一种木器用漆蜡涂料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种木器用漆蜡涂料及其制备方法，该漆蜡涂料是由以下成份组成：漆蜡5-10份、漆树籽核仁油5-10份、玻璃粉3-5份、丙烯酸树脂0.1-1份、复合催干剂0.05-0.5份、偶联剂0.2-0.5份、防结皮剂0.1-0.5份、二氧化硅0.2-1份、复合助剂0.2-1份、聚乙烯醇0.2-1.5份、改性纤维素0.5-2份、水67-85份；该木器用漆蜡涂料通过乳化、分相配制、共混研磨相结合的工艺获得，本发明制备的木器用漆蜡涂料适用于户外木器类制品，在阳光及紫外线存在条件下耐候性好、耐水性佳、耐久性效果理想，同时刷涂施工不易流挂，成膜坚韧，且属于自然类涂料，符合环保要求，还可用于室内的私人居室装饰。
【专利说明】一种木器用漆蜡涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及涂料领域，具体涉及一种木器用漆蜡涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]现如今木制品涂饰加工多采用传统溶剂型的聚酯漆、聚胺酯漆、硝基漆、醇酸瓷漆、调和漆等。聚酯漆、聚胺酯漆、硝基漆和醇酸瓷漆有面漆、底漆，一般不需固化剂，只加稀料稀释，但这些油漆均含有容易挥发有毒气体，主要是铅、汞、苯等有害化学物质，这些有毒物质挥发的气体会刺激眼睛粘膜，具有强烈的催泪作用，长期吸入将损伤肺部，引起头痛，支气管炎和哮喘或致癌。另外，这些木制品漆还存在透气性差、漆膜易脱落、易膨胀变形开裂等现象，从而影响木制品使用和美观。
[0003]漆树是一种全身是宝的经济林木。众所周知,漆木是耐腐耐湿优质木材；产自漆树的生漆是生产超耐久性防腐涂料、生态型高档漆酚家具漆、精致生漆、漆器家具、生漆木地板条等的重要原料，是目前唯一的天然的、可再生的、性能优异的生物型涂料，有“涂料之王”的美誉；漆树的叶、花、果实和干漆均是传统的中医药材。漆树籽有很高的开发价值。漆树籽中含35%以上的蜡质和脂肪酸类物质，提取的混合物称为漆蜡。漆蜡是生产多种脂肪酸、脂肪烷醇等的重要化工原料，应用领域宽广。漆蜡熔点50_55°C，常温为固态，经提纯精制成“中国木蜡”。木蜡是性能优异的天然生物蜡，应用广泛，全球木蜡市场主要由日本供应，称日本木蜡，资源非常稀缺。漆蜡中还含有二十八烷醇、三十烷醇等高级烷醇，前者是世界公认的抗疲劳功能性物质，后者是一种天然植物生长调节剂，对人畜无害无副作用，对环境无污染，开发价值极高。漆籽核几乎不含蜡质，油脂含量12%-15%，提取物常温为液态，不饱和脂肪酸(油酸、亚 油酸)含量高达80%，是很好的食用植物油。漆籽的粗蛋白含量达到20%，粗纤维含量达到19%，其饼柏蛋白质和粗纤维的含量均高于31%，是优质的饲料源。
[0004]关于木器涂料的研究近年较为活跃，易熙琼，陈浩淼等人在“木蜡油的性能特点及涂装工艺”中对木蜡油的主要成分及性能特点，并与传统溶剂型涂料进行对比，分析其涂饰机理和涂装效果，提出木蜡油涂装的典型施工工艺。在专利CN201310733102.X “一种水性环境友好型改性醇酸木器漆”，所用成膜物质为改性醇酸乳液，并在水性木器漆中占有50-80%的重量百分比，同时包括分散剂、润湿剂、消泡剂、增稠剂及pH调节剂等。该改性醇酸木器漆可有效提高涂层对基材的渗透性，同时将可循环再生的生物资源用于木器漆行业，减少环境污染，降低生产和涂装成本。在专利CN200910068916.X “一种环保木蜡油”中，其主要成分及重量份数为:植物油75-85份、植物蜡或动物蜡0.1-1份、松香树脂11-22份、催干剂1-2份、助溶剂0.1-1份；该木蜡油能完全渗入木材，和有漆膜存在的传统油漆在外观上截然不同，表面呈开放式纹理效果，不同的木材能呈现不同的真实触感，而且可以局部修复和翻新却不留痕迹；该木蜡油能够长期保持木材的各种良好性能，有效防止木材干裂，使木材具有透气干燥、防腐、防虫、阻燃等优良性能，全面提升木材的使用品质。