CN113025205A - 天然植物内墙涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种天然植物内墙涂料及其制备方法，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：水210‑382份分散剂2‑4份润湿剂2‑4份消泡剂4‑8.5份瓜尔胶2‑5份黄原胶3‑5份钛白粉200‑300份重钙30‑100份硅藻土25‑100份天然大漆乳液200‑300份植物基乳液50‑100份茶树精油10‑20份橘子精油15‑30份光触媒20‑50份。该发明克服现有市场上的天然内墙涂料产品存在干燥速度慢、耐候性和环保性不佳等缺点，通过采用天然大漆乳液与植物基乳液复配，并在其他优选组分及其用量比例的辅助下，使得漆料不仅符合环保性要求，而且其漆膜干燥速度快、耐候性好。

Description

天然植物内墙涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种天然植物内墙涂料及其制备方法，应用在化工涂料生产领域。
背景技术
目前市场上天然内墙涂料产品鱼龙混杂，良莠不齐，主要有以下几个品种：
1)以天然矿石为原料制备而成，其采用活化改性白灰、白石粉、活性坡缕石粉、活性矾土、天然贝壳粉、天然硅藻泥等，配方体系以丙烯酸乳液为基料，添加了丙烯酸钠盐分散剂、润湿剂、杀菌剂、防冻剂、成膜助剂等传统乳胶漆配方中常用的组分；其利用天然矿石内部特殊的多孔结构，化学性能稳定，可以对空气中的有害物质(如游离甲醛、苯、氨等)以及由宠物体臭、吸烟、生活垃圾所产生的异味进行物理吸附，达到净化空气的目的，改善室内生活环境；但是其配方与传统乳胶漆体系的配方差别不大，均含有一定VOC和防冻剂等，而且吸附能力有限，吸附有害物质达到饱和后，无法继续吸附；
2)以植物基乳液为主要原材料，并添加环保助剂制成的植物基(生物基)乳胶漆内墙涂料；植物基乳液主要是以松香、植物油(亚麻油、桐油、蓖麻油等)、木薯、糖类、淀粉、天然胶乳、植物纤维等天然植物为起始原料或主要成分制成的树脂；植物基乳液对于降低石油依赖，低碳排放，减少温室效应，推动涂料行业可持续发展有着不可忽视的贡献；同时，植物基乳液气味更低，涂料配方可实现净化甲醛的功能，净化甲醛效率可达到80％以上(JC/T1074-2008)，能有效改善室内空气质量，构建安全健康的居住环境；但是植物基乳液仍然是化学合成的产品，并非纯天然植物成膜物质，在环保性上仍有待提升。
另外，现有天然内墙涂料的改进产品中也有采用大漆作为原料，使得漆膜干燥后具有漆膜坚硬、耐磨性好的优点。但由于其是通过氧化干燥成膜，存在着干燥速度慢的缺点，在空气湿度大的天气条件下，尤为明显。而且其漆膜还存在着不耐紫外线等缺点。
因此，提供一种漆膜干燥速度快、耐候性和环保性佳的天然植物内墙涂料及其制备方法己成为当务之亟。
发明内容
为了克服现有市场上的天然内墙涂料产品存在干燥速度慢、耐候性和环保性不佳等缺点，本发明提供一种天然植物内墙涂料及其制备方法，通过采用天然大漆乳液与植物基乳液复配，并在其他优选组分及其用量比例的辅助下，使得漆料不仅符合环保性要求，而且其漆膜干燥速度快、耐候性好。
本发明的技术方案如下：
所述天然植物内墙涂料，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
水210-382份
分散剂2-4份
润湿剂2-4份
消泡剂4-8.5份
瓜尔胶2-5份
