阅读说明：本技术 一种水性柳编面漆及其制备方法 (Water-based wicker top coat and preparation method thereof ) 是由 薛小倩 王洁 刘洪亮 楚会来 于 2019-10-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种水性柳编面漆及其制备方法,所述水性柳编面漆包括：纳米TiO<Sub>2</Sub>-石墨烯改性核壳型氟碳乳液55-65份,润湿剂0.3-0.5份,分散剂0.4-0.8份,消泡剂0.2-0.4份,钛白粉13-18份,增稠剂0.2-0.8份,流平剂0.2-0.6份,pH调节剂0.1-0.2份,成膜助剂2-3份和植物纯露15-25份。本发明提供的水性柳编面漆,不但具有优异的成膜性能,成膜后漆膜的附着力、耐水性、柔韧性和封闭性俱佳,同时,还具有防腐杀菌、绿色环保的优点,可最大程度的减少对环境的污染和对人体的伤害,具有广阔的应用前景和发展潜力。(The invention discloses a water-based wicker finish and a preparation method thereof, wherein the water-based wicker finish comprises the following components: nano TiO 2 2 55-65 parts of graphene modified core-shell fluorocarbon emulsion, 0.3-0.5 part of wetting agent, 0.4-0.8 part of dispersing agent, 0.2-0.4 part of defoaming agent, 13-18 parts of titanium dioxide, 0.2-0.8 part of thickening agent, 0.2-0.6 part of flatting agent, 0.1-0.2 part of pH regulator, 2-3 parts of film-forming additive and 15-25 parts of plant hydrolat. The water-based wicker top coat provided by the invention has excellent film-forming property, and the film formed by the water-based wicker top coat has good adhesive force, water resistance, flexibility and sealing property, and simultaneously has the functions of corrosion prevention and killingThe method has the advantages of bacteria and environmental protection, can reduce the pollution to the environment and the harm to the human body to the maximum extent, and has wide application prospect and development potential.)

一种水性柳编面漆及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种水性柳编面漆及其制备方法。

背景技术

柳编制品在我国有上千年的历史，以其实用的性质和优美的外形自古以来一直受到人们的欢迎，民间甚至有“编筐编篓，家家都有”的谚语，足以可见柳编制品的广泛应用。柳编制品主要使用柳条、藤条、秸秆等原材料编织而成，这些原料在使用过程中容易腐蚀而造成柳编制品的使用寿命缩短。因此，在柳编制品完成之后，一般需要涂覆漆层对其表面进行防护，延长其使用寿命，同时还能提升美感。

柳编制品一般都是人近距离接触的产品，现在市场上常用的传统油漆含有大量有毒物质，随着人们环保意识的增强，对柳编制品专用漆有了更高的要求。因此，水性柳编漆受到了越来越多的关注。但是，现有市售水性柳编漆一般为单一的水性丙烯酸乳胶漆，其成膜性较差，形成的漆膜的致密性差、光泽度低，水汽透过率高，从而使得柳编漆的耐水性和漆膜光泽度较差，而且还存在柔韧性差、抗粘连性差的问题，涂覆在柳编制品上容易脱落，且影响柳编制品的美观。因此，急需研发一种光泽度、耐水性、抗粘连性和柔韧性等综合性能优异的柳编制品专用水性涂料。

发明内容

针对现有技术中目前现有的柳编水漆存在光泽度低、耐水性、抗粘连性和柔性差的问题，本发明提供一种水性柳编面漆及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

一种水性柳编面漆，包括如下质量份数的原料组分：纳米TiO₂-石墨烯改性核壳型氟碳乳液55-65份，润湿剂0.3-0.5份，分散剂0.4-0.8份，消泡剂0.2-0.4份，钛白粉13-18份，增稠剂0.2-0.8份，流平剂0.2-0.6份，pH调节剂0.1-0.2份，成膜助剂2-3份和植物纯露15-25份。