在专利CN201010512526.X “一种木蜡油及其制备方法”中，提供了一种木蜡油，包括以下重量份数的成分:植物油40~80，生物蜡3~15，松香甘油树脂5~15，催干剂0.2~1.0,防结皮剂0.1~0.5，混合紫外线吸收剂0.1~0.3，消泡剂0.1~0.3。在专利CN201010179211.8“一种环保型木蜡油及其配制方法”中，制备了一种环保型木蜡油，它由以下重量份的成分配制而成:烷烃:3-8份；石蜡:10-20份；动物蜡:30-40份；植物树脂:15-25份；植物综合油:5-15份；其工艺流程简单，步骤少，原料来源广泛，价格低廉；配制后产品均匀性较好、无毒、无污染，使用后具有防霉、防潮、防湿、防蛀、表层养护、美化等功效。在专利CN201110291117.6 “一种纳米二氧化硅改性硬质木蜡油及其制作方法”中，利用改性硬质桐油或亚麻仁油、巴西棕榈蜡、醇酸树脂、纳米二氧化硅、脱环芳烃、异辛酸盐复合催干剂和甲乙酮肟制备获得一种家具用涂料。该产品具有干燥速度快、硬度高的优点，可以替代普通木蜡油或硝基漆/聚氨脂漆应用于家具涂装。
[0005]上述发明及方法主要存在以下主要问题和不足:
(1)涂料制备反应时间较长；
(2)原料用量大，涂料成本较高；
(3)制备工艺条件要求较高、设备成本较高、能耗大；
(4)化学成份添加量较多，对人体健康有一定影响。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种安全、经济、环保的木器用漆蜡涂料，有利于加快漆树产业化步伐，使漆树资源得到更加有效的开发利用，进一步发挥其社会效益和经济效益，该木器用漆蜡涂组成物及 质量份数为:漆蜡5-10份、漆树籽核仁油5-10份、玻璃粉3-5份、丙烯酸树脂0.1-1份、复合催干剂0.05-0.5份、偶联剂0.2-0.5份、防结皮剂0.1-0.5份、二氧化硅0.2-1份、复合助剂0.2-1份、聚乙烯醇0.2-1.5份、改性纤维素0.5-2份、水为67-85份。
[0007]所述复合催干剂为常规钴催干剂、锌催干剂、锰催干剂中一种或几种的任意比混合物，其中钴催干剂选自异辛酸钴、环烷酸钴，锌催干剂选自异辛酸锌、环烷酸锌，锰催干剂选自异辛酸锰、环烷酸锰。
[0008]所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种，其中硅烷偶联剂选自Y -氨丙基三乙氧基硅烷、Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N- (β氨乙基)-Y-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基二乙氧基硅烷；钦酸酷偶联剂选自异丙基二油酸酸氧基(二羊基磷酸酰氧基)钛酸酯、钛酸四异丙酯、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯。
[0009]所述防结皮剂为甲乙酮肟、松节油、双戊烯中的一种。
[0010]所述复合助剂为乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、丙三醇中的一种。
[0011]所述改性纤维素为木质纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠中的一种。
[0012]采用钛白粉替换玻璃粉可以制得另一种具有一定遮盖力和吸收紫外线特性的木器用漆腊涂料。
[0013]本发明中漆树籽核仁油购买自云南怒江州东方大峡谷生物城有限责任公司，或采用常规浸出、脱蜡、脱色、脱胶、脱酸工艺获得漆树籽核仁油；
