阅读说明：本技术 一种植物基擦色剂及其制备方法 (Plant-based coloring agent and preparation method thereof ) 是由 田玉龙 王斌 张少朋 阁明泰 于 2020-07-29 设计创作，主要内容包括：一种新型环保的植物基擦色剂,由如下重量百分比的组分组成：植物基油脂2-10％；植物基水性聚氨酯树脂5-30％；环保溶剂20-50％；增稠剂0.5-3％；填料20-50％。本发明还提供了一种植物基擦色剂的制备方法,包括步骤：按组份比称取原料：植物基油脂,植物基水性聚氨酯树脂,环保溶剂,增稠剂,填料；将所述植物基油脂、所述环保型溶剂加入到制漆缸中并搅拌得到混合物；逐步向步骤S200的混合物中加入所述增稠剂、填料和植物基水性聚氨酯树脂分散即制得植物基擦色剂。通过原料合理搭配可获得不同的性能,对木材渗透性和附着力好,擦涂性和填充性优异。(A novel environment-friendly plant-based color wiping agent comprises the following components in percentage by weight: 2-10% of vegetable-based oil; 5-30% of plant-based waterborne polyurethane resin; 20-50% of an environment-friendly solvent; 0.5 to 3 percent of thickening agent; 20-50% of filler. The invention also provides a preparation method of the plant-based color wiping agent, which comprises the following steps: weighing the following raw materials in percentage by weight: vegetable-based grease, vegetable-based waterborne polyurethane resin, an environment-friendly solvent, a thickening agent and a filler; adding the vegetable-based grease and the environment-friendly solvent into a paint making jar and stirring to obtain a mixture; and (4) gradually adding the thickening agent, the filler and the plant-based aqueous polyurethane resin into the mixture obtained in the step S200, and dispersing to obtain the plant-based colorant. Different performances can be obtained by reasonably matching the raw materials, and the coating has good permeability and adhesive force to wood, and excellent wiping and filling properties.)

一种植物基擦色剂及其制备方法

技术领域

本发明属于涂料领域，尤其涉及一种新型环保的植物基擦色剂及其制备方法。

背景技术

擦色工艺是家具涂装环节中重要的一环，其可凸显木材木纹，增加木材表面的层次感和立体感，使家具的质感进一步提升。传统的擦色剂多为溶剂型擦色剂，其含有超过50％的挥发性有机溶剂，对环境和施工人员的健康都造成很大伤害，同时在石油基资源日渐匮乏的现在，更应减少对石油基资源的依赖。

因此本领域技术人员致力于开发一种环境友好，使用可再生资源的新型擦色剂及其制备方法。

发明内容

为克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种环境友好的植物基擦色剂，包括：植物基油脂2-10％，植物基水性聚氨酯树脂5-30％，环保溶剂20-50％，增稠剂0.5-3％，填料20-50％。

本发明还提供了一种植物基擦色剂的制备方法，包括步骤：

S100、称取原料：植物基油脂，植物基水性聚氨酯树脂，环保溶剂，增稠剂，填料；

S200、将所述植物基油脂、所述环保型溶剂加入到制漆缸中并搅拌得到混合物；

S300、逐步向步骤S200的混合物中加入所述增稠剂、填料和植物基水性聚氨酯树脂分散即制得植物基擦色剂。

与本发明的优点和效果：

本发明采用植物基油脂和植物基水性聚氨酯树脂，添加环保溶剂和环保填料而制成，产品对木材渗透性和附着力好，擦涂性和填充性优异，擦色层次感强。

具体实施方式

本发明公开了一种植物基擦色剂，按重量比计，包括：

植物基油脂2-10％，植物基水性聚氨酯树脂5-30％，环保溶剂20-50％，增稠剂0.5-3％，填料20-50％。

本发明公开了一种植物基擦色剂的制备方法，包括步骤：

S100、称取原料：植物基油脂，植物基水性聚氨酯树脂，环保溶剂，增稠剂，填料；

S200、将所述植物基油脂、所述环保型溶剂加入到制漆缸中并搅拌得到混合物；

S300、逐步向步骤S200的混合物中加入所述增稠剂、填料和植物基水性聚氨酯树脂分散即制得植物基擦色剂。

在一个较佳的实施例中，所述步骤S100中各个组分的重量比为：植物基油脂2-10％，植物基水性聚氨酯树脂5-30％，环保溶剂20-50％，增稠剂0.5-3％，填料20-50％。

