專利名稱：一種蟲膠改性制備環(huán)保型涂層材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)保涂層材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供一種蟲膠改性制備環(huán)保型涂層材料的方法。
背景技術(shù)：
材料的保護(hù)與防腐蝕是材料行業(yè)的一個(gè)重要課題。木材等材料的表面保護(hù)主要要求材料提供良好的機(jī)械性能、美觀等，而對金屬材料的防腐防護(hù)主要要求材料具有良好的耐各種環(huán)境腐蝕的能力和機(jī)械性能。目前常用的防護(hù)與防腐蝕材料大都含有有機(jī)溶劑，在施工和使用過程中對環(huán)境和人體造成較大的危害。隨著人們對環(huán)境和健康的日益關(guān)注，以及對污染物使用和排放監(jiān)管力度加大，迫切需要開發(fā)具有優(yōu)異性能的新型環(huán)保防腐防護(hù)材料。
蟲膠(Shellac)是由昆蟲分泌物所形成一種天然可塑性樹脂。具有絕緣、粘合、熱塑、防水、防潮、防銹、耐腐、無毒等特性，廣泛用于軍事、電氣、涂料、油漆、機(jī)械、橡膠、塑料、制革、造紙、醫(yī)藥、食品等行業(yè)中。發(fā)明號(hào)為CN1137625的專利描述了由蟲膠、食品蠟、乳化劑等按一定比例，經(jīng)過加熱、高速攪拌等過程，得到水果上光保鮮處理劑。公開號(hào)1067255的專利描述了將天然橡膠與添加劑混合而制成，天然橡膠為凝固的膠或乳膠，添加劑為柴油等，所制成的膠粘劑具有粘住害蟲的能力，適用于農(nóng)業(yè)滅害蟲、家庭滅蚊蠅。公開號(hào)1402805的專利描述了在蟲膠的堿金屬鹽存在下，將非離子性親水性單體和疏水性單體進(jìn)行聚合后，混合高分子分散劑制備一種表面施膠劑的方法，其目的在于施膠劑本身的機(jī)械穩(wěn)定性及保存穩(wěn)定性優(yōu)良，對于酸性紙至中性紙的施膠性能優(yōu)良，而且對于信息用紙、特別是噴墨用紙具有優(yōu)良的噴墨適性，并且在調(diào)制涂布液時(shí)，該涂布液的發(fā)泡性顯著變小，與其它合用藥品的相溶性優(yōu)良。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種蟲膠改性制備環(huán)保型涂層材料的方法，即通過化學(xué)反應(yīng)形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)提高蟲膠的物理機(jī)械性能，加入入緩釋劑、無機(jī)鹽及對環(huán)境無害的稀釋劑制備環(huán)保型涂層材料的方法。該材料在施工和使用過程中對環(huán)境和人體無害。
本發(fā)明所述的蟲膠包含紫膠、白蟲膠(俗名白洋干漆)等的原材料及其粗加工產(chǎn)品。
本發(fā)明以天然蟲膠與含兩個(gè)以上氨基的有機(jī)胺共聚合得到改性蟲膠聚合物；具體工藝步驟如下a、攪拌下將蟲膠溶于稀釋劑中，室溫下如不能完全溶解，可加熱到50～80℃直到全部溶解為止，得到10～50重量％的蟲膠溶液。所述的稀釋劑包括醇類如乙醇、丁醇等，酮類如丙酮、丁酮，酯類如乙酸乙酯、乙酸丁酯等非苯系物溶劑。
b、取相當(dāng)于蟲膠重量1～10重量％的含兩個(gè)以上氨基的有機(jī)胺加入步驟a的溶液中，邊攪拌邊升溫到45～80℃，反應(yīng)1-4小時(shí)，得到改性蟲膠溶液，得到的蟲膠溶液可直接應(yīng)用。所述含兩個(gè)以上氨基的有機(jī)胺包括硫脲，乙二氨，丙二氨，丁二氨，己二氨，二乙烯三氨，三乙烯四氨，四乙烯五氨，多乙烯多氨，對苯二胺等。
c、將步驟b的液體在溶液狀態(tài)進(jìn)行下一步的配置；或蒸發(fā)掉溶劑得到固體。固體在使用前用稀釋劑稀釋成10～50重量％的蟲膠溶液使用。
