一種水基化生漆乳液及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水基化生漆乳液及其制備方法，采用復(fù)合乳化劑將天然生漆乳化成水包油型水基化生漆乳液。該乳液由生漆、占生漆質(zhì)量8～12％的復(fù)合乳化劑及水組成。復(fù)合乳化劑由OP-10、SDS及PVA組成，其中，OP-10與SDS的質(zhì)量比為1.5～3:1，(OP-10+SDS)與PVA的質(zhì)量比為1～1.5:1，PVA的聚合度為1700～1800。乳化溫度控制在20～40℃，乳化時(shí)間為5～20min。采用該方法制備的水基化生漆乳液具有較高的離心穩(wěn)定性，乳液粒子分散均勻，平均粒徑為0.5～2.0μm；水基化生漆漆膜保持了天然生漆漆膜優(yōu)良的機(jī)械性能、耐污染、耐化學(xué)介質(zhì)及耐熱性能。
【專利說明】一種水基化生漆乳液及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水基化生漆乳液的制備方法，尤其涉及一種天然生漆的水基化改性方法。該方法采用一種復(fù)合乳化劑在室溫下乳化生漆制備水基化生漆乳液。乳液漆膜保持了天然生漆漆膜優(yōu)良的機(jī)械性能、耐污染、耐化學(xué)介質(zhì)及耐熱性能，可作為水性涂料使用。

【背景技術(shù)】
[0002]天然生漆素有“涂料之王”的美譽(yù)，是一種油包水型(W/0)的環(huán)保生態(tài)涂料，漆膜性能優(yōu)越，在我國已有數(shù)千年的使用歷史。生漆因漆膜光亮以及耐久性、抗腐蝕性、耐磨性能優(yōu)異，被廣泛應(yīng)用與高檔家具、日用品、藝術(shù)品及防腐涂料等領(lǐng)域。生漆由于存在漆液黏度大、成膜條件苛刻、易致敏等缺點(diǎn)，應(yīng)用范圍受到限制。漆酚是生漆的主要成膜物質(zhì)，分子結(jié)構(gòu)中含有不飽和側(cè)鏈的鄰苯二酚基團(tuán)，具有多個(gè)反應(yīng)活性中心，可發(fā)生酯化、醚化、烷基化、絡(luò)合、縮聚、共聚等一系列反應(yīng)。對(duì)漆酚進(jìn)行改性是目前生漆化學(xué)利用的重要途徑。由于從生漆中提取漆酚需要大量的有機(jī)溶劑，不僅會(huì)造成環(huán)境的污染，還會(huì)損失生漆中的其它有效成分，降低生漆的利用率，對(duì)于生漆資源短缺的地區(qū)更難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。生漆是以漆酚為連續(xù)相，漆酶、漆多糖、水及灰分作為分散相的天然樹脂漆。保持生漆的膠體分散體系是保持生漆原有優(yōu)良性能、提高生漆利用率的重要途徑。維持漆酶活性是生漆常溫自干的保證。
[0003]水性涂料以水為分散介質(zhì)，具有安全、無毒、不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，在涂料市場(chǎng)中具有廣闊的發(fā)展前景。涂料的水性化方法有乳液聚合、親水性單體參與共聚合成水溶性樹脂及相反轉(zhuǎn)技術(shù)等，其中相反轉(zhuǎn)技術(shù)是目前生漆及其改性樹脂的主要水性化方法。與反應(yīng)性乳化劑相比，傳統(tǒng)乳化劑具有來源廣，成本低等特點(diǎn)。將多種乳化劑復(fù)配使用，可以充分發(fā)揮不同乳化劑間的協(xié)同作用，獲得滿意的乳化效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種水基化生漆乳液及其制備方法。采用該方法制備的水基化生漆乳液穩(wěn)定性好，并具有天然生漆優(yōu)良的成膜性能。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種水基化生漆乳液，由生漆、占生漆質(zhì)量8~12%的復(fù)合乳化劑及水組成。所述的復(fù)合乳化劑由聚氧乙烯辛基苯基醚(0P-10)、十二烷基硫酸鈉(SDS)及聚乙烯醇(PVA)組成，其中，0P-10與SDS的質(zhì)量比為1.5~3:1，(0P-10+SDS)與PVA質(zhì)量比為I~1.5:1，PVA的聚合度為1700~1800。
