室内环保墙面涂料的制作方法

[0001]
本发明涉及装修涂料技术领域，尤其涉及一种室内环保墙面涂料。


背景技术：

[0002]
室内墙面装修材料在市场上使用较为广泛的有壁纸类、涂料类、陶瓷类、玻璃类。其中使用最广泛的是涂料，而传统的涂料中含有大量的有机溶剂，包括甲醛、苯等挥发性物质。使用传统的室内环保墙面装修方法，使得墙面残留大量有害气体，危害人们的身体健康。针对目前人们不断提高的室内装修安全环保的需求，在满足住户的各项需求的同时，兼顾社会效益和经济效益，同时也要符合当今绿色环保节能的时代发展潮流，广泛应用环保节能材料。


技术实现要素：

[0003]
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种室内环保墙面涂料。
[0004]
本发明针对传统的室内墙面装修通常需要先在墙面表面刮涂一层腻子粉，使其表面平整后再涂抹上一层装饰涂料，这种工序费时费力，增加成本，而且腻子层存在脱落的问题。并且涂料中含有大量的有机溶剂、有毒有害物质，严重的危害人的身体健康。本发明人制备的涂料为底涂、面涂合二为一的材料，使得涂料与墙面粘结更加牢固，从而解决腻子层容易脱落的问题。进一步的本发明制备的水性环保涂料，不含有机溶剂和有毒有害物质，能够保障人们的居住健康，达到安全环保要求。
[0005]
本发明的技术方案如下：
[0006]
一种室内环保墙面涂料，包括以下重量份组分：
[0007]
200～250份水性聚氨酯、60～100份石膏粉、150～180份水、10～30份聚乙烯醇、3～10份邻苯二甲酸二辛酯、2～8份硅藻土、2～8份有机硅消泡剂、8～15份三乙醇胺、0.3～0.8份硅烷偶联剂kh570、0.1～0.5份十二烷基硫酸钠、1～5份羟乙基纤维素。
[0008]
将上述原料混合搅拌均匀，即得室内环保墙面涂料。
[0009]
所述水性聚氨酯制备方法如下：
[0010]
将真空干燥后的聚醚二元醇15.00～30.00g与2.00～4.00g的甲苯-2,4-二异氰酸酯加入三口烧瓶中，将2,2-二羟甲基丙酸0.50～1.00g溶于n,n-二甲基甲酰胺2.0～5.0ml中然后逐滴加入三口瓶，再加入2.00～3.50g的甲苯-2,4-二异氰酸酯，反应30～60min；将催化剂1.0～2.0ml二月桂酸二丁基锡滴入，在氮气保护中85～90℃下反应1～2h，降至室温，加入0.05～0.10g扩链剂一缩二乙二醇反应20～40min，加入三乙胺以中和体系至ph为7；高速搅拌剪切乳化，制得水性聚氨酯。
[0011]
优选的，所述涂料包括以下重量份组分：
[0012]
200～250份改性水性聚氨酯、60～100份石膏粉、150～180份水、10～30份聚乙烯醇、3～10份邻苯二甲酸二辛酯、2～8份硅藻土、2～8份有机硅消泡剂、8～15份三乙醇胺、0.3～0.8份硅烷偶联剂kh570、0.1～0.5份十二烷基硫酸钠、1～5份羟乙基纤维素。
[0013]
将上述原料混合搅拌均匀，即得室内环保墙面涂料。
[0014]
所述改性水性聚氨酯制备方法如下：
[0015]