在一个较佳的实施例中，所述步骤S200中搅拌的转速为在800-1000rpm。

在一个较佳的实施例中，所述步骤S300中分散时间为20-30mins，分散细度≤20μm。

其中，植物基油脂通过如下方法制备：将市售的大豆油、蓖麻油、亚麻油、菜籽油、棕榈油等一种或两种以上组合预先加入裂解釜，再加入其总重量1-3％的碱性催化剂和分子筛催化剂，其中，碱性催化剂可以是CaO、Na₂CO₃、K₂CO₃、KOH等中的一种或两种以上组合，分子筛催化剂可以是MCM-41、HZSM-5、USY等中的一种或两种以上组合，开启裂解加热装置，温度达到350℃后，设置升温速率为5℃/min，升温至450℃结束裂解，裂解产物通过冷凝器冷却后集中收集即得到所述植物基油脂。

其中，植物基水性聚氨酯树脂通过如下方法制备，包括如下步骤：

S1000、制备预聚物：按重量计，称取聚碳酸酯二元醇、所述植物基油脂和异佛尔酮二异氰酸酯反应得到混合物A；

S2000、按重量计，称取二羟甲基丙酸、有机铋催化剂加入混合物A中，其中有机铋催化剂可以是新癸酸铋、月桂酸铋、异辛酸铋等一种或两种以上组合，反应得到混合物B；

S3000、将所述混合物B降温至48-52℃，按重量计，称取三乙胺加入降温后的混合物B，反应5mins，向其中加入水进行乳化得到混合物C，称取异佛尔酮二胺扩链剂加入所述混合物C并搅拌1小时得到植物基水性聚氨酯树脂；

其中，上述植物基水性聚氨酯树脂是按照如下路线合成：

其中，步骤S1000中，聚碳酸酯二元醇20-30份，所述植物基油脂20-30份，所述异佛尔酮二异氰酸酯40-45份，反应温度为80-100℃，反应时间为40—60mins；步骤S2000中，所述二羟甲基丙酸10-15份、有机铋催化剂0.1份，反应温度为70-75℃，反应时间为3—5h；步骤S3000中，所述三乙胺10-15份，所述异佛尔酮二胺5-10份，反应时间为5-8mins。

在一个较佳的实施例中，所述环保溶剂为乙二醇叔丁基醚、二丙二醇二甲醚、二甲基亚砜中的一种或两种以上的组合。

在一个较佳的实施例中，所述增稠剂为气硅、膨润土、羟丙基纤维素、疏水改性羟乙基纤维素中的一种或两种以上的组合。

在一个较佳的实施例中，所述填料为聚甲酸丙烯酸甲酯粉末、滑石粉、透明粉、硅微粉中的一种或两种以上的组合。

以下介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

实施例1：

一种新型环保的植物基擦色剂，由以下原料按以下重量份配制而成：

其中，植物基油脂通过如下方法制备：

将市售的大豆油预先加入裂解釜，再加入其总重量2％的碱性催化剂CaO和介孔材料MCM-41，开启裂解加热装置，温度达到350℃后，设置升温速率为5℃/min，升温至450℃结束裂解，裂解产物通过冷凝器冷却后集中收集。

植物基水性聚氨酯树脂通过如下方法制备：

S1000、制备预聚物：按重量计，称取聚碳酸酯二元醇、所述植物基油脂和异佛尔酮二异氰酸酯反应得到混合物A；

S2000、按重量计，称取二羟甲基丙酸、新癸酸铋催化剂加入混合物A中反应得到混合物B；

S3000、将所述混合物B降温至48℃，按重量计，称取三乙胺加入降温后的混合物B，反应5mins，向其中加入水进行乳化得到混合物C，称取异佛尔酮二胺扩链剂加入所述混合物C并搅拌1小时得到植物基水性聚氨酯树脂；

