孔性蜂窝状产物。多孔淀粉作为一种新型的有机吸附剂，能吸附除了膏状物以外的各种形态的物质，对被吸附物质具有保护和缓释作用，故而应用于颜料吸附，可保护颜料不易掉色，颜色持久鲜艳。目前，内墙涂料的品种很多，但防水、耐污性差，更不抗菌，鉴于此，我们运用对原淀粉改性技术研制出这种复合变性淀粉环保内墙建筑涂料。
发明内容
本发明的目的旨在避免所述现有技术存在的不足，而提供一种单组份的复合变性淀粉环保内墙涂料及其制备方法；该涂料采用复合变性淀粉乳液、纳米材料、多孔淀粉吸附颜料、填料、助剂和水等配制而成；具有无污染、耐冲击、附着力、耐老化、耐腐蚀、抗紫外线、 环境友好、颜色更加持久亮丽的特点。实现本发明目的的解决方案是一种复合变性淀粉环保内墙涂料及其制备方法， 由下列物质按所附重量份制备而成复合变性淀粉乳液15. O ~ 40. O 多孔淀粉吸附颜料 1.0~15. 0 纳米材料 0. 1~2. 0
水2G. Q~50. 0
填料25. 0~80. 0 分散剂 0. 5 ~ 3. 0 消泡剂 0. 01~0. 1 防腐防霉剂 0. 01~1.0 中和剂 0. 05~2. 0 成膜助剂 0.1 2.0如上所述的复合变性淀粉乳液为玉米预糊化氧化交联淀粉乳液。所述的多孔淀粉吸附颜料可根据涂料配色的需要可为钛白粉、锌钡白、氧化锌及各色颜料中的一种或几种的混合物。该混合物在使用前可加入多孔淀粉进行吸附。所述的纳米材料为纳米三氧化二铁、纳米氧化钛、纳米碳酸钙、纳米氧化锌和纳米二氧化硅中的一种或几种的混合物。所述的填料为重质碳酸钙、高岭土、立德粉、滑石粉、重晶石粉、云母粉和石英粉中的一种或几种的混合物。所述的分散剂为聚羧酸钠、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵、油酰基环氧烷共聚物和聚硅氧烷中的一种或几种的混合物。所述的消泡剂为磷酸三丁酯、脂肪烃的乳化物、非硅酮有机酯碳氢化合物、非硅酮胺类碳氢化合物及含疏水粒子矿物油混合物中的一种或几种的混合物。所述的防腐防霉剂为1，2-苯丙异噻唑啉-3-酮、苯丙咪唑氨基甲酸甲酯、2，4，5， 6-四氯间苯二腈、2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮和2-(4-噻唑基)苯咪唑中一种或几种的混合物。所述的中和剂为二甲基乙醇胺、乙醇胺和氨水中的一种或几种的混合物。所述的成膜助剂为乙二醇、乙二醇乙醚和乙二醇丁醚的中的一种或几种的混合物。本发明进一步提供复合变性淀粉环保内墙涂料的制备方法，包括如下步骤A、复合变性淀粉制备(1)、将一定量的玉米淀粉用去离子水配制成25-35%的淀粉乳，加热至30°C时用 3%的氢氧化钠水溶液调节pH值至11-12 ；(2)、加入淀粉干基0.2-0. 5%的三氯氧磷，并用3%氢氧化钠水溶液维持pH值为 11-12，反应1-3小时；(3)、升温至50°C，加入一定量的硫酸亚铁，用3%的氢氧化钠水溶液调节pH值为 10. 5-11. 5，加入淀粉干基质量3-5%、纯度为30%的双氧水，搅拌，反应过程中用3%的氢氧化钠水溶液维持PH值为10. 5-11. 5，同时采用消泡剂消泡；(4)、反应1. 5-2. 5小时后，用过氧化氢酶终止氧化反应，调节pH值至8_9，用滚筒预糊化干燥，粉碎，过筛，即得复合变性淀粉；B、复合变性淀粉乳液的制备称取一定量的如A步骤所述的复合变性淀粉，用去离子水配制成8-12%的淀粉乳，在50°C的水浴锅中保温5-20min，制成复合变性淀粉乳液；
