本發(fā)明涉及水性涂料
技術領域：
，具體涉及一種零VOC揮發(fā)的水性木器涂料及其制備方法。
背景技術：
：溶劑性木器涂料存在生產和使用過程中大量有機溶劑揮發(fā)到大氣中對環(huán)境造成污染和對生產人員身體產生毒害，同時生產與施工過程由于易燃有機溶劑的存在，所以整個過程都需防火，現在有使用丙酸酯類乳液、丙烯酸酯類加聚氨酯類改進制作的水性木器涂料，有機揮發(fā)劑的含量減少至5%-30%，這雖然大大減少了有機溶劑的含量，但仍然存在對使用者和環(huán)境產生較大的影響，同時由于有機溶劑的減少導致耐冷耐熱的性能降低，而且該類水性木器涂料制備工藝復雜，投入成本高，需要大型的設備和專業(yè)的技術操作員才能制備。技術實現要素：本發(fā)明的目的是針對現有技術中的上述不足，提供一種使用植物淀粉和天然蓖麻油為原料、天然環(huán)保無毒、耐冷耐熱耐干耐濕性好、附著力好、抗沖擊高的零VOC揮發(fā)的水性木器涂料。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種零VOC揮發(fā)的水性木器涂料的制備方法，該方法無需要使用大成本投入，工藝簡便，易操作。本發(fā)明的目的通過以下技術方案實現：一種零VOC揮發(fā)的水性木器涂料，由A組份、B組份和水組成；其中，A組份由下重量份數的原料組成：淀粉5-10份水性催化劑0-1份蓖麻油10-30份防腐劑0.01-0.1份乳化劑0.1-2份水性消泡劑0.001-0.01份純凈水60-80份；其中，B組分為水可分散型改性聚異氰酸酯；其中，A組份、B組份和水重量分數比為1:(0.3-1):(0.3-1)組成。優(yōu)選地，所述A組份由下重量份數的原料組成：淀粉5-9份水性催化劑0-0.9份蓖麻油10-25份防腐劑0.01-0.9份乳化劑0.1-1.8份水性消泡劑0.001-0.01份純凈水60-80份。優(yōu)選地，所述A組份由下重量份數的原料組成：淀粉5-8份水性催化劑0.1-0.9份蓖麻油15-25份防腐劑0.05-0.9份乳化劑0.1-1.8份水性消泡劑0.001-0.01份純凈水60-80份。本發(fā)明使用的A組分原料均為水性原料，與B組分固化后制備出的涂料零VOC揮發(fā)，成膜性好。所水可分散型改性聚異氰酸酯的固體含量為100%、NCO含量為20-21%、粘度為3500-5500mPa·s、密度為1.00-1.20g/cm3、閃點為158-161℃的水可分散型改性聚異氰酸酯。所述淀粉為直鏈淀粉，直鏈淀粉由直鏈小麥淀粉：直鏈玉米淀粉：直鏈木薯淀粉按質量分數為2-3:7-15:1-3.5組成。淀粉的成膜性好，有一定的乳化性能，對乳化植物油的乳液穩(wěn)定性有顯著幫助。直鏈淀粉的顆粒小，分子鏈與分子鏈間締合程度大，形成的微晶束晶體結構緊密，結晶區(qū)域大，而支鏈淀粉中結晶區(qū)域大，晶體結構不太緊密，成膜差，本發(fā)明使用直鏈小麥淀粉：直鏈玉米淀粉：直鏈木薯淀粉按質量分數為2-3:7-15:1-3.5組成，具有很好的成膜性，與聚異氰酸酯形成的涂料薄膜抗沖擊性好，顯著地增強薄膜的耐冷耐熱及耐冷熱溫差性，耐候性好，不易開裂。同時直鏈淀粉糊化溫度81.35℃比支鏈淀粉的糊化溫度較高，使淀粉糊化后更具耐熱性，在高溫下不易裂開。所述蓖麻油為天然植物蓖麻的種子用榨取或溶劑萃取法制得蓖麻油，蓖麻油脂肪酸中含90%蓖麻酸（9-烯基-12·羥基十八酸)羥值為163mgKOH/g、羥基含量為4.94%、按羥基算分子量為345，按羥基推算，蓖麻油含70%的三官能度和30%的二官能度，羥基平均官能度為2.7，在植物油中羥值最高。