将真空干燥后的聚醚二元醇15.00～30.00g与2.00～4.00g的甲苯-2,4-二异氰酸酯加入三口烧瓶中，将2,2-二羟甲基丙酸0.50～1.00g溶于n,n-二甲基甲酰胺2.0～5.0ml中然后逐滴加入三口瓶，再加入2.00～3.50g的甲苯-2,4-二异氰酸酯，反应30～60min；将催化剂1.0～2.0ml二月桂酸二丁基锡滴入；此时加入1.00g～3.00g环氧树脂进行改性，在氮气保护中85～90℃下反应1～2h，降至室温，加入0.05～0.10g扩链剂一缩二乙二醇反应20～40min，加入三乙胺以中和体系至ph为7；高速搅拌剪切乳化，制得改性的水性聚氨酯。
[0016]
所述环氧树脂为多酚型缩水甘油醚环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂中任意一种或两种以上混合而成。
[0017]
优选的，所述环氧树脂为多酚型缩水甘油醚环氧树脂和/或缩水甘油酯型环氧树脂。
[0018]
更优选的，所述环氧树脂由多酚型缩水甘油醚环氧树脂和缩水甘油酯型环氧树脂按质量比(1～3)：(1～3)混合而成。
[0019]
由于传统涂料是油溶性的，需要加入有毒的有机溶剂溶解，对环境不仅造成了很大污染，而且危害人们的身体健康。本发明采用水性环保涂料，主要成分水性聚氨酯无毒无害，安全环保，成本低廉。但是，但仍有不少缺点，如耐水性较低、力学性能不高、耐热性不足等弊端，从而导致室内墙面存在力学性能和防水性能差的问题。基于上述技术问题，本发明人对水性聚氨酯采用特殊的方法对其进行了改性；采用环氧树脂对水性聚氨酯进行改性，水性聚氨酯上的异氰酸酯基与环氧树脂上的羟基进行反应，环氧基团开环被引入到水性聚氨酯的结构之中，分子间形成交联网状结构。改性后涂料的力学性能、耐水性得到很大提升。
[0020]
发明人通过对改性剂环氧树脂的筛选比较，最终确定为多酚型缩水甘油醚环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂中任意一种或两种以上混合而成。作为优选，环氧树脂为多酚型缩水甘油醚环氧树脂和/或缩水甘油酯型环氧树脂，最优选的，由多酚型缩水甘油醚环氧树脂和缩水甘油酯型环氧树脂按质量比(1～3)：(1～3)混合而成。多酚型缩水甘油醚环氧树脂和缩水甘油酯型环氧树脂复配使用，协同增效，能够有效提高涂料的力学性能和耐水性。
[0021]
技术效果：本发明室内环保墙面的装修方法，使用的涂料为底涂、面涂合二为一的材料，不仅节约工序，而且使得涂料与墙面粘结更加牢固，从而解决传统装修方法腻子层容易脱落的问题。采用安全环保的水性涂料，无毒无害，成本低廉。装修后的墙面力学性能和耐水性优良。
具体实施方式
[0022]
实施例中材料来源
[0023]
聚乙烯醇：cas 9002-89-5，平均分子量；16000～20000，购于上海昊化化工有限公司。
[0024]
邻苯二甲酸二辛酯：cas 117-84-0，购于上海昊化化工有限公司。
[0025]
硅藻土：型号sd-3004，购于东莞森大硅藻土材料有限公司。
[0026]
有机硅消泡剂：型号at-407，购于大田化学。
[0027]
硅烷偶联剂kh570：cas 2530-85-0，购于盖州市恒达化工有限责任公司。
[0028]
十二烷基硫酸钠：cas 151-21-3，购于上海凯茵化工有限公司。
[0029]
羟乙基纤维素：规格he-6000se，购于南京立鸿德精细化工有限公司。
[0030]
聚醚二元醇：平均分子量；3000～4000，购于济宁宏明化学试剂有限公司。
[0031]
甲苯-2,4-二异氰酸酯：cas 584-84-9，购于化夏化学北京公司。
