專利名稱：水性黑板漆的制作方法
技術領域：
本發明涉及黑板漆，具體涉及一種水性黑板漆。
背景技術：
黑板在人們的學習生活中占有重要地位，特別與兒童的學習成長過程息息相關，黑板漆的使用也關乎使用者的健康。市場上現有的黑板漆多為溶劑體系，施工及使用過程中均會釋放出影響人體健康的有害溶劑。為了滿足市場的需求，急需研發一種可以替代溶劑型黑板漆的產品，以滿足黑板漆的高硬度、耐擦洗、耐磨、防止色彩殘留等要求，同時解決有害物質釋放的問題。
發明內容
本發明是為了解決現有溶劑型黑板漆的溶劑釋放問題，而提供了一種水性黑板漆。本發明是通過以下技術方案實現的:
水性黑板漆，包括下列重量份的各組分:
水260.0,分散劑1.0，潤濕劑1.5，乳液200.0,消泡劑1.0,顏料200.0，填料120.0,成膜助劑15.0，增稠劑3.0 ;
制備時，包括以下步驟:
(1)先將水加入反應釜內，在 攪拌轉速為100-300轉/分鐘的條件下依次加入潤濕劑，分散劑，消泡劑，繼續攪拌30-40分；
(2)在攪拌的情況下加入顏料、填料，將攪拌轉數加快到500-800轉/分，高速分散1-1.5小時；
(3)接著加入乳液，將速率調整為800-1000轉分鐘，攪拌30分鐘后停止；
(4)把料抽入研磨機進行研磨分散，研磨至細度達到45μ m以下，停機；
(5)把研磨好的料抽入配化釜內，加入成膜助劑、消泡劑和增稠劑，調整粘度后即可出料，包裝，即得成品；
所述的乳液為常溫自交聯陰離子丙烯酸乳液，由下述原料通過自由基聚合而成，所述原料及其重量比如下:45 55份去離子水，2^4份乳化劑NP-10，8 12份丙烯酸丁酯，12^18份甲基丙烯酸甲酯，5 15份苯乙烯，Γ8份丙烯腈，Γ1.5份丙烯酸羥乙酯，0.5^1.5份甲基丙烯酸，1.5 2.5份雙丙酮丙烯酰胺，f 2份己二酰肼，0.f 0.3份碳酸氫鈉，0.f 0.4份過硫酸銨，0.Γ0.2份叔丁基過氧化氫，0.Γ0.4份雕白塊和0.3^0.7份氨水；
將乳化劑總量的30% 45%，去離子水總量的45% 55%，單體混合物總量的10% 30%，引發劑總量的50°/Γ70%，攪拌乳化均勻后，定義為a組分；
將乳化劑總量55°/Γ70%，去離子水總量35% 45%開啟攪拌，逐漸滴加剩余單體混合物，控制在I小時內滴加乳化完成，定義為b組分；
將引發劑總量的309Γ50%及雙丙酮丙烯酰胺，溶于去離子水總量的109Γ20%，定義為c組分；
將己二酰肼，溶于少量去離子水中，定義為d組分；
將a組分加入釜底，在氮氣吹出釜內氧氣后快速升溫至85°C，在溫度82°C下同時開始滴加b組分和c組分，滴加時間控制在2 2.5小時，保溫I小時，將溫度降至60°C時滴入d組分0.5小時，緩慢加入叔丁基過氧化氫及雕白塊水溶液，再次保溫I小時，保持體系PH值在4，加入碳酸氫鈉水溶液，降溫至40°C，用氨水調整PH值至8-9之間，攪拌15min后過濾出料。進一步地，所述的成膜助劑為Texnol、乙二醇單丁醚、丙二醇單甲醚、二丙二醇甲醚中的一種或幾種。所述的增稠劑為丙烯酸增稠劑、聚氨酯增稠劑、有機膨潤土中的一種或幾種。本發明優點在于:采用多次分段滴加工藝，制備的乳液粒徑分布更為狹窄，形狀完整均勻，形成的漆膜成膜性好，致密度高，有助于提高漆膜耐水性；采用苯乙烯和丙烯腈等常規單體進行反應，引入苯基及氰基，有助于提高漆膜耐化學品及耐鹽霧性能；雙丙酮丙烯酰胺和己二酰肼的交聯體系可以在室溫下發生交聯反應，有助于漆膜成膜過程中形成網狀結構，高度的交聯密度可以有效的提高漆膜致密性及耐鹽霧性能。按標準取樣分析，檢驗其性能，性能標準要求如下:
粘度涂-4杯/ 25°C> 50秒
色相符合樣板要求 固含> 60%
耐擦洗≤10000 耐老化≤200小時 耐鹽霧≤600小時；
檢驗結果:
粘度——涂4杯>60秒 色相符合樣板要求(乳黃色、黑色)
固含> 62%
耐擦洗≤15000 耐老化≤200小時 耐鹽霧≤1000小時。經過檢驗分析，性能指標完全達到要求，現用溶劑型黑板漆因使用的有機型稀釋齊U，在生產、貯存、運輸和施工中易發生產生燃燒、爆炸不安全因素，所產生的大量的有毒有害氣體，損害生產工人及施工工人的身心健康，而我們現研發的水性環保黑板漆，以水為溶齊U，節省能源，不會產生燃燒、爆炸，沒有有毒有害氣體的排放，真正做到節能節排，環保安全。
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以水性環保黑板漆為代表的新型涂料正以其無可替代的特性承擔起保護環境的責任，減少生產固廢物，實現科學、安全、合理化生產，提高人們的生存質量，是水性環保黑板漆帶給社會的巨大福音。與溶劑型涂料高污染、高能耗、高危害性的相比，水性環保黑板漆安全、無毒、無揮發有毒有害氣體，清潔環境，清新空氣，成為引領行業革命的排頭兵。本發明水性黑板漆具有以下突出的優點:(I)良好的關澤及流平性，易于施工，可輥涂、噴涂、刷涂均可。(2)￥0(:含量僅為6(^/1，遠低于國家標準的150 g/L，不含重金屬，環保性優異；
(3)施工清洗方便，施工干燥后即可使用。本發明采用多種不同性能成膜物進行復配改性，滿足黑板漆的高硬度、耐擦洗、耐磨、防止色彩殘留等要求。
具體實施例方式實施例1
水性黑板漆，包括下列重量份的各組分:
水260.0,分散劑1.0,潤濕劑1.5，消泡劑1.0,顏料200.0，填料120.0,丙烯酸乳液200.0，成膜助劑15.0，增稠劑3.0 ；
所述的成膜助劑為texnol ;所述的增稠劑為任意比例的丙烯酸增稠劑和有機膨潤土 ； 制備時，按照以下步驟:
(1)先將水加入反應釜內，在攪拌轉速為100轉/分鐘的條件下依次加入潤濕劑，分散齊U，消泡劑，繼續攪拌30分；
(2)在攪拌的情況下加入顏料、填料，將攪拌轉數加快到600轉/分，高速分散60分
鐘；
(3)接著加入乳液，將速率調整為900轉分鐘，攪拌30分鐘后停止；
(4)把料抽入研磨機進行研磨分散，研磨至細度達到45μ m以下，停機；
(5)把研磨好的料抽入配化釜內，加入成膜助劑、消泡劑和增稠劑，調整粘度后即可出料，包裝，即得成品；
其中，所述乳液的制備:
(I)稱取2.31gNP-10, 0.68g過硫酸銨溶于68g去離子水中加入三口瓶，稱取7.2g丙烯酸丁酯，9g甲基丙烯酸甲酯,7.8g苯乙烯,0.9g甲基丙烯酸,2.4g丙烯腈,0.84g丙烯酸羥乙酯，開啟攪拌0.5小時，得到乳白色液體作為a組分；
(2)稱取4.29gNP-10，50g去離子水于三口瓶，稱取28.8g丙烯酸丁酯，36g甲基丙烯酸甲酯，31.2苯乙烯，3.6g甲基丙烯酸，9.6g丙烯腈，3.36g丙烯酸羥乙酯，逐漸滴入三口瓶中開啟攪拌I小時，得到乳白色液體作為b組分；
(3)稱取0.37g過硫酸銨，6g雙丙酮丙烯酰胺溶于24g去離子水中，作為c組分；
(4)稱取3.6g己二酰肼溶于25g去離子水中，作為d組分；