黄原胶3-5份
钛白粉200-300份
重钙30-100份
硅藻土25-100份
天然大漆乳液200-300份
植物基乳液50-100份
茶树精油10-20份
橘子精油15-30份
光触媒20-50份。
本申请的天然植物内墙涂料配方中采用天然大漆乳液与植物基乳液复配，并在其他优选组分及其用量比例的辅助下，不仅环保性佳，而且漆膜干燥速度快、硬度高、耐磨性好，耐擦洗可以达到20000次以上。光触媒能在光照射下产生强氧化性的物质(如羟基自由基、氧气等)，能有效地降解空气中的有毒有害气体如甲醛等，能在高效净化空气的同时，杀灭多种细菌和真菌，并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理。将光触媒用在涂料中可制作抗菌、净味涂料。且由于该体系中添加了茶树精油和橘子精油，使得漆料在具备环保性的前提下，不用额外添加杀菌剂和防腐剂，即可具备抗菌性和防腐性。且由于采用天然原材料进行杀菌抑菌，所以配方中不含有对人体有刺激的杀菌剂、有机溶剂等，该涂料对人体几乎没有刺激作用，是一款纯天然无添加绿色涂料。其中，所述植物基乳液指以松香、亚麻油、桐油、蓖麻油、植物油、玉米淀粉、木薯淀粉、糖等天然植物原料为起始原料，通过生物或化学转化得到可聚合的单体并使用乳液聚合而成的以水为分散介质的乳液。
其中，瓜尔胶优选澳润化工28000，这是一种豆科植物瓜尔豆的提取物，是一种半乳甘露聚糖，一般用作食品增稠剂。瓜尔胶是已知的最有效和水溶性最好的天然聚合物，其在低浓度下，可形成高粘稠溶液，表现出非牛顿流变特性，能提升涂料体系的稳定性。
黄原胶优选澳润化工HY-6，这是一种由野油菜黄单胞杆菌(Xanthomnascampestris)以碳水化合物为主要原料(如玉米淀粉)经发酵产生的一种作用广泛的微生物胞外多糖。它具有独特的流变性、良好的水溶性、对热及酸碱的稳定性以及与多种盐类的良好相容性，可作为增稠剂、悬浮剂、乳化剂、稳定剂，被广泛应用于食品、石油、医药等20多个行业，是目前世界上生产规模最大且用途极为广泛的微生物多糖。
钛白粉优选龙蟒R-996，其具有较好的白度和较高的遮盖力，同时又有非常好的耐候性、耐热性和耐光性，具有在水性体系中良好的分散性及流动性等优点。
硅藻土优选日本昭合RADIOLITE F。硅藻土是由单细胞水生植物硅藻的遗骸沉积所形成。单细胞水生植物硅藻能吸收水中的游离硅形成其骨骸，当其生命结束后，其骨骸沉积，在一定的地质条件下形成硅藻土矿床。它具有一些独特的性能，如多孔性、较低的密度、较大的比表面积、相对的不可压缩性及化学稳定性。由硅藻土生产的室内外涂料、装修材料除了不会散发出对人体有害的化学物质外，还有改善居住环境的作用。其能够长效地消除异味，吸收和分解有害化学物质，并能够长期保持室内墙面清洁。
天然大漆乳液优选西安生漆研究所生产的产品，其为一种天然树脂乳液，是由割开漆树树皮，从其韧皮内流出的一种白色粘性乳液加工制成的涂料。其漆膜耐热性高，耐久性好，具有良好的电绝缘性能，具有防腐蚀、耐强酸、强碱、耐溶剂、防潮、防微生物、杀菌、耐污性佳等特点。该漆膜还具有优异的物理机械性能，漆膜坚硬，漆膜的硬度(漆膜值/玻璃值)达0.65-0.89。且该漆膜耐磨强度大，漆膜光泽明亮，亮度典雅、附著力强。
