一種低voc蔗糖聚酯改性醇酸乳液為主料的涂料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種蔗糖聚酯改性醇酸乳液，由20-40%蔗糖聚酯，20-40%醇酸樹脂，5-10%乳化劑和30-50%去離子水制備而成，制備方法如下為：將磁力攪拌水浴鍋升溫至70-80℃；將蔗糖聚酯與醇酸樹脂混合后放入磁轉(zhuǎn)子，在2.5r/min下加熱攪拌5min；同時(shí)放入去離子水一同加熱；取出后在高速剪切機(jī)下乳化，轉(zhuǎn)速10000r/min，同時(shí)加入去離子水直至轉(zhuǎn)相；轉(zhuǎn)相后將剩余水加完并將轉(zhuǎn)速下降到5000r/min，繼續(xù)乳化5min后結(jié)束。本發(fā)明還公開了一種低VOC蔗糖聚酯改性醇酸乳液為主料的涂料及其制備方法。
【專利說明】一種低voc蔗糖聚酯改性醇酸乳液為主料的涂料

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于涂料領(lǐng)域，特別涉及一種低V0C蔗糖聚酯改性的醇酸乳液為主料的涂 料。

【背景技術(shù)】
[0002] 醇酸樹脂是發(fā)展最早，用量最大，用途最廣的合成涂料之一，它耐候性好、附著力 好，漆膜光亮豐滿，施工方便，廣泛用于建筑、橋梁、車輛、船舶等行業(yè)。但是醇酸樹脂涂料其 添加劑中存在危害環(huán)境和人類健康的V0C (揮發(fā)性有機(jī)化合物)。傳統(tǒng)醇酸樹脂涂料多為溶 劑型，含有大量的有機(jī)溶劑，這些有機(jī)溶劑在施工過程中揮發(fā)到大氣中去，對(duì)環(huán)境和人類健 康產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。全世界每年從涂料中揮發(fā)出來排放到大氣中的揮發(fā)性有機(jī)物（V0C)有 1000萬噸，是大氣污染主要來源。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，特別是各國(guó)環(huán)保法規(guī)對(duì)涂料體 系中揮發(fā)性有機(jī)化合物（V0C)的嚴(yán)格控制，涂層和涂料工業(yè)面臨更加嚴(yán)格的VOC(votatile organic compounds)法規(guī)和 HAPS (hazardous air pollutantst)法規(guī)的挑戰(zhàn)，因此醇酸樹 脂的水性化研宄變的很有意義。
[0003] 就醇酸樹脂來說，合成時(shí)就添加了大量的有機(jī)溶劑，所以醇酸樹脂本身就存在V0C 問題。要最大限度的減少V0C的排放，就要從制作涂料原料入手，找到一種能代替醇酸樹脂 的生態(tài)環(huán)保型成膜化合物，從而從根本上解決V0C問題，這也一直是涂料/油漆行業(yè)的研發(fā) 熱點(diǎn)。
[0004] 蔗糖聚酯，是由完全可再生的原料蔗糖和植物油(例如大豆油等）衍生產(chǎn)物脂肪酸 甲基酯（FAME)，采用無有機(jī)溶劑生產(chǎn)工藝，通過酯化反應(yīng)制備所得。它可以針對(duì)不同的應(yīng)用 要求，選擇合適的FAME共混物，以達(dá)到預(yù)期的油含量、脂肪酸鏈長(zhǎng)度及分布、不飽和度等特 性，可以替代在諸多領(lǐng)域內(nèi)使用的以石油為原料的脂肪產(chǎn)品。它具有以下特點(diǎn)：由全天然成 分制作，100%可生物降解、無毒環(huán)保；具有自交聯(lián)功能，可以在一定的條件下成膜。
