專利名稱：：一種改性生漆及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種天然樹脂的涂料組合物及其制備方法，特別涉及一種生漆及其制備方法。
背景技術(shù)：
：生漆的經(jīng)濟(jì)價(jià)值很高，具有耐腐、耐磨、耐酸、耐溶劑、耐熱、隔水和絕緣性好、富有光澤等待性，是軍工、工業(yè)設(shè)備、基本建設(shè)、手工藝品和民用家俱等的優(yōu)質(zhì)涂料，也是我國傳統(tǒng)出口的重要物資之一，并以量多質(zhì)好著稱于世。生漆漆液成膜堅(jiān)硬而富有光澤，是耐老化、耐酸、耐堿、耐水、耐高溫、耐有機(jī)溶劑、耐磨、絕緣性能優(yōu)越的天然涂料，俗稱"涂料之王"。但是生漆對人體有嚴(yán)重的過敏毒性，必須在特定的條件下(相對濕度不低于80%，203(TC)才能干燥，粘度大，不易施工，對金屬附著力不好，耐堿性差，因而，嚴(yán)重地限制了它的應(yīng)用范圍。目前的研究中主要是針對生漆中的漆酚進(jìn)行改性。生漆中的主要成分漆酚是帶有不飽和長側(cè)鏈的鄰苯二酚，側(cè)鏈和兩個(gè)羥基均是使苯環(huán)活化的供電子基團(tuán)，使得在苯環(huán)上易進(jìn)行親電取代反應(yīng)，使漆酚與金屬化合物先發(fā)生氧化還原反應(yīng)和配位反應(yīng)生成螯合物，然后進(jìn)一步聚合成為兼具螯合物特點(diǎn)和生漆固有性能的產(chǎn)物。此方法還可合成漆酚鈦、銅、錫等不同價(jià)態(tài)的漆酚金屬高聚物。漆酚金屬高聚物改性生漆的方法需要對生漆進(jìn)行精制，制得漆酚，采用生漆直接反應(yīng)，得到的漆酚金屬高聚物成膜后干燥時(shí)間長，漆膜性能差。公開號CN1557893的專利公開了一種以鄰苯二酚改性萜烯樹脂和生漆反應(yīng)制得的共聚涂料，由鄰苯二酚改性萜烯樹脂與生漆共聚得到的化合物，其制備方法包括鄰苯二酚改性砲烯樹脂的制備和鄰苯二酚改性萜烯樹脂-生漆共聚涂料的制備兩個(gè)步驟，萜烯鄰苯二酚樹脂的制備是將萜烯樹脂和鄰苯二酚，用溶劑溶解，用無水A1C13催化，分離出上層即有機(jī)層，經(jīng)洗滌，分離，干燥，得到鄰苯二酚改性萜烯樹脂；再將生漆溶于溶劑中，加入鄰苯二酚改性萜烯樹脂，加入催化劑反應(yīng)得到鄰苯二酚改性萜烯樹脂-生漆共聚涂料，該制備方法工序復(fù)雜，操作繁瑣，反應(yīng)時(shí)間長，生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本高，而且萜烯樹脂的產(chǎn)量比松香低，鄰苯二酚改性萜烯樹脂本身成膜性較差，所得漆膜干燥速度很慢，干燥時(shí)間長，影響成品的使用。松香是我國天然、價(jià)格低廉的林產(chǎn)品，主要由樹脂酸組成，另有少量脂肪酸和中性物質(zhì)。松香易溶于各種有機(jī)溶劑，而且易成膜，有光澤。目前尚未發(fā)現(xiàn)利用松香對生漆改性，提高生漆漆膜性能的文獻(xiàn)和專利申請。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對以上現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種改性生漆及其制備方法。由本發(fā)明方法制備的生漆的漆膜性能顯著改善，不僅干燥時(shí)間明顯縮短，而且生漆漆膜的附著力、耐沖擊力、劃痕硬度顯著提高。