生產聚氨酯涂料一般采用多異氰酸酯與聚酯多元醇加成，要求聚酯多元醇的分子量一般在1000-3000，羥值在160-300mgKOH/g范圍內,蓖麻油基本符合上述條件，可與異氰酸酯進行聚合反應，生產聚氨酯涂料。本發(fā)明使用精煉蓖麻油在淀粉糊與乳化劑的做用下能夠制成在常溫下穩(wěn)定的乳液狀主漆，和水分散型聚異氰酸酯在常溫下即可交聯反應，形成透明的、堅韌的等物理性能優(yōu)異的膜。所述防腐劑為1，2-苯異噻唑-3-酮、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮中的一種或二種的混合物。1，2-苯異噻唑-3-酮具有突出的抑制霉菌、藻類等微生物在有機介質中的滋生作用，解決了微生物滋生引起的有機產品發(fā)霉、發(fā)酵、變質、破乳、發(fā)臭等問題，同時促進分子間氫鍵破壞，促進淀粉的糊化作用，而且不含有機揮發(fā)性有機溶劑，環(huán)保沒污染。5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮簡稱CIT，溶于水、低碳醇、乙二醇和極性有機溶劑，是一種高活性的殺菌劑，能在淀粉糊化時和糊化冷卻時抑制微生物細菌的生長，從而導致微生物細胞的死亡。同時該品安全性好，LD50≥3350mg/kg，毒性分級屬于低毒，可生物降解，使用時操作員可直接投入反應器中進行反應，無需要隔離處理，無致畸致突變反應，能與A組分中的水性原料相混相溶，配伍性好，制備出的涂料穩(wěn)定性強，使用成本低。2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮簡稱MIT，常溫下可與酸、醚、酮等混溶，對多種微生物如大腸桿菌、綠膿桿菌、枯草桿菌、金黃色葡萄球菌、黑曲霉等都有良好的抑制殺滅效果，本發(fā)明使用的MIT水性溶液，不含有機溶劑、無機金屬鹽、氯、甲醛，對各種正常使用的材質無腐蝕，使用的設備不需要添加特殊保護層，設備成本低。優(yōu)選地，使用5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮：2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮按質量分數比為3：1的混合物，該混合物簡稱為卡松，卡松能與微生物細胞內的蛋白質反應，使細胞呼吸停頓，迅速抑制微生物的生長和生物高分子的合成，同時促進分子間氫鍵破壞，促進淀粉的糊化作用，降低糊化時間。所述乳化劑為聚氧乙烯脫水山梨醇單油酸酯，簡稱聚山梨酯-80，吐溫-80。常作為水包油（O/W）型乳化劑，使其他物質均勻在溶液中分散，主要用于制藥、食品、化妝品，聚山梨酯通常被認為是無毒、無刺激性的材料，用在本發(fā)明中起到在生產與儲存時起穩(wěn)定的乳化作用，但當和B組份調配后分子中的羥基會與聚異氰酸酯的NCO反應，故成膜后對漆膜的耐水性無影響。所述水性消泡劑為礦物油類水性消泡、有機硅類水性消泡、聚醚類水性消泡中的一種。水性消泡劑能降低表面張力，抑制泡沫產生或消除已產生泡沫，使溶質不易隨著泡沫而揮發(fā)走，制備的膜更具有耐干耐熱性，附著力好，無龜裂現象。礦物油類消泡劑通常由載體、活性劑等組成，載體是低表面張力的物質，其作用是承載和稀釋，常用載體為水、脂肪醇等。有機硅類消泡劑一般包括聚二甲基硅氧烷等。有機硅類消泡劑溶解性較差，在常溫下具有消泡速度很快、抑泡較好，但在高溫下發(fā)生分層、消泡速度較慢、抑泡較差等特點。聚醚類消泡劑包括聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚等。