以生漆為生物質基製備家具與櫥櫃專用環保漆的製作方法
2023-07-07 19:32:11 3
以生漆為生物質基製備家具與櫥櫃專用環保漆的製作方法
【專利摘要】本發明是一種以生漆為生物質基製備家具與櫥櫃專用環保漆。在於提供一種以生漆為主要原料的環境友好、生態性能優良的家具及櫥櫃用漆。這種環保漆含有生漆、填充料、稀釋劑及輔劑等成份，其關鍵性技術控制點是每100份生漆配鎂鹽晶須0.5份至10份。對於解決櫥櫃使用生漆的耐高溫、耐油性帶來了極顯著性進步，使用傳統的生漆沒漆櫥櫃櫃檯板時，經常由於耐高溫要求難以達到櫥櫃檯板的特殊耐執性要求，現代化工漆更是無法與傳統生漆的耐熱性能相比，導致現代人們的櫥櫃檯板很少使用油漆的。本發明完全解決這個缺陷，尤其是加入鹼式硫酸鎂晶須之後，其耐熱性顯著增加，並且使用鹼式硫酸鎂晶須的綜合成本並沒有超過按傳統技術使用生漆的成本。
【專利說明】以生漆為生物質基製備家具與櫥櫃專用環保漆
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明屬於化工生物技術及產品材料領域，尤其屬於一種以中國特產生漆為生物質基的高分子家具與櫥櫃生物漆開發和利用技術。
[0003]
【背景技術】
[0004]生漆又名樹漆、國漆、大漆、天然漆、中國漆等，是歷史悠久的中國傳統塗料，其主要化學成份為漆酚，是一種傳統的天然優質塗料，素有塗料之王的美譽，屬於中國的特產。[0005]生漆在中國的應用歷史據考古者認為至少有8000年以上，有人認為這是中國古代的第五大發明或第六大發明。雖然生漆在中國的應用悠久，但是因為生漆的施工條件與現代化工漆相比是要求較高，尤其是生漆的施工周期較長，並受生漆使用過程受自然因子制約，乾燥條件要求苛刻，需要控制一定的溫度、溼度條件。在冬季施工時乾燥性差，難以聚合成膜。而且生漆粘度大，施工工藝考究，技術要求嚴格，只能採用手工操作，難以採用機械化方式作業，生產周期長，勞動生產率低。同時，生漆還容易引起人的皮膚過敏反應，至今尚無根治生漆過敏的良方。
[0006]生漆在中國北方或冬季使用時，經常因為室溫較低無法及完成生漆成膜，即快速完成生漆乾燥過程。尤其是，進行室內牆壁或其它水方便行動裝置的生漆塗飾施工時，如何提高低溫低溼條件下生漆的自然乾燥速度，成了本行業的一個技術瓶頸。
[0007]現當代室內裝飾活動中，人們開始趨向於由化工塗料轉向於無毒無環境汙染的天然漆研究，生漆是這種天然漆的首選研究對象。但是，因為:
生漆膜的柔韌性較差，即漆膜的易碎性，這是生漆應用中需要解決的技術瓶頸問題；櫥櫃對於其耐油性與耐高溫有特殊要求，一般的化工漆及普通生漆均難以滿足其這種特殊要求；
生漆通常只能採用傳統的「髹飾」技藝，很難採用現代的噴塗工藝，因為採用現代噴塗工藝很容易導致漆層厚度不足，如果噴塗次數過多，以及每次噴塗的厚度過厚，很容易導致出現漆層的流掛現象。
[0008]因生漆本身存在的上述這些缺陷，使人們轉而尋找其他代用品，開發的新型油漆塗料品種，蠶食著生漆市場份額；導致不便於大規模工業化生產。可是，現代的人們發現與感覺到現代化工漆給人類帶來的重大環保影響後，又將眼光關注起中國的傳統生漆，很是希望將生漆開發出來作為家具及櫥櫃用漆。
[0009]因此有必要以生漆為生物質基來研究成一種具有自然、環保、耐酸、耐腐蝕、耐水、耐油、耐磨性能優良的高分子漆料，以滿足人們日益期待著返樸歸真的需求。