植物基乳液优选DOW AC-866，其主要是以松香、植物油(如亚麻油、桐油、蓖麻油等)、木薯、糖类、淀粉、天然胶乳、植物纤维等天然植物为起始原料或主要成分制成的树脂。使用该植物基乳液对于降低对石油的依赖，降低碳排放，减少温室效应作用，推动涂料行业可持续发展有着不可忽视的贡献。同时，植物基乳液气味更低，使得涂料配方可实现净化甲醛的功能，净化甲醛效率可达到80％以上(达到JC/T1074-2008标准要求)，能有效改善室内空气质量，构建出安全健康的居住环境。
茶树精油优选澳洲poli产品，是茶树的提取物，具有杀菌消炎、收敛毛孔、治疗伤风感冒、咳嗽、鼻炎、哮喘，改善痛经、***及生殖器感染等功效，适用于油性及粉刺皮肤，能治疗化脓伤口及灼伤、晒伤、香港脚及头屑，使头脑清醒，恢复活力，抗沮丧。其最主要的化学成分为对孟乙烯(terpinene)、松油精(pinene)、柠檬油精(limonene)、桉油酚(cineole)、香油脑(terpineol)、茴香素(cumene)。茶树精油颜色透明，黏度极低，若滴于物体表面可在24小时内挥发，且不留任何痕迹，对一般皮肤均无刺激，气味清新，具有一定的空气净化功能。
橘子精油优选澳洲poli产品，具有细致优雅的甜味，除了独特的柑橘皮味之外，还带了少许幽幽花香。其气味有提振精神的作用，常用于平扶沮丧与焦虑，对人体几乎没有刺激作用，是一种纯天然温和的香料。
所述光触媒为锐钛型TiO2。
优选的光触媒能在光照射下产生强氧化性的物质(如羟基自由基、氧气等)，并且可用于分解有机化合物、部分无机化合物、细菌及病毒等，能有效地降解空气中有毒有害气体如甲醛等，高效净化空气；同时，能够有效杀灭多种细菌，并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理。
所述重钙的目数为1200-1300目。
优选目数的重钙由天然碳酸盐矿物如方解石、大理石、石灰石磨碎而成，是常用的粉状无机填料，具有化学纯度高、惰性大、不易化学反应、热稳定性好、在400℃以下不会分解、白度高、吸油率低、折光率低、质软、干燥、不含结晶水、硬度低磨耗值小、无毒、无味、无臭、分散性好等优点。
所述分散剂为丙烯酸钠盐类分散剂。
优选的分散剂卓越的润湿分散特性，发泡性低，能够改善涂料的流动性，具有稳定浆料粘度的优异性能。
所述润湿剂为炔二醇类润湿剂。
优选的润湿剂在水性涂料体系中具有很好的抗缩孔效果并改善流动性，高性能，具有良好的重涂性，附加促进流动作用。
所述消泡剂为植物基大豆油消泡剂。
优选的消泡剂所用的原料为大豆油，这是一种100％活性的植物油基泡沫控制剂，将其用于涂料，具有高性能、快速抑制泡沫的特性。它可以在任何生产工艺步骤中添加，并且即使在长期储存后也呈现良好的消泡性能。它还具有良好的相容性，不会干扰漆膜外观，且不含VOC及APEO。
所述瓜尔胶的粘度为26000-30000，黄原胶的粘度为58000-62000。
若粘度太高，流动性较差，若粘度太低，该体系容易沉降，所以选择中等粘度的瓜尔胶和黄原胶进行搭配最合适。
所述钛白粉为金红石型钛白粉。
优选的金红石型钛白粉为白色粉末,不溶于水,无生理毒性,化学性能稳定,表面经硅、铝、锆包膜及有机处理后具有卓越的颜料性能,白度、亮度、光泽好，遮盖力、消色力和流动性强,具有极佳的耐候性和抗粉化性能。
所述水优选纯净水。
所述天然植物内墙涂料的制备方法，主要包括以下依序进行的步骤：
(1)启动分散搅拌机，将搅拌转速调至300-500r/min，依次向搅拌机容器内加入占自身总重量百分比80-97.08％的水、分散剂、润湿剂、占自身总重量百分比30.77-66.67％的消泡剂、瓜尔胶以及黄原胶，并混合搅拌均匀；
