本申请涉及高分子材料领域，尤其涉及一种水性涂料及其制备方法。
背景技术：
水性涂料作为一种装饰及功能性材料，已广泛应用于现代工业和生产生活中。随着人们环保和健康意识的增加，涂料的安全使用已成为人们关注的焦点；水性涂料中有毒有害的物质的来源包括原材料、生产加工中的化学处理，以及为保证产品质量或赋予产品特殊功能而加入的各种助剂，这些原材料和助剂的使用均不同程度地释放有毒有害物质，如甲醛、醇类、卤代烃、苯系物等。
聚乙烯醇(简称pva)，白色片状、絮状或粉末状固体，无味且溶于水，是一种用途相当广泛的水溶性高分子有机聚合物。性能介于塑料和橡胶之间，可用于制造聚乙烯醇缩醛、耐汽油管道和维尼纶合成纤维、织物处理剂、乳化剂、纸张涂层、粘合剂、胶水等；传统技术中，水性涂料的组分主要有聚乙烯醇与酒精，但是由此制得的水性涂料会存在少量的甲醇，其原因有如下两点：一方面，甲醇是生产聚乙烯醇的主要原料，虽然甲醇本身不参与反应，但是贯穿聚乙烯醇生产的全过程；醇解过程中，半成品聚乙烯醇虽经压榨、干燥、粉碎等处理，但聚乙烯醇中仍含有少量的甲醇。另一方面，酒精来源于石油的裂解和精馏，在裂解和精馏的过程中会产生副产物甲醇，且不易分离。
甲醇属三级危害(中度危害)毒物，即使甲醇的含量少，其存在的危害却不容小觑。甲醇不仅可对人体视神经和视网膜有特殊的毒害作用，且当其遇到雷击、明火或高热等极易引起燃烧爆炸事故。
技术实现要素：
本申请的目的在于提供一种水性涂料及其制备方法，解决了传统技术中，水性涂料的组分主要有聚乙烯醇与酒精，由此制得的水性涂料会存在少量的甲醇。甲醇属三级危害(中度危害)毒物，即使甲醇的含量少，其存在的危害却不容小觑。甲醇不仅可对人体视神经和视网膜有特殊的毒害作用，且当其遇到雷击、明火或高热等极易引起燃烧爆炸事故的问题。
一方面，本申请提供了一种水性涂料，所述涂料由以下原料组成：聚乙烯醇、水、酒精、防腐剂、醋酸；所述原料，所述原料的重量配比如下：聚乙烯醇5份、水84-86份、酒精5份、防腐剂1份和醋酸3-5份。
进一步地，所述聚乙烯醇的聚合度为300，醇解度为99％。
进一步地，醋酸质量分数为36％。
另一方面，本申请提供了一种水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤s1：制备聚乙烯醇溶液：将聚乙烯醇与水加入三颈烧瓶，控制温度为85℃，水浴搅拌3小时，搅拌速率为450转/分，得到聚乙烯醇溶液；
步骤s2：稀释与消泡：将搅拌速率调至750转/分，水浴温度控制在130℃，向步骤s1中加入酒精消泡，直至完全溶解；
步骤s3：防腐剂的加入；待温度降至40～50℃，加入防腐剂，搅拌溶解；搅拌速率调为300转/分，加入防腐剂可防止发生霉变，延长保质期；
步骤s4：甲醇的氧化：向步骤s3中加入醋酸，用于去除甲醇。
步骤s5：过滤：自然冷却至室温，经研磨机研磨，过滤，即得到水性涂料。
进一步地，所述步骤s1中加入氨基树脂1重量份。
进一步地，所述氨基树脂为甲醚化三聚氰胺树脂或甲醚化脲醛树脂中的一种。
进一步地，所述步骤s2中加入催化剂0.5重量份和消泡剂1重量份。
进一步地，所述催化剂为对甲苯磺酸；所述消泡剂为有机硅消泡剂。