攪拌下在濃度為10～50重量％的改性蟲膠溶液中加入相當(dāng)于蟲膠重量0.1～5重量％的緩釋劑攪拌1-2小時(shí)。可以在溶液狀態(tài)直接使用也可以蒸發(fā)掉溶劑得到固體(使用前配制成10～50重量％的蟲膠溶液)。所述的緩釋劑為一種或幾種雜環(huán)化合物混合使用，雜環(huán)化合物包括苯并三氮唑及衍生物，2-巰基苯并噻唑及衍生物，苯并咪唑及衍生物，苯并噁唑及衍生物等。
攪拌下在濃度為10～50重量％的改性蟲膠溶液中加入相當(dāng)于蟲膠重量0.1～5重量％的緩釋劑攪拌1-2小時(shí)。然后在攪拌下加入0.1～5重量％的無機(jī)鹽攪拌1-2小時(shí)。該溶液可以在溶液狀態(tài)直接使用，也可以蒸發(fā)掉溶劑得到固體。所述的無機(jī)鹽包括鉬酸鹽、磺酸鹽、鹵化物等。
涂層材料的應(yīng)用1).將c所述的溶液或固體材料用稀釋劑攪拌下配制濃度為10～50重量％的蟲膠溶液通過刷涂或噴涂的方法直接涂覆于木材表面作為底漆或面漆。該涂層室溫下5分鐘可以表干，24小時(shí)完全干燥，或表干后在40～60℃下干燥1小時(shí)實(shí)現(xiàn)完全干燥。該涂層具有較好的機(jī)械強(qiáng)度，可以有效保護(hù)木質(zhì)材料的表面。
2).將c所述的溶液或固體材料用稀釋劑攪拌下配制濃度為10～50重量％的蟲膠溶液通過刷涂或噴涂的方法直接涂覆于銅及合金、鋁及鎂合金等表面作為防腐防護(hù)材料。該涂層室溫下5分鐘可以表干，24小時(shí)完全干燥，或表干后在40～60℃下干燥1～3小時(shí)實(shí)現(xiàn)完全干燥。該涂層具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)具有良好的防腐蝕性能，可以明顯提高有色金屬及合金耐各種環(huán)境腐蝕的能力，是一種綜合性能優(yōu)異的防腐防護(hù)涂層材料。
3).該涂層材料在施工、存放和使用后不釋放國家明令禁止的揮發(fā)性有機(jī)物，為環(huán)保型涂層材料。
本發(fā)明的基本機(jī)理在于多功能的有機(jī)胺與蟲膠中的多重羧基反應(yīng)形成酰胺鍵達(dá)到交聯(lián)的目的。交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的形成提高了蟲膠的機(jī)械性能達(dá)到材料保護(hù)的目的同時(shí)提高了阻止外界因素對金屬表面的侵蝕能力；酰胺鍵可以提高蟲膠與界面的粘結(jié)力和對金屬材料的抗腐蝕能力。加入緩釋劑及無機(jī)鹽等使改性蟲膠的防腐蝕性能有進(jìn)一步大幅度的提高。
本發(fā)明的聚合物、聚合物與緩釋劑或聚合物與緩釋劑加無機(jī)鹽相混合，得到不同組分的涂層材料，應(yīng)用于木材、銅及合金、鋁鎂合金等有色金屬表面具有良好的防護(hù)防腐效果。該材料可以固體或溶液狀態(tài)儲(chǔ)存，性能穩(wěn)定。由該材料制備的涂料以非苯系物溶劑為稀釋劑，屬環(huán)保型涂層材料。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例12克蟲膠加入乙醇15毫升，攪拌直至全部溶解。加入0.02克的硫脲，攪拌下升溫到50℃，反應(yīng)1小時(shí)。溶液粘度略有增加，顏色加深。將溶液冷卻到室溫，得到粘度為8秒(涂-4杯)的棕紅色液體。將該液體直接通過刷涂涂覆于平整的木板上，室溫放置24小時(shí)，得到厚度為2微米涂層。涂層硬度H，附著力大于1級(jí)。
實(shí)施例210克蟲膠加入乙醇15毫升，攪拌下升溫到75℃直至全部溶解。加入1克的乙二胺，攪拌下升溫到50℃，反應(yīng)4小時(shí)。溶液粘度略有增加，顏色加深。將溶液冷卻到室溫，得到粘度為15秒(涂-4杯)的棕紅色液體。將該液體直接通過刷涂涂覆于平整的木板上，室溫放置24小時(shí)，得到厚度為10微米的涂層。涂層硬度H，附著力大于1級(jí)。