(5 )將a組分加入IOOO ml四口瓶中，開啟攪拌，在氮氣吹出釜內氧氣后快速升溫至85 °C(IOmin)，在溫度82°C下同時開始滴加b組分和c組分，滴加時間控制在2-2.5小時，保溫I小時，將溫度降至60°C時滴入d組分0.5小時，緩慢加入叔丁基過氧化氫及雕白塊水溶液，再次保溫I小時，始終保持體系PH值在4，加入碳酸氫鈉水溶液，降溫至40°C，用氨水調整PH值至8 9之間,攪拌15min后過濾出料。實施例2
水性黑板漆，包括下列重量份的各組分:
水260.0,分散劑1.0，潤濕劑1.5，消泡劑1.0，顏料200.0，填料120.0，水性環氧乳液200.0，成膜助劑15.0，增稠劑3.0 ；所述的成膜助劑為乙二醇丁醚；所述的增稠劑為丙烯酸增稠劑；
制備時，按照以下步驟:
(1)先將水加入反應釜內，在攪拌轉速為200轉/分鐘的條件下依次加入潤濕劑，分散齊U，消泡劑，，繼續攪拌35分；
(2)在攪拌的情況下加入顏料、填料，將攪拌轉數加快到800轉/分，高速分散80分
鐘；
(3)接著加入乳液，將速率調整為1000轉分鐘，攪拌30分鐘后停止；
(4)把料抽入研磨機進行研磨分散，研磨至細度達到45μ m以下，停機；
(5)把研磨好的料抽入配化釜內，加入成膜助劑、消泡劑和增稠劑，調整粘度后即可出料，包裝，即得成品；
所述的乳液為常溫自交聯陰離子丙烯酸乳液，由下述原料通過自由基聚合而成，所述原料及其重量比如下:45份去離子水，3份乳化劑NP-10，12份丙烯酸丁酯，15份甲基丙烯酸甲酯，5份苯乙烯，8份丙烯腈，I份丙烯酸羥乙酯，0.5份甲基丙烯酸，1.5份雙丙酮丙烯酰胺，I份己二酰肼，0.1份碳酸氫鈉，0.4份過硫酸銨，0.1份叔丁基過氧化氫，0.1份雕白塊和0.5份氨水；
將乳化劑總量的30%，去離子水總量的50%，單體混合物總量的10%，引發劑總量的60%，攪拌乳化均勻后，定義為a組分；
將乳化劑總量55%，去離子水總量40%開啟攪拌，逐漸滴加剩余單體混合物，控制在I小時內滴加乳化完成，定義為b 組分；
將引發劑總量的30%及雙丙酮丙烯酰胺，溶于去離子水總量的20%，定義為c組分； 將己二酰肼，溶于少量去離子水中，定義為d組分；
將a組分加入釜底，在氮氣吹出釜內氧氣后快速升溫至85°C，在溫度82°C下同時開始滴加b組分和c組分，滴加時間控制在2 2.5小時，保溫I小時，將溫度降至60°C時滴入d組分0.5小時，緩慢加入叔丁基過氧化氫及雕白塊水溶液，再次保溫I小時，保持體系PH值在4，加入碳酸氫鈉水溶液，降溫至40°C，用氨水調整PH值至8-9之間，攪拌15min后過濾出料。實施例3
水性黑板漆，包括下列重量份的各組分:
水260.0,分散劑1.0，潤濕劑1.5，消泡劑1.0，顏料200.0，填料120.0，水性環氧乳液200.0，成膜助劑15.0，增稠劑3.0 ；
所述的成膜助劑為任意比例的丙二醇單甲醚和二丙二醇甲醚，所述的增稠劑為丙烯酸增稠劑。(I)先將水加入反應釜內，在攪拌轉速為300轉/分鐘的條件下依次加入潤濕劑，分散劑，消泡劑，繼續攪拌40分；
(2)在攪拌的情況下加入顏料、填料，將攪拌轉數加快到500轉/分，高速分散90小
時；
(3)接著加入乳液，將速率調整為8000轉分鐘，攪拌30分鐘后停止；
(4)把料抽入研磨機進行研磨分散，研磨至細度達到45μ m以下，停機；
(5)把研磨好的料抽入配化釜內，加入成膜助劑、消泡劑和增稠劑，調整粘度后即可出料，包裝，即得成品；
