一種兒童玩具無毒水基塗料的製備方法與流程
2023-06-28 06:35:16 2
本發明涉及一種兒童玩具無毒水基塗料的製備方法，屬於水基塗料製備技術領域。
背景技術：
中國是兒童玩具的製造大國，年產量佔全世界總量的60～70％，其中大部分的玩具生產集中在珠江三角洲。玩具產品大部分採用塑料底材，質優價廉，採用的塑料玩具塗料以溶劑型為主。據不完全統計，目前國內塑料用溶劑型塗料的用量，每年超過12萬噸，其中玩具塗料約佔比例為10～12％。但溶劑型塗料易燃易爆，在生產、儲存、運輸和使用的過程中存在諸多不安全因素，而且溶劑型塗料在使用中需要大量有機溶劑來稀釋，造成資源浪費的同時，更會嚴重的汙染環境。與傳統的溶劑型玩具塗料相比，水性玩具塗料以水作為主要的分散介質，具有低VOC含量、低毒低汙染、節約能源和資源、不易燃燒的特點，而且玩具的終端用戶是兒童，家長對玩具毒性的重視度甚高，環保低毒型的水性塑料玩具塗料無疑是未來的發展趨勢。
目前。市場上的水基塗料解決了以往煤焦油毒性大的問題，改用了石油瀝青、聚氨酯、環氧樹脂、丙烯醯胺、甲苯等一些添加劑，但是這些原料製成的塗料易揮發有毒氣體，直接危害人體健康。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題：針對現有的水基塗料中含有甲苯等一些添加劑，使其製成的塗料易揮發有毒氣體，危害兒童的身體健康的問題，本發明主要是將香豆種子與氫氧化鈉溶液混合加熱並過濾，將得到的濾餅與去離子水混合併進行打漿處理，再過濾嗎，得到香豆膠，接著將其與一氯乙酸鈉等物質混合加熱，得到羧甲基化香豆膠，再對其進行水解，得到水解羧甲基化香豆膠，最後將其與茶多酚、聚乙烯醇等物質攪拌混合，即可得到兒童玩具無毒水基塗料。本發明製備的兒童玩具無毒水基塗料中不含有有毒揮發性物質，不會危害兒童的身體健康。
為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是：
（1）按質量比1:5，將香豆種子與質量濃度10%氫氧化鈉溶液攪拌混合，在45～50℃下水浴加熱3～5h，去除上層懸浮種皮，再過濾並收集濾餅，按質量比1:10，將濾餅與去離子水攪拌混合併置於打漿機中，在60～65℃下打漿處理5～10min；
（2）待打漿處理完成後，收集混合漿液，過濾並收集濾液，在65～70℃下旋轉蒸發至原體積的1/10，隨後真空冷凍乾燥6～8h，製備得香豆膠，隨後按重量份數計，分別稱量15～20份香豆膠、65～70份去離子水和5～10份一氯乙酸鈉置於燒杯中，在65～70℃下水浴加熱1～2h，隨後向燒杯中滴加質量濃度10%鹽酸溶液直至pH為7.0，過濾並收集濾餅，用無水乙醇洗滌濾餅3～5次，在65～70℃下乾燥6～8h，製備得羧甲基化香豆膠；
（3）按質量比1:4，將羧甲基化香豆膠與去離子水攪拌混合併置於燒杯中，在室溫下溶脹6～8h後，在0.2～0.3W下微波水解2～3h，待水解完成後，在65～70℃下旋轉蒸發至原體積的1/5，製備得水解羧甲基化香豆膠；
（4）按重量份數計，分別稱量10～15份茶多酚、10～15份聚乙烯醇、10～15份丙烯酸乳液和35～40份上述製備的水解羧甲基化香豆膠置於三口燒瓶中，在室溫下攪拌混合10～15min，隨後靜置脫泡處理6～8h，即可製備得一種兒童玩具無毒水基塗料。