聚醚類消泡劑具有抑泡時間長、效果好、消泡速度快、熱穩(wěn)定性好等特點。所述有機硅類水性消泡劑為聚二甲基硅氧烷、氟硅氧烷和乙二醇硅氧烷中的一種或二種以上的混合物。優(yōu)選地，使用畢克化學不含VOC的有機硅消泡劑，型號為BYK028。一種零VOC揮發(fā)的水性木器涂料的制備方法，包括下列步驟：步驟一：將重量份數為60-80份的純凈水和0.01-0.05份的防腐劑在250-320轉/分鐘的速度下攪拌均勻，再緩慢加入5-10份的淀粉，邊攪拌邊升溫，使溫度達到90℃，繼續(xù)攪拌4-6分鐘，冷卻至室溫，再加入0.1-2份的乳化劑攪拌5分鐘，再加入10-30份的蓖麻油以2000轉/分鐘的轉速攪拌15分鐘，接著降低轉速至500轉/分鐘加入0.001-0.01份的消泡劑和0-1份的催化劑，攪拌10-20分鐘，過濾即制得A組份。步驟二：將A組分、B組分和純凈水按重量份數為1:0.3-1:0.3-1進行調配即得一種零VOC揮發(fā)的水性木器涂料。本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的一種零VOC揮發(fā)的水性木器涂料采用純天然蓖麻油和純天然植物來源的淀粉作為成膜物質，成膜性好，分子鏈與分子鏈之間的締合程度大，成膜后抗沖擊性好；采用聚氧乙烯脫水山梨醇單油酸酯做為乳化劑，和淀粉糊配合乳化蓖麻油，使不溶于水的蓖麻油在常溫下即可均勻的分散在水中形成穩(wěn)定的水包油型乳液，淀粉、蓖麻油、聚氧乙烯脫水山梨醇單油酸酯，分子鏈上都有羥基，在成膜的過程中都能與異氰酸酯反應形成穩(wěn)定的漆膜；采用水性消泡劑，能降低表面張力，抑制泡沫產生或消除已產生泡沫，使溶質不易隨著泡沫而揮發(fā)走，制備的膜更具有耐干耐熱性，附著力好，無龜裂現象。具體實施方式結合以下實施例對本發(fā)明作進一步描述。實施例1一種零VOC揮發(fā)的水性木器涂料的制備方法，包括下列步驟：步驟一：將重量份數為63.42份的純凈水和0.02份的防腐劑在250-320轉/分鐘的速度下攪拌均勻，再緩慢加入5份的淀粉，邊攪拌邊升溫，使溫度達到90℃，繼續(xù)攪拌4-6分鐘，冷卻至室溫，再加入1.5份的乳化劑攪拌5分鐘，再加入30份的蓖麻油以2000轉/分鐘的轉速攪拌15分鐘，接著降低轉速至500轉/分鐘加入0.01份的水性消泡劑和0.05份的水性催化劑，攪拌10-20分鐘，過濾即制得A組份。步驟二：將A組分、B組分和純凈水按重量份數為1:0.4:0.5進行調配即得一種零VOC揮發(fā)的水性木器涂料。實施例2一種零VOC揮發(fā)的水性木器涂料的制備方法，包括下列步驟：步驟一：將重量份數為64.52份的純凈水和0.02份的防腐劑在250-320轉/分鐘的速度下攪拌均勻，再緩慢加入6份的淀粉，邊攪拌邊升溫，使溫度達到90℃，繼續(xù)攪拌4-6分鐘，冷卻至室溫，再加入1.4份的乳化劑攪拌5分鐘，再加入28份的蓖麻油以2000轉/分鐘的轉速攪拌15分鐘，接著降低轉速至500轉/分鐘加入0.01份的水性消泡劑和0.05份的水性催化劑，攪拌10-20分鐘，過濾即制得A組份。步驟二：將A組分、B組分和純凈水按重量份數為1:0.4:0.5進行調配即得一種零VOC揮發(fā)的水性木器涂料。實施例3一種零VOC揮發(fā)的水性木器涂料的制備方法，包括下列步驟：步驟一：將重量份數為65.62份的純凈水和0.02份的防腐劑在250-320轉/分鐘的速度下攪拌均勻，再緩慢加入7份的淀粉，邊攪拌邊升溫，使溫度達到90℃，繼續(xù)攪拌4-6分鐘，冷卻至室溫，再加入1.3份的乳化劑攪拌5分鐘，再加入26份的蓖麻油以2000轉/分鐘的轉速攪拌15分鐘，接著降低轉速至500轉/分鐘加入0.01份的水性消泡劑和0.05份的水性催化劑，攪拌10-20分鐘，過濾即制得A組份。