由以上技术方案可知，本申请提供了一种水性涂料及其制备方法，所述涂料由以下原料组成：聚乙烯醇、水、酒精、防腐剂、醋酸；所述原料，所述原料的重量配比如下：聚乙烯醇5份、水84-86份、酒精5份、防腐剂1份和醋酸3-5份。通过在原料中加入醋酸，醋酸可以将聚乙烯醇与酒精中含有的甲醇氧化，达到去除甲醇的目的。解决了传统技术生产的水性涂料中含有少量甲醇，甲醇可危害人体健康以及引起爆炸事故的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的制备一种水性涂料的方法流程图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请的目的在于提供一种水性涂料及其制备方法，解决了传统技术生产的水性涂料含有甲醇，甲醇可危害人体健康和引起爆炸事故的问题。
一方面，本申请提供了一种水性涂料，所述涂料由以下原料组成：聚乙烯醇、水、酒精、防腐剂、醋酸；所述原料，所述原料的重量配比如下：聚乙烯醇5份、水84-86份、酒精5份、防腐剂1份和醋酸3-5份。
由于羟基基团的存在，使聚乙烯醇具有很高的吸水性，是一种性能优良，用途广泛的水性聚合物。聚乙烯醇是一种可溶性树脂，其最大特点是可以自然降解，环境友好，因此水性涂料的原料大多采用聚乙烯醇作为主要原料。水作为溶剂，可将聚乙烯醇溶解得到聚乙烯醇溶液。形成的聚乙烯醇溶液中会存在大量气泡，酒精的加入可将气泡消除，并可溶解聚乙烯醇树脂，降低溶液的粘度。涂料中的大部分原料都含有水分和养料，极易受到细菌污染，从而引起粘度减退、腐败、造气、破乳以及其他有害的物理和化学变化。防腐剂的加入，可把微生物侵害造成的损失降低到最低程度，确保水性涂料的产品质量。
进一步地，所述聚乙烯醇的聚合度为300，醇解度为99％。
聚乙烯醇(pva)的制取方法是将醋酸乙烯溶于甲醇溶液，用少量烧碱(naoh)作为接触剂通过醇解反应制成。聚合度是衡量聚合物分子大小的坐标，以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值。醇解度是醇解之后得到的产品中羟基占原有基团的百分比。比如原有基团(酯基)有100个，醇解后羟基为60个，其醇解度就是60％。
聚乙烯醇的溶解性随着醇解度和聚合度而变化。部分醇解和低聚合度的聚乙烯醇溶解极快，而完全醇解和高聚合度的聚乙烯醇则溶解较慢。完全醇解的聚乙烯醇在水中的溶解度极微，醇解度在88％以下时，在20℃常温下几乎完全溶解，但随着醇解度的上升，醇解度则大幅度下降。一般规律：对聚乙烯醇溶解性的影响，醇解度大于聚合度。
进一步地，醋酸质量分数为36％。有效去除水性涂料中的甲醇，且去除率较高。
本申请提供的一种水性涂料，有效去除了涂料中含有的甲醇，避免了传统技术生产的涂料中因含有少量甲醇，危害人体健康以及引发爆炸事故。
另一方面，本申请提供了一种上述水性涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤s1：制备聚乙烯醇溶液：将聚乙烯醇与水加入三颈烧瓶，控制温度为85℃，水浴搅拌3小时，搅拌速率为450转/分，得到聚乙烯醇溶液；
步骤s2：稀释与消泡：将搅拌速率调至750转/分，水浴温度控制在130℃，向步骤s1中加入酒精消泡，直至完全溶解；因步骤s1中得到的聚乙烯醇溶液中会存在气泡，加入酒精可除去溶液中存在的气泡；
步骤s3：防腐剂的加入；待温度降至40～50℃，加入防腐剂，搅拌溶解；搅拌速率调为300转/分，加入防腐剂可防止发生霉变，延长保质期；
步骤s4：甲醇的氧化：向步骤s3中加入醋酸，用于去除甲醇。
步骤s5：过滤：自然冷却至室温，经研磨机研磨，过滤，即得到水性涂料。
进一步地，所述步骤s1中加入氨基树脂1重量份。