其中，步骤S1000中，聚碳酸酯二元醇20份，所述植物基油脂20份，所述异佛尔酮二异氰酸酯40份，反应温度为80℃，反应时间为60mins；步骤S2000中，所述二羟甲基丙酸10份、新癸酸铋催化剂0.1份，反应温度为70℃，反应时间为5h；步骤S3000中，所述三乙胺10份，所述异佛尔酮二胺5份，反应时间为8mins。

实例2：

一种新型环保的植物基擦色剂，由以下原料按以下重量份配制而成：

其中，植物基油脂通过如下方法制备：

将市售的蓖麻油预先加入裂解釜，再加入其总重量3％的碱性催化剂Na₂CO₃和介孔材料HZSM-5，开启裂解加热装置，温度达到350℃后，设置升温速率为5℃/min，升温至450℃结束裂解，裂解产物通过冷凝器冷却后集中收集。

植物基水性聚氨酯树脂通过如下方法制备：

S1000、制备预聚物：按重量计，称取聚碳酸酯二元醇、所述植物基油脂和异佛尔酮二异氰酸酯反应得到混合物A；

S2000、按重量计，称取二羟甲基丙酸、月桂酸铋催化剂加入混合物A中反应得到混合物B；

S3000、将所述混合物B降温至50℃，按重量计，称取三乙胺加入降温后的混合物B，反应5mins，向其中加入水进行乳化得到混合物C，称取异佛尔酮二胺扩链剂加入所述混合物C并搅拌1小时得到植物基水性聚氨酯树脂；

其中，步骤S1000中，聚碳酸酯二元醇30份，所述植物基油脂30份，所述异佛尔酮二异氰酸酯45份，反应温度为100℃，反应时间为40mins；步骤S2000中，所述二羟甲基丙酸10份、月桂酸铋催化剂0.1份，反应温度为70℃，反应时间为5h；步骤S3000中，所述三乙胺10份，所述异佛尔酮二胺5份，反应时间为8mins。

实例3：

一种新型环保的植物基擦色剂，由以下原料按以下重量份配制而成：

其中，植物基油脂通过如下方法制备：

将市售的亚麻油预先加入裂解釜，再加入其总重量1％的碱性催化剂KOH和介孔材料MCM-41，开启裂解加热装置，温度达到350℃后，设置升温速率为5℃/min，升温至450℃结束裂解，裂解产物通过冷凝器冷却后集中收集。

植物基水性聚氨酯树脂通过如下方法制备：

S1000、制备预聚物：按重量计，称取聚碳酸酯二元醇、所述植物基油脂和异佛尔酮二异氰酸酯反应得到混合物A；

S2000、按重量计，称取二羟甲基丙酸、异辛酸铋催化剂加入混合物A中反应得到混合物B；

S3000、将所述混合物B降温至52℃，按重量计，称取三乙胺加入降温后的混合物B，反应5mins，向其中加入水进行乳化得到混合物C，称取异佛尔酮二胺扩链剂加入所述混合物C并搅拌1小时得到植物基水性聚氨酯树脂；

其中，步骤S1000中，聚碳酸酯二元醇25份，所述植物基油脂25份，所述异佛尔酮二异氰酸酯43份，反应温度为90℃，反应时间为50mins；步骤S2000中，所述二羟甲基丙酸10份、异辛酸铋催化剂0.1份，反应温度为70℃，反应时间为5h；步骤S3000中，所述三乙胺10份，所述异佛尔酮二胺5份，反应时间为8mins。

实例4：

一种新型环保的植物基擦色剂，由以下原料按以下重量份配制而成：

其中，植物基油脂通过如下方法制备：

将市售的大豆油和菜籽油按照2：1比例预先加入裂解釜，再加入其总重量3％的碱性催化剂K₂CO₃和介孔材料USY，开启裂解加热装置，温度达到350℃后，设置升温速率为5℃/min，升温至450℃结束裂解，裂解产物通过冷凝器冷却后集中收集。