[0010]
【發明內容】
[0011]本發明的目的
在於提供一種以生漆為主要原料的環境友好、生態性能優良的家具及櫥櫃用生物漆。
[0012]實現發明的的技術方案
方案一
以生漆為生物質基製備家具與櫥櫃專用環保漆，這種環保漆含有生漆、填充料、稀釋劑及輔劑等成份，其關鍵性技術控制點是每100份生漆配鎂鹽晶須0.5份至10份。
[0013]方案二
以生漆為生物質基製備家具與櫥櫃專用環保漆，這種環保漆含有生漆、填充料、樹脂、稀釋劑及輔劑等成份，其關鍵性技術控制點在於每100份生漆配:鎂鹽晶須0.5份至10份、環氧樹脂1份-20份。
[0014]方案三
以生漆為生物質基製備家具與櫥櫃專用環保漆，這種環保漆含有生漆、填充料、稀釋劑及輔劑等，其關鍵性技術控制點在於每100份生漆配鎂鹽晶須0.5份至10份；另按每100份鎂鹽晶須的比例配偶聯劑0.5份至8份。
[0015]方案四
以生漆為生物質基製備家具與櫥櫃專用環保漆，這種環保漆含有生漆、填充料、樹脂、稀釋劑及輔劑等，其關鍵性技術點在於每100份生漆配:鎂鹽晶須0.5份至10份、環氧樹脂1份-20份；另根據每100份鎂鹽晶須的比例配偶聯劑0.5份至10份。
[0016]實施上述方案時，下面進一步細化其技術的關鍵性細節有:
1.上述方案中所述「鎂鹽晶須」，建議使用鹼式硫酸鎂晶須，每100份生漆配鹼式硫酸鎂晶須1份至5份。
[0017]2.上述的「偶聯劑」，建議使用鈦酸脂偶聯劑，每100份填充料配鈦酸脂偶聯劑0.5份至3份。
[0018]3.上述中所述的「填充料」，建議使用煅燒高嶺土或/和莫石粉或/和石英石粉/或/和滑石粉。使用可按常規技術要求。如果細度能達納料級，技術效果更為理想。
[0019]4.上述中所述的「稀釋劑」，建議使用酒精，或者是樟腦油、松節油、松香水的其中之一種或一種以上。使用量可按常規技術要求。稀釋劑用量根據施工工藝要求添加。
[0020]5.上述方案中所述的「輔劑」，建議使用生物質輔料或/和固化劑或/和顏料，尤其建議所述的「生物質輔料」是「是熟桐油、熟亞麻油、蘇子油、梓油、松香、木蠟油或者乾性或半乾性植物油、動物油或和動物血清蛋白、球蛋白、糖蛋白、水溶性多肽或絲膠蛋白」；「固化劑」是「乙二胺」。使用量可按常規技術要求。
[0021]上述技術方案僅提示了關鍵性配方與其操作技術，其它技術內容可以參考常規技術，並參考後述的實施方式內容。
[0022]本發明的有益效果
1.本發明所示配方與方法，按塗料檢驗標準檢測，可以提高漆膜的附著力0.5倍至1.5倍，甚至以上；漆膜的其它性能:耐熱(高溫)性提高95%至189%、腐蝕性能提高24%至119%、柔韌性提高37%至107%、耐酸(稀酸)性能提高31%至63%、耐油性能提高22%至67%、耐磨性能提高28%至108%。這種特點尤其對於解決櫥櫃使用生漆的耐高溫、耐油性問題帶來了極顯著性進步，使用傳統的生漆在櫥櫃檯板時，經常由於耐高溫要求難以達到櫥櫃檯板的特殊耐熱性要求，而無法用生漆作油漆，至於現代化工漆更是無法與傳統生漆的耐熱性能相比，導致現代人們的櫥櫃檯板很少使用油漆。本發明完全可以解決這個缺陷，尤其是加入鹼式硫酸鎂晶須之後，其耐熱性顯著增加，並且使用鹼式硫酸鎂晶須的綜合成本沒有超過按傳統技術使用生漆的成本。
[0023]因耐磨性能的顯著提高，對於增強家具及櫥櫃的耐用性也有顯著效果。