进一步地，所述氨基树脂为甲醚化三聚氰胺树脂或甲醚化脲醛树脂中的一种。
氨基树脂是热固性合成树脂的主要品种之一。因性脆，附着力差，不能单独配制涂料，但与醇类树脂并用，可以制成性能良好的涂料，这是由于氨基树脂的羟甲基与醇类树脂的羟基在加热条件下交联固化成膜。成膜后性能改善。
进一步地，所述步骤s2中加入催化剂0.5重量份和消泡剂1重量份。
进一步地，所述催化剂为对甲苯磺酸；所述消泡剂为有机硅消泡剂。
催化剂可以降低固化温度、缩短固化时间；提高涂料的硬度、光泽。耐潮湿性和耐腐蚀性以及提高涂料的机械性能。
有机硅消泡剂可更好的避免涂料在喷涂过程中起泡。有机硅消泡剂具备如下特点：表面张力低、表面活性高、消泡力强、具有正铺展系数，能在发泡系统中的气液界面迅速铺展开。热稳定性好和挥发性低，保证了其可在较宽的温度范围内使用。化学稳定性好，由于si-o链与si-c结合比较稳定，所以有机硅的化学惰性好，很难与奇特物质发生化学反应，能自爱苛刻的条件下使用。无生理毒性。
本申请提供的一种水性涂料的制备方法，其步骤简单，易操作。
为了进一步说明本申请，以下结合实施例对本申请提供的一种水性涂料及其制备方法进行详细描述。
实施例一：
一种水性涂料，所述涂料由以下原料组成：聚乙烯醇、水、酒精、防腐剂、醋酸；所述原料，所述原料的重量配比如下：聚乙烯醇5份、水84份、酒精5份、防腐剂1份和醋酸3份。
所述聚乙烯醇的聚合度为300，醇解度为99％。
所述醋酸的质量分数为36％。
将上述原料按照如下步骤操作：
步骤s1：制备聚乙烯醇溶液：将聚乙烯醇与水加入三颈烧瓶，控制温度为85℃，水浴搅拌3小时，搅拌速率为450转/分，得到聚乙烯醇溶液；
步骤s2：稀释与消泡：将搅拌速率调至750转/分，水浴温度控制在130℃，向步骤s1中加入酒精消泡，直至完全溶解；
步骤s3：防腐剂的加入；待温度降至40～50℃，加入防腐剂，搅拌溶解；搅拌速率调为300转/分，加入防腐剂可防止发生霉变，延长保质期；
步骤s4：甲醇的氧化：向步骤s3中加入醋酸，用于去除甲醇。
步骤s5：过滤：自然冷却至室温，经研磨机研磨，过滤，即得到水性涂料。
将实施例一中得到的水性涂料刷涂到聚酯塑料板上(底板无需打磨)，然后试验其性能。
按照gb/t9286-1998色漆和清漆漆膜的划格试验测试本实施例得到的涂料与塑料之间的附着力，结果表明，附着力为0级。
按照gb/t1731-1993漆膜柔韧性测试法测试本实施例得到的漆膜的柔韧性，结果表明，柔韧性≤2mm。
按照gb/t1732-1993漆膜耐冲击性测定法测试本实施例得到的漆膜的耐冲击性，结果表明，耐冲击性≥50cm。
测试其甲醇含量，经计算其甲醇去除率为84％。
实施例二：
一种水性涂料，所述涂料由以下原料组成：聚乙烯醇、水、酒精、防腐剂、醋酸；所述原料，所述原料的重量配比如下：聚乙烯醇5份、水85份、酒精5份、防腐剂1份和醋酸4份。
所述聚乙烯醇的聚合度为300，醇解度为99％。
所述醋酸的质量分数为36％。
将上述原料按照如下步骤操作：
步骤s1：制备聚乙烯醇溶液：将聚乙烯醇与水加入三颈烧瓶，控制温度为85℃，水浴搅拌3小时，搅拌速率为450转/分，得到聚乙烯醇溶液；
步骤s2：稀释与消泡：将搅拌速率调至750转/分，水浴温度控制在130℃，向步骤s1中加入酒精消泡，直至完全溶解；
步骤s3：防腐剂的加入；待温度降至40～50℃，加入防腐剂，搅拌溶解；搅拌速率调为300转/分，加入防腐剂可防止发生霉变，延长保质期；