(2)将搅拌转速提高至500-700r/min，依次向步骤(1)获得的混合物中加入钛白粉、重钙、硅藻土、天然大漆乳液以及植物基乳液，并分散搅拌至混合物细度≤50μm；
(3)保持500-700r/min的搅拌转速，依次向步骤(2)获得的混合物中加入茶树精油、橘子精油、剩余的消泡剂、光触媒以及剩余的水，并搅拌至少10分钟，即获得所述天然植物内墙涂料。
本申请的天然植物内墙涂料不仅采用绿色、天然的原料，而且制备方法简单、易操作，利于推广。
所述分散剂、润湿剂、消泡剂、瓜尔胶、黄原胶、钛白粉、重钙、硅藻土、天然大漆乳液、植物基乳液以及光触媒在混合前均经78-82目滤网过滤。
原料先经过滤再进行混合制备天然植物内墙涂料，能提升涂料的整体性能。
使用时，将所述的涂料原液混合水将粘度控制在100-120KU即可。
与现有技术相比，本发明申请具有以下优点：
1)本申请的天然植物内墙涂料采用天然大漆乳液与植物基乳液复配，并在其他优选组分及其用量比例的辅助下，不仅环保性佳，而且漆膜干燥速度快、硬度高、耐磨性好，耐擦洗可以达到20000次以上，光触媒使得涂料抗菌、净味。茶树精油和橘子精油的添加，使得漆料在具备环保性的前提下，不用额外添加杀菌剂和防腐剂，即可具备抗菌性和防腐性；
2)所述天然植物内墙涂料的制备方法简单、易操作，利于推广。
具体实施方式
下面结合说明书各实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明所述的一种天然植物内墙涂料，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：水220份
分散剂3份
润湿剂3份
消泡剂6份
瓜尔胶3份
黄原胶4份
钛白粉280份
重钙80份
硅藻土80份
天然大漆乳液280份
植物基乳液80份
茶树精油18份
橘子精油21份
光触媒30份。
所述光触媒为锐钛型TiO2。
所述重钙的目数为1250目。
所述分散剂为丙烯酸钠盐类分散剂。
所述润湿剂为炔二醇类润湿剂。
所述消泡剂为植物基大豆油消泡剂。
所述瓜尔胶的粘度为28000，黄原胶的粘度为60000。
所述钛白粉为金红石型钛白粉。
所述天然植物内墙涂料的制备方法，主要包括以下依序进行的步骤：
(1)启动分散搅拌机，将搅拌转速调至400r/min，依次向搅拌机容器内加入占自身总重量百分比90％的水、分散剂、润湿剂、占自身总重量百分比40％的消泡剂、瓜尔胶以及黄原胶，并混合搅拌均匀；
(2)将搅拌转速提高至600r/min，依次向步骤(1)获得的混合物中加入钛白粉、重钙、硅藻土、天然大漆乳液以及植物基乳液，并分散搅拌至混合物细度为50μm；
(3)保持600r/min的搅拌转速，依次向步骤(2)获得的混合物中加入茶树精油、橘子精油、剩余的消泡剂、光触媒以及剩余的水，并搅拌10分钟，即获得所述天然植物内墙涂料。
所述分散剂、润湿剂、消泡剂、瓜尔胶、黄原胶、钛白粉、重钙、硅藻土、天然大漆乳液、植物基乳液以及光触媒在混合前均经80目滤网过滤。
实施例2
本发明所述的一种天然植物内墙涂料，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：水210份
分散剂4份
润湿剂2份
消泡剂8.5份
瓜尔胶2份
黄原胶5份
钛白粉200份
重钙100份
硅藻土25份
天然大漆乳液300份
植物基乳液50份
茶树精油20份
橘子精油15份
光触媒50份。
所述光触媒为锐钛型TiO2。
所述重钙的目数为1200目。
所述分散剂为丙烯酸钠盐类分散剂。
所述润湿剂为炔二醇类润湿剂。