[0024]採用本技術時使用用直徑為0.5至1.2um,長度為20至IOOum的鹼式硫酸鎂晶須材料填充，按一定的比例(一般小於5%)高速攪拌分散到已有的生漆配方中，經攪拌在15分鐘內就可以完全分散均勻，塗料黏度可增加一倍。經攪拌後塗料狀態呈均勻細膩狀態，無結塊；施工厚度從原來的0.4mm提高到0.7-1.0 mm,防流掛性能提高。測試其性能，黏結強度從0.67 MPa提高到1.5MPa，耐水性、耐冷熱循環性能都顯著提高。在耐高溫實驗中，發現晶須的加入提高了防火生漆在膨脹發泡過程中塗層及炭化層在噴射火焰中的強度，避免了分解反應中逸出大量的氣體或強力的噴射火焰衝擊造成炭化層結構的破壞，避免了膨脹保護層脫落，保持並增加了炭化層和無機物層的結構完整性和結構強度，從而提高了防火保護的時間，更有效地保護了基材免受高溫的破壞。[0025]2.將生漆與環氧樹脂聯合使用，即使不添加固化劑，也可以使環氧樹脂固化，並且聯合使用時表現顯著的聯合使用效果，尤其是用酒精作為稀釋劑時，效果更為明顯，並且更加環保。因為，生漆與酒精均可以用生物方法製備，無論其生產還是使用過程中均不會造成環境汙染。採用本發明所示方法將生漆與環氧樹脂配合使用後，在夏秋季節氣溫C25V ±5°〇，溼度80%±10%)下使用，即使不配合使用乙二胺類等固化劑，較單用生漆的乾燥時間縮短2至4倍以上；在適當添加乙二胺類固化劑時，較單用生漆的乾燥時間縮短4-10倍以上。採用本發明所示方法將生漆與環氧樹脂配合使用後，在冬春季節氣溫(8°C ±5°C，溼度70%±10%)下使用，即使不配合使用乙二胺類等固化劑，較單用生漆的乾燥時間縮短3至4倍以上；在適當添加乙二胺類固化劑時，較單用生漆的乾燥時間縮短6-10倍以上。
[0026]當使用晶須類作為填充料配合生漆使用時，漆膜的乾燥速度可以提高31%以上。
[0027]當配合使用偶聯劑時，可以再提高漆膜的乾燥速度15%以上。
[0028]上述增加生漆膜的乾燥速度，對於解決低溫季節施工與便於生漆常溫施工有顯著進步性意義。
[0029]本發明方法製備的塗料形成的漆膜的拉伸強度和剪切強度可提高52%至132%，可以有效解決生漆柔韌性缺陷，即可以有效降低漆膜的脆性。
[0030]3.因為生漆現階段的成本較昂貴，來源也緊張，添加填充料後，可是以降低原料成本8%至30%，並且漆膜質量不但沒有下降，而漆膜的綜合性能得到了顯著提高。
[0031]4.採用本發明除了可以採用傳統的「髹飾」工藝外，也可以適當增大稀釋劑量用於機械噴飾(要求填充料的細度達到300目以上，細度越細，效果越理想)生漆塗料，解決了生漆只能採用傳統的「髹飾」技藝的技術瓶頸問題。
[0032]綜上所述，本發明以生漆為生物質基製備的塗料，是一種自然、環保、耐酸、耐腐蝕、耐水、耐油、耐磨性能均表現優良的傳統型、環境友好型家具及櫥櫃環保漆，並可以滿足人們日益期待著的返樸歸真需求，並實現了發明目的。——對於拓展生漆的用途有顯著進步性意義。
[0033]
【具體實施方式】
[0034]因前述的技術方案中描述了較為詳細的技術內容，已可以滿足技術實施與操作條件，為了節省內容篇幅，上述技術方案中的內容可以直接作為本【具體實施方式】中的內容，為了使本發明能達到更理想的狀態，下面對在具體實施過程中某些關鍵性細節作進一步的披露。