步驟二：將A組分、B組分和純凈水按重量份數為1:0.4:0.5進行調配即得一種零VOC揮發(fā)的水性木器涂料。實施例4一種零VOC揮發(fā)的水性木器涂料的制備方法，包括下列步驟：步驟一：將重量份數為66.74份的純凈水和0.03份的防腐劑在250-320轉/分鐘的速度下攪拌均勻，再緩慢加入8份的淀粉，邊攪拌邊升溫，使溫度達到90℃，繼續(xù)攪拌4-6分鐘，冷卻至室溫，再加入1.2份的乳化劑攪拌5分鐘，再加入24份的蓖麻油以2000轉/分鐘的轉速攪拌15分鐘，接著降低轉速至500轉/分鐘加入0.01份的水性消泡劑和0.02份的水性催化劑，攪拌10-20分鐘，過濾即制得A組份。步驟二：將A組分、B組分和純凈水按重量份數為1:0.35:0.5進行調配即得一種零VOC揮發(fā)的水性木器涂料。實施例5一種零VOC揮發(fā)的水性木器涂料的制備方法，包括下列步驟：步驟一：將重量份數為65.77份的純凈水和0.02份的防腐劑在250-320轉/分鐘的速度下攪拌均勻，再緩慢加入9份的淀粉，邊攪拌邊升溫，使溫度達到90℃，繼續(xù)攪拌4-6分鐘，冷卻至室溫，再加入1.2份的乳化劑攪拌5分鐘，再加入24份的蓖麻油以2000轉/分鐘的轉速攪拌15分鐘，接著降低轉速至500轉/分鐘加入0.01份的水性消泡劑，攪拌10-20分鐘，過濾即制得A組份。步驟二：將A組分、B組分和純凈水按重量份數為1:0.3︰0.5進行調配即得一種零VOC揮發(fā)的水性木器涂料。實施例6一種零VOC揮發(fā)的水性木器涂料的制備方法，包括下列步驟：步驟一：將重量份數為62.92份的純凈水和0.02份的防腐劑在250-320轉/分鐘的速度下攪拌均勻，再緩慢加入5份的淀粉，邊攪拌邊升溫，使溫度達到90℃，繼續(xù)攪拌4-6分鐘，冷卻至室溫，再加入2份的乳化劑攪拌5分鐘，再加入30份的蓖麻油以2000轉/分鐘的轉速攪拌15分鐘，接著降低轉速至500轉/分鐘加入0.01份的水性消泡劑和0.05份的水性催化劑，攪拌10-20分鐘，過濾即制得A組份。步驟二：將A組分、B組分和純凈水按重量份數為1:0.4:0.5進行調配即得一種零VOC揮發(fā)的水性木器涂料。實施例7一種零VOC揮發(fā)的水性木器涂料的制備方法，包括下列步驟：步驟一：將重量份數為67.94份的純凈水和0.02份的防腐劑在250-320轉/分鐘的速度下攪拌均勻，再緩慢加入5份的淀粉，邊攪拌邊升溫，使溫度達到90℃，繼續(xù)攪拌4-6分鐘，冷卻至室溫，再加入2份的乳化劑攪拌5分鐘，再加入25份的蓖麻油以2000轉/分鐘的轉速攪拌15分鐘，接著降低轉速至500轉/分鐘加入0.01份的水性消泡劑和0.03份的水性催化劑，攪拌10-20分鐘，過濾即制得A組份。步驟二：將A組分、B組分和純凈水按重量份數為1:0.4:0.5進行調配即得一種零VOC揮發(fā)的水性木器涂料。實施例8一種零VOC揮發(fā)的水性木器涂料的制備方法，包括下列步驟：步驟一：將重量份數為73.12份的純凈水和0.02份的防腐劑在250-320轉/分鐘的速度下攪拌均勻，再緩慢加入5份的淀粉，邊攪拌邊升溫，使溫度達到90℃，繼續(xù)攪拌4-6分鐘，冷卻至室溫，再加入1.8份的乳化劑攪拌5分鐘，再加入20份的蓖麻油以2000轉/分鐘的轉速攪拌15分鐘，接著降低轉速至500轉/分鐘加入0.01份的水性消泡劑和0.05份的水性催化劑，攪拌10-20分鐘，過濾即制得A組份。