所述消泡剂为植物基大豆油消泡剂。
所述瓜尔胶的粘度为30000，黄原胶的粘度为58000。
所述钛白粉为金红石型钛白粉。
所述天然植物内墙涂料的制备方法，主要包括以下依序进行的步骤：
(1)启动分散搅拌机，将搅拌转速调至300r/min，依次向搅拌机容器内加入占自身总重量百分比97.08％的水、分散剂、润湿剂、占自身总重量百分比30.77％的消泡剂、瓜尔胶以及黄原胶，并混合搅拌均匀；
(2)将搅拌转速提高至500r/min，依次向步骤(1)获得的混合物中加入钛白粉、重钙、硅藻土、天然大漆乳液以及植物基乳液，并分散搅拌至混合物细度为40μm；
(3)保持500r/min的搅拌转速，依次向步骤(2)获得的混合物中加入茶树精油、橘子精油、剩余的消泡剂、光触媒以及剩余的水，并搅拌18分钟，即获得所述天然植物内墙涂料。
所述分散剂、润湿剂、消泡剂、瓜尔胶、黄原胶、钛白粉、重钙、硅藻土、天然大漆乳液、植物基乳液以及光触媒在混合前均经78-82目滤网过滤。
实施例3
本发明所述的一种天然植物内墙涂料，主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：水382份
分散剂2份
润湿剂4份
消泡剂4份
瓜尔胶5份
黄原胶3份
钛白粉300份
重钙30份
硅藻土100份
天然大漆乳液200份
植物基乳液100份
茶树精油10份
橘子精油30份
光触媒20份。
所述光触媒为锐钛型TiO2。
所述重钙的目数为1300目。
所述分散剂为丙烯酸钠盐类分散剂。
所述润湿剂为炔二醇类润湿剂。
所述消泡剂为植物基大豆油消泡剂。
所述瓜尔胶的粘度为26000，黄原胶的粘度为62000。
所述钛白粉为金红石型钛白粉。
所述天然植物内墙涂料的制备方法，主要包括以下依序进行的步骤：
(1)启动分散搅拌机，将搅拌转速调至500r/min，依次向搅拌机容器内加入占自身总重量百分比80％的水、分散剂、润湿剂、占自身总重量百分比66.67％的消泡剂、瓜尔胶以及黄原胶，并混合搅拌均匀；
(2)将搅拌转速提高至700r/min，依次向步骤(1)获得的混合物中加入钛白粉、重钙、硅藻土、天然大漆乳液以及植物基乳液，并分散搅拌至混合物细度为30μm；
(3)保持700r/min的搅拌转速，依次向步骤(2)获得的混合物中加入茶树精油、橘子精油、剩余的消泡剂、光触媒以及剩余的水，并搅拌16分钟，即获得所述天然植物内墙涂料。
所述分散剂、润湿剂、消泡剂、瓜尔胶、黄原胶、钛白粉、重钙、硅藻土、天然大漆乳液、植物基乳液以及光触媒在混合前均经78-82目滤网过滤。
各实施例中涉及的原料产家信息：
丙烯酸钠盐：BASF；
炔二醇类润湿剂：克莱恩；
植物基大豆油消泡剂：亚士兰AV1425；
瓜尔胶(粘度28000)：澳润化工；
黄原胶(粘度60000)：澳润化工HY-6；
钛白粉：龙蟒R-996；
重钙(1250目)：广源；
硅藻土：日本昭和，RADIOLITE F；
天然大漆乳液：西安生漆研究所，QJ-1000；
植物基乳液：DOW，AC-866；
茶树精油：澳洲Poli，优级纯；
橘子精油：澳洲Poli，优级纯；
光触媒：台湾中亚，锐钛型TiO2。
实验数据：
一、环保性能检测
检测方法：参考HJ 2537-2014《环境标志产品技术要求水性涂料》
表1各实施例环保性能检测结果
Figure BDA0003011551660000091
Figure BDA0003011551660000101
二、其他性能检测
检测方法：参考GB/T 9756-2018《合成树脂乳液内墙涂料》
