CN114940864A - 一种基于新型可擦写涂料的幼儿园墙面 - Google Patents

一种基于新型可擦写涂料的幼儿园墙面 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种基于新型可擦写涂料的幼儿园墙面，涉及涂料的领域，包括墙面本体与可擦涂层，所述可擦涂层是将可擦涂料涂覆于所述墙面本体表面获得，所述可擦涂料包括如下质量份数的组分：2,4‑甲苯二异氰酸酯140‑160份；三羟甲基丙烷210‑240；防水剂17‑22份；吸光剂12‑16份；消泡剂2‑3份；流平剂3‑5份；扩链剂6‑8份；去离子水160‑180份。本申请在可擦写涂料中添加吸光剂，可有效减少涂料的光泽度，进而可减少经常看墙面所产生的视觉疲劳度的效果。

Description

一种基于新型可擦写涂料的幼儿园墙面
技术领域
本申请涉及涂料的领域，尤其是涉及一种基于新型可擦写涂料的幼儿园墙面。
背景技术
幼儿园是对幼儿集中进行保育和教育的学前教育机构，通常接纳三至六周岁的幼儿，小朋友们在幼儿园中的培养包括有写字与画画，而活泼的小朋友们会有在墙面上书写的举动，而一般的墙面被笔涂画后，清理也是一件难事。
公开号为CN102443345A的中国专利申请公开了一种水性聚氨酯墙面漆及其制备方法，是由下列组分按重量百分比物理配制而成：甲组分：多元醇树脂分散体50～60％；分散剂0.6～0.8％；润湿流平剂0.5～0.7％；消泡剂0.3～0.6％；流变助剂0.4～0.8％；杀菌剂0.1～0.15％；成膜助剂1.5～2.5％；pH调节剂适量；水10～20％，颜填料20～30％；乙组分：固化剂组分，重量比甲组分∶乙组分＝5～10∶1；本发明水性聚氨酯墙面漆具有优异的性能，环保、易清洁、耐沾污、耐磨、耐候，优良的耐化学品性的墙面漆，以满足其在学校及幼儿园、医院、药厂、建筑外墙等应用领域的要求。
但是，在墙面书写后，因为光的照射，墙面漆的亮度过高后，小朋友们经常看过亮的墙面可能会视觉疲劳，因此有必要研发一种降低光泽度的可擦写涂料。
发明内容
为了减少涂料的光泽度，本申请提供一种基于新型可擦写涂料的幼儿园墙面。
本申请提供的一种基于新型可擦写涂料的幼儿园墙面采用如下的技术方案：
一种基于新型可擦写涂料的幼儿园墙面，包括墙面本体与可擦涂层，所述可擦涂层是将可擦涂料涂覆于所述墙面本体表面获得，所述可擦涂料包括如下质量份数的组分：
2,4-甲苯二异氰酸酯140-160份
三羟甲基丙烷210-240
防水剂17-22份
吸光剂12-16份
消泡剂2-3份
流平剂3-5份
扩链剂6-8份
去离子水160-180份。
吸光剂可使得涂料呈现哑光的效果，涂料涂抹至墙面后，可使得墙面呈现柔和的效果，使得室内的光线更加柔和，从而可有效减少小朋友们长时间看向墙面后出现眼睛晦涩的现象的发生；防水剂的添加，使得涂料在经过多次擦拭后，一方面，不会因为水渍渗透涂料而对墙体产生破坏，另一方面也提升了聚氨酯可擦涂料的使用耐久度。
作为优选，所述吸光剂制备方法为：
将二羟甲基丙酸甲酯、异佛尔酮二异氰酸酯和阻聚剂混合后，升温反应，随后冷却至室温加入丙烯酸羟乙酯，反应后加入去离子水，剪切后得到吸光剂。
异佛尔酮二异氰酸酯与二羟甲基丙酸甲酯反应形成预聚体，预聚体使得涂层表面形成纳米级微球，这种微球结构会使得涂料表面具有较低的光泽度，并且具有较高的透光性能，丙烯酸酯可对聚氨酯的耐水性进行改善，预聚体在合成时是放热反应，高温下可能会发生双键聚合副反应，阻聚剂可减少副反应的发生。
作为优选，所述二羟基甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸羟乙酯之间的质量比为1:(1-2)。