[0006]所述的生漆為毛壩漆、安康漆、秦嶺漆、恩施漆或其他地區(qū)所產(chǎn)的天然生漆，漆酚質(zhì)量百分含量為50%以上,水分質(zhì)量百分含量低于30%。
[0007]制備所述的水基化生漆乳液的方法，為保持漆酶活性，在20~40°C條件下，將生漆、復(fù)合乳化劑均勻分散于水中，充分乳化后以蒸餾水稀釋，制備一定固含量的水基化生漆乳液。
[0008]在水基化生漆乳液制備過程中，乳化時(shí)間為5~20min。
[0009]所述的0P-10和SDS按比例溶于蒸餾水中混合均勻，調(diào)整混合溶液濃度為5~20%。
[0010]有益效果
[0011]1.本發(fā)明采用一種自制的復(fù)合乳化劑將天然生漆由油包水型轉(zhuǎn)變成水包油型水基化生漆乳液。制備的水基化生漆乳液具有優(yōu)良的分散穩(wěn)定性；乳液粒子分散均勻，平均粒徑為0.5~2.0ym ;生漆乳液中的漆酚、糖蛋白、多糖等成膜物質(zhì)得到有效利用，且保持了漆酶的催化活性，拓寬了生漆的應(yīng)用范圍。
[0012]2.本發(fā)明制備的生漆乳液以水為溶劑，揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)含量低，是一類綠色環(huán)保的環(huán)境友好生態(tài)涂料，漆膜具有優(yōu)良的機(jī)械力學(xué)、耐熱、耐污染、耐化學(xué)介質(zhì)等性能，可與天然生漆漆膜相媲美。
[0013]3.本發(fā)明所用的復(fù)合乳化劑極易獲得且成本低廉，水基化生漆乳液制備工藝簡便，易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為實(shí)施例1制備的水基化生漆乳液的透射電鏡照片。
[0015]圖2水基化生漆乳液粒徑分布圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]一種水基化生漆乳液的制備方法:
[0017]第一步:原料準(zhǔn)備。生漆:采用孔徑約38 μ m的濾布過濾生漆除雜，水分質(zhì)量百分含量為18~25% ;高分子乳化劑聚乙烯醇(PVA):將PVA在蒸餾水中充分溶脹，于95°C水浴鍋中加熱攪拌2~3h溶解，質(zhì)量百分濃度為5~10%。聚氧乙烯辛基苯基醚(0P-10)與十二烷基硫酸鈉(SDS)按質(zhì)量比為1.5~3:1于蒸餾水中混合均勻，質(zhì)量百分濃度為5~20%。
[0018]第二步:在20~40°C下，采用分散乳化機(jī)將天然生漆、復(fù)合乳化劑均勻分散于水中，以蒸餾水稀釋，制備一定固含量的水基化生漆乳液。乳化劑用量為天然生漆質(zhì)量的8~12%。
[0019]所述的生漆為毛壩漆、安康漆、秦嶺漆、恩施漆及其他地區(qū)所產(chǎn)的天然生漆，漆酚質(zhì)量百分含量為50%以上,水分質(zhì)量百分含量低于30%。
[0020]所述的復(fù)合乳化劑由0P-10、SDS及PVA組成。0P-10與SDS質(zhì)量比為1.5~3:1，(0P-10+SDS)與PVA質(zhì)量比為I~1.5:1，PVA聚合度為1700~1800。
[0021]所述的乳化溫度為20~40°C，乳化時(shí)間為5~20min。
[0022]實(shí)施例1
[0023]將26.0g生漆、26.0g質(zhì)量百分濃度為5%的PVA溶液、13.0g質(zhì)量百分濃度為10%的0P-10與SDS的混合液(0P-10與SDS質(zhì)量比為7:3)室溫下用分散乳化機(jī)均勻分散于水中，分散時(shí)間為lOmin。然后加13.0g蒸懼水稀釋,再分散5min,制備固體質(zhì)量百分含量為30%的水基化生漆乳液。制備的水基化生漆乳液粒徑分布均勻，Z均粒徑為0.836 μ m，在3000r/minX 1min的離心作用下不分層。
[0024]將上述水基化生漆乳液及天然生漆在馬口鐵上涂膜，在室溫下成膜，待漆膜完全固化后測(cè)定漆膜性能如表1所示。
[0025]實(shí)施例2
