本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水性木器抗甲醛清漆及其制備方法。
背景技術(shù)：
在室內(nèi)有害揮發(fā)物中，1995年被國際癌癥研究機(jī)構(gòu)確定為可致癌物的甲醛最為頑固，其潛伏期可達(dá)3-15年之久，長期危害人們的身體健康。室內(nèi)空氣中的甲醛主要來自室內(nèi)裝修材料釋放的游離甲醛，釋放源主要包括人造板及其制品，家具，膠粘劑，地毯和壁紙等。
水性木器涂料是目前公認(rèn)最環(huán)保的涂料類型，具有可揮發(fā)性有機(jī)化合物含量(VOC)很低的特點(diǎn)，極大的減少了有機(jī)溶劑的使用。現(xiàn)有技術(shù)中已有除甲醛功能的水性木器漆產(chǎn)品，此類產(chǎn)品一般都是在丙烯酸乳液分子上嫁接特殊單體，利用特殊單體與空氣中的甲醛反應(yīng)除去甲醛。但由于這些反應(yīng)為不可逆交聯(lián)反應(yīng)，因此，隨著捕獲甲醛數(shù)量的增多，其去除甲醛的能力逐漸降低直至消失。
因此，開發(fā)一種能夠長效性去除甲醛及室內(nèi)其他VOC的木器涂料，對(duì)水性漆在家具中的應(yīng)用具有重大意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足，提供一種水性木器抗甲醛清漆，該清漆具有極佳的成膜性，且自身可揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)含量很低，同時(shí)，該清漆能持續(xù)分解家具板材、膠粘劑、地毯、壁紙以及空氣中的游離甲醛，凈化空氣。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案：
一種水性木器抗甲醛清漆，按重量百分比計(jì)，包括如下組分：
其中，所述抗甲醛水性丙烯酸乳液為玻璃化溫度40-50℃的純丙類乳液A，或者，為玻璃化溫度40-50℃的純丙類乳液A和玻璃化溫度5-15℃純丙類乳液B的混合物；
所述適量以調(diào)節(jié)所述水性木器抗甲醛清漆的pH至8～9為準(zhǔn)。
本發(fā)明以具有抗甲醛功能的丙烯酸乳液(為水性)和光觸媒共同作為抗甲醛組分，其中，具有抗甲醛功能的水性丙烯酸乳液具有較強(qiáng)的消除甲醛的功能，同時(shí)，光觸媒在可見光照射下即具有很好的分解甲醛的能力，能持續(xù)的保持高活性分解甲醛，因而，本發(fā)明的產(chǎn)品分解甲醛的能力并非一次性的，而具有長效性，在光照條件下(如日光或燈光)可持續(xù)的吸附、分解游離甲醛，效果突出。
本發(fā)明主要的成膜成分為抗甲醛丙烯酸乳液，其可單一采用乳液A，也可采用乳液A和乳液B的混合物。當(dāng)僅采用乳液A時(shí)，漆膜干燥速度快，得到的漆膜硬度高，但柔韌性稍差，因此，該產(chǎn)品主要適用于對(duì)材質(zhì)較硬、結(jié)構(gòu)簡單的板式家具進(jìn)行涂漆。當(dāng)采用乳液A和乳液B時(shí)，由于乳液B形成的漆膜具有柔韌性佳的特性，因此，二者復(fù)配使用，能夠很好地克服乳液A形成的漆膜柔韌性差的缺陷，得到柔韌性和硬度均突出的漆膜。此種配合方式擴(kuò)大了產(chǎn)品的適用范圍，可適用于各種室內(nèi)用木質(zhì)臥房家具，辦公家具等產(chǎn)品涂漆，具有很好的普適性。除此之外，單一使用乳液A時(shí)，往往需要在配方中加入較多的成膜助劑才可改善漆膜的柔韌性，而當(dāng)二者復(fù)配使用時(shí)，加入少量的成膜助劑即可使產(chǎn)品具有良好的成膜性，不僅可降低企業(yè)成本，也可降低VOC排放。
優(yōu)選地，所述乳液A的粘度≤1000cps，MFFT值為43±2℃。其中，進(jìn)一步優(yōu)選地，采用固含量40±1％，pH值7～8的乳液A。
優(yōu)選地，所述乳液B的粘度≤1200cps，MFFT值為5±1℃。進(jìn)一步優(yōu)選地，采用固含量45±1％，pH值7～9的乳液B。
所述粘度均指的是25℃的布氏粘度。
在具體的實(shí)施方式中，乳液A可采用陶氏化學(xué)生產(chǎn)的ROSHIELD3301型號(hào)產(chǎn)品。乳液B可采用廈門愛可瑪化工生產(chǎn)的RS-736水性丙烯酸乳液。
進(jìn)一步優(yōu)選地，當(dāng)乳液A和乳液B的重量比為1:(0.8～1.2)時(shí)，得到的漆膜具有更佳的韌性和硬度。
最優(yōu)選地，當(dāng)乳液A和乳液B的重量比為1:1時(shí)，得到的漆膜具有最佳的韌性和硬度，且漆膜的甲醛去除效率可達(dá)92％以上，甲醛凈化效果持久性可達(dá)80％以上，對(duì)有害物質(zhì)的去除效果符合GB24410-2009標(biāo)準(zhǔn)。