将二羟甲基丙酸甲酯与丙烯酸羟乙酯之间的质量比控制在上述范围内，可提提升吸光剂的稳定性。
作为优选，所述阻聚剂为对苯二酚。
对苯二酚在反应中氧化为醌类结构后，可有效减少双键之间的聚合，从而减少了副反应的生成。
作为优选，所述反应温度为65-75℃。
将升温后的温度控制在上述范围内，可提升吸光剂的稳定性。
作为优选，所述防水剂包括异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙二醇和1,4-丁二醇。
聚丙二醇与异佛尔酮二异氰酸酯反应后生成聚合分子，聚合分子中的分子排列更为紧密，从而可减少水汽在整个体系分子之间进行移动，从而起到良好的防水效果，1,4-丁二醇可使得聚合分子中的分子排布分更加密集，从而阻碍了水汽在聚合物分子间的移动，从而可有起到良好的防水效果。
作为优选，所述异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙二醇和1,4-丁二醇之间的质量比为1:(0.2-0.5):(0.6-0.8)。
将异佛尔二异氰酸酯、聚丙二醇与1,4-丁二醇之间的质量比控制在上述范围内，可提升防水剂的防水性能。
作为优选，所述扩链剂为马来酸。
作为优选，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
聚二甲基硅氧烷可降低涂料的表面张力，减少涂料在搅拌过程中泡沫的形成，从而提升了涂料的稳定性。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.在涂料中添加吸光剂，可使得墙面呈现柔和的效果，从而降低的光泽度，使得室内的光线更加柔和；防水剂的添加，可提升涂料的防水效果；
2.异佛尔酮二异氰酸酯与二羟甲基丙酸甲酯反应后会生成预聚体，这种预聚体会使得涂料涂覆后，在表面形成纳米级微球，微球结构使得涂料表面的光泽度下降，从而使得墙体更加柔和；
在涂料中添加扩链剂1,4-丁二醇，一方面可以对聚合分子进行扩链，使得涂料的性能得到提升，另一方面，可使得聚合分子的分子排布更加密集，对水汽在聚合物分子之间的移动起到阻碍的效果，从而使得涂料具有良好的防水性能。
附图说明
图1是本申请实施例中一种基于新型可擦写涂料的幼儿园墙面的剖视图。
附图标记说明：1、墙面本体；2、可擦涂层。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明，本申请实施例中，墙面包括墙面本体1与可擦涂层2，可擦涂层2是将可擦涂料涂覆于墙面本体1表面获得。
实施例1
按照质量比为1:1:1称取异佛尔酮二异氰羧酯、二羟甲基丙酸甲酯和丙烯酸羟乙酯共12g；将称量的二羟甲基丙酸甲酯与异佛尔酮二异氰酸酯混合，加入3g的阻聚剂，升温至65℃后反应2h，得到预聚体，将预聚体降温至室温，将丙烯酸羟乙酯加入至预聚体中，反应3h后，加入20ml去离子水，在3000r/min的速度下剪切15min，即为吸光剂；其中，阻聚剂为对苯二酚。
按照质量比为1:0.2:0.8称取异佛尔酮二异氰羧酯、聚丙二醇和1,4-丁二醇共17g；将称取的聚丙二醇脱水后与称取的异佛尔酮二异氰羧酯混合后在75℃的条件下反应2.5h，得到聚合分子，随后在聚合分子中添加适量的丙酮稀释，等到聚合分子降至室温后，加入称取的1,4-丁二醇，在75℃的条件下反应3h，待反应结束后减压蒸馏，去除残余的丙酮，随后加入适量无水乙醇，即为防水剂。
称取140g的2,4-甲苯二异氰酸酯、210g的三羟甲基丙烷与160mL去离子水混合得到聚氨酯体系，将上述吸光剂、防水剂与2g的消泡剂、3g流平剂与6g的扩链剂添加至聚氨酯体系中并充分搅拌2h，使得体系均匀，即可得到哑光可擦涂料；其中，消泡剂选择为聚二甲基硅氧烷，流平剂选择为聚甲基苯基硅氧烷，扩链剂选择为马来酸。