[0005] 因此，用蔗糖聚酯改性醇酸乳液為主料來生產(chǎn)涂料，能顯著降低V0C水平，從而使 涂料的生態(tài)品質(zhì)發(fā)生革命性變化的同時(shí)而又保持傳統(tǒng)醇酸樹脂涂料的優(yōu)良性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種低V0C蔗糖聚酯改性醇酸乳液為主料的涂料。
[0007] 本發(fā)明的另一目的在于提供這種低V0C蔗糖聚酯改性醇酸乳液為主料的涂料的 制備方法。具體技術(shù)方案如下： 一種蔗糖聚酯改性醇酸乳液，由20-40%蔗糖聚酯，20-40%醇酸樹脂，5-10%乳化劑和 30-50%去離子水制備而成，制備方法如下為：將磁力攪拌水浴鍋升溫至70-80°C ;將蔗糖聚 酯與醇酸樹脂混合后放入磁轉(zhuǎn)子，在2. 5r/min下加熱攪拌5min ;同時(shí)放入去離子水一同加 熱；取出后在高速剪切機(jī)下乳化，轉(zhuǎn)速l〇〇〇〇r/min，同時(shí)加入去離子水直至轉(zhuǎn)相；轉(zhuǎn)相后將 剩余水加完并將轉(zhuǎn)速下降到5000r/min，繼續(xù)乳化5min后結(jié)束。
[0008] 進(jìn)一步的，所述醇酸樹脂為固含量70%左右，粘度Z-Z3 (60%)的長(zhǎng)油醇酸樹脂；蔗 糖聚酯為天然蔗糖與植物油衍生物通過酯化反應(yīng)制得，其中植物油為大豆油、脫水蓖麻油、 桐樹油、亞麻籽中的一種，反應(yīng)中不添加有機(jī)溶劑，所得產(chǎn)物酯化度在6-7. 8范圍內(nèi)， 進(jìn)一步的，乳化劑為Span-80, Tween-80, 0P-10、AEO-9、TX-10、十二烷基苯磺酸鈉 (SDBS)中的一種或幾種。
[0009] 進(jìn)一步的，制備的蔗糖聚酯改性醇酸乳液外觀為乳白色乳狀液體，固體含量為 45-60% ;pH值在2-4范圍內(nèi)；乳液粒徑為150_350nm范圍內(nèi)，在3000r/min下離心lOmin不 分層。
[0010] 本發(fā)明還提供了一種低V0C蔗糖聚酯改性醇酸乳液為主料的涂料，包含如下組成 成分：去離子水8-10%，鈦白粉8-10%，流變劑0. 1-1%，分散劑0. 4-12%，潤(rùn)濕劑0. 1-1% ;上 述蔗糖聚酯改性醇酸乳液70-80%，增稠劑0. 5-2%，pH調(diào)節(jié)劑0. 2-0. 5%，消泡劑0. 1-0. 5%， 抗結(jié)皮劑〇. 2-2%，催干劑0. 5-3%。
[0011] 低V0C蔗糖聚酯改性醇酸乳液為主料的涂料制備方法，包括如下工藝步驟： 步驟一、500r/min攪拌下在所述去離子水中加入分散劑，混合均勻后加潤(rùn)濕劑和流變 劑，攪拌狀態(tài)下加入鈦白粉，再將轉(zhuǎn)速上調(diào)到l〇〇〇r/min高速分散10分鐘； 步驟二、500r/min攪拌狀態(tài)下，所述鹿糖聚醋改性醇酸乳液中加入步驟一制得的顏料 分散液攪拌5min，然后依次加入消泡劑和催干劑； 步驟三、混合均勻后加入pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH，再加入增稠劑增稠，混合均勻后在轉(zhuǎn)速 lOOOr/min下高速攪拌，繼續(xù)分散20min即得到所述低V0C蔗糖聚酯改性醇酸乳液為主料涂 料。
[0012] 進(jìn)一步的，所述鈦白粉為金紅石型二氧化鈦；流變劑為有機(jī)膨潤(rùn)土；分散劑為聚 羧酸銨鹽、聚羧酸鈉鹽、高分子量含酸性基團(tuán)共聚物或高分子量含顏料親和基團(tuán)共聚物中 一種；增稠劑為疏水改性丙烯酸增稠劑、疏水改性聚氨酯增稠劑中的一種或2種；pH調(diào)節(jié)劑 為多功能胺助劑；消泡劑為有機(jī)硅消泡劑；催干劑為異辛酸鋯，異辛酸鈷，異辛酸鈣，異辛 酸鋇，異辛酸鋅、異辛酸錳中的一種或幾種。

