一种水性不串色颜料的制作方法

本发明涉及颜料，具体涉及一种水性不串色颜料。

背景技术：

1、随着物质生活水平的不断提高，人们逐渐开始追求精神文化水平的提升，绘画从古至今都是文人墨客的休闲娱乐方式之一，发展到现如今，已经成为开发儿童智力、丰富精神世界的有效活动，，颜料是绘画材料中不可或缺的部分，其在上色时往往会出现不同颜色之间在湿润状态下容易产生串色的现象，并且这种串色现象在颜料干透后也不会消失，导致最终得到的画作不清晰，效果较差，目前市面上出现的各种各样的颜料大多存在这样的问题，因此需要寻找防止颜料串色的方法，解决这个问题。

2、大型壁画及其墙画等往往会受到太阳光长期的照射，普通的颜料在长期太阳光照射的情况下会发生老化，进而出现掉色甚至完全褪色，形成色差的现象，因此提高颜料的抗紫外能力具有重大意义，为了解决这个问题，公开号为cn109735135b的中国专利公开了一种抗紫外线颜料的制备方法及其制备得到的颜料，通过将紫外光吸收剂接枝到石墨烯表面，再将其添加到颜料粉末中，分散均匀后，可以得到一种高效持久防褪色的抗紫外线的颜料，但是这种方法制备过程产率无法得到有效保障，原材料的损耗会导致颜料的制作成本提高，此外，颜料需要长期保存，因此往往需要在其成分中添加化学抗菌防腐剂，这些防腐剂往往对人体有害，不利于人体健康，因此研发出具有不串色、抗紫外且不添加化学防腐剂的颜料具有极大的实际意义。

技术实现思路

1、为了解决上述背景技术中提到的问题，本发明提供了一种水性不串色颜料，通过在水性环氧-丙烯酸脂杂化乳液中添加非离子型护色剂、改性纳米氧化锌和改性茶多酚，制得了水性不串色颜料，该水性不串色颜料具有良好的固色、抗紫外和防腐抗菌效果。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、本发明提供了一种水性不串色颜料，包括以下重量份的原料：水性环氧-丙烯酸脂杂化乳液25-50份、非离子型护色剂1-4份、改性纳米氧化锌0.5-2份、改性茶多酚2-8份、水性色浆15-25份、去离子水30-60份。

4、通过上述技术方案，水性环氧-丙烯酸脂杂化乳液具有优异的耐水性、和耐化学性和稀释稳定性，并且其结构中含有丰富的羟基、羧基和环氧基团，无需外加固化剂，就可实现自身的交联固化。

5、进一步优选地，所述非离子型护色剂为烷基醇酰胺聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚或者脂肪胺聚氧乙烯醚中的任意一种。

6、通过上述技术方案，非离子型护色剂烷基醇酰胺聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚或者脂肪胺聚氧乙烯醚可以在颜料等表面形成保护层，这种保护层可以减少水性颜料在壁画等过程中产生的损失，同时油膜的存在也能避免其与别种颜色的水性颜料混合时产生的串色现象，进而达到不串色的效果。

7、进一步优选地，所述改性纳米氧化锌的制备方法为：

8、s1：将纳米氧化锌与尿素混合，在600℃下加热4h，得到氮掺杂氧化锌；

9、s2：向50-120ml乙醇溶剂中加入1g氮掺杂氧化锌，超声20-40min，加入0.5-1g硅烷偶联剂，充分搅拌后，在60-90℃的水浴锅中反应2-8h，产物冷却后减压蒸馏除去溶剂，在60℃下真空干燥24h，得到改性纳米氧化锌。

10、进一步优选地，所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基三乙氧基硅烷或者3-巯丙基三乙氧基硅烷中的任意一种。

11、通过上述技术方案，氮掺杂氧化锌的制备方法参考文献《氮掺杂zno四足体的制备及其光催化性能研究》，氮元素的掺杂可以使得纳米氧化锌的禁带宽度减小，导致其价带上的电子被激发到导带上所需的能量也相应减少，产生红移效应，因此比常规纳米氧化锌更易被较长的光激发，进而使得其具有更宽的光吸收范围，再在其表面修饰氨基、环氧和巯基等官能团，在水性环氧-丙烯酸脂杂化乳液固化过程中，氨基可以与其结构中的羧基和环氧基团发生反应，环氧基团可以与其结构中的羧基以及羟基等发生反应，而巯基可以与其结构中的羧基和环氧基团发生反应，进而产生化学键，促使纳米氧化锌与水性环氧-丙烯酸脂杂化乳液之间的界面性能大幅提升，结合力更强，从而形成均匀的分散体系；均匀分散的纳米氧化锌可以有效吸收太阳光中的紫外线，进而对水性不串色颜料的抗紫外老化性能产生较大的提升效果，一定程度上能够避免水性不串色颜料长期处于太阳光下，产生老化褪色的现象；此外，纳米氧化锌还具有良好的光催化抗菌效果，可以对颜料表面附着的细菌进行灭活，抑制滋生的细菌对颜料产生腐蚀的现象。