实施例2
按照质量比为1:1:2称取异佛尔酮二异氰羧酯、二羟甲基丙酸甲酯和丙烯酸羟乙酯共16g；将称量的二羟甲基丙酸甲酯与异佛尔酮二异氰酸酯混合，加入5g的阻聚剂，升温至75℃后反应2h，得到预聚体，将预聚体降温至室温，将丙烯酸羟乙酯加入至预聚体中，反应3h后，加入30ml去离子水，在3000r/min的速度下剪切15min，即为吸光剂；其中，阻聚剂为对苯二酚。
按照质量比为1:0.5:0.6称取异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙二醇和1,4-丁二醇共22g；将称取的聚丙二醇脱水后与称取的异佛尔二异氰酸酯婚后，并在75℃的条件下反应2.5h，得到聚合分子，随后在聚合分子中添加适量的丙酮稀释，等到聚合分子降至室温后，加入称取的1,4-丁二醇，在75℃的条件下反应3h，待反应结束后减压蒸馏，去除残余的丙酮，随后加入适量无水乙醇，即为防水剂。
称取160g的2,4-甲苯二异氰酸酯、240g的三羟甲基丙烷与240mL去离子水混合得到聚氨酯体系，将上述吸光剂、防水剂与3g的消泡剂、5g流平剂与8g的扩链剂添加至聚氨酯体系中并充分搅拌2h，使得体系均匀，即可得到哑光可擦涂料；其中，消泡剂选择为聚二甲基硅氧烷，流平剂选择为聚甲基苯基硅氧烷，扩链剂选择为马来酸。
实施例3
按照质量比为1:1:1.5称取异佛尔酮二异氰羧酯、二羟甲基丙酸甲酯和丙烯酸羟乙酯共14g；将称量的二羟甲基丙酸甲酯与异佛尔酮二异氰酸酯混合，加入4g的阻聚剂，升温至70℃后反应2h，得到预聚体，将预聚体降温至室温，将丙烯酸羟乙酯加入至预聚体中，反应3h后，加入25ml去离子水，在3000r/min的速度下剪切15min，即为吸光剂；其中，阻聚剂为对苯二酚。
按照质量比为1:0.4:0.7称取异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙二醇和1,4-丁二醇共20g；将称取的聚丙二醇脱水后与称取的异佛尔二异氰酸酯婚后，并在75℃的条件下反应2.5h，得到聚合分子，随后在聚合分子中添加适量的丙酮稀释，等到聚合分子降至室温后，加入称取的1,4-丁二醇，在75℃的条件下反应3h，待反应结束后减压蒸馏，去除残余的丙酮，随后加入适量无水乙醇，即为防水剂。
称取150g的2,4-甲苯二异氰酸酯、225g的三羟甲基丙烷与200mL去离子水混合得到聚氨酯体系，将上述吸光剂、防水剂与2g的消泡剂、4g流平剂与7g的扩链剂添加至聚氨酯体系中并充分搅拌2h，使得体系均匀，即可得到哑光可擦涂料；其中，消泡剂选择为聚二甲基硅氧烷，流平剂选择为聚甲基苯基硅氧烷，扩链剂选择为马来酸。
实施例4
实施例4以实施例3为基准，实施例4与实施例3的区别仅在于：实施例4中制备吸光剂时，称取的异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸甲酯与丙酸羟乙酯之间质量比为1:2:1.5。
实施例5
实施例5以实施例3为基准，实施例5与实施例3的区别仅在于：实施例5中制备吸光剂时，称取的异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸甲酯与丙酸羟乙酯之间的质量比为1:1:3。
实施例6
实施例6以实施例3为基准，实施例6与实施例3的区别仅在于：实施例6中制备防水剂时，称取的异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙二醇与1,4-丁二醇之间的质量比为1:0.7:0.7。
实施例7