本发明中漆蜡是常规市售产品，可采用漆树籽皮核分离后再利用溶剂浸提获得或采用专利CN200710191182.5 “野漆树蜡的浸提方法、野漆树蜡复合纳米材料和制备方法”或CN201110230852 “一种高品质漆蜡精细品的制备方法”中所述的方法制备。
[0014]本发明另一目的是提供木器用漆蜡涂料的制备方法，其工艺过程为先对漆蜡进行乳化、然后分相溶解，最后混合研磨，具体步骤如下:
(1)将漆蜡、漆树籽核仁油、丙烯酸树脂分别加入到反应容器中，加热至65°C-75 °C C、300-600r/min搅拌均匀、时间20_40min，完毕后备用；
(2)将玻璃粉:水按质量比1:6-10在加热至70°C _90°C、保温20-30min、搅拌速度100-300r/min的条件下溶解稀释；
(3)在步骤(2)所得玻璃粉溶液中加入改性纤维素，在50-200r/min搅拌并使改性纤维素充分溶解并分散均匀；
(4)将聚乙烯醇:水按质量比1:8-10溶解，加热到70°C -90°C、保温25_45min、搅拌速度50-200r/min，待溶解后再加入二氧化硅和复合助剂搅拌至完全溶解；
(5)将上述步骤(3)和步骤(4)中所得溶解液加入步骤(1)的溶液中，再加入复合催干剂、偶联剂和防结皮剂，补加剩余水；
(6)将步骤(5)中所得的混合物倒入高速分散研磨机中高速研磨10-20min、搅拌转速800-1200r/min ；
(7)待研磨结束后将步骤(6)中所得的混合溶液采用涂料过滤器在最大流量100-1000m3/h、操作压力0.2-0.6MPa、滤网目数140-240目的条件下进行过滤；
(8)将步骤(7)中获得的过滤液经检验合格后分桶计量包装入库，滤液即为木器用漆蜡 涂料。
[0015]上述方法中钛白粉可替换玻璃粉。
[0016]本发明优点和技术效果如下:
(1)涂料制备反应时间短；
(2)涂料制备中漆蜡、漆树籽油等原料用量少，成本低；
(3)制备工艺简单、条件温和、能耗低； (4)较现有木器涂料在黏韧性、成膜性、渗透性上均有较大提升；
本发明采用漆蜡和漆树籽核仁油作为主要原料进行复配制备木器用涂料，通过乳化、分相配制、共混研磨相结合的工艺处理步骤设计，生产制造出一种漆蜡涂料；该工艺制备方法简单、能耗较低、共混研磨后溶液无沉淀，可作为一种性能优良的木器用涂料。
[0017]本发明制备的木器用漆蜡涂料适用于户外木器类制品，在阳光及紫外线存在条件下耐候性好、耐水性佳、耐久性效果理想，同时刷涂施工不易流挂，成膜坚韧，且属于自然类涂料，符合环保要求，还可用于室内的私人居室装饰。
【具体实施方式】
[0018]下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围不局限于所述内容，本实施例中所用试剂如无特殊说明均为常规市售试剂或按常规方法制得的试剂。
[0019]实施例1:
本木器用漆蜡清漆的组成物及质量份数为:漆蜡5份、漆树籽核仁油10份、玻璃粉3份、丙烯酸树脂1份、钴催干剂(异辛酸钴)0.2份、偶联剂为异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯0.4份、甲乙酮肟0.1份、二氧化硅0.2份、乙二醇1份、聚乙烯醇1.5份、木质纤维素2份、水份75.6份。
[0020]上述木器用漆蜡清漆的制备方法，具体工艺如下:
(1)将漆蜡500g、漆树籽核仁油1000g、丙烯酸树脂100g分别加入到反应容器中，加热至65°C、300r/min搅拌均匀、时间40min,完毕后备用；
(2)将玻璃粉300g，按玻璃粉:水按质量比1:10在加热至90°C、保温20min、搅拌速度300r/min的条件下溶解稀释；
(3)在步骤(2)所得玻 璃粉溶液中加入木质纤维素200g，在50r/min搅拌并使改性纤维素充分溶解并分散均匀；
(4)将聚乙烯醇150g，按聚乙烯醇:水按质量比1:10溶解，加热到70°C、保温45min、搅拌速度200r/min，待溶解后再加入二氧化硅20g和复合助剂乙二醇100g搅拌至完全溶解；