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明一方面提供一種改性生漆的制備方法使生漆與松香進(jìn)行酯化反應(yīng)。其中，松香與生漆的重量份配比為1-15:100，優(yōu)選為5-10:100。本發(fā)明另一方面提供一種改性生漆的制備方法，包括如下順序進(jìn)行的步驟1)按照松香與生漆的重量份配比為1-15:IOO的比例備料；2)向生漆中加入松香，攪拌均勻，在真空狀態(tài)下，加熱至40-70°C，進(jìn)行酯化反應(yīng)2-4h。其中，步驟l)中所述松香與生漆的重量份配比優(yōu)選為5-10:100;所述松香選擇固體松香粉末或松香溶液；所述的松香溶液為松香乙醇溶液；步驟2)中所述酯化反應(yīng)溫度優(yōu)選為45-6(TC，反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為2.5-3.5h;所述真空狀態(tài)的真空度為-0.07-O.lOMpa，優(yōu)選為-0.08-0.09Mpa，即以一個(gè)大氣壓為O，相對于一個(gè)大氣壓的真空度為-0.07-0.10MPa。特別是，所述的松香乙醇溶液的質(zhì)量百分比濃度為20%。本發(fā)明又一方面提供一種改性生漆的制備方法，首先使生漆與金屬離子試劑進(jìn)行聚合反應(yīng)生成生漆金屬離子聚合物；然后使生漆金屬離子聚合物與松香進(jìn)行酯化反應(yīng)。其中，所述的金屬離子試劑與生漆的重量份配比為10-30:100，優(yōu)選為20:100;所述松香與生漆的重量份配比為1-15:100，優(yōu)選為5-10:100。特別是，所述的金屬離子試劑為FeCl3乙醇溶液、SnCl2乙醇溶液、SbCl3乙醇溶液中的一種或多種，所述溶液的質(zhì)量百分比濃度為20%。本發(fā)明另一方面提供一種改性生漆的制備方法，包括如下順序進(jìn)行的步驟1)按照如下重量份配比備料金屬離子試劑10-30、松香1-15、生漆100;2)向生漆中加入金屬離子試劑，攪拌均勻，然后加熱至60-100°C，進(jìn)行聚合反應(yīng)30-60min，制得生漆金屬離子聚合物。3)向生漆金屬離子聚合物中加入松香,攪拌均勻，在真空狀態(tài)下，加熱至40-70°C，進(jìn)行酯化反應(yīng)2-4h。其中，步驟1)中所述重量份配比選擇為金屬離子試劑20、松香5-10、生漆100;所述金屬離子試劑為FeCl3乙醇溶液、SnCb乙醇溶液、SbCl3乙醇溶液中的一種或多種，所述溶液的質(zhì)量百分比濃度為20%。所述松香選擇固體松香粉末或松香溶液；所述的松香溶液為松香乙醇溶液。特別是，所述的松香乙醇溶液的質(zhì)量百分比濃度為20%。其中，步驟2)所述的加熱溫度選擇為70-卯'C，聚合反應(yīng)時(shí)間選擇為35-50min;步驟3)中所述加熱反應(yīng)溫度選擇為45-60°C，反應(yīng)時(shí)間選擇為2.5-3.5h;所述真空狀態(tài)的真空度為-0.07-0.10Mpa，優(yōu)選為-0.08-0.09Mpa，即設(shè)一個(gè)大氣壓為0，相對于一個(gè)大氣壓的真空度為-0.07-0.10MPa本發(fā)明又一方面提供一種按照上述方法制備而成的改性生漆。本發(fā)明制備的改性生漆具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明的改性生漆采用生漆與松香進(jìn)行酯化反應(yīng)而制得，該制備方法工藝簡單，操作方法簡便易行，生產(chǎn)成本低。