[0032]
2,2-二羟甲基丙酸：cas 4767-03-7，购于上海麦克林生化科技有限公司。
[0033]
二月桂酸二丁基锡：cas 77-58-7，购于上海麦克林生化科技有限公司。
[0034]
多酚型缩水甘油醚环氧树脂：选用四酚基乙烷四缩水甘油醚环氧树脂epon 1031，购于hexion美国瀚森(原壳牌)。
[0035]
缩水甘油酯型环氧树脂：参考刘钰,王胜鹏,陈八斤,王嘉骏,冯连芳,顾雪萍.缩水甘油酯型自固化环氧树脂的高效合成[j].高分子材料科学与工程中公开的方法制备得到。结构式如下：
[0036][0037]
脂肪族缩水甘油醚环氧树脂：选用1,6-己二醇二缩水甘油醚，cas：16096-31-4，购于北京华威锐科化工有限公司。
[0038]
实施例1
[0039]
一种室内环保墙面涂料，包括以下重量份原料：
[0040]
250份水性聚氨酯、100份石膏粉、180份水、30份聚乙烯醇、10份邻苯二甲酸二辛酯、8份硅藻土、8份有机硅消泡剂、15份三乙醇胺、0.8份硅烷偶联剂kh570、0.5份十二烷基硫酸钠、5份羟乙基纤维素。
[0041]
将上述原料混合搅拌均匀，即得室内环保墙面涂料。
[0042]
所述水性聚氨酯制备方法如下：
[0043]
将真空干燥后的聚醚二元醇30.00g与4.00g的甲苯-2,4-二异氰酸酯加入三口烧瓶中，将2,2-二羟甲基丙酸1.00g溶于n,n-二甲基甲酰胺5.0ml中然后以每秒2滴的速率滴入三口瓶，再加入3.50g的甲苯-2,4-二异氰酸酯，反应60min；将催化剂2.0ml二月桂酸二丁基锡滴入，在氮气保护中90℃下反应2h，降至室温，加入0.10g扩链剂一缩二乙二醇反应40min，加入三乙胺以中和体系至ph为7；高速搅拌剪切乳化，制得水性聚氨酯。
[0044]
实施例2
[0045]
一种室内环保墙面涂料，包括以下重量份原料：
[0046]
250份改性水性聚氨酯、100份石膏粉、180份水、30份聚乙烯醇、10份邻苯二甲酸二辛酯、8份硅藻土、8份有机硅消泡剂、15份三乙醇胺、0.8份硅烷偶联剂kh570、0.5份十二烷基硫酸钠、5份羟乙基纤维素。
[0047]
将上述原料混合搅拌均匀，即得室内环保墙面涂料。
[0048]
所述改性水性聚氨酯制备方法如下：
[0049]
将真空干燥后的聚醚二元醇30.00g与4.00g的甲苯-2,4-二异氰酸酯加入三口烧
瓶中，将2,2-二羟甲基丙酸1.00g溶于n,n-二甲基甲酰胺5.0ml中然后以每秒2滴的速率滴入三口瓶，再加入3.50g的甲苯-2,4-二异氰酸酯，反应60min；将催化剂2.0ml二月桂酸二丁基锡滴入；此时加入3.00g环氧树脂进行改性，在氮气保护中90℃下反应2h，降至室温，加入0.10g扩链剂一缩二乙二醇反应40min，加入三乙胺以中和体系至ph为7；高速搅拌剪切乳化，制得改性的水性聚氨酯。
[0050]
所述环氧树脂由多酚型缩水甘油醚环氧树脂和缩水甘油酯型环氧树脂按质量比1：2混合而成。
[0051]
实施例3
[0052]
一种室内环保墙面涂料，包括以下重量份原料：
[0053]
250份改性水性聚氨酯、100份石膏粉、180份水、30份聚乙烯醇、10份邻苯二甲酸二辛酯、8份硅藻土、8份有机硅消泡剂、15份三乙醇胺、0.8份硅烷偶联剂kh570、0.5份十二烷基硫酸钠、5份羟乙基纤维素。