C、多孔淀粉的制备(1)、将一定量的玉米淀粉用pH值为5的醋酸-醋酸钠缓冲液配成10-20%的淀粉乳，(2)、在 50°C水浴锅中预热 lOmin，加入 0. 5-2. Oml α -淀粉酶(活性 4000-8000U/ ml)和 10-50ul 糖化酶(10000-50000U/ml)，在 50°C 的水浴锅中搅拌(100_500rpm)反应 IOh 后，调节PH值至10使酶反应停止；(3)、离心、干燥、粉碎即可制得多孔淀粉；D、多孔淀粉吸附颜料的制备根据涂料配色的需要，在钛白粉、锌钡白、氧化锌及各色颜料中的一种或几种的组分所配制的不同色浆中，加入多孔淀粉(按混合物的10-50%添加)，搅拌 (200-600rpm)0. 5h后即得多孔淀粉吸附颜料；E、复合变性淀粉内墙涂料的制备(1)、按所述配方称量的水、分散剂、消泡剂及防腐防霉剂，在搅拌分散机内边加料边搅拌，搅拌速度为400-600转/分，搅拌十几分钟，直到各种物料分散均勻为止；(2)、调节搅拌速度提高至1400-1800转/分，依次加入纳米材料、多孔淀粉吸附颜料和填料，搅拌1-1. 5小时直到各种物料分散均勻；(3)、降低搅拌速度至300-500转/分，边搅拌，边加入所附重量份的成膜助剂和复合变性淀粉乳液总量的50%左右，搅拌均勻后再加入50%复合变性淀粉乳液和所附重量份的中和剂，搅拌至均勻；(4)、采用80-100目网过滤，制得该涂料产品。本发明与现有技术相比具有如下优点1)、本发明采用对原淀粉进行改性的技术，可以使其成为优良的内墙涂料基料，以其为基料的内墙涂料不含甲醛，具有环境友好、无毒等无可比拟的优点，符合绿色环保内墙涂料的要求和发展趋势；2)、本发明使用了复合变性淀粉乳液和多孔淀粉吸附颜料，可使制作的涂料产品无污染，环境友好，颜色更加持久亮丽；3)、本发明采用添加纳米材料，可大大提高涂料的耐冲击、附着力、耐老化、耐腐蚀、抗紫外线等性能。
具体实施例方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述实施例1(1)、将250ml去离子水、聚羧酸钠8g、磷酸三丁酯0. 2g、1，2_苯丙异噻唑啉_3_酮 lg，在搅拌分散机内边加料边搅拌，搅拌速度为500转/分，搅拌12min ；(2)、调节搅拌速度至1600转/分，依次将纳米碳酸钙3g、纳米二氧化硅3g、多孔淀粉吸附颜料30g、重质碳酸钙120g、轻钙50g、高岭土 100g、滑石粉50g和云母粉30g投入配料锅中，搅拌1.5h;(3)、再 降低搅拌速度至400转/分，边搅拌边加入乙二醇8g、27%的氨水3g和复合变性淀粉乳液80g，搅拌均勻后，再加入复合变性淀粉乳液100g，搅拌均勻，然后用80目网过滤制得该涂料产品。实施例2(1)、将2000ml去离子水、聚丙烯酸钠100g、磷酸三丁酯lg、2_正辛基_4_异噻唑啉-3-酮6g，在搅拌分散机内边加料边搅拌，搅拌速度为400转/分，搅拌IOmin ；(2)、调节搅拌速度至1500转/分，依次将纳米氧化钛40g、纳米碳酸钙50g、多孔淀粉吸附颜料100g、重质碳酸钙1800g、高岭土 1500g、滑石粉600g和云母粉500g投入配料锅内，搅拌Ih;(3)、降低搅拌速度至400转/分，边搅拌边加入乙二醇乙醚100g、27%的氨水50g 和复合变性淀粉乳液1000g，搅拌均勻后再加入复合变性淀粉乳液1500g，搅拌均勻，然后用90目网过滤制得该涂料产品。