实施例7以实施例3为基准，实施例7与实施例3的区别仅在于：实施例7中制备防水剂时，称取的异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙二醇与1,4-丁二醇之间的质量比为1:0.4:1。
实施例8
实施例8以实施例3为基准，实施例8与实施例3的区别仅在于：实施例8中制备防水剂时，称取的异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙二醇与1,4-丁二醇之间的质量比为1.5:0.4：0.7。
对比例1
对比例1以实施例3为基准，对比例1与实施例3的区别仅在于：对比例1中将聚丙二醇替换为甲基丙烯酸甲酯。
对比例2
对比例2以实施例3为基准，对比例2与实施例3的区别仅在于：对比例2中将1,4-丁二醇替换为二羟甲基丁酸。
对比例3
对比例3以实施例3为基准，对比例3与实施例3的区别仅在于：对比例3将二羟甲基丙酸甲酯替换为聚四氢呋喃二醇。
性能检测试验
对实施例1-8，对比例1-3的哑光聚氨酯涂料进行取样，并进行如下涂料性能测试：
(1)涂料光泽度性能测试
选取《GB/T 13891-2008建筑饰面材料镜向光泽度测定方法》为标准，每份样品测试3次，测量后取平均值，并将测量结果填写至表1中；
(2)涂料防水性能测试
选取《GB/T18244—2000建筑防水材料老化试验方法》为标准，每份样品测试3次，测量后取平均值，并将测量结果填写至表1中；
(3)涂料耐磨性能测试
选取《GB/T1768—2006色漆和清漆耐磨性的测定旋转橡胶砂轮法》为标准，每分样品测试3次，测量后取平均值，并将测量结果填写至表1中。
表1
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由表1可知，实施例1-3的光泽度均在5以下，从而可看出本申请所制备的哑光聚氨酯涂料具有良好的柔光效果；实施例1-3的不透水性性能测试结果均为不渗水，从而可看出本申请所制备的哑光聚氨酯涂料具有良好的防水效果；实施例1-3的耐磨性能均在0.0300g以下，从而可看出本申请所制备的哑光聚氨酯涂料具有良好的耐磨效果。
由表1可知，实施例3与实施例4的区别在于：实施例3中异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸甲酯与丙烯酸羟乙酯之间的质量比为1:1:1.5，实施例4中异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸甲酯与丙烯酸羟乙酯之间的质量比为1:2:1.5，实施例3的光泽度为3.7，实施例4的光泽度为6.4，实施例4与实施例3相比，光泽度有所上升，这可能是因为二羟甲基丙酸甲酯的占比上升后会使得预聚体中亲水基团的含量增多，聚氨酯预聚体乳液在水中被分散成粒径更小的粒子，使得成膜时会形成较为平整的膜，凸起结构不明显，光滑的表面使得光泽度上升，故实施例4的光泽度有所上升。
由表1可知，实施例3与实施例5的区别在于：实施例3中异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸甲酯与丙烯酸羟乙酯之间的质量比为1:1:1.5，实施例4中异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸甲酯与丙烯酸羟乙酯之间的质量比为1:1:3，实施例3的光泽度为3.7，实施例5的光泽度为7.2，实施例5与实施例3相比，光泽度有所上升，这可能是因为，丙烯酸羟乙酯的占比上升后，会影响乳液稳定性，大量的丙烯酸羟乙酯会使得乳液破乳的现象严重，从而使得粒径减小，成膜时表面较为平整，故光泽度有所上升。