所述的乳液為常溫自交聯陰離子丙烯酸乳液，由下述原料通過自由基聚合而成，所述原料及其重量比如下:50份去離子水，4份乳化劑NP-10，10份丙烯酸丁酯，18份甲基丙烯酸甲酯，10份苯乙烯，4份丙烯腈，1.5份丙烯酸羥乙酯，I份甲基丙烯酸，2.5份雙丙酮丙烯酰胺，1.5份己二酰肼，0.2份碳酸氫鈉，0.2份過硫酸銨，0.2份叔丁基過氧化氫，0.4份雕白塊和0.7份氨水；
將乳化劑總量的45%，去離子水總量的45%，單體混合物總量的20%，引發劑總量的70%，攪拌乳化均勻后，定義為a組分；
將乳化劑總量65%，去離子水總量35%開啟攪拌，逐漸滴加剩余單體混合物，控制在I小時內滴加乳化完成，定義為b組分；
將引發劑總量的40%及雙丙酮丙烯酰胺，溶于去離子水總量的10%，定義為c組分； 將己二酰肼，溶于少量去離子水中，定義為d組分；
將a組分加入釜底，在氮氣吹出釜內氧氣后快速升溫至85°C，在溫度82°C下同時開始滴加b組分和c組分，滴加時間控制在2 2.5小時，保溫I小時，將溫度降至60°C時滴入d組分0.5小時，緩慢加入叔丁基過氧化氫及雕白塊水溶液，再次保溫I小時，保持體系PH值在4，加入碳酸氫鈉水溶液，降溫至40°C，用氨水調整PH值至8-9之間，攪拌15min后過濾出料。實施例4
水性黑板漆，包括下列重量份的各組分:
水260.0,分散劑1.0，潤濕劑1.5，乳液200.0,消泡劑1.0,顏料200.0，填料120.0,成膜助劑15.0，增稠劑3.0 ;
制備時，包括以下步驟:
(1)先將水加入反應釜內，在攪拌轉速為300轉/分鐘的條件下依次加入潤濕劑，分散齊U，消泡劑，，繼續攪拌40分；
(2)在攪拌的情況下加入顏料、填料，將攪拌轉數加快到500轉/分，高速分散90小
時；
(3)接著加入乳液，將速率調整為8000轉分鐘，攪拌30分鐘后停止；
(4)把料抽入研磨機進行研磨分散，研磨至細度達到45μ m以下，停機；
(5)把研磨好的料抽入配化釜內，加入成膜助劑、消泡劑和增稠劑，調整粘度后即可出料，包裝，即得成品；
所述的乳液為常溫自交聯陰離子丙烯酸乳液，由下述原料通過自由基聚合而成，所述原料及其重量比如下:55份去離子水，2份乳化劑NP-10，8份丙烯酸丁酯，12份甲基丙烯酸甲酯，15份苯乙烯，6份丙烯腈，1.2份丙烯酸羥乙酯，1.5份甲基丙烯酸，2份雙丙酮丙烯酰胺，2份己二酰肼，0.3份碳酸氫鈉，0.1份過硫酸銨，0.15份叔丁基過氧化氫，0.3份雕白塊和0.3份氨水；
將乳化劑總量的40%，去離子水總量的55%，單體混合物總量的30%，引發劑總量的50%，攪拌乳化均勻后，定義為a組分；
將乳化劑總量70%，去離子水總量45%開啟攪拌，逐漸滴加剩余單體混合物，控制在I小時內滴加乳化完成 ，定義為b組分；將引發劑總量的50%及雙丙酮丙烯酰胺，溶于去離子水總量的15%，定義為c組分； 將己二酰肼，溶于少量去離子水中，定義為d組分；
將a組分加入釜底，在氮氣吹出釜內氧氣后快速升溫至85°C，在溫度82°C下同時開始滴加b組分和c組分，滴加時間控制在2 2.5小時，保溫I小時，將溫度降至60°C時滴入d組分0.5小時，緩慢加入叔丁基過氧化氫及雕白塊水溶液，再次保溫I小時，保持體系PH值在4，加入碳酸氫鈉水溶液，降溫至40°C，用氨水調整PH值至8-9之間，攪拌15min后過濾出料。·
權利要求
