本發(fā)明屬于本發(fā)明屬于涂料添加劑領(lǐng)域，具體涉及一種具備自然香氣的水性涂料的添加劑及該添加劑的制備方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代生活中，涂料已經(jīng)廣泛應(yīng)用于至國(guó)民生活的方方面面，尤其是水性涂料，因其無(wú)有機(jī)物的揮發(fā)，環(huán)保安全，受到了消費(fèi)者的青睞。在水性涂料應(yīng)用于家裝領(lǐng)域時(shí)，涂料能夠給家具、電器、日用品等產(chǎn)品表面提供優(yōu)良的防腐保護(hù)以及裝飾性能。隨著涂料應(yīng)用的越來越廣泛，對(duì)涂料的要求也越來越高，除了裝飾性能和防腐性能以外，還要求涂料具有良好的使用性能和其他優(yōu)異的性能。
具有特殊功能的水性涂料越來越受到細(xì)分市場(chǎng)的青睞，在家裝領(lǐng)域，由于現(xiàn)有的涂料大部分具有令人不悅的化學(xué)物質(zhì)的味道，所以具有令人愉悅香味的涂料應(yīng)運(yùn)而生。如申請(qǐng)?zhí)枮?01010588963.X的名為《一種室內(nèi)裝修用的草本空氣凈化型涂料添加劑》的中國(guó)專利中提供的一種具有空氣凈化功能的涂料添加劑，不僅能夠有效捕捉吸附室內(nèi)裝修后空氣中的游離態(tài)甲醛，而且能夠減少污染。上述技術(shù)方案中的添加劑適用于有機(jī)溶劑類的涂料，無(wú)法應(yīng)用于水性涂料。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
考慮到水性涂料中添加劑的特點(diǎn)，本發(fā)明中提供了一種具有自然香型的水性涂料添加劑及該涂料添加劑的制備方法。
水性涂料在使用添加劑的過程中主要存在以下幾點(diǎn)問題：
（1）水性涂料是使用水作為分散介質(zhì)，水性涂料中使用的添加劑必須能夠均勻分散在水中或者溶解于水中，同時(shí)需考慮到對(duì)涂料粘度和涂裝過程的影響，如是否會(huì)影響導(dǎo)致涂料中顏料沉降分離、涂料的干燥性能、涂料的流平性、流掛性等問題；
（2）水性涂料成膜后，涂層比有機(jī)類的涂層更容易滋生細(xì)菌，在潮濕的環(huán)境中長(zhǎng)期使用后涂層表面易生霉，影響涂料的耐久使用性；
（3）水性涂料中一旦添加防霉劑以后，防霉劑需與其他添加劑相配伍，否則易引起涂料內(nèi)固體顆粒團(tuán)聚沉淀，引起涂料變質(zhì)；
（4）為改善涂料氣味，需選用合適的氣味添加劑。
本發(fā)明考慮到上述使用中的問題，提供了一種以去離子水作為載液的涂料添加劑，該添加劑應(yīng)用于水性涂料中可使涂料具有令人愉悅的自然型的香氣，而且該香氣的散發(fā)對(duì)人體無(wú)害、環(huán)保無(wú)毒，進(jìn)一步地，該添加劑可與水性涂料匹配使用，不影響涂料的使用性能。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題通過以下步驟予以實(shí)現(xiàn)：
本發(fā)明中提供的自然香型涂料添加劑組分及重量份為：
去離子水 25-40份
二氧化硅氣凝膠粉 4-8份
納米二氧化鈦粉 5-7份
偏硼酸鋇 0.3-0.5份
斯巴醇 0.05-0.08份
薄荷醇 0.1-0.5份
樟木脂素 0.05-0.1份
乙酸薰衣草酯 0.1-0.3份
椰子油脂肪酸二乙醇酰胺 0.8-1.4份
浸潤(rùn)分散劑 0.1-0.5份
催干劑 0.1-0.3份
增光劑 0.3-0.6份
增稠劑 0.05-0.1份。
在使用涂料添加劑的過程中，首先要考慮的即不影響涂料本身的粘度和性能。本發(fā)明中在設(shè)計(jì)涂料添加劑配方時(shí)，主要考慮的除了對(duì)涂膜性能的影響之外，同時(shí)還考慮了涂料儲(chǔ)存過程、涂裝過程和涂料成膜過程的影響。水性涂料一般來說表觀粘度比有機(jī)類涂料低，涂裝過程較為容易，所以添加在水性涂料中的添加劑需穩(wěn)定且具備一定的粘度，能夠有助于在涂裝過程中形成穩(wěn)定厚度的涂膜，現(xiàn)有技術(shù)中常通過添加增稠劑、防流掛劑和防沉降劑來達(dá)到上述目的。