12、进一步优选地，改性茶多酚的制备方法为：

13、(1)摘1-2kg取新鲜茶叶，放入水中清洗1-3次，洗净表面的污染，将其放置在筛网中，置于阳光下晾晒4-12h，每隔1-3h对其进行翻转，晾晒至茶叶中含水量为1-4％，得到茶片；

14、(2)称取5-10g步骤(1)中制得的茶片，放置于粉碎机中，粉碎10-20min，过80-100目筛，得到茶粉；

15、(3)称取5-10g步骤(2)中制得的茶粉，装入超临界萃取釜中，设置萃取温度和萃取压力，待釜中温度和压力稳定后，以2.0l/min的流速，向萃取柱中加入二氧化碳，同时将夹带剂泵打开，向萃取柱中注入夹带剂，萃取30-60min后，收集液体，得到茶多酚乙醇提取液；

16、(4)将步骤(3)制得的茶多酚乙醇提取液通过含有10-20g活性炭的大孔吸附树脂，进行脱色，得到茶多酚；

17、(5)向200-350ml去离子水中加入2g茶多酚，充分搅拌均匀，继续加入0.8-1.5g三氯化钼，混匀后调节溶液ph为5-6，在500-1000r/min的转速下室温搅拌20-40min，反应结束后抽滤，用去离子水、乙醇和丙酮依次洗涤产物，收集产物，在50℃下真空干燥12h，得到改性茶多酚。

18、进一步优选地，所述步骤(3)中设置萃取温度为50-60℃，萃取压力为25-35mpa。

19、进一步优选地，所述步骤(3)中夹带剂为75％浓度的乙醇水溶液，夹带剂的流速为1.5ml/min。

20、通过上述技术方案，将新鲜茶叶曝晒、粉碎，再利用超临界提取的方法，提取出茶多酚醇提液，这种提取方式得到的茶多酚活性高，制备周期短、产率高，且无溶剂残留，再通过活性炭和大孔吸附树脂进行脱色处理，防止茶多酚自带的颜色对水性不串色颜料的颜色产生影响；此外，茶多酚可以一直病原微生物的吸附，导致细胞无法粘附在颜料表面形成菌落，配合纳米氧化锌的光催化抗菌效果，赋予了水性不串色颜料优异的抗菌防腐性能；同时，这种纯天然添加剂的加入可以避免使用对人体有害的化学防腐剂；茶多酚与金属离子钼络合后，形成茶多酚-钼络合物，使得茶多酚分子的共轭效应增强，与细菌细胞中的dna等物质的结合能力增强，进而进一步增强了茶多酚的抑菌活性。

21、进一步优选地，所述水性不串色颜料的制备方法为：

22、a：将去离子水和水性环氧-丙烯酸脂杂化乳液加入至反应器中，在600-800r/min的转速下搅拌均匀，得到均匀乳液；

23、b：将改性纳米氧化锌添加进a中制得的均匀乳液中，在1000-1500r/min的转速下搅拌30-60min，得到均匀纳米乳液；

24、c：将非离子型护色剂和水性色浆依次加入步骤b中得到的均匀纳米乳液中，设置转速为1000-1500r/min，搅拌至形成均匀的分散液；

25、d：将改性茶多酚添加进步骤c制得的分散液中，在600-800r/min的转速下搅拌均匀，得到本发明的水性不串色颜料。

26、进一步优选地，所述水性不串色颜料的粘度为1200mpa·s-2000mpa·s。

27、本发明的有益效果：

28、(1)本发明通过在水性不串色颜料配方中加入非离子型护色剂，可以利用其能在颜料表面形成保护膜的特点，减少了不同颜色的水性颜料在润湿状态下接触之间产生的串色现象，并且这种水溶性的颜料干燥后可以用水进行清洗擦除，有利于对成型的画作进行修改，便于重复绘图，适用范围极广。

29、(2)通过在配方中添加改性纳米氧化锌，其表面修饰的氨基、环氧基和巯基官能团具有较高的反应活性，与水性环氧-丙烯酸脂杂化乳液结构中的羟基、羧基和环氧等有机官能团可以在固化过程中发生反应，有利于纳米氧化锌均匀分散在水性环氧-丙烯酸脂杂化乳液中，避免了纳米氧化锌的团聚现象，便于纳米氧化锌充分发挥自身优异的抗紫外性能，此外，茶多酚结构中引入强吸电子硝基官能团后，具有良好的紫外吸收性能，进而赋予水性不串色颜料良好的紫外吸收性能，防止颜料长期暴露在太阳光下，产生紫外老化的现象。

30、(3)使用周期短、产率高的超临界提取的方式，提取出具有良好抗菌性能的高活性茶多酚，将其添加进水性不串色颜料的配方中，可以起到良好的抗菌防腐效果，配合纳米氧化锌的光催化抗菌性能，形成协同抗菌效果，可以有效地避免细菌在颜料表面附着，形成菌落，进而腐蚀颜料的现象，而且茶多酚无毒，避免了传统化学防腐剂易对人体造成伤害的问题。

31、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。