实施例3(1)、将80L去离子水、聚丙烯酸铵4kg、磷酸三丁酯0. 04kg、2，4，5，6-四氯间苯二腈0. 24kg，在搅拌分散机内边加料边搅拌，搅拌速度为400转/分，搅拌15min ；(2)、调节搅拌速度至1500转/分，依次将纳米氧化钛2kg、纳米碳酸钙2kg、纳米氧化锌1kg、多孔淀粉吸附颜料4kg、重质碳酸钙75kg、高岭土 60kg、滑石粉25kg和重晶石粉20kg投入配料锅内，搅拌1. 3h ；(3)、降低搅拌速度至400转/分，边搅拌边加入乙二醇4kg、27%的氨水2. Ikg和复合变性淀粉乳液45kg，搅拌均勻后再加入复合变性淀粉乳液60kg，搅拌均勻，然后用100 目网过滤制得该涂料产品。该涂料的产品质量检验数据详见下表
权利要求
1.一种复合变性淀粉环保内墙涂料及其制备方法，其特征在于由下列物质按所附重量份制备而成复合变性淀粉乳液15. O 40. 0多孔淀粉吸附颜料1. 0~15. 0纳米材料0. 1~2. 0水20. 0~50. 0填料25. 0~80. 0分散剂0. 5 ~ 3. 0消泡剂0. 01~0. 1防腐防霉剂0.01 1.0中和剂0. 05~2. 0成膜助剂0. 1~2. 0
2.一种复合变性淀粉环保内墙涂料及其制备方法，其特征在于进一步提供复合变性淀粉环保内墙涂料的制备方法，包括如下步骤A、复合变性淀粉制备(1)、将一定量的玉米淀粉用去离子水配制成25-35%的淀粉乳，加热至30°C时用3% 的氢氧化钠水溶液调节PH值至11-12 ；(2)、加入淀粉干基0.2-0. 5%的三氯氧磷，并用3%氢氧化钠水溶液维持pH值为 11-12，反应1-3小时；(3)、升温至50°C，加入一定量的硫酸亚铁，用3%的氢氧化钠水溶液调节pH值为 10. 5-11.5，加入淀粉干基质量3-5%、纯度为30%的双氧水，搅拌，反应过程中用3%的氢氧化钠水溶液维持PH值为10. 5-11. 5，同时采用消泡剂消泡；(4)、反应1.5-2. 5小时后，用过氧化氢酶终止氧化反应，调节pH值至8-9，用滚筒预糊化干燥，粉碎，过筛，即得复合变性淀粉；B、复合变性淀粉乳液的制备称取一定量的如A步骤所述的复合变性淀粉，用去离子水配制成8-12%的淀粉乳，在 50°C的水浴锅中保温5-20min，制成复合变性淀粉乳液；C、多孔淀粉的制备(1)、将一定量的玉米淀粉用PH值为5的醋酸-醋酸钠缓冲液配成10-20%的淀粉乳，(2)、在50°C水浴锅中预热lOmin，加入0.5-2. Oml α -淀粉酶(活性4000_8000U/ml)和 10-50ul糖化酶(10000-50000U/ml)，在50°C的水浴锅中搅拌(100_500rpm)反应IOh后，调节pH值至10使酶反应停止；(3)、离心、干燥、粉碎即可制得多孔淀粉；D、多孔淀粉吸附颜料的制备根据涂料配色的需要，在钛白粉、锌钡白、氧化锌及各色颜料中的一种或几种的组分所配制的不同色浆中，加入多孔淀粉(按混合物的10-50%添加)，搅拌(200-600rpm)0. 5h后即得多孔淀粉吸附颜料；E、复 合变 性淀粉内墙涂料的制备(1)、按所述配方称量的水、分散剂、消泡剂及防腐防霉剂，在搅拌分散机内边加料边搅拌，搅拌速度为400-600转/分，搅拌十几分钟，直到各种物料分散均勻为止；(2)、调节搅拌速度至1400-1800转/分，依次加入纳米材料、多孔淀粉吸附颜料和填料，搅拌1-1. 5小时直到各种物料分散均勻；(3)、降低搅拌速度至300-500转/分，边搅拌，边加入所附重量份的成膜助剂和复合变性淀粉乳液总量的50%左右，搅拌均勻后再加入50%的复合变性淀粉乳液和所附重量份的中和剂，搅拌至均勻；(4)、采用80-100目网过滤，制得该涂料产品。