相对于现有技术，本发明提供的柳编面漆，选择具有核壳结构的纳米TiO₂-石墨烯改性核壳型氟碳乳液作为成膜物质，其核层和壳层具有不同的玻璃化温度，成膜后光泽度高、柔软性和抗粘性能好；配合其他助剂(如成膜助剂、分散剂和润湿剂等)，提高漆膜的干燥性能，显著提高漆膜初期的硬度和耐水性；加入植物纯露，不但可提高涂料各组分之间的相容性，进而提高涂料的致密度和柔韧性，同时还能提高涂料的防腐杀菌的性能，并使漆膜散发淡雅的香气，净化空气，安神醒脑。本发明提供的水性柳编面漆，不但具有优异的成膜性能，成膜后漆膜的附着力、耐水性、柔韧性和封闭性俱佳，同时，还具有防腐杀菌、绿色环保的优点，可最大程度的减少对环境的污染和对人体的伤害，具有广阔的应用前景和发展潜力。

优选的，纳米TiO₂-石墨烯改性核壳型氟碳乳液的制备方法包括如下步骤：

步骤a、将纳米二氧化钛和石墨烯分散于水中，加入异构十三烷醇硫酸钠盐、氨基羧酸和过硫酸铵，混合均匀，得混合分散液；于惰性气体保护的条件下，将所述混合分散液加热至80-88℃，滴加苯乙烯单体和丙烯酸类混合单体，滴加结束后保温40-50min，得纳米改性核层乳液；

步骤b、向所述纳米改性核层乳液中加入异构十三烷醇硫酸钠盐和氨基羧酸，混合均匀，得混合乳液；于惰性气体保护条件下，将所述混合乳液加热至85-88℃，滴加丙烯酸类混合单体和含氟单体，滴加结束后保温反应4-5h，调节pH为7-8，得所述纳米TiO₂-石墨烯改性核壳型氟碳乳液。

优选的，所述纳米二氧化钛和石墨烯的质量比为1:0.5-1，所述纳米二氧化钛和石墨烯总质量为所述苯乙烯单体质量的3-6％，所述纳米二氧化钛和石墨烯总质量和水的质量比为1.5-6:1。

优选的，步骤a中，所述苯乙烯单体和所述丙烯酸类混合单体的质量比为1:7-8。

优选的，步骤a中，所述异构十三烷醇硫酸钠盐的加入量为所述苯乙烯单体质量的0.1-0.2％。

优选的，步骤a中，所述氨基羧酸的加入量为所述苯乙烯单体质量的0.03-0.12％。

优选的，所述过硫酸铵的加入量为所述苯乙烯单体质量的0.06-0.17％。

优选的，步骤b中，所述纳米改性核层乳液、丙烯酸类混合单体和含氟单体的质量比为1:0.7-0.8:0.4-0.6。

优选的，步骤b中，所述异构十三烷醇硫酸钠盐的加入量为所述纳米改性核层乳液质量的0.03-0.08％。

优选的，步骤b中，所述氨基羧酸的加入量为所述纳米改性核层乳液质量的0.03-0.12％。

优选的，所述丙烯酸类混合单体为质量比为1:0.7-0.9:0.8-1.0:0.8-1.2:1.4-1.6的丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸辛酯的混合物。