實(shí)施例32克蟲膠加入乙醇15毫升，室溫?cái)嚢?小時(shí)直至全部溶解。加入0.02克的硫脲，攪拌下升溫到50℃，反應(yīng)2小時(shí)。溶液粘度略有增加，顏色加深。將溶液冷卻到室溫，得到粘度為8秒(涂-4杯)的棕紅色液體。將該液體直接通過刷涂涂覆于經(jīng)砂紙打磨、丙酮洗滌后干燥的紫銅板上，室溫放置5分鐘，50℃下干燥1小時(shí)，得到厚度為2微米的涂層。涂層硬度H，附著力大于1級(jí)，耐鹽霧實(shí)驗(yàn)達(dá)到48小時(shí)。
實(shí)施例410克蟲膠加入丁酮15毫升，攪拌下升溫到80℃直至全部溶解。加入1克的乙二胺，攪拌下升溫到50℃，反應(yīng)2小時(shí)。溶液粘度略有增加，顏色加深。將溶液冷卻到室溫，得到粘度為15秒(涂-4杯)的棕紅色液體。在該液體中加入0.02將該液體直接通過刷涂涂覆于經(jīng)砂紙打磨、丙酮洗滌后干燥的紫銅板上，室溫放置5分鐘，50℃下干燥1小時(shí)，得到厚度為10微米的涂層。涂層硬度H，附著力大于1級(jí)，耐鹽霧實(shí)驗(yàn)達(dá)到60小時(shí)。
實(shí)施例5；10克蟲膠加入丁酮15毫升，攪拌下升溫到80℃攪拌1小時(shí)直至全部溶解。加入1克的乙二胺，攪拌下升溫到50℃，反應(yīng)3小時(shí)。溶液粘度略有增加，顏色加深。將溶液冷卻到室溫，得到粘度為15秒(涂-4杯)的棕紅色液體。將該液體直接通過刷涂涂覆于經(jīng)砂紙打磨、丙酮洗滌后干燥的牌號(hào)微AZ41M的鋁鎂合金板上，室溫放置5分鐘，50℃下干燥1小時(shí)，得到厚度為10微米的涂層。涂層硬度H，附著力大于1級(jí)，耐鹽霧實(shí)驗(yàn)達(dá)到30小時(shí)。
實(shí)施例610克蟲膠加入乙醇15毫升，攪拌下升溫到45℃直至全部溶解。加入1克的乙二胺，攪拌下升溫到50℃，反應(yīng)4小時(shí)。溶液粘度略有增加，顏色加深。將溶液冷卻到室溫，得到粘度為15秒(涂-4杯)的棕紅色液體。在該溶液中加入0.1克的苯并三氮唑，攪拌30分鐘，該液體直接通過刷涂涂覆于經(jīng)砂紙打磨、丙酮洗滌后干燥的紫銅板上，室溫放置5分鐘，50℃下干燥1小時(shí)，得到厚度為10微米的涂層。涂層硬度H，附著力大于1級(jí)，耐鹽霧實(shí)驗(yàn)達(dá)到72小時(shí)。
實(shí)施例710克蟲膠加入丁酮15毫升，攪拌下升溫到80℃直至全部溶解。加入1克的乙二胺，攪拌下升溫到50℃，反應(yīng)4小時(shí)。溶液粘度略有增加，顏色加深。將溶液冷卻到室溫，得到粘度為15秒(涂-4杯)的棕紅色液體。在該溶液中加入0.5克的苯并三氮唑，攪拌30分鐘，該液體直接通過刷涂涂覆于經(jīng)砂紙打磨、丙酮洗滌后干燥的紫銅板上，室溫放置5分鐘，50℃下干燥1小時(shí)，得到厚度為10微米的涂層。涂層硬度H，附著力大于1級(jí)，耐鹽霧實(shí)驗(yàn)達(dá)到84小時(shí)。
實(shí)施例810克蟲膠加入乙醇15毫升，攪拌下升溫到45℃直至全部溶解。加入1克的乙二胺，攪拌下升溫到50℃，反應(yīng)4小時(shí)。溶液粘度略有增加，顏色加深。將溶液冷卻到室溫，得到粘度為15秒(涂-4杯)的棕紅色液體。在該溶液中加入0.5克的苯并三氮唑和0.5克的鉬酸納，攪拌30分鐘，該液體直接通過刷涂涂覆于經(jīng)砂紙打磨、丙酮洗滌后干燥的紫銅板上，室溫放置5分鐘，50℃下干燥1小時(shí)，得到厚度為10微米的涂層。涂層硬度H，附著力大于1級(jí)，耐鹽霧實(shí)驗(yàn)達(dá)到96小時(shí)。
實(shí)施例92克蟲膠加入乙醇15毫升，攪拌直至全部溶解。加入0.002克的多乙烯多胺，攪拌下升溫到50℃，反應(yīng)1小時(shí)。溶液粘度略有增加，顏色加深。將溶液冷卻到室溫，得到粘度為8秒(涂-4杯)的棕紅色液體。在該溶液中加入0.0025克的苯并三氮唑和0.0025克的碘化鉀，攪拌30分鐘，該液體直接通過刷涂涂覆于經(jīng)砂紙打磨、丙酮洗滌后干燥的紫銅板上，室溫放置5分鐘，50℃下干燥1小時(shí)，得到厚度為3微米的涂層。涂層硬度H，附著力大于1級(jí)，耐鹽霧實(shí)驗(yàn)達(dá)到60小時(shí)。
