一種持久防霉水性木蠟油及其制備和應用工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種持久防霉水性木蠟油，包括水性氨酯油40％～80％、納米氧化物0.5％～10％、硅烷偶聯(lián)劑0.2％～5％、水10％～40％、成膜助劑2％～4％、分散劑0.05％～5％、流平劑0.05％～5％、消泡劑0.05％～5％、潤濕劑0.05％～5％、PH調(diào)節(jié)劑0.2％～0.4％。本發(fā)明還提供了一種水性木蠟油的制備和應用工藝。本發(fā)明具有環(huán)保性好，對竹木基材具有深層和持久保護，防潮性能卓越，不易發(fā)霉的優(yōu)點。
【專利說明】
一種持久防霉水性木蠟油及其制備和應用工藝
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及環(huán)保建筑裝飾材料領域，尤其涉及一種持久防霉水性木蠟油及其制備 方法及應用。
【背景技術】
[0002] 隨著經(jīng)濟生活水平的提高，人們?nèi)找骊P注生活環(huán)境的健康問題。重竹是近幾年發(fā) 展起來的新型綠色環(huán)保材料，重竹是根據(jù)重組木的制造工藝原理，以竹材為原料加工而成 的一種新型竹材人造板。重竹地板因具有綠色低碳純天然，氣味清新宜人，紋理自然，耐磨， 耐壓，防火，防蟲，強度高和不變形等重多優(yōu)點而深受人們的喜愛。然而潮濕環(huán)境一直以來 都是竹地板的硬傷所在。竹地板在潮濕環(huán)境易發(fā)霉，這嚴重影響了重竹地板的美觀和質(zhì)量。 木蠟油能夠滲透竹木基材內(nèi)部，與纖維緊密結合，對基材進行深層滋潤養(yǎng)護，增強表面硬 度，防水防污。但是目前木蠟油通過添加防霉劑和抗菌劑進行防腐，存在環(huán)保性不夠、耐久 性差、對基材的深層保護力度不夠，與基材的結合度不夠高，涂覆面光滑度及耐磨性較差， 防霉防菌性能欠缺等缺點。所以發(fā)明一種環(huán)保性能好，對基材進行深層保護和持久保護，且 具有防霉抗菌效果的木蠟油具有重要意義的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種具有環(huán)保性好，對竹 木基材具有深層和持久保護，防潮性能卓越，不易發(fā)霉的水性木蠟油及其制備和應用工藝。
[0004] 為解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案：
[0005] 一種水性木蠟油，包括水性氨酯油40%~80%、納米氧化物0. 5%~10%、硅烷 偶聯(lián)劑〇. 2 %~5%、水10%~40%、成膜助劑2%~4%、分散劑0. 05%~5%、流平劑 0· 05 %~5 %、消泡劑(λ 05 %~5 %、潤濕劑(λ 05 %~5 %、PH調(diào)節(jié)劑(λ 2 %~0· 4。
[0006] 作為以上技術方案的進一步改進：
[0007] 所述水性氨酯油為脂肪族水性氨酯油、芳香族水性氨酯油或聚醚型水性氨酯油中 的任意一種或者兩種以上的混合物。
[0008] 所述納米氧化物為光催化抗菌材料，優(yōu)選為納米氧化鋅、納米二氧化鈦、納米氧化 鐵、納米氧化錫、納米氧化媽、納米硫化錦中的任意一種或者兩種以上的混合物。
[0009] 所述納米氧化物中納米的粒徑均小于或等于100nm。
[0010] 所述硅烷偶聯(lián)劑為3 -氨基丙基三乙氧基硅烷、γ -縮水甘油醚氧丙基三甲氧基 硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的任意一種或者兩種以上的混合物。
[0011] 所述PH調(diào)節(jié)劑為N-甲基乙醇胺、二甲基乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、單乙 醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、丁基乙醇胺、N-氨丙基一甲基乙醇胺、2-氨基-2-乙基-1，3-丙 二醇、丁基二乙醇胺中的任意一種或者兩種以上的混合物。