本發(fā)明通過對(duì)涂膜成膜機(jī)理的研究，選擇采用二氧化硅氣凝膠粉與納米二氧化鈦粉的混合物作為該添加劑的基礎(chǔ)載體。二氧化硅氣凝膠密度小、比表面積和孔隙率大，具有非常好的分散性，而且觸變補(bǔ)強(qiáng)作用非常好，當(dāng)二氧化硅氣凝膠與納米二氧化鈦相適配使用，納米二氧化鈦搭載在二氧化硅氣凝膠上，以微粒的形式高度均勻分散，當(dāng)應(yīng)用于涂料中時(shí)，各個(gè)微粒以弱價(jià)鍵力相互吸引，形成膠體狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而發(fā)揮出增稠、防流掛、防沉降的作用，同時(shí)與其他添加劑相配合，可改善涂料的穩(wěn)定性。現(xiàn)有技術(shù)中的增稠劑、防流掛劑、防沉淀劑添加后一旦受到攪拌或者涂裝時(shí)的高剪切力的作用，很容易使結(jié)構(gòu)受到破壞，引起涂料粘度降低，而本發(fā)明中由于選擇的二氧化硅氣凝膠與納米二氧化鈦相互適配，能夠有效抵抗攪拌或者涂裝過程中帶來的影響。
本發(fā)明中選擇的二氧化硅氣凝膠粉原料中氣凝膠比表面積為350-450m2/g，密度為52-60kg/m3。納米二氧化鈦粉為金紅石型二氧化鈦，粒度為50-80nm。
進(jìn)一步地，選擇偏硼酸鋇作為防霉添加劑，同時(shí)選擇添加椰子油脂肪酸二乙醇酰胺進(jìn)一步助其分散。在本發(fā)明中的添加劑中，可以視所添加使用的水性涂料添加適用的浸潤(rùn)分散劑，實(shí)踐中可采用將所要應(yīng)用的水性涂料中的浸潤(rùn)分散劑以本發(fā)明中的配比添加至本發(fā)明中的添加劑中，這樣的處理方式可有助于本發(fā)明中的添加劑與涂料進(jìn)一步有機(jī)融合。
在實(shí)踐中，本發(fā)明的發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，盡管采用上述配方能夠解決本發(fā)明中的添加劑對(duì)涂料成膜性能、存儲(chǔ)性能的影響，但是在涂膜涂裝完畢干燥后，涂膜光澤度會(huì)有一定的減弱，所以在本發(fā)明的添加劑配方中還添加了增光劑來改善該問題。本發(fā)明中優(yōu)選增光劑為水性有機(jī)硅增光劑。
同時(shí)，添加劑的加入也影響到了涂料的干燥過程，會(huì)造成膜層干燥時(shí)間的延長(zhǎng)，所以有必要添加一些催干劑抵消該效果。本發(fā)明中優(yōu)選催干劑為異辛酸釩、異辛酸鋅、異辛酸鈷、異辛酸錳、異辛酸稀土鹽中的一種或多種。
進(jìn)一步地，還需添加增稠劑來進(jìn)行添加劑粘度的整體調(diào)節(jié)，以達(dá)到根據(jù)適用的涂料體系不同而微調(diào)添加劑粘度的目的。本發(fā)明中優(yōu)選增稠劑為明膠、瓜爾膠、胡麻膠、海藻膠、黃原膠中的一種或者多種。
本發(fā)明添加劑體系中還添加有合適的香味成分作為氣味調(diào)節(jié)成分，從環(huán)保及香味適用的角度考慮，本發(fā)明選用斯巴醇、薄荷醇、樟木脂素和乙酸薰衣草酯作為復(fù)配香味添加劑，制成一種具有自然氣息的香味添加劑，該混合物氣味淡雅，具有類似于風(fēng)信子和薰衣草的混合香氣，能夠很好地遮蓋涂料本身的味道，使涂料具有令人愉悅放松的香味。
本發(fā)明還提供一種制備上述涂料添加劑的方法，包括如下步驟：
A、將二氧化硅氣凝膠粉、納米二氧化鈦粉和偏硼酸鋇按照配方投入去離子水中，在1500-2500r/min條件下分散30-45min，制成均勻分散的混合液體；
B、將浸潤(rùn)分散劑、催干劑、增光劑、增稠劑與步驟A中產(chǎn)出的混合液體一同投入研磨機(jī)中，研磨15-30min；
優(yōu)選地，步驟B中研磨機(jī)為行星式研磨機(jī)。
C、將步驟B中產(chǎn)出的混合液在200-400r/min條件下進(jìn)行攪拌，邊攪拌邊依次投入椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、斯巴醇、薄荷醇、樟木脂素和乙酸薰衣草酯，待物料全部投入后，封閉體系持續(xù)攪拌2-4h即得到所需涂料添加劑。
本發(fā)明中涂料添加劑的使用方法：將所述環(huán)保涂料添加劑以質(zhì)量百分比5-12%添加至水性涂料中，進(jìn)一步地，將所述涂料添加劑以質(zhì)量百分比6-8%添加至水性涂料中。
本發(fā)明具有如下有益效果：
1、本發(fā)明中提供了一種具備自然香型的可適用于水性涂料的添加劑。