实施例3的耐磨度为0.019g，实施例5的耐磨度为0.065g，实施例5与实施例3相比，耐磨度有所下降，这可能是因为过多的丙烯酸羟乙酯与体系中的三羟甲基丙烷结合后，增加了分子链中柔性链段的含量，从而使得体系内刚性连段的密度降低，体系的稳定性降低，故耐磨性能也有所下降。
由表1可知，实施例3与实施例6之间的区别在于：实施例3中异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙二醇和1,4-丁二醇之间的质量比为1:0.4:0.7，实施例6中异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙二醇和1,4-丁二醇之间的质量比为1:0.7:0.7，实施例3的不透水性能检测结果为不渗水，实施例6的不透水性能检测结果为样板有湿润现象，实施例6与实施例3相比，防水性能有所下降，这可能是因为聚丙二醇的含量增加后分子难以聚集排布，水气分子在聚合物分子之间的移动难以被阻碍，同时氢键的含量下降后，水汽分子与氢键的缔合作用难以得到提升，故难以使得水汽分子在聚合物分子之间的移动产生阻碍的效果，涂料的防水性能有所下降，故实施例6的防水性能有所下降。
实施例3的耐磨度为0.019g，实施例6的耐磨度为0.068g，实施例6与实施例3相比，耐磨性能有所下降，这可能是因为聚丙二醇的占比上升后，丙烯酸羟乙酯与体系中的三羟甲基丙烷结合得到的有机合成中间体的数量下降，故涂料的附着力与硬度有所下降，涂料的耐磨性能有所下降。
由表1可知，实施例3与实施例7之间的区别在于：实施例3中异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙二醇和1,4-丁二醇之间的质量比为1:0.4:0.7，实施例7中异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙二醇和1,4-丁二醇之间的质量比为1:0.4:1，实施例3不透水性检测结果为不渗水，实施例7不透水性检测结果为样板有湿润现象，实施例7与实施例3相比，防水性能有所下降，这可能是因为1,4-丁二醇的占比过多后，体系中的气泡含量明显增加，体系粘度过大，气泡难以脱除，整个体系的稳定性下降，对水汽的阻碍效果也有所下降，涂料的防水性能有所下降，故实施例7的防水性能有所下降。
实施例3的耐磨度为0.019g，实施例7的耐磨度为0.064g，实施例7与实施例3相比，耐磨性能有所下降，这可能是因为1,4-丁二醇占比过多后，整个体系的粘度过大，整个体系的稳定性有所下降，故涂料的硬度与力学性能均有所下降，故耐磨性能降低。
由表1可知，实施例3与实施例8之间的区别在于：实施例3中异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙二醇和1,4-丁二醇之间的质量比为1:0.4:0.7，实施例8中异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙二醇和1,4-丁二醇之间的质量比为1..5:0.4:0.7，实施例3的不透水性能检测结果为不渗水，实施例8的不透水性能检测结果为样板有湿润现象，实施例8与实施例3相比，防水性能有所下降，这可能是因为异佛尔酮二异氰酸酯占比上升后，使得1,4-丁二醇的占比下降，体系中分子难以紧密排布，水汽分子很容易在聚合物之间移动，故水汽分子很容易穿过体系，实施例8的防水性能有所下降。
实施例3的耐磨度为0.019g，实施例8的耐磨度为0.057g，实施例8与实施例3相比，耐磨性能有所下降，这可能是因为异佛尔酮二异氰酸酯的占比上升后，体系中异氰酸酯基团在体系中较多，而异氰酸酯集团的位阻较大，所以体系与基团表面极性基团的相互作用较小，故体系的粘结强度不高，分子之间的相互作用难以得到提升，故涂料的力学性能下降，耐磨性能也有所降低。