[0012] 由于屬于一個總的發(fā)明構思，本發(fā)明還提供了一種水性木蠟油的制備工藝和應用 工藝，該制備工藝包括以下步驟：
[0013] 1、樹脂雜化：將水性氨酯油和三乙胺加入反應釜中進行混合攪拌，控制反應溫度 在20~80°C，再加入硅烷偶聯(lián)劑，反應20~60min，然后緩慢加入水高速攪拌；
[0014] 2、納米乳化：先向雜化樹脂中邊攪拌邊加入分散劑，再加入納米氧化物，先用超聲 波分散后再球磨分散，最后加人消泡劑、增稠劑，高速分散0. 5~2h，用激光粒度分析儀測 試粒度分布情況，若達到均勻分布狀態(tài)即可停止分散；
[0015] 3、添加其他助劑：向步驟2得到的分散均勻的物質(zhì)中，加入水、成膜助劑、流平劑、 潤濕劑，分散20min~40min即可；
[0016] 4、調(diào)節(jié)PH值：向步驟3得到的物質(zhì)中加入PH調(diào)節(jié)劑，調(diào)節(jié)PH值到7. 5~8 ;
[0017] 調(diào)節(jié)粘度：通過加入增稠劑調(diào)節(jié)水性木蠟油的粘度，直到用巖田4號杯測試使其 粘度達到20~30s即可。
[0018] -種水性木蠟油的應用工藝，包括以下步驟：
[0019] 1、環(huán)境條件設置：調(diào)節(jié)環(huán)境溫度在8°C以上，濕度控制在85%以內(nèi)。
[0020] 2、竹木基材預處理：對基材進行含水率平衡處理，使其含水率達到15%以下。通 過打磨機、砂紙、或砂帶對基材進行先打磨，然后再進行除塵、潔凈。
[0021] 3、水性木蠟油的配置：向本發(fā)明制得的水性木蠟油中加入3%~10%的水，進行 充分攪拌。
[0022] 4、第一涂層：通過刷涂、噴涂、輥涂等方式涂布一層50~100g/ Hl2的經(jīng)步驟3配置 好的水性木蠟油。
[0023] 5、一次干燥：在20~25°C，30~60%的濕度下，進行12~24h的實干。
[0024] 6、弟二涂層：待弟一涂層完全實干后，再涂布一層20~100g/ m2的水性木錯油3。
[0025] 7、二次干燥：在20~25°C，30~60%的濕度下，進行12~24h的實干。
[0026] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：
[0027] 1、通過本發(fā)明制備的水性木蠟油，安全無毒，對人體健康和環(huán)境沒有危害，干后 無味。
[0028] 2、本發(fā)明利用光催化作用產(chǎn)生的強氧化性使微生物或微生物細胞組織失去活性。 由于在作用過程中，納米粒子本身沒有參加反應，沒有任何損失，因此，具有長效的抗菌作 用。并且納米小分子結構，可滲入木材內(nèi)部深層，持久結合，不起翹、不剝落；無機納米改性 可以抵抗強烈的紫外線，更防水防潮防霉，不改變木材的天然特性，木材可以自由呼吸，保 持彈性，有效阻止木材開裂；不吸附空氣中的粉塵，更耐臟；重涂性很好，可以簡單而又無 痕跡的修補。
[0029] 3、通過硅烷偶聯(lián)劑與水性氨酯油雜化，形成一類全新結構和特殊性能的分子級有 機/無機雜化材料，一方面形成的聚硅氧烷結構能夠降低聚氨酯的表面能，在一定程度上 提高聚氨酯的耐水性、耐熱性等。另一方面這類雜化材料制備的木蠟油致密性好、抗老化能 力強、耐蝕性能好。并且這個有機/無機雜化結構同時也提高了聚合物的耐熱性、抗氧化 性、硬度和機械性能。
[0030] 4、本發(fā)明一方面采用超聲波分散使得納米粒子能均勻分散，另一方面通過硅烷偶 聯(lián)劑與水性氨酯油雜化，可以使得納米粒子均勻的分布在雜化材料上，提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定 性。
【附圖說明】
[0031] 圖1是本發(fā)明制備工藝的流程不意圖；
[0032] 圖2是本發(fā)明應用工藝的流程不意圖；