[0026]將25.0g生漆、20.0g質(zhì)量百分濃度為5%的PVA溶液、15.0g質(zhì)量百分濃度為10%的0P-10與SDS的混合液(0P-10與SDS質(zhì)量比為7:3)室溫下用分散乳化機(jī)均勻分散于水中，分散時(shí)間為lOmin。然后加4.28g蒸懼水稀釋,再分散1min,制備固體質(zhì)量百分含量為35%的水基化生漆乳液。制備的水基化生漆乳液粒徑分布均勻，Z均粒徑為0.692 μ m，在3000r/minX 1min的離心作用下不分層。
[0027]實(shí)施例3
[0028]將30.0g生漆、18.75g質(zhì)量百分濃度為8 %的PVA溶液、7.5g質(zhì)量百分濃度為20 %的OP-1O與SDS的混合液(0P-10與SDS質(zhì)量比為7:3)室溫下用分散乳化機(jī)均勻分散于水中，分散時(shí)間為5min。然后加20.9g蒸懼水稀釋，再分散1min,制備固體質(zhì)量百分含量為35%的水基化生漆乳液。制備的水基化生漆乳液粒徑分布均勻，Z均粒徑為0.863 μ m，在3000r/minX 1min的離心作用下不分層。
[0029]實(shí)施例4
[0030]將30.0g生漆、16.87g質(zhì)量百分濃度為8%的PVA溶液、9.0g濃度質(zhì)量百分為15%的OP-1O與SDS的混合液(0P-10與SDS質(zhì)量比為7:3)室溫下用分散乳化機(jī)均勻分散于水中，分散時(shí)間為5min。 然后加33.13g蒸懼水稀釋，再分散5min,制備固體質(zhì)量百分含量為30%的水基化生漆乳液。制備的水基化生漆乳液粒徑分布均勻，Z均粒徑為1.106 μ m，在2000r/minX 1min的離心作用下不分層。
[0031]實(shí)施例5
[0032]將28.4g生漆、17.04g質(zhì)量百分濃度為10%的PVA溶液、17.04g質(zhì)量百分濃度為10%的OP-1O與SDS的混合液(0P-10與SDS質(zhì)量比為7.5:2.5)室溫下用分散乳化機(jī)均勻分散于水中，分散時(shí)間為lOmin。然后加22.75g蒸懼水稀釋,再分散lOmin,制備固體質(zhì)量百分含量為30%的水基化生漆乳液。制備的水基化生漆乳液粒徑分布均勻，Z均粒徑為
0.833 μ m,在3000r/minX 1min的離心作用下不分層。
[0033]表1實(shí)施例1制備的水基化生漆乳液漆膜與天然生漆漆膜性能比較
[0034]

【權(quán)利要求】
1.一種水基化生漆乳液，其特征在于:由生漆、占生漆質(zhì)量8~12%的復(fù)合乳化劑及水組成；所述的復(fù)合乳化劑由OP-10、SDS及PVA組成，其中，OP-1O與SDS的質(zhì)量比為1.5~3:1，(0P-10+SDS)與 PVA 質(zhì)量比為 I ~1.5:1，PVA 的聚合度為 1700 ~1800。
2.如權(quán)利要求1所述的水基化生漆乳液，其特征在于，所述的生漆為毛壩漆、安康漆、秦嶺漆、恩施漆或其他地區(qū)所產(chǎn)的天然生漆，漆酚質(zhì)量百分含量為50%以上，水分質(zhì)量百分含量低于30%。
3.制備權(quán)利要求1所述的水基化生漆乳液的方法，其特征在于，在20~40°C條件下，將生漆、復(fù)合乳化劑均勻分散于水中，乳化充分后以蒸餾水稀釋，制備一定固含量的水基化生漆乳液。
4.如權(quán)利要求3所述的制備水基化生漆乳液的方法，其特征在于，在水基化生漆乳液制備過程中，乳化時(shí)間為5~20min。
5 .如權(quán)利要求3所述的制備水基化生漆乳液的方法，其特征在于，所述的0P-10和SDS按比例溶于蒸餾水中混合均勻，調(diào)整混合溶液質(zhì)量百分濃度為5~20%。
【文檔編號(hào)】C09D7/12GK104073162SQ201410330596
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月11日
【發(fā)明者】孔振武, 孫祥玲, 吳國民 申請(qǐng)人:中國林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所