步骤s4：甲醇的氧化：向步骤s3中加入醋酸，用于去除甲醇。
步骤s5：过滤：自然冷却至室温，经研磨机研磨，过滤，即得到水性涂料。
将实施例二中得到的水性涂料刷涂到聚酯塑料板上(底板无需打磨)，然后试验其性能。
按照gb/t9286-1998色漆和清漆漆膜的划格试验测试本实施例得到的涂料与塑料之间的附着力，结果表明，附着力为0级。
按照gb/t1731-1993漆膜柔韧性测试法测试本实施例得到的漆膜的柔韧性，结果表明，柔韧性≤2.2mm。
按照gb/t1732-1993漆膜耐冲击性测定法测试本实施例得到的漆膜的耐冲击性，结果表明，耐冲击性≥52cm。
测试其甲醇含量，经计算其甲醇去除率为85％。
实施例三：
一种水性涂料，所述涂料由以下原料组成：聚乙烯醇、水、酒精、防腐剂、醋酸；所述原料，所述原料的重量配比如下：聚乙烯醇5份、水86份、酒精5份、防腐剂1份和醋酸5份。
所述聚乙烯醇的聚合度为300，醇解度为99％。
所述醋酸的质量分数为36％。
将上述原料按照如下步骤操作：
步骤s1：制备聚乙烯醇溶液：将聚乙烯醇与水加入三颈烧瓶，控制温度为85℃，水浴搅拌3小时，搅拌速率为450转/分，得到聚乙烯醇溶液；
步骤s2：稀释与消泡：将搅拌速率调至750转/分，水浴温度控制在130℃，向步骤s1中加入酒精消泡，直至完全溶解；
步骤s3：防腐剂的加入；待温度降至40～50℃，加入防腐剂，搅拌溶解；搅拌速率调为300转/分，加入防腐剂可防止发生霉变，延长保质期；
步骤s4：甲醇的氧化：向步骤s3中加入醋酸，用于去除甲醇。
步骤s5：过滤：自然冷却至室温，经研磨机研磨，过滤，即得到水性涂料。
将实施例三中得到的水性涂料刷涂到聚酯塑料板上(底板无需打磨)，然后试验其性能。
按照gb/t9286-1998色漆和清漆漆膜的划格试验测试本实施例得到的涂料与塑料之间的附着力，结果表明，附着力为0级。
按照gb/t1731-1993漆膜柔韧性测试法测试本实施例得到的漆膜的柔韧性，结果表明，柔韧性≤2.5mm。
按照gb/t1732-1993漆膜耐冲击性测定法测试本实施例得到的漆膜的耐冲击性，结果表明，耐冲击性≥54cm。
测试其甲醇含量，经计算其甲醇去除率为85％。
上述三种实施例中，不同之处在于原料中水与醋酸的质量份各不相同。将制成水性涂料进行测试，对比后发现：其附着力均为0级，为最高等级的附着力。柔韧性与耐冲击性均随着水与醋酸质量份的增加而相应提高。涂料中甲醇的去除率均在80％以上。
实施例四：
一种水性涂料，所述涂料由以下原料组成：氨基树脂、聚乙烯醇、水、酒精、防腐剂、醋酸；所述原料，所述原料的重量配比如下：氨基树脂1重量份、聚乙烯醇5份、水86份、酒精5份、防腐剂1份和醋酸5份。
所述聚乙烯醇的聚合度为300，醇解度为99％。
所述醋酸的质量分数为36％。所述氨基树脂为甲醚化三聚氰胺树脂或甲醚化脲醛树脂中的一种
步骤s1：制备聚乙烯醇溶液：将氨基树脂、聚乙烯醇与水加入三颈烧瓶，控制温度为85℃，水浴搅拌3小时，搅拌速率为450转/分，得到聚乙烯醇溶液；
步骤s2：稀释与消泡：将搅拌速率调至750转/分，水浴温度控制在130℃，向步骤s1中加入酒精消泡，直至完全溶解；
步骤s3：防腐剂的加入；待温度降至40～50℃，加入防腐剂，搅拌溶解；搅拌速率调为300转/分，加入防腐剂可防止发生霉变，延长保质期；
步骤s4：甲醇的氧化：向步骤s3中加入醋酸，用于去除甲醇。