2、本發(fā)明中的涂料添加劑有助于增強(qiáng)水性涂料的穩(wěn)定性，增強(qiáng)其存儲(chǔ)和使用過程中的穩(wěn)定性，且對(duì)涂料涂裝過程無(wú)影響。
3、本發(fā)明中的水性涂料添加劑可有效抑制涂層在使用過程中的表面產(chǎn)生霉菌。
4、本發(fā)明中的水性涂料添加劑中選用斯巴醇、薄荷醇、樟木脂素和乙酸薰衣草酯作為復(fù)配香味添加劑，可有效改善涂料的氣味，使涂料具有令人愉悅放松的自然香氣。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行進(jìn)一步的描述。
按照以下組分及質(zhì)量份數(shù)進(jìn)行涂料添加劑的制備：
上述原料中二氧化硅氣凝膠原料中的氣凝膠比表面積為425m2/g，密度為55kg/m3。原料中選擇使用金紅石型納米二氧化鈦粉，粉末粒度為70nm。所使用的催干劑選用異辛酸釩與異辛酸鈰質(zhì)量比為1:1的混合物。使用的增光劑為水性有機(jī)硅增光劑。所使用的增稠劑為增稠劑選用黃原膠。黃原膠是一種穩(wěn)定性能好、低濃度高粘度的環(huán)保型增稠原料，不僅增稠效果好，而且對(duì)于添加劑中不溶性固體具有良好的懸浮作用，與二氧化硅氣凝膠粉和納米二氧化鈦粉的分散具有相輔相成的作用。二氧化硅氣凝膠粉為后續(xù)加工考慮可控制原料粒徑不大于50μm。
在選擇香精的過程中發(fā)現(xiàn)，薄荷醇用量越多，添加劑的香味更加生動(dòng)持久，樟木脂素與乙酸薰衣草酯含量越高，則添加劑的自然清香就更為明顯突出，同時(shí)，乙酸薰衣草酯具有一定的協(xié)同殺菌的效果。
添加劑制備方法為：
A、將二氧化硅氣凝膠粉、納米二氧化鈦粉和偏硼酸鋇按照配方投入去離子水中，在2000r/min條件下分散40min，制成均勻分散的混合液體；
B、將浸潤(rùn)分散劑、催干劑、增光劑、增稠劑與步驟A中產(chǎn)出的混合液體一同投入行星式研磨機(jī)中，研磨30min；
C、將步驟B中產(chǎn)出的混合液在400r/min條件下進(jìn)行攪拌，邊攪拌邊依次投入椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、斯巴醇、薄荷醇、樟木脂素和乙酸薰衣草酯，待物料全部投入后，封閉體系持續(xù)攪拌2-4h即得到所需涂料添加劑。
將實(shí)施例中制得的添加劑分別以質(zhì)量比4%、5%、6%、7%、8%、10%、12%、14%、添加至水性聚酯涂料中，將涂料與添加劑攪拌混合均勻后涂裝于室內(nèi)墻體表面。通過觀察涂料涂裝過程和存儲(chǔ)過程發(fā)現(xiàn)，添加了實(shí)施例中添加劑的水性聚酯涂料添加劑與涂料相容性好，涂料存儲(chǔ)期限提升，成膜均勻，抑菌效果明顯，香味清新自然，其中以添加劑含量為6%、7%、8%最佳，添加量為4%時(shí)，涂料香氣較弱，涂料超過12%時(shí)，對(duì)涂料的流平性有影響。
以實(shí)施例12號(hào)，添加劑質(zhì)量比為8%的水性聚酯涂料為例，該涂料正常室溫下存儲(chǔ)180天僅出現(xiàn)5%左右的固體沉降量，相對(duì)比未添加的水性聚酯樹脂固體沉降量達(dá)到了15%以上。在涂料使用的過程中，添加了添加劑的水性聚酯涂料與未添加的涂料相差無(wú)幾，而且成膜后的漆膜具有令人愉悅的自然清香。該添加劑還可應(yīng)用于塑性丙烯酸樹脂、塑性聚氨酯改性丙烯酸樹脂、塑性醇酸樹脂涂料中。
通過實(shí)施例的結(jié)果可以看出，本發(fā)明中的涂料添加劑可有效應(yīng)用于水性涂料中，有助于增強(qiáng)水性涂料的穩(wěn)定性，增強(qiáng)其存儲(chǔ)和使用過程中的穩(wěn)定性，且對(duì)涂料涂裝過程無(wú)影響，同時(shí)使涂料具有抑菌效果、使涂料具有令人愉悅放松的自然清香。
最后需要說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案而非對(duì)其進(jìn)行限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而這些修改或者等同替換亦不能使修改后的技術(shù)方案脫離本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。