2、本發(fā)明方法制備的改性生漆具有良好的成膜性，漆膜的厚度達(dá)到0.56mm。3、本發(fā)明方法制備的改性生漆其耐沖擊力和附著力顯著增強(qiáng)；漆膜的干燥時(shí)間縮短；硬度劃痕達(dá)到H或2H級別，改性生漆涂制的漆膜的性能指標(biāo)均達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。具體實(shí)施例方式天然生漆，產(chǎn)地四川。實(shí)施例11)向裝有生漆的500mL三口燒瓶中加入固體松香粉末，控制加入的松香重量與生漆重量之比為5:100，攪拌均勻；2)將三口燒瓶中的一個(gè)接口與減壓蒸餾裝置連接，另外兩個(gè)接口分別連接溫度計(jì)、攪拌器，然后加熱、攪拌并減壓抽真空，控制三口燒瓶內(nèi)的真空度為-0.09Mpa(即以一個(gè)大氣壓為O，相對于一個(gè)大氣壓的真空度為-0.09Mpa)，使松香與生漆混合液加熱至5(TC，在此條件下反應(yīng)3小時(shí)，即得到改性的生漆。實(shí)施例21)向裝有生漆的500mL三口燒瓶中加入固體松香粉末，控制加入的固體松香的重量與生漆的重量之比為10:100，攪拌均勻；2)將三口燒瓶中的一個(gè)接口與減壓蒸餾裝置連接，另外兩個(gè)接口分別連接溫度計(jì)、攪拌器，然后加熱、攪拌并減壓抽真空，控制三口燒瓶內(nèi)的真空度為-0.07Mpa(即以一個(gè)大氣壓為O，相對于一個(gè)大氣壓的真空度為-0.07Mpa)，使松香與生漆混合液加熱至45'C，在此條件下反應(yīng)4小時(shí)，即得到改性的生漆。實(shí)施例31)向裝有生漆的500mL三口燒瓶中加入質(zhì)量百分比濃度為20%松香乙醇溶液，控制加入的松香的重量與生漆重量之比為5:100，攪拌均勻；2)將三口燒瓶中的一個(gè)接口與減壓蒸餾裝置連接，另外兩個(gè)接口分別連接溫度計(jì)、攪拌器，然后加熱、攪拌并減壓抽真空，控制三口燒瓶內(nèi)的真空度為-0.08Mpa(即以一個(gè)大氣壓為O，相對于一個(gè)大氣壓的真空度為-0.08Mpa)，使松香與生漆混合液加熱至7(TC，在此條件下反應(yīng)3小時(shí)，即得到改性的生漆。實(shí)施例41)向裝有生漆的500mL三口燒瓶中加入質(zhì)量百分比濃度為20%松香乙醇溶液，控制加入的松香的重量與生漆重量之比為1:100，攪拌均勻；2)將三口燒瓶中的一個(gè)接口與減壓蒸餾裝置連接，另外兩個(gè)接口分別連接溫度計(jì)、攪拌器，然后加熱、攪拌并減壓抽真空，控制三口燒瓶內(nèi)的真空度為-0.09Mpa(即以一個(gè)大氣壓為O，相對于一個(gè)大氣壓的真空度為-0.09Mpa)，使松香與生漆混合液加熱至6(TC，在此條件下反應(yīng)2.5小時(shí)，即得到改性的生漆。實(shí)施例51)向裝有生漆的500mL三口燒瓶中加入質(zhì)量百分比濃度為20%的FeCl3乙醇溶解液，控制加入的FeCl3乙醇溶解液的重量與生漆重量之比為20:100，攪拌均勻。加熱至80'C，在此溫度下生漆與鐵離子反應(yīng)40分鐘，制得生漆鐵離子聚合物。2)將步驟l)制備的生漆鐵離子聚合物降溫至5(TC后，加入20%的松香乙醇溶液，攪拌均勻。