【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。
[0014] 蔗糖聚酯改性醇酸乳液實(shí)施例一： 將24%蔗糖聚酯、30%醇酸樹脂與6%TX-10混合后放入磁轉(zhuǎn)子，在2. 5r/min下加熱攪拌 5min ;同時(shí)放入40%去離子水一同加熱至75°C ;取出后在高速剪切機(jī)下乳化，轉(zhuǎn)速10000r/ min，同時(shí)加入去離子水直至轉(zhuǎn)相；轉(zhuǎn)相后將剩余水加完并將轉(zhuǎn)速下降到5000r/min，繼續(xù) 乳化5min后結(jié)束，備用。
[0015] 蔗糖聚酯改性醇酸乳液實(shí)施例二： 將30%蔗糖聚酯、20%醇酸樹脂與1. 5%SDBS、3. 5%0P-10混合后放入磁轉(zhuǎn)子，在2. 5r/ min下加熱攪拌5min ;同時(shí)放入45%去離子水一同加熱至75°C ;取出后在高速剪切機(jī)下乳 化，轉(zhuǎn)速l〇〇〇〇r/min，同時(shí)加入去離子水直至轉(zhuǎn)相；轉(zhuǎn)相后將剩余水加完并將轉(zhuǎn)速下降到 5000r/min，繼續(xù)乳化5min后結(jié)束，備用。
[0016] 涂料實(shí)施例一： 500r/min攪拌狀態(tài)下，0. 4%分散劑與9%水混合均勻后加入0. 2%潤(rùn)濕劑與0. 1%流變 劑，攪拌狀態(tài)下加入9%鈦白粉，再將轉(zhuǎn)速上調(diào)到lOOOr/min高速分散10分鐘；將78%上述 乳液加入到顏料分散液中，在轉(zhuǎn)速l〇〇〇r/min下高速攪拌，依次加入0. 1%消泡劑和1. 5%催 干劑，分散5min ;加入0. 4%pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH至8. 4,后加入1. 3%增稠劑混合均勾，繼續(xù)分 散20min后過濾即得到所述低V0C蔗糖聚酯改性醇酸乳液為主料涂料。
[0017] 涂料實(shí)施案例二： 500r/min攪拌狀態(tài)下，5%分散劑與8. 9%水混合均勻后加入0. 1%潤(rùn)濕劑與0. 1%流變 劑，攪拌狀態(tài)下加入8. 9%鈦白粉，再將轉(zhuǎn)速上調(diào)到1000r/min高速分散10分鐘；將73. 7% 上述乳液加入到顏料分散液中，在轉(zhuǎn)速l〇〇〇r/min下高速攪拌，依次加入0. 1%消泡劑和2% 催干劑，分散5min ;加入0. 3%pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH至8. 27,后加入1%增稠劑混合均勻，繼續(xù)分 散20min后過濾即得到所述低V0C蔗糖聚酯改性醇酸乳液為主料涂料。
[0018] 將本發(fā)明乳液實(shí)施例一和涂料實(shí)施例一制備的蔗糖聚酯改性乳液與制備的涂料 與現(xiàn)有的水性醇酸樹脂涂料進(jìn)行對(duì)比，其結(jié)果如下2表：

【權(quán)利要求】