优选的，步骤a中，所述苯乙烯单体和所述丙烯酸类混合单体的滴加速率均为5-8ml/min。

优选的，步骤b中，所述丙烯酸类混合单体和含氟单体的滴加速率均为4-5ml/min。

本发明通过核壳结构的设计，在氟碳乳液中引入具有不同玻璃化温度的结构，核层玻璃化温度为0-10℃，壳层玻璃化温度为40-60℃，具有不同玻璃化温度的改性氟碳乳液可显著提高涂料的柔韧性和抗粘连性，且初期硬度和耐水性建立较快；并且采用纳米TiO₂和石墨烯对核层乳液进行改性，然后采用氟单体制备壳层，得到硬核软壳的核壳结构，软壳可提高改性氟碳乳液与其他助剂之间的相容性，赋予漆膜良好的成膜性能，使得漆膜的致密性和柔韧性得到显著提高，硬核可提高漆膜的硬度和耐水性，阻止水分、氧气或其他腐蚀物质与柳编制品的接触，提高了漆膜的耐腐蚀性，同时，核层含有纳米二氧化钛还可以阻止细菌等导致霉变的因素与柳编制品接触，延长了柳编制品的使用寿命。本发明制备的改性氟碳乳液，通过乳液结构的合理控制，设计核壳结构，使得乳液在整体上的性能得以平衡，在保证优异的成膜性能的基础上，提高柔韧性、耐水性和抗粘连性等综合性能。

本发明中所述含氟单体可以本领域常规的含氟单体，如丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸六氟丁酯或甲基丙烯酸十二氟庚酯，具体含氟单体的选择对本发明的技术效果没有显著影响。

优选的，所述润湿剂为脂肪醇烷氧基化合物。

优选的润湿剂具有优异的底材润湿性，优良的流动促进性，高相容性，并具有提高抗划伤能力，可防止缩孔和颜料浮色，且不会产生泡沫稳定化。

优选的，所述分散剂为聚丙烯酸钠盐类分散剂。

优选的分散剂可增强涂料中各组分之间的相容性，使涂料中各组分均匀地分散于体系中，有利于使涂料均匀牢固的附着在基底上，且优选的分散剂还可增强漆膜的光泽度和强度。

优选的，所述消泡剂为聚硅氧烷-聚醚共聚物乳液或矿物油类消泡剂。

优选的消泡剂具有持久的消泡抑泡效果，且对漆膜外观和均匀性没有副作用，不会引起鱼眼、火山口等对漆膜外观有影响的现象的出现。

优选的，所述增稠剂为羟乙基纤维素或碱溶涨型增稠剂中至少一种。

优选的增稠剂，可增强涂料的流变性和抗流挂性，改善涂料的可施工性

优选的，所述流平剂为聚氨酯类流平剂。

优选的流平剂，可以明显减轻施工时的飞溅，配合本发明优选的增稠剂和润湿剂，可有效漆膜的成膜性，最终确保漆膜具有完美的流平效果，而且其具有疏水作用，可以在漆膜干燥之后保持甚至提升漆膜的耐水性。

优选的，所述pH调节剂为醇胺类有机物。

优选的pH值调节剂不但具有调节pH值的效果，而且本身是有机物质，具有一定的辅助成膜的特性。

优选的，所述成膜助剂为十二碳醇酯。

优选的成膜助剂可改善漆膜的成膜性能，提高漆膜的致密性和光泽度。

优选的，所述植物纯露为质量比为1:0.8-1.2的茶树纯露和薰衣草纯露的混合物。这里所说的植物纯露是指相应植物按照现有技术中的常规精油提取方法提取精油后的水相，提取条件在现有范围内的变化对本发明的技术效果没有明显影响。

茶树纯露和薰衣草纯露以1:0.8-1.2的配比混合，可显著提高涂料各组分之间的相容性，进而提高涂料的致密度和柔韧性，同时还能提高涂料的防腐杀菌的性能，还具有降解甲醛、甲苯、祛除VOCs等多种室内装修污染物的作用，而且，两者配合散发淡雅的香气，不仅可净化空气，还可安神醒脑，提高了涂料的保健性能。

本发明还提供一种水性柳编面漆的制备方法，所述制备方法至少包括以下步骤：

按照上述水性柳编面漆的设计配比称取各组分，将称取的植物纯露和40-60wt％的增稠剂搅拌均匀，依次加入称取的pH调节剂、润湿剂、分散剂、消泡剂和成膜助剂，混合均匀，加入钛白粉、纳米TiO₂-石墨烯改性核壳型氟碳乳液，混合均匀，加入流平剂和剩余的增稠剂，调节粘度至25℃的斯托默粘度计为82-88KU，得所述水性柳编面漆。