植物基水性聚氨酯树脂通过如下方法制备：

S1000、制备预聚物：按重量计，称取聚碳酸酯二元醇、所述植物基油脂和异佛尔酮二异氰酸酯反应得到混合物A；

S2000、按重量计，称取二羟甲基丙酸、月桂酸铋催化剂加入混合物A中反应得到混合物B；

S3000、将所述混合物B降温至50℃，按重量计，称取三乙胺加入降温后的混合物B，反应5mins，向其中加入水进行乳化得到混合物C，称取异佛尔酮二胺扩链剂加入所述混合物C并搅拌1小时得到植物基水性聚氨酯树脂；

其中，步骤S1000中，聚碳酸酯二元醇20份，所述植物基油脂20份，所述异佛尔酮二异氰酸酯40份，反应温度为80℃，反应时间为60mins；步骤S2000中，所述二羟甲基丙酸15份、月桂酸铋催化剂0.1份，反应温度为75℃，反应时间为3h；步骤S3000中，所述三乙胺10份，所述异佛尔酮二胺5份，反应时间为8mins。

实例5：

一种新型环保的植物基擦色剂，由以下原料按以下重量份配制而成：

其中，植物基油脂通过如下方法制备：

将市售的棕榈油预先加入裂解釜，再加入其总重量2％的碱性催化剂CaO和介孔材料HZSM-41，开启裂解加热装置，温度达到350℃后，设置升温速率为5℃/min，升温至450℃结束裂解，裂解产物通过冷凝器冷却后集中收集。

植物基水性聚氨酯树脂通过如下方法制备：

S1000、制备预聚物：按重量计，称取聚碳酸酯二元醇、所述植物基油脂和异佛尔酮二异氰酸酯反应得到混合物A；

S2000、按重量计，称取二羟甲基丙酸、新癸酸铋催化剂加入混合物A中反应得到混合物B；

S3000、将所述混合物B降温至50℃，按重量计，称取三乙胺加入降温后的混合物B，反应5mins，向其中加入水进行乳化得到混合物C，称取异佛尔酮二胺扩链剂加入所述混合物C并搅拌1小时得到植物基水性聚氨酯树脂；

其中，步骤S1000中，聚碳酸酯二元醇30份，所述植物基油脂30份，所述异佛尔酮二异氰酸酯45份，反应温度为80℃，反应时间为60mins；步骤S2000中，所述二羟甲基丙酸10份、新癸酸铋催化剂0.1份，反应温度为70℃，反应时间为5h；步骤S3000中，所述三乙胺10份，所述异佛尔酮二胺5份，反应时间为8mins。

实例6：

一种新型环保的植物基擦色剂，由以下原料按以下重量份配制而成：

其中，植物基油脂通过如下方法制备：

将市售的大豆油和蓖麻油按照1：1比例预先加入裂解釜，再加入其总重量1％的碱性催化剂KOH和介孔材料USY，开启裂解加热装置，温度达到350℃后，设置升温速率为5℃/min，升温至450℃结束裂解，裂解产物通过冷凝器冷却后集中收集。

植物基水性聚氨酯树脂通过如下方法制备：

S1000、制备预聚物：按重量计，称取聚碳酸酯二元醇、所述植物基油脂和异佛尔酮二异氰酸酯反应得到混合物A；

S2000、按重量计，称取二羟甲基丙酸、新癸酸铋催化剂加入混合物A中反应得到混合物B；

S3000、将所述混合物B降温至48℃，按重量计，称取三乙胺加入降温后的混合物B，反应5mins，向其中加入水进行乳化得到混合物C，称取异佛尔酮二胺扩链剂加入所述混合物C并搅拌1小时得到植物基水性聚氨酯树脂；

其中，步骤S1000中，聚碳酸酯二元醇20份，所述植物基油脂20份，所述异佛尔酮二异氰酸酯40份，反应温度为100℃，反应时间为40mins；步骤S2000中，所述二羟甲基丙酸10份、新癸酸铋催化剂0.1份，反应温度为70℃，反应时间为5h；步骤S3000中，所述三乙胺10份，所述异佛尔酮二胺5份，反应时间为8mins。