本發明的應用方法：按質量比1:2，將上述製備的兒童玩具無毒水基塗料與去離子水進行攪拌混合直至均勻後，利用噴槍將混合液塗覆於兒童玩具表面，塗覆的厚度控制在0.07～0.12mm，待塗覆結束後，置於70～80℃的烘箱中烘乾1～2h，即可完成塗覆。經檢測，該兒童玩具無毒水基塗料總揮發發性有機化合物低於19.8g/L，且不含游離甲醛、苯等有毒物質。
本發明與其他方法相比，有益技術效果是：
（1）本發明製備的兒童玩具無毒水基塗料不含游離甲醛、苯等有毒物質，其總揮發發性有機化合物低於19.8g/L；
（2）本發明製備的兒童玩具無毒水基塗料漆膜光滑，有光澤，附著力強；
（3）本發明製備的兒童玩具無毒水基塗料可廣泛應用於兒童玩具中，不會對兒童造成危害。
具體實施方式
首先按質量比1:5，將香豆種子與質量濃度10%氫氧化鈉溶液攪拌混合，在45～50℃下水浴加熱3～5h，去除上層懸浮種皮，再過濾並收集濾餅，按質量比1:10，將濾餅與去離子水攪拌混合併置於打漿機中，在60～65℃下打漿處理5～10min；
待打漿處理完成後，收集混合漿液，過濾並收集濾液，在65～70℃下旋轉蒸發至原體積的1/10，隨後真空冷凍乾燥6～8h，製備得香豆膠，隨後按重量份數計，分別稱量15～20份香豆膠、65～70份去離子水和5～10份一氯乙酸鈉置於燒杯中，在65～70℃下水浴加熱1～2h，隨後向燒杯中滴加質量濃度10%鹽酸溶液直至pH為7.0，過濾並收集濾餅，用無水乙醇洗滌濾餅3～5次，在65～70℃下乾燥6～8h，製備得羧甲基化香豆膠；再按質量比1:4，將羧甲基化香豆膠與去離子水攪拌混合併置於燒杯中，在室溫下溶脹6～8h後，在0.2～0.3W下微波水解2～3h，待水解完成後，在65～70℃下旋轉蒸發至原體積的1/5，製備得水解羧甲基化香豆膠；最後按重量份數計，分別稱量10～15份茶多酚、10～15份聚乙烯醇、10～15份丙烯酸乳液和35～40份上述製備的水解羧甲基化香豆膠置於三口燒瓶中，在室溫下攪拌混合10～15min，隨後靜置脫泡處理6～8h，即可製備得一種兒童玩具無毒水基塗料。
實例1
首先按質量比1:5，將香豆種子與質量濃度10%氫氧化鈉溶液攪拌混合，在50℃下水浴加熱5h，去除上層懸浮種皮，再過濾並收集濾餅，按質量比1:10，將濾餅與去離子水攪拌混合併置於打漿機中，在65℃下打漿處理10min；待打漿處理完成後，收集混合漿液，過濾並收集濾液，在70℃下旋轉蒸發至原體積的1/10，隨後真空冷凍乾燥8h，製備得香豆膠，隨後按重量份數計，分別稱量20份香豆膠、70份去離子水和10份一氯乙酸鈉置於燒杯中，在70℃下水浴加熱2h，隨後向燒杯中滴加質量濃度10%鹽酸溶液直至pH為7.0，過濾並收集濾餅，用無水乙醇洗滌濾餅5次，在70℃下乾燥8h，製備得羧甲基化香豆膠；再按質量比1:4，將羧甲基化香豆膠與去離子水攪拌混合併置於燒杯中，在室溫下溶脹8h後，在0.3W下微波水解3h，待水解完成後，在70℃下旋轉蒸發至原體積的1/5，製備得水解羧甲基化香豆膠；最後按重量份數計，分別稱量15份茶多酚、15份聚乙烯醇、15份丙烯酸乳液和40份上述製備的水解羧甲基化香豆膠置於三口燒瓶中，在室溫下攪拌混合15min，隨後靜置脫泡處理8h，即可製備得一種兒童玩具無毒水基塗料。