上述制备方法操作简单，无复杂工序，也无需特殊的设备，成本低，适合工业化大规模生产，制备的水性柳编面漆不但具有优异的成膜性能，抗粘连性能好，且成膜后漆膜的附着力、耐水性、柔韧性和封闭性俱佳，同时，还具有防腐杀菌、绿色环保的优点，可最大程度的减少对环境的污染和对人体的伤害，具有广阔的市场前景。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。以下实施例中没有特殊说明的原料均为本领域的常规原料，可通过市售途径获取，具体产品型号对本发明的技术效果没有显著影响。

实施例1

本发明实施例提供一种水性柳编面漆，包括如下质量份数的原料组分：纳米TiO₂-石墨烯改性核壳型氟碳乳液55份，润湿剂0.3份，分散剂0.8份，消泡剂0.2份，钛白粉15份，增稠剂0.2份，流平剂0.6份，pH调节剂0.1份，成膜助剂3份和植物纯露20份。

其中，所述润湿剂为脂肪醇烷氧基化合物；所述分散剂为聚丙烯酸钠盐类分散剂；所述消泡剂为聚硅氧烷-聚醚共聚物乳液；所述增稠剂为碱溶涨型增稠剂中至少一种；所述流平剂为聚氨酯类流平剂；所述pH调节剂为醇胺类有机物；所述成膜助剂为十二碳醇酯；所述植物纯露为质量比为1:1的茶树纯露和薰衣草纯露的混合物。

上述纳米TiO₂-石墨烯改性核壳型氟碳乳液的制备方法包括如下步骤：

步骤a、将纳米二氧化钛和石墨烯分散于水中，加入异构十三烷醇硫酸钠盐、氨基羧酸和过硫酸铵，混合均匀，得混合分散液；于惰性气体保护的条件下，将所述混合分散液加热至80℃，以8ml/min的速率滴加苯乙烯单体和丙烯酸类混合单体，滴加结束后保温50min，得纳米改性核层乳液；

步骤b、向所述纳米改性核层乳液中加入构十三烷醇硫酸钠盐和氨基羧酸，混合均匀，得混合乳液；于惰性气体保护条件下，将所述混合乳液加热至88℃，以4.5ml/min的速率滴加丙烯酸类混合单体和丙烯酸三氟乙酯，滴加结束后保温反应4.5h，调节pH为7，得所述纳米TiO₂-石墨烯改性核壳型氟碳乳液。

其中，步骤a中，纳米二氧化钛和石墨烯的质量比为1:0.8；所述纳米二氧化钛和石墨烯总质量为所述苯乙烯单体质量的6％；所述纳米二氧化钛和石墨烯总质量和水的质量比为6:1；苯乙烯单体和所述丙烯酸类混合单体的质量比为1:8；异构十三烷醇硫酸钠盐的加入量为所述苯乙烯单体质量的0.1％；氨基羧酸的加入量为所述苯乙烯单体质量的0.08％；过硫酸铵的加入量为所述苯乙烯单体质量的0.12％。

步骤b中，纳米改性核层乳液、丙烯酸类混合单体和含氟单体的质量比为1:0.7:0.5；异构十三烷醇硫酸钠盐的加入量为所述纳米改性核层乳液质量的0.05％；氨基羧酸的加入量为所述纳米改性核层乳液质量的0.12％。

上述步骤a和步骤b中，烯酸类混合单体为质量比为1:0.7:1.0:0.9:1.5的丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸辛酯的混合物。