步驟二：將A組分、B組分和純凈水按重量份數為1:0.4:0.5進行調配即得一種零VOC揮發(fā)的水性木器涂料。實施例9一種零VOC揮發(fā)的水性木器涂料的制備方法，包括下列步驟：步驟一：將重量份數為77.44份的純凈水和0.02份的防腐劑在250-320轉/分鐘的速度下攪拌均勻，再緩慢加入5份的淀粉，邊攪拌邊升溫，使溫度達到90℃，繼續(xù)攪拌4-6分鐘，冷卻至室溫，再加入1.5份的乳化劑攪拌5分鐘，再加入16份的蓖麻油以2000轉/分鐘的轉速攪拌15分鐘，接著降低轉速至500轉/分鐘加入0.01份的水性消泡劑和0.03份的水性催化劑，攪拌10-20分鐘，過濾即制得A組份。步驟二：將A組分、B組分和純凈水按重量份數為1:0.3:0.3進行調配即得一種零VOC揮發(fā)的水性木器涂料。實施例10一種零VOC揮發(fā)的水性木器涂料的制備方法，包括下列步驟：步驟一：將重量份數為72.87份的純凈水和0.02份的防腐劑在250-320轉/分鐘的速度下攪拌均勻，再緩慢加入5份的淀粉，邊攪拌邊升溫，使溫度達到90℃，繼續(xù)攪拌4-6分鐘，冷卻至室溫，再加入2份的乳化劑攪拌5分鐘，再加入20份的蓖麻油以2000轉/分鐘的轉速攪拌15分鐘，接著降低轉速至500轉/分鐘加入0.01份的水性消泡劑和0.1份的水性催化劑，攪拌10-20分鐘，過濾即制得A組份。步驟二：將A組分、B組分和純凈水按重量份數為1:0.4:0.5進行調配即得一種零VOC揮發(fā)的水性木器涂料。經過對本發(fā)明實施例1-10所制備的水性木器涂料進行下列性能測試，測試方法按照家具表面漆膜國家標準測試，GB/T4893.1-2005家具表面漆膜理化性能測試：耐冷液測試法、GB/T4893.2-2005家具表面漆膜理化性能測試：耐濕熱測試法、GB/T4893.3-2005家具表面漆膜理化性能測試：耐干熱測試法、GB/T4893.7家具表面漆膜理化性能測試：耐冷熱溫差測試法、GB/T4893.9家具表面漆膜理化性能測試：抗沖擊測試法、GB/T4893.4家具表面漆膜理化性能測試：附著力交叉切割測試法。測試結果如下：項目耐冷液測試耐濕熱測試耐干熱測試耐冷熱溫差測試抗沖擊測試附著力交叉切割測定實施例13級2級2級1級1級0級實施例23級2級2級1級1級0級實施例33級2級2級1級1級0級實施例43級2級2級2級1級0級實施例52級2級2級2級1級0級實施例62級2級2級1級1級0級實施例72級2級2級1級1級0級實施例82級1級1級1級1級0級實施例92級1級2級1級1級0級實施例102級1級1級1級1級0級從上述的結果來看可以知道本發(fā)明的一種零VOC揮發(fā)的水性木器涂料制備的膜性優(yōu)異，耐冷熱溫差測試在2級或1級，均合格以上，耐冷液測試均在3級或2級，完全能應對日常使用情況，耐濕熱測試、耐干熱測試均在2級或2級以上，無論是低溫、高溫或者濕熱都對膜不產生影響，抵抗能力強，抗沖壓測試更優(yōu)異，等級為1級，表面只有印痕沒有裂痕，附著力交叉切割測定為0級，切割邊緣完全光滑，無一格脫落，性能最佳，而且不含揮發(fā)性有機物，環(huán)保沒污染。測試結果分級說明：等級為0級為性能最好，等級為1級次之，等級為2、3、4、5級依次遞減。最后應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對本發(fā)明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細地說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的實質和范圍。當前第1頁1 2 3