步骤s5：过滤：自然冷却至室温，经研磨机研磨，过滤，即得到水性涂料。
将实施例四中得到的水性涂料刷涂到聚酯塑料板上(底板无需打磨)，然后试验其性能。
按照gb/t9286-1998色漆和清漆漆膜的划格试验测试本实施例得到的涂料与塑料之间的附着力，结果表明，附着力为0级。
按照gb/t1731-1993漆膜柔韧性测试法测试本实施例得到的漆膜的柔韧性，结果表明，柔韧性≤5mm。
按照gb/t1732-1993漆膜耐冲击性测定法测试本实施例得到的漆膜的耐冲击性，结果表明，耐冲击性≥67cm。
测试其甲醇含量，经计算其甲醇去除率为83％。
实施例四是在实施例三的基础上，加入氨基树脂1重量份，制备水性涂料。有上述结果可知：与实施例三相比，氨基树脂的加入，提高了柔韧性与耐冲击性，进一步优化了水性涂料的性能。
实施例五：
一种水性涂料，所述涂料由以下原料组成：聚乙烯醇、水、酒精、催化剂、消泡剂、防腐剂、醋酸；所述原料，所述原料的重量配比如下：聚乙烯醇5份、水84份、酒精5份、催化剂0.5份、消泡剂1份、防腐剂1份和醋酸3份。
所述聚乙烯醇的聚合度为300，醇解度为99％。
所述醋酸的质量分数为36％。
所述催化剂为对甲苯磺酸；所述消泡剂为有机硅消泡剂。
步骤s1：制备聚乙烯醇溶液：将聚乙烯醇与水加入三颈烧瓶，控制温度为85℃，水浴搅拌3小时，搅拌速率为450转/分，得到聚乙烯醇溶液；
步骤s2：稀释与消泡：将搅拌速率调至750转/分，水浴温度控制在130℃，向步骤s1中加入酒精消泡、催化剂与消泡剂，直至完全溶解；
步骤s3：防腐剂的加入；待温度降至40～50℃，加入防腐剂，搅拌溶解；搅拌速率调为300转/分，加入防腐剂可防止发生霉变，延长保质期；
步骤s4：甲醇的氧化：向步骤s3中加入质量分数为36％的醋酸，用于去除甲醇。
步骤s5：过滤：自然冷却至室温，经研磨机研磨，过滤，即得到水性涂料。
将实施例五中得到的水性涂料刷涂到聚酯塑料板上(底板无需打磨)，然后试验其性能。
按照gb/t9286-1998色漆和清漆漆膜的划格试验测试本实施例得到的涂料与塑料之间附着力，结果表明，附着力为0级。
按照gb/t1731-1993漆膜柔韧性测试法测试本实施例得到的漆膜的柔韧性，结果表明，柔韧性≤4.3mm。
按照gb/t1732-1993漆膜耐冲击性测定法测试本实施例得到的漆膜耐冲击性，结果表明，耐冲击性≥60cm。
测试其甲醇含量与，经计算其甲醇去除率为87％。
实施例五是在实施例三的基础上，在原料中加入了0.5份催化剂与1份消泡剂，催化剂可加快水性涂料的固化效率以及提高涂料的性能。测试结果表明：与实施例三相比，其柔韧性与耐冲击性均有所提高，且甲醇去除率高达87％。
由以上技术方案可知，一方面，本申请提供了一种水性涂料，一种水性涂料，所述涂料由以下原料组成：聚乙烯醇、水、酒精、防腐剂、醋酸；所述原料，所述原料的重量配比如下：聚乙烯醇5份、水84-86份、酒精5份、防腐剂1份和醋酸3-5份。另一方面，本申请提供了一种水性涂料的制备方法，此方法操作简单。将涂料配比按照所述方法生产的水性涂料，其附着力、柔韧性与耐冲击性好，且甲醇去除率高。解决了传统技术生产的水性涂料中含有少量甲醇，甲醇可危害人体健康以及引起爆炸事故的问题。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由所附的权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。