【具體實施方式】
[0033] 以下將結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0034] 實施例1，本發(fā)明包括水性氨酯油54%、納米氧化物5%、硅烷偶聯(lián)劑3%、水 10. 7%、成膜助劑3%、分散劑3%、流平劑3%、消泡劑3%、潤濕劑3%、PH調(diào)節(jié)劑0. 3%，本 發(fā)明利用光催化作用產(chǎn)生的強氧化性使微生物或微生物細胞組織失去活性。由于在作用過 程中，納米粒子本身沒有參加反應，沒有任何損失，因此，具有長效的抗菌作用。并且納米小 分子結構，可滲入木材內(nèi)部深層，持久結合，不起翹、不剝落；無機納米改性可以抵抗強烈的 紫外線，更防水防潮防霉，不改變木材的天然特性，木材可以自由呼吸，保持彈性，有效阻 止木材開裂；不吸附空氣中的粉塵，更耐臟；重涂性很好，可以簡單而又無痕跡的修補。參 閱圖1至圖2。
[0035] 實施例2,本發(fā)明各組分質(zhì)量比為水性氨酯油80%、納米氧化物0. 5%、硅烷偶聯(lián) 劑0. 2 %、水16. 9%、成膜助劑2%、分散劑0. 05%、流平劑0. 05 %、消泡劑0. 05%、潤濕劑 0.05%、卩!1調(diào)節(jié)劑0.2%。
[0036] 實施例3,本發(fā)明各組分質(zhì)量比為水性氨酯油40%、納米氧化物10%、硅烷偶聯(lián)劑 5 %、水20. 6 %、成膜助劑4%、分散劑5 %、流平劑5 %、消泡劑5 %、潤濕劑5 %、PH調(diào)節(jié)劑 0· 4%〇
[0037] 實施例4,本發(fā)明所述水性氨酯油為脂肪族水性氨酯油、芳香族水性氨酯油或聚醚 型水性氨酯油中的任意一種或者兩種以上的混合物，也可根據(jù)實際需要采用其他水性氨酯 油。參閱圖1至圖2,其余同實施例1。
[0038] 實施例5,本發(fā)明所述納米氧化物為光催化抗菌材料，納米粒子分散不均易發(fā)生沉 聚，本發(fā)明一方面采用超聲波分散使得納米粒子能均勻分散，另一方面通過硅烷偶聯(lián)劑與 水性氨酯油雜化，可以使得納米粒子均勻的分布在雜化材料上，提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性。參閱 圖1至圖2,其余同上述實施例。
[0039] 實施例6,本發(fā)明所述納米氧化物為納米氧化鋅ZnO、納米二氧化鈦Ti02、納米氧 化鐵Fe203、納米氧化錫SnO、納米氧化鎢W03、納米硫化鎘CdS中的任意一種或者多種混合 物，優(yōu)選地，其納米的粒徑均小于或等于l〇〇nm，也可根據(jù)實際情況采用其他納米氧化物。參 閱圖1至圖2,其余同上述實施例。
[0040] 實施例7,本發(fā)明所述硅烷偶聯(lián)劑為3 -氨基丙基三乙氧基硅烷、γ -縮水甘油醚 氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的任意一種或者兩種以上 的混合物，通過硅烷偶聯(lián)劑與水性氨酯油雜化，形成一類全新結構和特殊性能的分子級有 機/無機雜化材料，一方面形成的聚硅氧烷結構能夠降低聚氨酯的表面能，在一定程度上 提高聚氨酯的耐水性、耐熱性等。另一方面這類雜化材料制備的木蠟油致密性好、抗老化能 力強、耐蝕性能好。并且這個有機/無機雜化結構同時也提高了聚合物的耐熱性、抗氧化 性、硬度和機械性能。也可根據(jù)實際情況采用其他硅烷偶聯(lián)劑。參閱圖1至圖2,其余同上 述實施例。
[0041] 實施例8,本發(fā)明所述PH調(diào)節(jié)劑為N-甲基乙醇胺、二甲基乙醇胺、2-氨基-2-甲 基-1-丙醇、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、丁基乙醇胺、N-氨丙基一甲基乙醇胺、2-氨 基-2-乙基-1，3-丙二醇、丁基二乙醇胺中的任意一種或者兩種以上的混合物，也可根據(jù)實 際情況采用其他PH調(diào)節(jié)劑。參閱圖1至圖2,其余同上述實施例。