实例7：

一种新型环保的植物基擦色剂，由以下原料按以下重量份配制而成：

其中，植物基油脂通过如下方法制备：

将市售的蓖麻油和亚麻油按照3：1比例预先加入裂解釜，再加入其总重量2％的碱性催化剂CaO和介孔材料USY，开启裂解加热装置，温度达到350℃后，设置升温速率为5℃/min，升温至450℃结束裂解，裂解产物通过冷凝器冷却后集中收集。

植物基水性聚氨酯树脂通过如下方法制备：

S1000、制备预聚物：按重量计，称取聚碳酸酯二元醇、所述植物基油脂和异佛尔酮二异氰酸酯反应得到混合物A；

S2000、按重量计，称取二羟甲基丙酸、新癸酸铋催化剂加入混合物A中反应得到混合物B；

S3000、将所述混合物B降温至48℃，按重量计，称取三乙胺加入降温后的混合物B，反应5mins，向其中加入水进行乳化得到混合物C，称取异佛尔酮二胺扩链剂加入所述混合物C并搅拌1小时得到植物基水性聚氨酯树脂；

其中，步骤S1000中，聚碳酸酯二元醇30份，所述植物基油脂30份，所述异佛尔酮二异氰酸酯45份，反应温度为100℃，反应时间为40mins；步骤S2000中，所述二羟甲基丙酸10份、新癸酸铋催化剂0.1份，反应温度为75℃，反应时间为3h；步骤S3000中，所述三乙胺10份，所述异佛尔酮二胺5份，反应时间为8mins。

实例8：

一种新型环保的植物基擦色剂，由以下原料按以下重量份配制而成：

其中，植物基油脂通过如下方法制备：

将市售的菜籽油预先加入裂解釜，再加入其总重量3％的碱性催化剂Na₂CO₃和介孔材料MCM-41，开启裂解加热装置，温度达到350℃后，设置升温速率为5℃/min，升温至450℃结束裂解，裂解产物通过冷凝器冷却后集中收集。

植物基水性聚氨酯树脂通过如下方法制备：

S1000、制备预聚物：按重量计，称取聚碳酸酯二元醇、所述植物基油脂和异佛尔酮二异氰酸酯反应得到混合物A；

S2000、按重量计，称取二羟甲基丙酸、异辛酸铋催化剂加入混合物A中反应得到混合物B；

S3000、将所述混合物B降温至50℃，按重量计，称取三乙胺加入降温后的混合物B，反应5mins，向其中加入水进行乳化得到混合物C，称取异佛尔酮二胺扩链剂加入所述混合物C并搅拌1小时得到植物基水性聚氨酯树脂；

其中，步骤S1000中，聚碳酸酯二元醇25份，所述植物基油脂25份，所述异佛尔酮二异氰酸酯43份，反应温度为80℃，反应时间为60mins；步骤S2000中，所述二羟甲基丙酸10份、异辛酸铋催化剂0.1份，反应温度为75℃，反应时间为3h；步骤S3000中，所述三乙胺10份，所述异佛尔酮二胺5份，反应时间为8mins。

对实施例1-8制备的擦色剂进行性能测试如下表：

表1实施例1-8制备的擦色剂的性能测试

评判标准：擦涂性、固色性、渗透性和填充性分别按照施工性和施工后效果以0级最好，5级最差标准评判；附着力按照GB/T 9286-1998国标标准测试评判。

从上表中可以看到，相比于竞品，实施例1～8制备的擦色剂均不含有毒有害溶剂，环保性能良好；实施例1～8制备的擦色剂的擦涂性能大多数为0级最优级别，只有实施例5制备的擦色剂的擦涂性能为1级；实施例1～8制备的擦色剂的固色性能大多数为0级最优级别，只有实施例4制备的擦色剂的固色性能为1级；实施例1～8制备的擦色剂的渗透性能大多数为0级最优级别，只有实施例1和2制备的擦色剂的渗透性能为1级；实施例2、4和6制备的擦色剂的填充性最优。