其中，控制加入的松香的重量與生漆重量之比為5:100;3)將三口燒瓶中的一個(gè)接口與減壓蒸餾裝置連接，另外兩個(gè)接口分別連接溫度計(jì)、攪拌器，然后加熱、攪拌并減壓抽真空，控制三口燒瓶內(nèi)的真空度為-0.07Mpa(即以一個(gè)大氣壓為O，相對于一個(gè)大氣壓的真空度為-0.07Mpa)，使松香與生漆混合液加熱至5(TC，在此條件下反應(yīng)3小時(shí)，即得到改性的生漆。實(shí)施例61)向裝有生漆的500mL三口燒瓶中中加入質(zhì)量百分比濃度為20%的SbCl3乙醇溶解液，控制加入的SbCl3乙醇溶解液的重量與生漆重量之比為20:100，攪拌均勻，加熱至80。C反應(yīng)40分鐘，制得生漆銻離子聚合物。2)將步驟l)制備的生漆銻離子聚合物降溫至50'C后，加入質(zhì)量百分比濃度為20%的松香乙醇溶液，攪拌均勻。其中，控制加入的松香的重量與生漆重量之比為10:100;3)將三口燒瓶中的一個(gè)接口與減壓蒸餾裝置連接，另外兩個(gè)接口分別連接溫度計(jì)、攪拌器，然后加熱、攪拌并減壓抽真空，控制三口燒瓶內(nèi)的真空度為-0.08Mpa(即以一個(gè)大氣壓為O，相對于一個(gè)大氣壓的真空度為-0.08Mpa),使松香與生漆混合液加熱至50'C，在此條件下反應(yīng)2.5小時(shí)，即得到改性的生漆。實(shí)施例71)向裝有生漆的500mL三口燒瓶中中加入質(zhì)量百分比濃度為20%的SnCl2乙醇溶解液，控制加入的SnCl2乙醇溶解液的重量與生漆重量之比為20:100，攪拌均勻，加熱至90'C反應(yīng)50分鐘，制得生漆錫離子聚合物。2)將步驟1)制備的生漆錫離子聚合物降溫至4(TC后，加入質(zhì)量百分比濃度為20%的松香乙醇溶液，攪拌均勻。其中，控制加入的松香的重量與生漆重量之比為15:100。3)將三口燒瓶中的一個(gè)接口與減壓蒸餾裝置連接，另外兩個(gè)接口分別連接溫度計(jì)、攪拌器，然后加熱、攪拌并減壓抽真空，控制三口燒瓶內(nèi)的真空度為-0.09Mpa(即以一個(gè)大氣壓為O，相對于一個(gè)大氣壓的真空度為-0.09Mpa)，使松香與生漆混合液加熱至45'C，在此條件下反應(yīng)3.5小時(shí)，即得到改性的生漆。對照例對照例1采用上述與實(shí)施例1-7相同的不添加松香的天然生漆作為對照例1。對照例2采用與上述實(shí)施例1中相同的松香作為對照例2。試驗(yàn)例1)將實(shí)施例1-7制備的改性生漆和對照例1的生漆按照GB1727-1992國家標(biāo)準(zhǔn)涂制漆膜；對照例2的固體松香采用乙醇溶解后配成松香乙醇飽和溶液，然后再按照GB1727-1992國家標(biāo)準(zhǔn)涂制漆膜。2)將刷涂漆膜置于空氣中揮發(fā)溶劑，至表面干燥。3)揮發(fā)溶劑后的漆膜板置于ll(TC烘箱中烘烤1.5h后，測定漆膜的性能。漆膜的厚度、耐沖擊力、附著力、硬度劃痕、干燥時(shí)間分別按照GB/T1764-1989、GB/T1732-1993、GB/T1720-1989、GB/T6739-1996和GB/T1728-1989國家標(biāo)準(zhǔn)測定。測定結(jié)果見表l。表l漆膜的性能指標(biāo)檢測結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表l的檢測結(jié)果表明加入松香均能改善生漆漆膜性能，松香改性的生漆的漆膜的各項(xiàng)性能指標(biāo)均有顯著提高，漆膜的厚度、耐沖擊力、附著力、硬度劃痕、干燥時(shí)間等分別達(dá)到并超過GB/T1764-1989、GB/T1732-1993、GB/T1720-1989、GB/T6739-1996和GB/T1728-1989的國家標(biāo)準(zhǔn)。