按質量比1:2，將上述製備的兒童玩具無毒水基塗料與去離子水進行攪拌混合直至均勻後，利用噴槍將混合液塗覆於兒童玩具表面，塗覆的厚度控制在0.12mm，待塗覆結束後，置於80℃的烘箱中烘乾2h，即可完成塗覆。經檢測，該兒童玩具無毒水基塗料總揮發發性有機化合物為19.6g/L，且不含游離甲醛、苯等有毒物質。
實例2
首先按質量比1:5，將香豆種子與質量濃度10%氫氧化鈉溶液攪拌混合，在45℃下水浴加熱3h，去除上層懸浮種皮，再過濾並收集濾餅，按質量比1:10，將濾餅與去離子水攪拌混合併置於打漿機中，在60℃下打漿處理5min；待打漿處理完成後，收集混合漿液，過濾並收集濾液，在65℃下旋轉蒸發至原體積的1/10，隨後真空冷凍乾燥6h，製備得香豆膠，隨後按重量份數計，分別稱量15份香豆膠、65份去離子水和5份一氯乙酸鈉置於燒杯中，在65℃下水浴加熱1h，隨後向燒杯中滴加質量濃度10%鹽酸溶液直至pH為7.0，過濾並收集濾餅，用無水乙醇洗滌濾餅3次，在65℃下乾燥6h，製備得羧甲基化香豆膠；再按質量比1:4，將羧甲基化香豆膠與去離子水攪拌混合併置於燒杯中，在室溫下溶脹6h後，在0.2W下微波水解2h，待水解完成後，在65℃下旋轉蒸發至原體積的1/5，製備得水解羧甲基化香豆膠；最後按重量份數計，分別稱量10份茶多酚、10份聚乙烯醇、10份丙烯酸乳液和35份上述製備的水解羧甲基化香豆膠置於三口燒瓶中，在室溫下攪拌混合10min，隨後靜置脫泡處理6h，即可製備得一種兒童玩具無毒水基塗料。
按質量比1:2，將上述製備的兒童玩具無毒水基塗料與去離子水進行攪拌混合直至均勻後，利用噴槍將混合液塗覆於兒童玩具表面，塗覆的厚度控制在0.12mm，待塗覆結束後，置於75℃的烘箱中烘乾1h，即可完成塗覆。經檢測，該兒童玩具無毒水基塗料總揮發發性有機化合物為19.6g/L，且不含游離甲醛、苯等有毒物質。
實例3
首先按質量比1:5，將香豆種子與質量濃度10%氫氧化鈉溶液攪拌混合，在47℃下水浴加熱4h，去除上層懸浮種皮，再過濾並收集濾餅，按質量比1:10，將濾餅與去離子水攪拌混合併置於打漿機中，在62℃下打漿處理7min；待打漿處理完成後，收集混合漿液，過濾並收集濾液，在67℃下旋轉蒸發至原體積的1/10，隨後真空冷凍乾燥7h，製備得香豆膠，隨後按重量份數計，分別稱量17份香豆膠、67份去離子水和7份一氯乙酸鈉置於燒杯中，在67℃下水浴加熱2h，隨後向燒杯中滴加質量濃度10%鹽酸溶液直至pH為7.0，過濾並收集濾餅，用無水乙醇洗滌濾餅4次，在67℃下乾燥7h，製備得羧甲基化香豆膠；再按質量比1:4，將羧甲基化香豆膠與去離子水攪拌混合併置於燒杯中，在室溫下溶脹7h後，在0.25W下微波水解2h，待水解完成後，在67℃下旋轉蒸發至原體積的1/5，製備得水解羧甲基化香豆膠；最後按重量份數計，分別稱量12份茶多酚、12份聚乙烯醇、12份丙烯酸乳液和37份上述製備的水解羧甲基化香豆膠置於三口燒瓶中，在室溫下攪拌混合12min，隨後靜置脫泡處理7h，即可製備得一種兒童玩具無毒水基塗料。
按質量比1:2，將上述製備的兒童玩具無毒水基塗料與去離子水進行攪拌混合直至均勻後，利用噴槍將混合液塗覆於兒童玩具表面，塗覆的厚度控制在0.09mm，待塗覆結束後，置於75℃的烘箱中烘乾1h，即可完成塗覆。經檢測，該兒童玩具無毒水基塗料總揮發發性有機化合物低於18.8g/L，且不含游離甲醛、苯等有毒物質。