[0042] 如圖1所示，本發(fā)明的制備工藝實施例，包括以下步驟：
[0043] 1、樹脂雜化：將水性氨酯油和三乙胺加入反應釜中進行混合攪拌，控制反應溫度 在20~80°C，再加入硅烷偶聯(lián)劑，反應20~60min，然后緩慢加入水高速攪拌；
[0044] 2、納米乳化：先向雜化樹脂中邊攪拌邊加入分散劑，再加入納米氧化物，先用超聲 波分散后再球磨分散，保證納米粒子分散均勻，不易發(fā)生沉聚，最后加人消泡劑、增稠劑，高 速分散0. 5~2h，用激光粒度分析儀測試粒度分布情況，達到均勾分布狀態(tài)時停止分散；
[0045] 3、添加其他助劑：向所述步驟2得到的分散均勻的物質(zhì)中，加入水、成膜助劑、流 平劑、潤濕劑，分散20~40min ;
[0046] 4、調(diào)節(jié)PH值：向所述步驟3得到的物質(zhì)中加入PH調(diào)節(jié)劑，調(diào)節(jié)PH值達到7. 5~ 8 ；
[0047] 5、調(diào)節(jié)粘度：通過加入增稠劑調(diào)節(jié)水性木蠟油的粘度，直到用巖田4號杯測試使 其粘度達到20~30s。
[0048] 以上組分的質(zhì)量比分別為：水性氨酯油40~80%、納米氧化物0. 5~10%、硅烷 偶聯(lián)劑〇. 2~5 %、水10~40 %、成膜助劑2~4 %、分散劑0. 05~5 %、流平劑0. 05~ 5 %、消泡劑0· 05~5 %、潤濕劑(λ 05~5 %、PH調(diào)節(jié)劑(λ 2~(λ 4%
[0049] 通過本發(fā)明合成的水性木錯油，安全無毒，對人體健康和環(huán)境沒有危害，干后無 味。通過多個項目檢測，可以發(fā)現(xiàn)其優(yōu)越性比普通產(chǎn)品強，具體見下表。
[0051] 如圖2所示，本發(fā)明的應用工藝實施例，包括以下步驟：
[0052] 1、環(huán)境條件設置：調(diào)節(jié)環(huán)境溫度在8°C以上，濕度控制在85%以內(nèi)；
[0053] 2、竹木基材預處理：對基材進行含水率平衡處理，使其含水率達到15%以下，然 后通過打磨機、砂紙、或砂帶對基材進行先打磨，再進行除塵、潔凈；
[0054] 3、水性木蠟油的配置：向本發(fā)明的持久防霉水性木蠟油中加入3~10%的水，進 行充分攪拌；
[0055] 4、一次涂層：通過刷涂、噴涂或輥涂等方式涂布一層50~100g/ Hl2的經(jīng)步驟3配 置好的水性木蠟油。
[0056] 5、一次干燥：在20~25°C，30~60%的濕度下，進行12~24h的實干。
[0057] 6、二次涂層：待第一涂層完全實干后，再涂布一層20~100g/ Hl2的經(jīng)步驟3配置 好的水性木蠟油。
[0058] 7、二次干燥：在20~25°C，30~60%的濕度下，再次進行12~24h的實干。
[0059] 本實施例中應用工藝簡單，易于操作，并且在應用過程中無溶劑揮發(fā)，有利于施工 人員的身體健康。上述只是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然 本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領域的技術人員， 在不脫離本發(fā)明技術方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術內(nèi)容對本發(fā)明技術方案 做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技 術方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾， 均應落在本發(fā)明技術方案保護的范圍內(nèi)。
【主權項】