1.一種水性黑板漆，其特征在于，包括下列重量份的各組分: 水260.0,分散劑1.0，潤濕劑1.5，乳液200.0,消泡劑1.0，顏料200.0，填料120.0,成膜助劑15.0，增稠劑3.0 ; 制備時，包括以下步驟: (1)先將水加入反應釜內，在攪拌轉速為100-300轉/分鐘的條件下依次加入潤濕劑，分散劑，消泡劑，，繼續攪拌30-40分； (2)在攪拌的情況下加入顏料、填料，將攪拌轉數加快到500-800轉/分，高速分散1-1.5小時； (3)接著加入乳液，將 速率調整為800-1000轉分鐘，攪拌30分鐘后停止； (4)把料抽入研磨機進行研磨分散，研磨至細度達到45μ m以下，停機； (5)把研磨好的料抽入配化釜內，加入成膜助劑、消泡劑和增稠劑，調整粘度后即可出料，包裝，即得成品； 所述的乳液為常溫自交聯陰離子丙烯酸乳液，由下述原料通過自由基聚合而成，所述原料及其重量比如下:45 55份去離子水，2^4份乳化劑NP-10，8 12份丙烯酸丁酯，12^18份甲基丙烯酸甲酯，5 15份苯乙烯，Γ8份丙烯腈，Γ1.5份丙烯酸羥乙酯，0.5^1.5份甲基丙烯酸，1.5 2.5份雙丙酮丙烯酰胺，f 2份己二酰肼，0.f 0.3份碳酸氫鈉，0.f 0.4份過硫酸銨，0.Γ0.2份叔丁基過氧化氫，0.Γ0.4份雕白塊和0.3^0.7份氨水； 將乳化劑總量的30% 45%，去離子水總量的45% 55%，單體混合物總量的10% 30%，引發劑總量的50°/Γ70%，攪拌乳化均勻后，定義為a組分； 將乳化劑總量55°/Γ70%，去離子水總量35% 45%開啟攪拌，逐漸滴加剩余單體混合物，控制在I小時內滴加乳化完成，定義為b組分； 將引發劑總量的309Γ50%及雙丙酮丙烯酰胺，溶于去離子水總量的109Γ20%，定義為c組分； 將己二酰肼，溶于少量去離子水中，定義為d組分； 將a組分加入釜底，在氮氣吹出釜內氧氣后快速升溫至85°C，在溫度82°C下同時開始滴加b組分和c組分，滴加時間控制在2 2.5小時，保溫I小時，將溫度降至60°C時滴入d組分0.5小時，緩慢加入叔丁基過氧化氫及雕白塊水溶液，再次保溫I小時，保持體系PH值在4，加入碳酸氫鈉水溶液，降溫至40°C，用氨水調整PH值至8-9之間，攪拌15min后過濾出料。
2.根據權利要求1所述的水性黑板漆，其特征在于，所述的成膜助劑為Texnol、乙二醇單丁醚、丙二醇單甲醚、二丙二醇甲醚中的一種或幾種。
3.根據權利要求1或2所述的水性黑板漆，其特征在于，所述的增稠劑為丙烯酸增稠齊U、聚氨酯增稠劑、有機膨潤土中的一種或幾種。
全文摘要
本發明公開了一種水性黑板漆，解決現有溶劑型黑板漆的溶劑釋放問題。包括下列重量份的各組分水260，分散劑1，潤濕劑1.5，乳液200，消泡劑1，顏料200，填料120，成膜助劑15，增稠劑3；制備時，將水加入反應釜，在100-300轉/分鐘的條件下加入潤濕劑，分散劑，消泡劑，攪拌30-40分；在攪拌情況下加入顏料、填料，在500-800轉∕分條件下高速分散1-1.5小時；接著加入乳液，800-1000轉/分鐘，攪拌30分鐘；把料抽入研磨機，研磨至細度達到45μm以下；把研磨好的料抽入配化釜內，加入成膜助劑、消泡劑和增稠劑，調整粘度后即可出料，包裝，即得成品。本發明采用多種不同性能成膜物進行復配改性，滿足黑板漆的高硬度、耐擦洗、耐磨、防止色彩殘留等要求。
文檔編號C09D7/12GK103242732SQ201310171338
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月11日 優先權日2013年5月11日
發明者王愛民 申請人:山西華豹涂料有限公司