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子，在2.5r/min下加熱攪拌5min；同時放入去離子水一同加熱；取出后在高速剪切機下乳化，轉速10000r/min，同時加入去離子水直至轉相；轉相后將剩余水加完并將轉速下降到5000r/min，繼續乳化5min后結束。本發明還公開了一種低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
【技術領域】
[0001] 本發明屬于涂料領域，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】
[0002] 醇酸樹脂是發展最早，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。但是醇酸樹脂涂料其 添加劑中存在危害環境和人類健康的V0C (揮發性有機化合物)。傳統醇酸樹脂涂料多為溶 劑型，含有大量的有機溶劑，這些有機溶劑在施工過程中揮發到大氣中去，對環境和人類健 康產生嚴重的影響。全世界每年從涂料中揮發出來排放到大氣中的揮發性有機物（V0C)有 1000萬噸，是大氣污染主要來源。隨著人們環保意識的增強，特別是各國環保法規對涂料體 系中揮發性有機化合物（V0C)的嚴格控制，涂層和涂料工業面臨更加嚴格的VOC(votatile organic compounds)法規和 HAPS (hazardous air pollutantst)法規的挑戰，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，合成時就添加了大量的有機溶劑，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 的生態環保型成膜化合物，從而從根本上解決V0C問題，這也一直是涂料/油漆行業的研發 熱點。
[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）衍生產物脂肪酸 甲基酯（FAME)，采用無有機溶劑生產工藝，通過酯化反應制備所得。它可以針對不同的應用 要求，選擇合適的FAME共混物，以達到預期的油含量、脂肪酸鏈長度及分布、不飽和度等特 性，可以替代在諸多領域內使用的以石油為原料的脂肪產品。它具有以下特點：由全天然成 分制作，100%可生物降解、無毒環保；具有自交聯功能，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涂料，能顯著降低V0C水平，從而使 涂料的生態品質發生革命性變化的同時而又保持傳統醇酸樹脂涂料的優良性能。
【發明內容】
[0006] 本發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子，在2. 5r/min下加熱攪拌5min ;同時放入去離子水一同加 熱；取出后在高速剪切機下乳化，轉速l〇〇〇〇r/min，同時加入去離子水直至轉相；轉相后將 剩余水加完并將轉速下降到5000r/min，繼續乳化5min后結束。
[0008] 進一步的，所述醇酸樹脂為固含量70%左右，粘度Z-Z3 (60%)的長油醇酸樹脂；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，反應中不添加有機溶劑，所得產物酯化度在6-7. 8范圍內， 進一步的，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；乳液粒徑為150_350nm范圍內，在3000r/min下離心lOmin不 分層。
[0010] 本發明還提供了一種低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調節劑0. 2-0. 5%，消泡劑0. 1-0. 5%， 抗結皮劑〇. 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，混合均勻后加潤濕劑和流變 劑，攪拌狀態下加入鈦白粉，再將轉速上調到l〇〇〇r/min高速分散10分鐘； 步驟二、500r/min攪拌狀態下，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調節劑調節pH，再加入增稠劑增稠，混合均勻后在轉速 lOOOr/min下高速攪拌，繼續分散20min即得到所述低V0C蔗糖聚酯改性醇酸乳液為主料涂 料。
[0012] 進一步的，所述鈦白粉為金紅石型二氧化鈦；流變劑為有機膨潤土；分散劑為聚 羧酸銨鹽、聚羧酸鈉鹽、高分子量含酸性基團共聚物或高分子量含顏料親和基團共聚物中 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調節劑 為多功能胺助劑；消泡劑為有機硅消泡劑；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。
【具體實施方式】
[0013] 下面結合實施例對本發明做進一步闡述。
[0014] 蔗糖聚酯改性醇酸乳液實施例一： 將24%蔗糖聚酯、30%醇酸樹脂與6%TX-10混合后放入磁轉子，在2. 5r/min下加熱攪拌 5min ;同時放入40%去離子水一同加熱至75°C ;取出后在高速剪切機下乳化，轉速10000r/ min，同時加入去離子水直至轉相；轉相后將剩余水加完并將轉速下降到5000r/min，繼續 乳化5min后結束，備用。
[0015] 蔗糖聚酯改性醇酸乳液實施例二： 將30%蔗糖聚酯、20%醇酸樹脂與1. 5%SDBS、3. 5%0P-10混合后放入磁轉子，在2. 5r/ min下加熱攪拌5min ;同時放入45%去離子水一同加熱至75°C ;取出后在高速剪切機下乳 化，轉速l〇〇〇〇r/min，同時加入去離子水直至轉相；轉相后將剩余水加完并將轉速下降到 5000r/min，繼續乳化5min后結束，備用。
[0016] 涂料實施例一： 500r/min攪拌狀態下，0. 4%分散劑與9%水混合均勻后加入0. 2%潤濕劑與0. 1%流變 劑，攪拌狀態下加入9%鈦白粉，再將轉速上調到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調節劑調節pH至8. 4,后加入1. 3%增稠劑混合均勾，繼續分 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] 涂料實施案例二： 500r/min攪拌狀態下，5%分散劑與8. 9%水混合均勻后加入0. 1%潤濕劑與0. 1%流變 劑，攪拌狀態下加入8. 9%鈦白粉，再將轉速上調到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調節劑調節pH至8. 27,后加入1%增稠劑混合均勻，繼續分 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] 將本發明乳液實施例一和涂料實施例一制備的蔗糖聚酯改性乳液與制備的涂料 與現有的水性醇酸樹脂涂料進行對比，其結果如下2表：
【權利要求】
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子，在2. 5r/min下加熱攪拌5min ;同時放入去離子水一同加 熱；取出后在高速剪切機下乳化，轉速l〇〇〇〇r/min，同時加入去離子水直至轉相；轉相后將 剩余水加完并將轉速下降到5000r/min，繼續乳化5min后結束。
2. 如權利要求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，反應中不添加有 機溶劑，所得產物酯化度在6-7. 8范圍內。
3. 如權利要求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；乳液粒徑為 150_350nm范圍內，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%，潤濕劑0. 1-1% ;權利要求1-4之一 的蔗糖聚酯改性醇酸乳液70-80%，增稠劑0. 5-2%，pH調節劑0. 2-0. 5%，消泡劑0. 1-0. 5%， 抗結皮劑〇. 2-2%，催干劑0. 5-3%。
6. 如權利要求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，混合均勻后加潤濕劑和流變 劑，攪拌狀態下加入鈦白粉，再將轉速上調到l〇〇〇r/min高速分散10分鐘； 步驟二、500r/min攪拌狀態下，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調節劑調節pH，再加入增稠劑增稠，混合均勻后在轉速 lOOOr/min下高速攪拌，繼續分散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；流變劑為有機膨潤土；分散劑為聚羧酸銨鹽、聚 羧酸鈉鹽、高分子量含酸性基團共聚物或高分子量含顏料親和基團共聚物中一種；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調節劑為多功能胺 助劑；消泡劑為有機硅消泡劑；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】C09D167/08GK104449284SQ201410655516
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月18日 優先權日:2014年11月18日
【發明者】劉今強, 朱佩, 王際平, 張玲玲 申請人:浙江理工大學