[0035]關於填充料及晶須
本發明所述的填充料，其實包括:煅燒高嶺土或/和莫石粉或/和石英石粉/或/和滑石粉、鎂鹽晶須外，還可以包括其它填充料。填充料的細度越大，應用效果越好，如果能達納級，表現的技術效果最理想。填充料與生漆之比，除技術方案中提示的比例外，還可以推薦為 0.3-1: I。[0036]關於生漆
可以對生漆添加生物質輔料作預處理，生物質輔料一般是熟桐油、熟亞麻油、蘇子油、梓油、松香、木蠟油或者乾性或半乾性植物油、動物油。建議使用熟桐油與熟亞麻油按7: 3比例配比使用。
[0037]生漆為安康漆、漢中漆、城口漆、壩漆、秦嶺漆及其他地區所產生漆，煎盤分數65%以上，漆酚含量為50%以上。
[0038]對生漆進行過濾處理可以提高施工效率與提高漆膜質量。可以按生漆的質量配比中配加活性蛋白(一般是指動物血清蛋白、球蛋白、糖蛋白、水溶性多肽或絲膠蛋白，也可以直接使用傳統生漆髹飾工藝使用的豬血牛血及其它動物性血)1%~5%。
[0039]本發明可以使用精製生漆。也可以採用發中下技術方案進行處理:
配方含有:生漆:92%，牛血清蛋白:5%，吡啶:3%。在酶反應器內，將經過過濾的生漆，在常溫下，通入氧氣，加入5%牛血清蛋白，3 %的吡啶，保溫反應8小時，攪拌速度控制在50/min~60/min，然後在升溫脫水，水分含量控制在5%，肉眼觀察，生漆由棕黃色變成醬油色，即得成品。
[0040]關於偶聯劑
本發明在於所述的「偶聯劑」，適用於使用鈦酸酯偶聯劑，用量除了按前述方案可的之外，還可以為填充料(如:晶須成份)質量的0.1%至8%，推薦量為0.2%至3%。
[0041]當然，也可以使用矽烷偶聯劑、鋯酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑等，因為鈦酸酯偶聯劑的適應範圍廣，價格實惠，所以建議使用鈦酸酯偶聯劑。
[0042]偶聯劑又稱促粘劑或表面處理劑，是一種具有兩性結構的物質。它是以鈦為中心，分子的一端可與無機物表面的化學基團反應，形成牢固的化學鍵；另一端基團則具有親有機物的性質，可與有機分子反應或物理纏繞，從而把兩種性質大不相同的材料牢固的結合起來。
[0043]經鈦酸酯偶聯劑處理的無機物是憎水親有機的，當加入聚合物體系中可促進粘合，具有催化作用；改善分散與流變性能；提高抗衝強度，不會產生脆性；改善機械性能，提高填充量，降低成本；防止相分離，防腐、抗氧化、阻燃等作用，它是一種多功能具有很大靈活性的助劑，它本身既是偶聯劑，也可做分散齊?、溼潤齊?、粘合齊?、交聯齊?、催化劑，因此應用範圍很廣。將偶合劑配合使用在生漆塗料中，表現出來的效應相當優良。將鈦酸酯偶聯劑配合使用在本發明中，與生漆等體現出優良的協同作用。一這也是本發明一個重要的有益效果。
[0044]鈦酸酯偶聯劑主要有四種類型:1)單烷氧基型；2)焦磷酸型；3)熬合型；4)配位型。
[0045]鈦酸酯偶聯劑具有很大的靈活性和多功能性，它本身既是偶聯劑，也可以是分散劑、溼潤劑、粘合劑、交聯劑、催化劑等、還可以兼有防鏽、抗氧化、阻燃等多功能，因此應用範圍很廣，勝過其它偶聯劑。
[0046]偶聯劑的用量，一般為處理物(通常是指填充料)重量的0.5_3%，推薦使用量為0.8-1.5%。其用量與效果並非是正比關係，量太多則偶聯劑過剩反而使性能下降，量太少，則因包復不完全，效果不顯著。所以在應用時需要試驗出最佳用量，做到既經濟又有效。