表2各实施例其他性能检测结果
Figure BDA0003011551660000102
三、本申请的天然植物内墙涂料与市面同类型产品主要性能检测结果对比
检测方法：环保性能参数标准参考HJ 2537-2014《环境标志产品技术要求水性涂料》；其他性能标准参数参考GB/T 9756-2018《合成树脂乳液内墙涂料》
对照样1：德国DF涂料
对照样2：芬兰FL
表3各实施例与市面产品的环保性能检测结果对比
Figure BDA0003011551660000111
表4各实施例与市面产品的其他性能检测结果对比
Figure BDA0003011551660000112
Figure BDA0003011551660000121
由上述测试结果可知本申请各实施例的天然植物内墙涂料的环保性能佳，而且漆膜干燥速度快、耐候性好。
本发明所述的天然植物内墙涂料及其制备方法并不只仅仅局限于上述实施例，凡是依据本发明原理的任何改进或替换，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种天然植物内墙涂料，其特征在于：主要由以下组分按照以下重量份数比制备而成：
水210-382份
分散剂2-4份
润湿剂2-4份
消泡剂4-8.5份
瓜尔胶2-5份
黄原胶3-5份
钛白粉200-300份
重钙30-100份
硅藻土25-100份
天然大漆乳液200-300份
植物基乳液50-100份
茶树精油10-20份
橘子精油15-30份
光触媒20-50份。
2.根据权利要求1所述的天然植物内墙涂料，其特征在于：所述光触媒为锐钛型TiO2。
3.根据权利要求1所述的天然植物内墙涂料，其特征在于：所述重钙的目数为1200-1300目。
4.根据权利要求1所述的天然植物内墙涂料，其特征在于：所述分散剂为丙烯酸钠盐类分散剂。
5.根据权利要求1所述的天然植物内墙涂料，其特征在于：所述润湿剂为炔二醇类润湿剂。
6.根据权利要求1所述的天然植物内墙涂料，其特征在于：所述消泡剂为植物基大豆油消泡剂。
7.根据权利要求1所述的天然植物内墙涂料，其特征在于：所述瓜尔胶的粘度为26000-30000，黄原胶的粘度为58000-62000。
8.根据权利要求1所述的天然植物内墙涂料，其特征在于：所述钛白粉为金红石型钛白粉。
9.根据权利要求1-8任一项所述的天然植物内墙涂料的制备方法，其特征在于：主要包括以下依序进行的步骤：
(1)启动分散搅拌机，将搅拌转速调至300-500r/min，依次向搅拌机容器内加入占自身总重量百分比80-97.08％的水、分散剂、润湿剂、占自身总重量百分比30.77-66.67％的消泡剂、瓜尔胶以及黄原胶，并混合搅拌均匀；
(2)将搅拌转速提高至500-700r/min，依次向步骤(1)获得的混合物中加入钛白粉、重钙、硅藻土、天然大漆乳液以及植物基乳液，并分散搅拌至混合物细度≤50μm；
(3)保持500-700r/min的搅拌转速，依次向步骤(2)获得的混合物中加入茶树精油、橘子精油、剩余的消泡剂、光触媒以及剩余的水，并搅拌至少10分钟，即获得所述天然植物内墙涂料。
10.根据权利要求9所述的天然植物内墙涂料的制备方法，其特征在于：所述分散剂、润湿剂、消泡剂、瓜尔胶、黄原胶、钛白粉、重钙、硅藻土、天然大漆乳液、植物基乳液以及光触媒在混合前均经78-82目滤网过滤。
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