優(yōu)選地，所述光觸媒為納米二氧化鈦。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述納米二氧化鈦的粒徑小于5nm。在具體的實(shí)施方式中，所述光觸媒可采用贏創(chuàng)公司的DEGUSSA AEROXIDETiO2P25、或晶瑞新材料的JR05型號(hào)產(chǎn)品。
優(yōu)選地，所述消泡劑選自有機(jī)硅類消泡劑、不含有機(jī)硅的憎水性固體消泡劑、破泡聚合物消泡劑中的至少一種，在具體的實(shí)施方式中，可采用德國BYK公司的BYK024、BYK028、贏創(chuàng)公司的tego810、tego902w等型號(hào)產(chǎn)品。
所述潤濕劑選自有機(jī)硅聚醚共聚物、陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑中的至少一種。在具體的實(shí)施方式中，可采用德國BYK公司的BYK346、BYK349，贏創(chuàng)公司的tego270、twins4100等型號(hào)產(chǎn)品。
所述流平劑選自丙烯酸酯類流平劑、聚硅氧烷類流平劑中的至少一種。在具體的實(shí)施方式中，可采用法國先創(chuàng)PW336、德國BYK公司的BYK333、贏創(chuàng)公司的tego450等型號(hào)產(chǎn)品。
所述增稠劑選自聚醚類增稠劑、聚氨酯類增稠劑中的至少一種。在具體的實(shí)施方式中，可采用羅門哈斯2050D、RM-12W、德謙-海明斯R299、合肥安科HEUR-D等型號(hào)產(chǎn)品。
所述成膜助劑選自乙二醇單丁醚(BCS)、二乙二醇丁醚(DB)、二丙二醇甲醚(DPM)、二丙二醇丁醚(DPNB)中的至少一種。
所述殺菌劑選自不含N-/O-縮甲醛的水性氯甲基異噻唑啉酮(CMI)、水性甲基異噻唑啉酮(MI)、溴硝基丙二醇中的至少一種。在具體的實(shí)施方式中，所述殺菌劑可采用德國舒美公司的Parmetol A 28或Parmetol K20，羅門哈斯的LXE殺菌劑或英國舒爾的MV殺菌劑。
所述pH調(diào)節(jié)劑可選擇面漆中常用類型，優(yōu)選為氣味小的醇胺類pH調(diào)節(jié)劑，例如美國ANGUS的AMP-95(分子結(jié)構(gòu)為2-氨基-2-甲基-1-丙醇)。本發(fā)明控制產(chǎn)品的pH值在8-9的范圍可充分確保產(chǎn)品的穩(wěn)定性。
本發(fā)明通過對(duì)主要成膜成分以及各助劑的選擇，得到的水性木器抗甲醛清漆的細(xì)度為≤25μm，粘度為74KU(斯托默黏度，25℃)。經(jīng)檢測(cè)，該清漆的各項(xiàng)指標(biāo)均符合GB 23999-2009要求，且在干燥速度、耐黃變性等指標(biāo)方面顯著優(yōu)于現(xiàn)有水平，非常適宜用于板式家具和實(shí)木家具的涂裝。
本發(fā)明同時(shí)提供上述水性木器抗甲醛清漆的制備方法，具體包括如下步驟：
(1)先將水性丙烯酸乳液倒入分散釜中，低速攪拌，用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)整pH值至8-9，加入殺菌劑，攪拌均勻；
(2)將潤濕劑、消泡劑、流平劑和成膜助劑預(yù)混合均勻，在攪拌的狀態(tài)下將它們緩慢加入步驟(1)所得混合物中；
(3)將光觸媒緩慢加入步驟(2)所得混合物中，加入部分增稠劑調(diào)整產(chǎn)品至合適粘度后，高速分散，檢驗(yàn)細(xì)度合格并且無油縮后，加入水及剩余增稠劑，攪拌均勻即可。
其中，步驟(1)中，所述低速攪拌在≤800轉(zhuǎn)/min條件下進(jìn)行。
步驟(2)中，所述高速分散在≥2500轉(zhuǎn)/min條件下進(jìn)行。
步驟(3)中，所述高速分散在≥2500轉(zhuǎn)/min條件下進(jìn)行。
在符合本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件可以相互組合，即得本發(fā)明各較佳實(shí)施例。
本發(fā)明涉及到的原料或試劑均為已知產(chǎn)品，可市購獲得。
本發(fā)明具有如下優(yōu)勢(shì)：
(1)本發(fā)明采用水性丙烯酸乳液，以水為主要溶劑，綠色環(huán)保，節(jié)約能源，便于施工；
(2)本發(fā)明產(chǎn)品徹底干燥后硬度高、柔韌性好、抗粘連性突出、透明度好，耐化學(xué)品性好，質(zhì)量符合國家標(biāo)準(zhǔn)；
(3)本發(fā)明的水性木器抗甲醛清漆為水性環(huán)保產(chǎn)品，適用于各類室內(nèi)木質(zhì)家具涂裝，最終做成的家具產(chǎn)品具有長時(shí)間吸附和分解甲醛的功能。
具體實(shí)施方式
以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1
一種水性木器抗甲醛清漆，由如下組分組成：