[0047]建議用量參數如下:
鈦酸酯偶聯劑的用量是要使偶聯劑分子中的全部異丙氧基與顏、填充料所提供的羥基或質子發生反應，表面積愈大，偶聯劑的用量就愈多。
[0048]在低填充量的情況下，偶聯劑用量佔填充料量的0.6% ；
在中填充量的情況下，偶聯劑用量佔填充料量的1.0% ；
在高填充量的情況下，偶聯劑用量佔填充料量的1.5-2.0% ；
鈦酸酯偶聯劑使用方法:
單烷氧基型鈦酸酯偶聯劑，如NGT-101，NGT-102，NGT-105，NGT-502，適用於幹法生產的填充料或含水率極低的填充料，焦磷酯型如NGT-201適用於含一定量自由水的無機填充料與顏料。
[0049]直接加料法:按比例將樹脂、填充料和偶聯劑進行混合攪拌，直至充分攪拌均勻後加入其他助劑進行混合攪拌，此法效果一般而言不及預處理法。
[0050]預處理法:首先用無水溶劑，如無水乙醇(無水酒精)、異丙醇等，建議使用無水酒精，用於室內裝修時，酒精的安全性能更為理想，一般溶劑與偶聯劑之比為1:1 ;在高速攪拌無機填充料(晶須)的條件下，將已稀釋的偶聯劑滴或噴霧至填充料表面，然後升溫至75-150°C繼續攪拌10分鐘，此時填充料表面部形成了單分子膜，已由親水性變為憎水性，較為穩定，後將溶劑烘去，加入其他助劑及樹脂加工成型後備用。
[0051]也可採用高速攪拌加熱方法預處理，可省去溶劑消耗，而且處理效果好。其步驟為:將填充料加入混合器中，啟動攪拌，升溫到70°C -80°C左右(轉速越高，越有利於偶聯劑在填充料表面的分散)，然後均勻加入鈦酸酯偶聯劑或偶聯劑溶液，可採用滴加法或噴灑法，加完後繼續攪拌15分鐘(攪拌時間視轉速而定)。
[0052]將無機填充料選用偶聯劑進行表面處理，再與樹脂和其它助劑混合造粒，可達到最好的偶聯效果。經偶聯劑處理的填充料表面由親水變成憎水，不吸潮，性能穩定。
[0053]當然，也可以根據生漆應用的實際情況，選擇相應的使用方法。
[0054]因填充料的理化性能有差異，在應用於本發明時，請根據實驗結果來確定添加偶合劑用量，本發明文件中僅提示推薦用量，也一般的常用比例。
[0055]由於鈦酸酯偶聯劑用量少，為使其發揮應有的效果，必須使它在填充料(或顏料等處理物)中均勻地分散，否則，達不到偶聯效果。
[0056]4.關於稀釋劑
本發明所述的稀釋劑可以是酒精，或者是樟腦油、松節油、松香水的其中之一種或一種以上。基於環保考慮，建議使用酒精，因為酒精可以使用農作物秸杆作為原料用生物方法製備，並且酒精無任何副作用，對環境表現得更加友好。
[0057]稀釋劑用量根據塗飾工藝要求配加，本發明中不作比例提示。
[0058]關於使用PH調控劑
為了利於漆酶發揮作用，可以在配方中使用PH調控劑，這種pH調控劑一般可以使用吡啶、醋酸胺或氨水其中之一或一種以上，添加比例一般為原料量的0.25%至5%，控制PH值在5.0至7.0為漆酶的適宜生長酸鹼度。添加使用時間可以為對生漆的預處理過程中，也可以是生漆與填充料混合時。
[0059]關於環氧樹脂及其固化劑
在使用環氧樹脂時，如果在本發明中配加乙二胺類固化劑，對於加速漆膜的乾燥有顯著作用，但是考慮到乙二胺為化工類產品，可能對環境有不太友好的嫌疑，可以不用配加固化劑。如果要配加固化劑，一般是建議根據環氧樹脂的環氧當量配比固化劑如乙二胺，如何配請參照相關的環氧樹脂手冊。