1. 一種持久防霉水性木蠟油，其特征在于：包括水性氨酯油40~80%、納米氧化物 0· 5~10%、硅烷偶聯(lián)劑0· 2~5%、水10~40%、成膜助劑2~4%、分散劑0· 05~5%、 流平劑0· 05~5%、消泡劑0· 05~5%、潤濕劑0· 05~5%、PH調(diào)節(jié)劑0· 2~0· 4%。2. 根據(jù)權利要求1所述的持久防霉水性木蠟油，其特征在于：所述水性氨酯油為脂肪 族水性氨酯油、芳香族水性氨酯油或聚醚型水性氨酯油中的任意一種或者兩種以上的混合 物。3. 根據(jù)權利要求1所述的持久防霉水性木蠟油，其特征在于：所述納米氧化物為光催 化抗菌材料。4. 根據(jù)權利要求3所述的持久防霉水性木蠟油，其特征在于：所述納米氧化物為納米 氧化鋅、納米二氧化鈦、納米氧化鐵、納米氧化錫、納米氧化媽、納米硫化鎘中的任意一種或 者兩種以上的混合物。5. 根據(jù)權利要求4所述的持久防霉水性木蠟油，其特征在于：所述納米氧化物中納米 的粒徑均小于或等于l〇〇nm。6. 根據(jù)權利要求1所述的持久防霉水性木蠟油，其特征在于：所述硅烷偶聯(lián)劑為3 - 氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三 甲氧基硅烷中的任意一種或者兩種以上的混合物。7. 根據(jù)權利要求1所述的持久防霉水性木蠟油，其特征在于：所述ΡΗ調(diào)節(jié)劑為Ν-甲 基乙醇胺、二甲基乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、丁基乙 醇胺、Ν-氨丙基一甲基乙醇胺、2-氨基-2-乙基-1，3-丙二醇、丁基二乙醇胺中的任意一種 或者兩種以上的混合物。8. -種如權利要求1至7所述的持久防霉水性木蠟油的制備工藝，其特征在于包括以 下步驟： (1) 樹脂雜化：將水性氨酯油和三乙胺加入反應釜中進行混合攪拌，控制反應溫度在 20~80°C，再加入硅烷偶聯(lián)劑，反應20~60min，然后緩慢加入水高速攪拌； (2) 納米乳化：先向雜化樹脂中邊攪拌邊加入分散劑，再加入納米氧化物，先用超聲波 分散后再球磨分散，最后加人消泡劑、增稠劑，高速分散0. 5~2h，用激光粒度分析儀測試 粒度分布情況，達到均勻分布狀態(tài)時停止分散； (3) 添加其他助劑：向所述步驟（2)得到的分散均勻的物質(zhì)中，加入水、成膜助劑、流平 劑、潤濕劑，分散20~40min ; (4) 調(diào)節(jié)PH值：向所述步驟（3)得到的物質(zhì)中加入PH調(diào)節(jié)劑，調(diào)節(jié)PH值達到7. 5~ 8 ； (5) 調(diào)節(jié)粘度：通過加入增稠劑調(diào)節(jié)水性木蠟油的粘度，直到用巖田4號杯測試使其粘 度達到20~30s。9. 一種如權利要求1至7所述的持久防霉水性木蠟油的應用工藝，其特征在于包括以 下步驟： (1) 環(huán)境條件設置：調(diào)節(jié)環(huán)境溫度在8°C以上，濕度控制在85%以內(nèi)； (2) 竹木基材預處理：對基材進行含水率平衡處理，使其含水率達到15%以下，然后通 過打磨機、砂紙、或砂帶對基材進行先打磨，再進行除塵、潔凈； (3) 水性木蠟油的配置：向如權利要求1至7所述的持久防霉水性木蠟油中加入3~ 10 %的水，進行充分攪拌； (4) 一次涂層：通過刷涂、噴涂或輥涂等方式涂布一層50~100g/ m2的經(jīng)步驟（3)配 置好的水性木蠟油； (5) -次干燥：在20~25°C，30~60%的濕度下，進行12~24h的實干； (6) 二次涂層：待第一涂層完全實干后，再涂布一層20~100g/ m2的經(jīng)步驟（3)配置 好的水性木蠟油； (7) 二次干燥：在20~25°C，30~60%的濕度下，再次進行12~24h的實干。
【文檔編號】C09D5/14GK105860793SQ201510028999
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年1月21日
【發(fā)明人】李新雄, 張冬明, 張萍
【申請人】湖南邦弗特新材料技術有限公司