該實(shí)施例同時(shí)提供了上述水性木器抗甲醛清漆的制備方法，具體為：先將4kg水性丙烯酸乳液ROSHIELD 3301和4kg水性丙烯酸乳液RS-736倒入分散容器中，低速攪拌狀態(tài)下將0.02kg pH調(diào)節(jié)劑AMP95加入分散容器中，調(diào)整pH值8-9，再加入0.01kg殺菌劑MV，將0.3kg二丙二醇丁醚DPNB、0.3kg乙二醇單丁醚BCS、0.04kg消泡劑BYK024、0.02kg消泡劑tego810、0.05kg潤濕劑twins4100、0.05kg流平劑tego450預(yù)先混合均勻，在攪拌的狀態(tài)下緩慢加入到分散容器中，在通風(fēng)除塵的條件下緩慢加入0.2kg的JR05并攪拌均勻后，加入0.03kg增稠劑HEUR-D調(diào)整到合適粘度后，高速分散15分鐘，用100um的細(xì)度計(jì)，檢驗(yàn)細(xì)度合格并且無油縮后，依次加入0.95kg水，0.03kg增稠劑R299，分散15分鐘，過濾包裝。
實(shí)施例2
一種水性木器抗甲醛清漆，由如下組分組成：
該實(shí)施例同時(shí)提供了上述水性木器抗甲醛清漆的制備方法，其制備方法同實(shí)施例1。
實(shí)施例3
一種水性木器抗甲醛清漆，由如下組分組成：
該實(shí)施例同時(shí)提供了上述水性木器抗甲醛清漆的制備方法，其制備方法同實(shí)施例1。
實(shí)施例4
一種水性木器抗甲醛清漆，由如下組分組成：
該實(shí)施例同時(shí)提供了上述水性木器抗甲醛清漆的制備方法，其制備方法同實(shí)施例1。
性能測(cè)試
(一)成膜性能
對(duì)實(shí)施例1和3產(chǎn)品的漆膜性能進(jìn)行了檢測(cè)，漆膜性能檢測(cè)結(jié)果如表1和表2所示，其他實(shí)施例產(chǎn)品的漆膜性能與之類似。
表1：實(shí)施例1漆膜性能檢測(cè)結(jié)果
一般而言，木器漆的表干時(shí)間為30min，實(shí)干時(shí)間為6h，硬度為1B。從表1可以看出，本發(fā)明通過對(duì)主要成膜組分和助劑組分的選擇，漆膜表干時(shí)間縮短為27min，實(shí)干時(shí)間縮短為4h，比現(xiàn)有技術(shù)縮短10-33％，顯著優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。硬度達(dá)到1B級(jí)，耐黃變性為1.8，同樣顯著優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。
表2：實(shí)施例3漆膜性能檢測(cè)結(jié)果
從上述表格可以看出：一般而言，木器漆的表干時(shí)間為30min，實(shí)干時(shí)間為6h，硬度為1B。從表1可以看出，本發(fā)明通過對(duì)主要成膜組分和助劑組分的選擇，漆膜表干時(shí)間雖然沒有縮短，實(shí)干時(shí)間縮短為4h，比現(xiàn)有技術(shù)縮短33％，顯著優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。硬度達(dá)到B+級(jí)，耐黃變性為2，同樣顯著優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。
對(duì)實(shí)施例1-4產(chǎn)品分別進(jìn)行甲醛凈化效率和甲醛凈化效果持久性測(cè)試，測(cè)試結(jié)果分別見表3和表4。同時(shí)，測(cè)定了實(shí)施例1產(chǎn)品對(duì)有害物質(zhì)的去除結(jié)果，結(jié)果如表5所示。
表3：甲醛凈化效率測(cè)試結(jié)果
現(xiàn)有技術(shù)中的抗甲醛涂料產(chǎn)品的甲醛凈化效果一般為85-90％，本發(fā)明的甲醛凈化效果可達(dá)92.88％，優(yōu)于現(xiàn)有水平。
表4：甲醛凈化效果持久性測(cè)試結(jié)果
現(xiàn)有技術(shù)中的抗甲醛涂料產(chǎn)品的甲醛凈化效果持久性一般為70-80％，本發(fā)明的甲醛凈化效果持久性可達(dá)85.12％，優(yōu)于現(xiàn)有水平。
表5：實(shí)施例1產(chǎn)品中有害物質(zhì)含量
通過上述結(jié)果說明，本發(fā)明中的水性木器抗甲醛清漆符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB23999-2009和GB24410-2009，最終的漆膜性能可以滿足一般的家具性能要求，最重要是該清漆可揮發(fā)性有機(jī)化合物含量(VOC)很低，使用在家具上后不但能快速吸收分解板材和膠黏劑中釋放的甲醛，又能長時(shí)間持續(xù)的吸附分解室內(nèi)空氣中的游離甲醛，具有雙重功效。
雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。