[0060]即使不使用固化劑，因有生漆成份的存在，可以促使環氧樹脂固化，當生漆與環氧樹脂配合使用時，呈現出顯著提高漆膜乾燥速度的作用；當使用晶須類材料對於漆膜的乾燥也有顯著提速作用；當使用偶聯劑時，對於漆膜的乾燥也有顯著的加速作用。——這是本發明一個重要的不可忽視的進步性意義，也可以說有益效果內容之一。
[0061]性能檢測說明
相關性能的檢測，如無特別說明，一般是按塗料檢驗標準或相應性能檢測標準檢測所得出，如:檢驗方法可以參照 GB/T14703-2008、GB/T6739-1996、GB/T1761-1979、GB/T1735-1979等國家檢驗標準。
[0062]其它說明
本發明中，一個關鍵性技術就是製備過程對於混合要求較高，混合越均勻，塗飾效果越
理相
[0063]本發明中如無特殊說明，相關比例為質量(重量)組份。
【權利要求】
1.一種以生漆為生物質基製備的家具與櫥櫃專用環保漆，這種環保漆含有生漆、填充料、稀釋劑及輔劑，其特徵在於(質量組份):每100份生漆配鎂鹽晶須0.5份至10份。
2.一種以生漆為生物質基製備的家具與櫥櫃專用環保漆，這種環保漆含有生漆、填充料、樹脂、稀釋劑及輔劑，其特徵在於(質量組份)每100份生漆配:鎂鹽晶須0.5份至10份、環氧樹脂1份_20份。
3.—種以生漆為生物質基製備的家具與櫥櫃專用環保漆，這種環保漆含有生漆、填充料、稀釋劑及輔劑，其特徵在於(質量組份)每100份生漆配鎂鹽晶須0.5份至10份，另按每100份鎂鹽晶須的比例配偶聯劑0.5份至8份。
4.一種以生漆為生物質基製備的家具與櫥櫃專用環保漆，這種環保漆含有生漆、填充料、樹脂、稀釋劑及輔劑，其特徵在於(質量組份)每100份生漆配:鎂鹽晶須0.5份至10份、環氧樹脂1份-20份，另根據每100份鎂鹽晶須的比例配偶聯劑0.5份至10份。
5.如權利要求1或2或3或4所述的「鎂鹽晶須」，其特徵在於(質量組份)其是一種鹼式硫酸鎂晶須，每100份生漆配鹼式硫酸鎂晶須1份至5份。
6.如權利要求1或2或3或4所述的「偶聯劑」，其特徵在於(質量組份)其是一種鈦酸脂偶聯劑，每100份填充料配鈦酸脂偶聯劑0.5份至3份。
7.如權利要求1或2或3或4所述的「填充料」，其特徵在於其可以是煅燒高嶺土或/和莫石粉或/和石英石粉/或/和滑石粉。
8.如權利要求1或2或3 或4所述的「稀釋劑」，其特徵在於其可以是是酒精，或者是樟腦油、松節油、松香水的其中之一種或一種以上。
9.如權利要求1或2或3或4所述的「輔劑」，其特徵在於其是指生物質輔料或/和固化劑或/和顏料。
10.如權利要求9所述的「生物質輔料或/和固化劑」，其特徵在於「生物質輔料」是指「是熟桐油、熟亞麻油、蘇子油、梓油、松香、木蠟油或者乾性或半乾性植物油、動物油或和動物血清蛋白、球蛋白、糖蛋白、水溶性多肽或絲膠蛋白」；「固化劑」是指「乙二胺」。
【文檔編號】C09D193/00GK103911033SQ201410171816
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月28日 優先權日:2014年4月28日
【發明者】吳躍飛, 王劍, 文輝, 叢景榮, 田黎, 肖躍軍, 張熊兵, 陳科, 柯明健, 胡佩, 曾令軍, 歐陽燦 申請人:湖南鴻揚家居木製品有限公司