上述水性水性柳编面漆的制备步骤如下：

按照上述水性柳编面漆的设计配比称取各组分，将称取的植物纯露和40-60wt％的增稠剂搅拌均匀，依次加入称取的pH调节剂、润湿剂、分散剂、消泡剂和成膜助剂，混合均匀，加入钛白粉、纳米TiO₂-石墨烯改性核壳型氟碳乳液，混合均匀，加入流平剂和剩余的增稠剂，调节粘度至25℃的斯托默粘度计为82-88KU，得所述水性柳编面漆。

实施例2

本发明实施例提供一种水性柳编面漆，包括如下质量份数的原料组分：纳米TiO₂-石墨烯改性核壳型氟碳乳液60份，润湿剂0.5份，分散剂0.4份，消泡剂0.3份，钛白粉13份，增稠剂0.8份，流平剂0.4份，pH调节剂0.15份，成膜助剂2.5份和植物纯露25份。

其中，所述润湿剂为脂肪醇烷氧基化合物；所述分散剂为聚丙烯酸钠盐类分散剂；所述消泡剂为矿物油类消泡剂；所述增稠剂为羟乙基纤维素；所述流平剂为聚氨酯类流平剂；所述pH调节剂为醇胺类有机物；所述成膜助剂为十二碳醇酯；所述植物纯露为质量比为1:0.8的茶树纯露和薰衣草纯露的混合物。

上述纳米TiO₂-石墨烯改性核壳型氟碳乳液的制备方法包括如下步骤：

步骤a、将纳米二氧化钛和石墨烯分散于水中，加入异构十三烷醇硫酸钠盐、氨基羧酸和过硫酸铵，混合均匀，得混合分散液；于惰性气体保护的条件下，将所述混合分散液加热至88℃，以7ml/min的速率滴加苯乙烯单体和丙烯酸类混合单体，滴加结束后保温40min，得纳米改性核层乳液；

步骤b、向所述纳米改性核层乳液中加入构十三烷醇硫酸钠盐和氨基羧酸，混合均匀，得混合乳液；于惰性气体保护条件下，将所述混合乳液加热至86℃，以5ml/min的速率滴加丙烯酸类混合单体和丙烯酸六氟丁酯，滴加结束后保温反应4h，调节pH为8，得所述纳米TiO₂-石墨烯改性核壳型氟碳乳液。

其中，步骤a中，纳米二氧化钛和石墨烯的质量比为1:0.5；所述纳米二氧化钛和石墨烯总质量为所述苯乙烯单体质量的3％；所述纳米二氧化钛和石墨烯总质量和水的质量比为3:1；苯乙烯单体和所述丙烯酸类混合单体的质量比为1:7；异构十三烷醇硫酸钠盐的加入量为所述苯乙烯单体质量的0.15％；氨基羧酸的加入量为所述苯乙烯单体质量的0.03％；过硫酸铵的加入量为所述苯乙烯单体质量的0.17％。

步骤b中，纳米改性核层乳液、丙烯酸类混合单体和含氟单体的质量比为1:0.8:0.4；异构十三烷醇硫酸钠盐的加入量为所述纳米改性核层乳液质量的0.08％；氨基羧酸的加入量为所述纳米改性核层乳液质量的0.07％。

上述步骤a和步骤b中，烯酸类混合单体为质量比为1:0.8:0.8:1.2:1.6的丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸辛酯的混合物。

上述水性柳编面漆的制备方法与实施例1相同，此处不再赘述。

实施例3

本发明实施例提供一种水性柳编面漆，包括如下质量份数的原料组分：纳米TiO₂-石墨烯改性核壳型氟碳乳液65份，润湿剂0.4份，分散剂0.6份，消泡剂0.4份，钛白粉18份，增稠剂0.6份，流平剂0.2份，pH调节剂0.2份，成膜助剂2份和植物纯露15份。

其中，所述润湿剂为脂肪醇烷氧基化合物；所述分散剂为聚丙烯酸钠盐类分散剂；所述消泡剂为聚硅氧烷-聚醚共聚物乳液；所述增稠剂为质量比为1:1的羟乙基纤维素和碱溶涨型增稠剂的混合物；所述流平剂为聚氨酯类流平剂；所述pH调节剂为醇胺类有机物；所述成膜助剂为十二碳醇酯；所述植物纯露为质量比为1:1.2的茶树纯露和薰衣草纯露的混合物。