松香改性生漆的干燥時(shí)間由表干48~49h、實(shí)干97h縮短為表干28~29h、實(shí)干72h;附著力等級也由7級提高為6~7級；耐沖擊力等級由《cm上升到〈15cm，增加了10cm;鉛筆劃痕也由B級上升到H級；漆膜厚度降低，顯示更易成膜。生漆經(jīng)過金屬鐵離子聚合后，再加入松香改性，成膜性能的各項(xiàng)指標(biāo)均有顯著提高，干燥時(shí)間由表干4849h、實(shí)干97h縮短為表干l2h、實(shí)干53h;附著力由7級提高到3~4級；耐沖擊力等級由〈5cm上升到〈30cm，增加了25cm;劃痕由B等級提升為2H，漆膜厚度降低，顯示更易成膜。權(quán)利要求1、一種改性生漆的制備方法，其特征是使生漆與松香進(jìn)行酯化反應(yīng)。2、一種改性生漆的制備方法，其特征是，包括如下順序進(jìn)行的步驟1)按照如下重量份配比備料松香1-15、生漆100;2)向生漆中加入松香，攪拌均勻，在真空狀態(tài)下，加熱至40-70'C，進(jìn)行酯化反應(yīng)2-4h。3、如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征是，步驟1)所述的松香重量份選擇為5-10。4、如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征是，所述步驟2)中所述溫度為45-60。C，反應(yīng)時(shí)間為2.5-3.5h。5、一種改性生漆的制備方法，其特征是，首先使生漆與金屬離子試劑進(jìn)行聚合反應(yīng)生成生漆金屬離子聚合物；然后使生漆金屬離子聚合物與松香進(jìn)行酯化反應(yīng)。6、如權(quán)利要求5所述制備方法，其特征是，所述金屬離子試劑與生漆的重量份配比為10-30:100;所述的松香與生漆的重量份配比為1-15:100。7、一種改性生漆的制備方法，其特征是，包括如下順序進(jìn)行的步驟:1)按照如下重量份配比備料金屬離子試劑10-30、松香1-15、生漆跳2)向生漆中加入金屬離子試劑，攪拌均勻，然后加熱至60-100°C，反應(yīng)30-60min，制得生漆金屬離子聚合物；3)向生漆金屬離子聚合物中加入松香，攪拌均勻，在真空狀態(tài)下，加熱至40-70°C，進(jìn)行酯化反應(yīng)2-4h。8、如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征是，所述原料的重量份配比選擇為金屬離子試劑20、松香5-10、生漆IOO。9、如權(quán)利要求7或8所述的制備方法，其特征是，步驟2)所述的加熱反應(yīng)時(shí)間選擇為35-50min,10、一種改性生漆，其特征是，按照如權(quán)利要求l-9任一所述方法制備而成。全文摘要本發(fā)明公開了一種改性生漆及其制備方法，該改性生漆的制備方法是采用生漆與松香進(jìn)行酯化反應(yīng)。由本發(fā)明方法制備的生漆的漆膜性能顯著改善，不僅干燥時(shí)間明顯縮短，而且生漆漆膜的附著力、耐沖擊力、劃痕硬度顯著提高。文檔編號C09D193/00GK101348692SQ20081011883公開日2009年1月21日申請日期2008年8月25日優(yōu)先權(quán)日2008年8月25日發(fā)明者宋先亮,蔣建新申請人:北京林業(yè)大學(xué)