實(shí)施例1010克蟲膠加入丁酮15毫升，攪拌下升溫到80℃攪拌1小時(shí)直至全部溶解。加入1克的乙二胺，攪拌下升溫到50℃，反應(yīng)2小時(shí)。溶液粘度略有增加，顏色加深。將溶液冷卻到室溫，得到粘度為15秒(涂-4杯)的棕紅色液體。在該溶液中加入0.25克的苯并三氮唑和0.25克的二巰基苯并噻唑，攪拌30分鐘，該液體直接通過刷涂涂覆于經(jīng)砂紙打磨、丙酮洗滌后干燥的紫銅板上，室溫放置5分鐘，50℃下干燥1小時(shí)，得到厚度為10微米的涂層。涂層硬度H，附著力大于1級(jí)，耐鹽霧實(shí)驗(yàn)達(dá)到84小時(shí)。
權(quán)利要求
1.一種蟲膠改性制備環(huán)保型涂層材料的方法，以天然蟲膠與含兩個(gè)以上氨基的有機(jī)胺共聚合得到改性蟲膠聚合物；其特征在于具體工藝步驟如下a、攪拌下將蟲膠溶于稀釋劑中，加熱直到全部溶解為止，加熱溫度為50～80℃，得到10～50重量％的蟲膠溶液；所述的稀釋劑包括醇類如乙醇、丁醇等，酮類如丙酮、丁酮，酯類如乙酸乙酯、乙酸丁酯等非苯系物溶劑；b、取相當(dāng)于蟲膠重量1～10重量％的含兩個(gè)以上氨基的有機(jī)胺加入步驟a的溶液中，邊攪拌邊升溫到45～80℃，反應(yīng)1～4小時(shí)，得到改性蟲膠溶液，得到的蟲膠溶液直接應(yīng)用；所述的含兩個(gè)以上氨基的有機(jī)胺包括硫脲，乙二氨，丙二氨，丁二氨，己二氨，二乙烯三氨，三乙烯四氨，四乙烯五氨，多乙烯多氨，對苯二胺；c、將步驟b的液體在溶液狀態(tài)進(jìn)行下一步的配置；或蒸發(fā)掉溶劑得到固體。固體在使用前用稀釋劑稀釋成10～50重量％的蟲膠溶液使用。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于攪拌下在濃度為10～50重量％的改性蟲膠溶液中加入相當(dāng)于蟲膠重量0.1～5重量％的緩釋劑攪拌1～2小時(shí)；在溶液狀態(tài)直接使用或蒸發(fā)掉溶劑得到固體；所述的緩釋劑為一種或幾種雜環(huán)化合物混合使用，雜環(huán)化合物包括苯并三氮唑及衍生物，2-巰基苯并噻唑及衍生物，苯并咪唑及衍生物，苯并噁唑及衍生物。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于攪拌下在濃度為10～50重量％的改性蟲膠溶液中加入相當(dāng)于蟲膠重量0.1～5重量％的緩釋劑攪拌1～2小時(shí)；然后在攪拌下加入相當(dāng)于蟲膠重量0.1～5重量％的無機(jī)鹽攪拌1～2小時(shí)，該溶液低溫蒸發(fā)掉溶劑得到固體；或在溶液狀態(tài)直接使用，所述的無機(jī)鹽包括鉬酸鹽、磺酸鹽、鹵化物等。
全文摘要
本發(fā)明提供一種蟲膠改性制備環(huán)保型涂層材料的方法，屬于環(huán)保涂層材料技術(shù)領(lǐng)域。該方法以天然蟲膠與含兩個(gè)以上氨基的有機(jī)胺共聚合得到改性蟲膠聚合物。該聚合物、聚合物與緩釋劑或聚合物與緩釋劑加無機(jī)鹽相混合，得到不同組分的涂層材料，應(yīng)用于木材、銅及合金、鋁鎂合金等有色金屬表面具有良好的防護(hù)防腐效果。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于該材料可以固體或溶液狀態(tài)儲(chǔ)存，性能穩(wěn)定。由該材料制備的涂料以非苯系物溶劑為稀釋劑，屬環(huán)保型涂層材料。
文檔編號(hào)C09F1/00GK1752166SQ200510086579
公開日2006年3月29日 申請日期2005年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月10日
發(fā)明者王金偉, 陳磊, 馬天右, 李文波 申請人:北京科技大學(xué)