上述纳米TiO₂-石墨烯改性核壳型氟碳乳液的制备方法包括如下步骤：

步骤a、将纳米二氧化钛和石墨烯分散于水中，加入异构十三烷醇硫酸钠盐、氨基羧酸和过硫酸铵，混合均匀，得混合分散液；于惰性气体保护的条件下，将所述混合分散液加热至85℃，以5ml/min的速率滴加苯乙烯单体和丙烯酸类混合单体，滴加结束后保温45min，得纳米改性核层乳液；

步骤b、向所述纳米改性核层乳液中加入构十三烷醇硫酸钠盐和氨基羧酸，混合均匀，得混合乳液；于惰性气体保护条件下，将所述混合乳液加热至85℃，以4ml/min的速率滴加丙烯酸类混合单体和甲基丙烯酸十二氟庚酯，滴加结束后保温反应5h，调节pH为7.5，得所述纳米TiO₂-石墨烯改性核壳型氟碳乳液。

其中，步骤a中，纳米二氧化钛和石墨烯的质量比为1:1；所述纳米二氧化钛和石墨烯总质量为所述苯乙烯单体质量的4％；所述纳米二氧化钛和石墨烯总质量和水的质量比为1.5:1；苯乙烯单体和所述丙烯酸类混合单体的质量比为1:7.5；异构十三烷醇硫酸钠盐的加入量为所述苯乙烯单体质量的0.2％；氨基羧酸的加入量为所述苯乙烯单体质量的0.12％；过硫酸铵的加入量为所述苯乙烯单体质量的0.06％。

步骤b中，纳米改性核层乳液、丙烯酸类混合单体和含氟单体的质量比为1:0.6:0.6；异构十三烷醇硫酸钠盐的加入量为所述纳米改性核层乳液质量的0.03％；氨基羧酸的加入量为所述纳米改性核层乳液质量的0.03％。

上述步骤a和步骤b中，烯酸类混合单体为质量比为1:0.9:0.9:0.8:1.4的丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸辛酯的混合物。

上述水性柳编面漆的制备方法与实施例1相同，此处不再赘述。

对比例1

本对比例提供一种柳编面漆，其原料组成和制备方法均与实施例3相同，不同的是将纳米TiO₂-石墨烯改性核壳型氟碳乳液替换为不具有核壳结构的纳米TiO₂-石墨烯改性氟碳乳液，其制备方法包括如下步骤：

将纳米二氧化钛和石墨烯分散于水中，加入异构十三烷醇硫酸钠盐、氨基羧酸和过硫酸铵，混合均匀，得混合分散液；于惰性气体保护的条件下，将所述混合分散液加热至85℃，滴加苯乙烯单体、甲基丙烯酸十二氟庚酯和丙烯酸类混合单体，滴加结束后保温4h，得所述纳米TiO₂-石墨烯改性氟碳乳液。

其中，各物质的加入量与实施例3中相同，甲基丙烯酸十二氟庚酯的加入量为苯乙烯单体质量的6倍。

为了更好的体现本发明实施例制备的水性柳编面漆的性能，将上述实施例1-3和对比例1制备的水性柳编面漆进行性能测试，结果见表1。

表1

注：根据CNCIA-HG/T 0002-2009《柳编制品用水性涂料》、HG/T3950-2007《抗菌涂料》、HG/T3828-2006《室内用水性木器涂料》、GB/T1731-1993《漆膜柔韧性测定法》、GB18582-2008《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》共5个标准进行检测。

本发明中所述植物纯露可以为市售产品或者按照本领域常规提取方法制备得到的植物纯露，对涂料的性能没有显著影响。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。