1. 一種蔗糖聚酯改性醇酸乳液，由20-40%蔗糖聚酯，20-40%醇酸樹脂，5-10%乳化劑和 30-50%去離子水制備而成，制備方法如下為：將磁力攪拌水浴鍋升溫至70-80°C ;將蔗糖聚 酯與醇酸樹脂混合后放入磁轉(zhuǎn)子，在2. 5r/min下加熱攪拌5min ;同時(shí)放入去離子水一同加 熱；取出后在高速剪切機(jī)下乳化，轉(zhuǎn)速l〇〇〇〇r/min，同時(shí)加入去離子水直至轉(zhuǎn)相；轉(zhuǎn)相后將 剩余水加完并將轉(zhuǎn)速下降到5000r/min，繼續(xù)乳化5min后結(jié)束。
2. 如權(quán)利要求1所述的蔗糖聚酯改性醇酸乳液，其特征在于：所述醇酸樹脂為固含量 70%左右，粘度Z-Z3 (60%)的長(zhǎng)油醇酸樹脂；蔗糖聚酯為天然蔗糖與植物油衍生物通過酯 化反應(yīng)制得，其中植物油為大豆油、脫水蓖麻油、桐樹油、亞麻籽中的一種，反應(yīng)中不添加有 機(jī)溶劑，所得產(chǎn)物酯化度在6-7. 8范圍內(nèi)。
3. 如權(quán)利要求1所述的蔗糖聚酯改性醇酸乳液，其特征在于：乳化劑為Span-80， Tween-80, 0P-10、AE0-9、TX-10、十二烷基苯磺酸鈉（SDBS)中的一種或幾種。
4. 如權(quán)利要求1所述的蔗糖聚酯改性醇酸乳液，其特征在于：制備的蔗糖聚酯改性 醇酸乳液外觀為乳白色乳狀液體，固體含量為45-60% ;pH值在2-4范圍內(nèi)；乳液粒徑為 150_350nm范圍內(nèi)，在3000r/min下離心lOmin不分層。
5. -種低V0C蔗糖聚酯改性醇酸乳液為主料的涂料，包含如下組成成分：去離子水 8-10%，鈦白粉8-10%，流變劑0. 1-1%，分散劑0. 4-12%，潤(rùn)濕劑0. 1-1% ;權(quán)利要求1-4之一 的蔗糖聚酯改性醇酸乳液70-80%，增稠劑0. 5-2%，pH調(diào)節(jié)劑0. 2-0. 5%，消泡劑0. 1-0. 5%， 抗結(jié)皮劑〇. 2-2%，催干劑0. 5-3%。
6. 如權(quán)利要求5的低V0C蔗糖聚酯改性醇酸乳液為主料的涂料制備方法，包括如下工 藝步驟： 步驟一、500r/min攪拌下在所述去離子水中加入分散劑，混合均勻后加潤(rùn)濕劑和流變 劑，攪拌狀態(tài)下加入鈦白粉，再將轉(zhuǎn)速上調(diào)到l〇〇〇r/min高速分散10分鐘； 步驟二、500r/min攪拌狀態(tài)下，所述鹿糖聚醋改性醇酸乳液中加入步驟一制得的顏料 分散液攪拌5min，然后依次加入消泡劑和催干劑； 步驟三、混合均勻后加入pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)pH，再加入增稠劑增稠，混合均勻后在轉(zhuǎn)速 lOOOr/min下高速攪拌，繼續(xù)分散20min即得到所述低V0C蔗糖聚酯改性醇酸乳液為主料涂 料。
7. 如權(quán)利要求6所述的低V0C蔗糖聚酯改性醇酸乳液為主料的涂料制備方法，其特 征在于：所述鈦白粉為金紅石型二氧化鈦；流變劑為有機(jī)膨潤(rùn)土；分散劑為聚羧酸銨鹽、聚 羧酸鈉鹽、高分子量含酸性基團(tuán)共聚物或高分子量含顏料親和基團(tuán)共聚物中一種；增稠劑 為疏水改性丙烯酸增稠劑、疏水改性聚氨酯增稠劑中的一種或2種；pH調(diào)節(jié)劑為多功能胺 助劑；消泡劑為有機(jī)硅消泡劑；催干劑為異辛酸鋯，異辛酸鈷，異辛酸鈣，異辛酸鋇，異辛酸 鋅、異辛酸錳中的一種或幾種。
【文檔編號(hào)】C09D167/08GK104449284SQ201410655516
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月18日
【發(fā)明者】劉今強(qiáng), 朱佩, 王際平, 張玲玲 申請(qǐng)人:浙江理工大學(xué)