3.根据权利要求1和2所述的复合变性淀粉环保内墙涂料及其制备方法，其特征在于， 所述的复合变性淀粉乳液为玉米预糊化氧化交联淀粉乳液。
4.根据权利要求3所述的复合变性淀粉环保内墙涂料及其制备方法，其特征在于，所述的多孔淀粉吸附颜料可根据涂料配色的需要可为钛白粉、锌钡白、氧化锌及各色颜料中的一种或几种的混合物。该混合物在使用前可加入多孔淀粉进行吸附。
5.根据权利要求3所述的复合变性淀粉环保内墙涂料及其制备方法，其特征在于，所述的纳米材料为纳米三氧化二铁、纳米氧化钛、纳米碳酸钙、纳米氧化锌和纳米二氧化硅中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求3所述的复合变性淀粉环保内墙涂料及其制备方法，其特征在于，所述的填料为重质碳酸钙、高岭土、立德粉、滑石粉、重晶石粉、云母粉和石英粉中的一种或几种的混合物。
7.根据权利要求3所述的复合变性淀粉环保内墙涂料及其制备方法，其特征在于，所述的分散剂为聚羧酸钠、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵、油酰基环氧烷共聚物和聚硅氧烷中的一种或几种的混合物。
8.根据权利要求3所述的复合变性淀粉环保内墙涂料及其制备方法，其特征在于，所述的消泡剂为磷酸三丁酯、脂肪烃的乳化物、非硅酮有机酯碳氢化合物、非硅酮胺类碳氢化合物及含疏水粒子矿物油混合物中的一种或几种的混合物。
9.根据权利要求3所述的复合变性淀粉环保内墙涂料及其制备方法，其特征在于，所述的防腐防霉剂为1，2_苯丙异噻唑啉-3-酮、苯丙咪唑氨基甲酸甲酯、2，4，5，6_四氯间苯二腈、2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮和2-(4-噻唑基)苯咪唑中一种或几种的混合物。
10.根据权利要求3所述的复合变性淀粉环保内墙涂料及其制备方法，其特征在于，所述的中和剂为二甲基乙醇胺、乙醇胺和氨水中的一种或几种的混合物。
11.根据权利要求3所述的复合变性淀粉环保内墙涂料及其制备方法，其特征在于，所述的成膜助剂为乙二醇、乙二醇乙醚和乙二醇丁醚的中的一种或几种的混合物。
全文摘要
本发明公开了一种复合变性淀粉环保内墙涂料及其制备方法；其主要成分包括复合变性淀粉乳液、纳米材料、多孔淀粉吸附颜料、填料、分散剂、消泡剂、防腐防霉剂、中和剂、成膜助剂和水配制而成；其制备方法的步骤为①复合变性淀粉的制备，②复合变性淀粉乳液的制备，③多孔淀粉的制备，④多孔淀粉吸附颜料的制备、⑤复合变性淀粉内墙涂料的制备；本发明将淀粉进行改性，由于使用了复合变性淀粉乳液和多孔淀粉吸附颜料使制作的涂料产品无污染，环境友好，颜色更加持久亮丽；采用添加纳米材料的技术，大大提高了涂料的耐冲击、附着力、耐老化、耐腐蚀、抗紫外线等性能。
文档编号C09D103/10GK102321410SQ20111021853
公开日2012年1月18日 申请日期2011年7月27日 优先权日2011年7月27日
发明者孙兰弟, 方悦, 田映良 申请人:甘肃圣邦新材料有限公司