[0054]
将上述原料混合搅拌均匀，即得室内环保墙面涂料。
[0055]
所述改性水性聚氨酯制备方法如下：
[0056]
将真空干燥后的聚醚二元醇30.00g与4.00g的甲苯-2,4-二异氰酸酯加入三口烧瓶中，将2,2-二羟甲基丙酸1.00g溶于n,n-二甲基甲酰胺5.0ml中然后以每秒2滴的速率滴入三口瓶，再加入3.50g的甲苯-2,4-二异氰酸酯，反应60min；将催化剂2.0ml二月桂酸二丁基锡滴入；此时加入3.00g环氧树脂进行改性，在氮气保护中90℃下反应2h，降至室温，加入0.10g扩链剂一缩二乙二醇反应40min，加入三乙胺以中和体系至ph为7；高速搅拌剪切乳化，制得改性的水性聚氨酯。
[0057]
所述环氧树脂为多酚型缩水甘油醚环氧树脂。
[0058]
实施例4
[0059]
一种室内环保墙面涂料，包括以下重量份原料：
[0060]
250份改性水性聚氨酯、100份石膏粉、180份水、30份聚乙烯醇、10份邻苯二甲酸二辛酯、8份硅藻土、8份有机硅消泡剂、15份三乙醇胺、0.8份硅烷偶联剂kh570、0.5份十二烷基硫酸钠、5份羟乙基纤维素。
[0061]
将上述原料混合搅拌均匀，即得室内环保墙面涂料。
[0062]
所述改性水性聚氨酯制备方法如下：
[0063]
将真空干燥后的聚醚二元醇30.00g与4.00g的甲苯-2,4-二异氰酸酯加入三口烧瓶中，将2,2-二羟甲基丙酸1.00g溶于n,n-二甲基甲酰胺5.0ml中然后以每秒2滴的速率滴入三口瓶，再加入3.50g的甲苯-2,4-二异氰酸酯，反应60min；将催化剂2.0ml二月桂酸二丁基锡滴入；此时加入3.00g环氧树脂进行改性，在氮气保护中90℃下反应2h，降至室温，加入0.10g扩链剂一缩二乙二醇反应40min，加入三乙胺以中和体系至ph为7；高速搅拌剪切乳化，制得改性的水性聚氨酯。
[0064]
所述环氧树脂为缩水甘油酯型环氧树脂。
[0065]
实施例5
[0066]
一种室内环保墙面涂料，包括以下重量份原料：
[0067]
250份改性水性聚氨酯、100份石膏粉、180份水、30份聚乙烯醇、10份邻苯二甲酸二辛酯、8份硅藻土、8份有机硅消泡剂、15份三乙醇胺、0.8份硅烷偶联剂kh570、0.5份十二烷
基硫酸钠、5份羟乙基纤维素。
[0068]
所述改性水性聚氨酯制备方法如下：
[0069]
将真空干燥后的聚醚二元醇30.00g与4.00g的甲苯-2,4-二异氰酸酯加入三口烧瓶中，将2,2-二羟甲基丙酸1.00g溶于n,n-二甲基甲酰胺5.0ml中然后以每秒2滴的速率滴入三口瓶，再加入3.50g的甲苯-2,4-二异氰酸酯，反应60min；将催化剂2.0ml二月桂酸二丁基锡滴入；此时加入3.00g环氧树脂进行改性，在氮气保护中90℃下反应2h，降至室温，加入0.10g扩链剂一缩二乙二醇反应40min，加入三乙胺以中和体系至ph为7；高速搅拌剪切乳化，制得改性的水性聚氨酯。
[0070]
所述环氧树脂为脂肪族缩水甘油醚环氧树脂。
[0071]
实施例6
[0072]
一种室内环保墙面涂料，包括以下重量份原料：
[0073]
250份改性水性聚氨酯、100份石膏粉、180份水、30份聚乙烯醇、10份邻苯二甲酸二辛酯、8份硅藻土、8份有机硅消泡剂、15份三乙醇胺、0.8份硅烷偶联剂kh570、0.5份十二烷基硫酸钠、5份羟乙基纤维素。