(5)将上述步骤(3)和步骤(4)中所得溶解液加入步骤(1)的溶液中，再加入钴催干剂(异辛酸钴)20g、偶联剂异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛40g和甲乙酮肟10g，补加剩余水；
(6)将步骤(5)中所得的混合物倒入高速分散研磨机中高速研磨lOmin、搅拌转速800r/min ；
(7)待研磨结束后将步骤(6)中所得的混合溶液采用涂料过滤器在最大流量100m3/h、操作压力0.2MPa、滤网目数140目的条件下进行过滤；
(8)将步骤(7)中获得的过滤液经检验合格后分桶计量包装入库，即得木器用漆蜡清漆。
[0021]采用常规检测方法对使用本实施例方法后的涂料相关指标进行测定，具体指标数据如下:
【权利要求】
1.一种木器用漆蜡涂料，其特征在于其组成物及质量份数为:漆蜡5-10份、漆树籽核仁油5-10份、玻璃粉3-5份、丙烯酸树脂0.1-1份、复合催干剂0.05-0.5份、偶联剂0.2-0.5份、防结皮剂0.1-0.5份、二氧化硅0.2-1份、复合助剂0.2-1份、聚乙烯醇0.2-1.5份、改性纤维素0.5-2份、水67-85份。
2.根据权利要求1中所述木器用漆蜡涂料，其特征在于:复合催干剂为钴催干剂、锌催干剂、锰催干剂中一种或几种的任意比混合物。
3.根据权利要求1中所述木器用漆蜡涂料，其特征在于:偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种。
4.根据权利要求1中所述木器用漆蜡涂料，其特征在于:防结皮剂为甲乙酮肟、松节油、双戊烯中的一种。
5.根据权利要求1中所述木器用漆蜡涂料，其特征在于:复合助剂为乙二醇、1，2_丙二醇、I，3-丙二醇、 丙三醇中的一种。
6.根据权利要求1中所述木器用漆蜡涂料，其特征在于:改性纤维素为木质纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠中的一种。
7.根据权利要求1中所述木器用漆蜡涂料，其特征在于:钛白粉替换玻璃粉。
8.权利要求1或7所述木器用漆蜡涂料的制备方法，其特征在于包括下述工艺步骤: (1)将漆蜡、漆树籽核仁油、丙烯酸树脂分别加入到反应容器中，加热至65°C-75300-600r/min搅拌均匀、时间20_40min，完毕后备用； (2)将玻璃粉和水按质量比1:6-10的比例混合，并加热至70°C -90°C、保温20-30min、在100-300r/min搅拌速度下溶解； (3)在步骤(2)所得玻璃粉溶液中加入改性纤维素，在50-200r/min下搅拌并使改性纤维素充分溶解并分散均匀； (4)将聚乙烯醇和水按质量比1:8-10的比例混合，加热到70°C _90°C、保温25-45min、搅拌速度50-200r/min，待溶解后再加入二氧化硅和复合助剂搅拌至完全溶解； (5)将上述步骤(3)和步骤(4)中所得溶解液加入步骤(1)的溶液中，再加入复合催干剂、偶联剂和防结皮剂，补加剩余水； (6)将步骤(5)中所得的混合物倒入高速分散研磨机中高速研磨10-20min、搅拌转速800-1200r/min ； (7)待研磨结束后将步骤(6)中所得的混合溶液采用涂料过滤器在最大流量100-1000m3/h、操作压力0.2-0.6MPa、滤网目数140-240目的条件下进行过滤；滤液即为木器用漆腊涂料。
9.根据权利要求8所述木器用漆蜡涂料的制备方法，其特征在于:钛白粉替换玻璃粉。
【文档编号】C09D191/00GK103965780SQ201410214887
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】周力平, 高正卿, 和智明, 陈勇, 王忠良, 杨嘉科 申请人:云南省轻工业科学研究院, 云南怒江州东方大峡谷生物城有限责任公司