由表1可知，实施例3与对比例1的区别在于：对比例1将聚丙二醇替换为甲基丙烯酸甲酯，对比例1与实施例3相比，不透水性能有所下降，这可能是因为将聚丙二醇替换为甲基丙烯酸甲酯后，体系自身的交联度有所下降，涂料的致密性下降，水汽更加容易渗透进膜体内部并穿过体系，故对比例1的防水性能有所下降。
实施例3的耐磨度为0.019g，对比例1的耐磨度为0.054g，对比例1与实施例3相比，耐磨性能有所下降，这可能是因为甲基丙烯酸甲酯会降低体系密度，从而使得体系膜的硬度下降，故体系的力学性能有所降低，对比例1的耐磨性能下降。
由表1可知，实施例3与对比例2的区别在于：对比例2将1,4-丁二醇替换为二羟甲基丁酸，对比例2与实施例3相比，不透水性能有所下降，这可能是因为异氰酸根与羟基的反应为放热反应，二羟甲基丁酸在体系中的分布不均匀，使得体系整体稳定性变差，对水汽的阻碍效果也变差，故防水性能有所下降。
实施例3的耐磨度为0.019g，对比例2的耐磨度为0.052g，对比例2与实施例3相比，耐磨性能有所下降，这可能是因为体系稳定性下降后，体系之间的相互作用下降，体系的粘度强度难以得到提升，故涂料的力学性能下降，耐磨性能也有所降低。
由表1可知，实施例3与对比例3的区别在于：对比例3将二羟甲基丙酸甲酯替换为聚四氢呋喃二醇，对比例3与实施例3相比，光泽度有所上升，这可能是因为聚四氢呋喃二醇形成的乳液粒子偏软，难以形成明显凸起的粒子，整个体系的表面比较平整，故光泽度有所上升。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种基于新型可擦写涂料的幼儿园墙面，其特征在于：包括墙面本体与可擦涂层，所述可擦涂层是将可擦涂料涂覆于所述墙面本体表面获得，所述可擦涂料包括如下质量份数的组分：
2,4-甲苯二异氰酸酯140-160份
三羟甲基丙烷210-240
防水剂17-22份
吸光剂12-16份
消泡剂2-3份
流平剂3-5份
扩链剂6-8份
去离子水160-180份。
2.根据权利要求２所述的一种基于新型可擦写涂料的幼儿园墙面，其特征在于：所述吸光剂制备方法为：
将二羟甲基丙酸甲酯、异佛尔酮二异氰酸酯和阻聚剂混合后，升温反应，随后冷却至室温加入丙烯酸羟乙酯，反应后加入去离子水，剪切后得到吸光剂。
3.根据权利要求2所述的一种基于新型可擦写涂料的幼儿园墙面，其特征在于：所述二羟基甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸羟乙酯之间的质量比为1:(1-2)。
4.根据权利要求2所述的一种基于新型可擦写涂料的幼儿园墙面，其特征在于：所述阻聚剂为对苯二酚。
5.根据权利要求2所述的一种基于新型可擦写涂料的幼儿园墙面，其特征在于：所述反应温度为65-75℃。
6.根据权利要求1所述的一种基于新型可擦写涂料的幼儿园墙面，其特征在于:所述防水剂包括异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙二醇和1,4-丁二醇。
7.根据权利要求6所述的一种基于新型可擦写涂料的幼儿园墙面，其特征在于：所述异佛尔酮二异氰酸酯、聚丙二醇和1,4-丁二醇之间的质量比为1:(0.2-0.5):(0.6-0.8)。
8.根据权利要求1所述的一种基于新型可擦写涂料的幼儿园墙面，其特征在于：所述扩链剂为马来酸。
9.根据权利要求1所述的一种基于新型可擦写涂料的幼儿园墙面，其特征在于：所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
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