[0074]
将上述原料混合搅拌均匀，即得室内环保墙面涂料。
[0075]
所述改性水性聚氨酯制备方法如下：
[0076]
将真空干燥后的聚醚二元醇30.00g与4.00g的甲苯-2,4-二异氰酸酯加入三口烧瓶中，将2,2-二羟甲基丙酸1.00g溶于n,n-二甲基甲酰胺5.0ml中然后以每秒2滴的速率滴入三口瓶，再加入3.50g的甲苯-2,4-二异氰酸酯，反应60min；将催化剂2.0ml二月桂酸二丁基锡滴入；此时加入3.00g环氧树脂进行改性，在氮气保护中90℃下反应2h，降至室温，加入0.10g扩链剂一缩二乙二醇反应40min，加入三乙胺以中和体系至ph为7；高速搅拌剪切乳化，制得改性的水性聚氨酯。
[0077]
所述环氧树脂由多酚型缩水甘油醚环氧树脂和脂肪族缩水甘油醚环氧树脂按质量比1：2混合而成。
[0078]
测试例1
[0079]
耐冲击测试：参照gb/t1732-1993《漆膜耐冲击测定法》进行测试。将漆面朝上，提起重锤至某一高度自由落体砸在试板上，观察漆膜是否有裂纹、脱落现象。
[0080]
耐水性测试：参照gb/t1733-1993《漆膜耐水性测定法》进行测试。将固化后的漆膜样品置于水中浸泡48h，通过样品的吸水率来反应漆膜耐水性。吸水率公式如下式：
[0081]
a＝(m2-m1)/m1
[0082]
其中：a—吸水率(％)；
[0083]
m1—浸泡前样品的质量(g)；
[0084]
m2—浸泡后样品的质量(g)。
[0085]
将实施例制得的涂料直接进行性能测试，结果见表1。
[0086]
表1涂料性能测试结果
[0087]
实施例冲击韧性(cm)吸水率(％)实施例12216.5实施例23428.5实施例32823.1
实施例42722.3实施例52521.4实施例62319.1
[0088]
本发明人对水性聚氨酯采用特殊的方法对其进行了改性；采用环氧树脂对水性聚氨酯进行改性，水性聚氨酯上的异氰酸酯基与环氧树脂上的羟基进行反应，环氧基团开环被引入到水性聚氨酯的结构之中，分子间形成交联网状结构。实施例2采用改性的水性聚氨酯相比于实施例1采用水性聚氨酯，改性后涂料的力学性能、耐水性得到很大提升。
[0089]
发明人通过对改性剂环氧树脂的筛选比较，实施例2环氧树脂由多酚型缩水甘油醚环氧树脂和缩水甘油酯型环氧树脂按质量比1：2混合而成，实施例3环氧树脂为多酚型缩水甘油醚环氧树脂，实施例4环氧树脂为缩水甘油酯型环氧树脂，实施例5环氧树脂为脂肪族缩水甘油醚环氧树脂，实施例6环氧树脂由多酚型缩水甘油醚环氧树脂和脂肪族缩水甘油醚环氧树脂按质量比1：2混合而成。实施例2的涂料的力学性能、耐水性显著优于实施例3～6，环氧树脂由多酚型缩水甘油醚环氧树脂和缩水甘油酯型环氧树脂按质量比1：2混合，协同增效，能够有效提高涂料的力学性能和耐水性。
[0090]
测试例2：
[0091]
根据gb/t18883-2002《室内空气质量标准》中的附录c《室内空气中总挥发性有机物(tvoc)的检验方法》检测涂料涂刷至墙面8h后的室内空气总挥发性有机物(tvoc)的含量(mg/m3)，具体结果见下表2。
[0092]
表2：室内空气质量测试
[0093] 室内空气总挥性有机物含量(mg/m3)实施例10.4实施例20.1
[0094]
采用本发明方法装修后室内空气总挥性有机物含量低，不会危害人体健康，安全环保。